124630 (592990), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Сировиною для виробництва спирту є меляса. Вона являється побічним продуктом при виробництві цукру.

Меляса представляє собою темно-коричневу в’язку рідину із специфічним запахом, що обумовлений продуктами карамелізації цукрів (карамелі) і конденсації амінокислот з моноцукрами (меланоїдиини), а також три метиламіном, що є продуктом розкладання бетаїну і присутній в мелясі в невеликій кількості.

Хімічний склад нормальної меляси, що забезпечує нормальний вихід, характеризується даними, що приведені в таблиці 3.3.1.

Таблиця 3.3.1 - Хімічний склад нормальної меляси.

До допоміжних матеріалів основного виробництва можна віднести формалін, соляна кислота, гашене вапно, карбамід, діамонійфосфат, фосфорна кислота.

Тобто фосфору, а нерідко ц азоту, що знаходиться в мелясі недосить для нормальної життєдіяльності дріжджів, тому в неї добавляють в якості першого джерела ортофосфорну кислоту, а в якості другого джерела – сульфат амонію, карбамід чи діафоній фосфат, який містить оба ці елементи.

Для підкислення дріжджового сусла в виробництві спирту з меляси використовують сірчану або соляну кислоту.

В виробництві спирту для мийки обладнання та пригнічення сторонньої мікрофлори використовують миючі та антимікробні речовини.

Таблиця 3.3.2 - Допоміжні матеріали.

4. Розрахунок основного та допоміжного обладнання

4.1 Конструктивний розрахунок ректифікаційної колони

Теоретичну кількість тарілок ректифікаційної колони визначаємо графічно за допомогою побудови кривої рівноваги та робочої лінії колони.

Для цього проводимо побудову вищевказаних ліній в масштабі 5мм – 4% мол (додаток №1).

Значення величини переводимо у % мол.: , при цьому знаходимо величину В за формулою (4.1.1.) та відкладаємо її на осі ординат:

(4.1.1.)

Величину переведемо в % мол. і відкладаємо на осі абсцис

Визначаємо графічним шляхом число зміни концентрацій верхньої та нижньої частини колони.

Для верхньої частини колони

Для нижньої частини колони

Для нижньої частини колони на ділянці зміни концентрацій в межах х=0,002 %мол. до х_n=0,2 %мол. необхідну кількість теоретичних тарілок визначаємо за формулою Сореля (4.1.2.):

(4.1.2.)

де G – величина парового потоку, кмоль;

Величина рідинного потоку L визначається за формулою (4.1.3.)

(4.1.3.)

де L^/ – величина потоку елюрату, кмоль;

L^/ =79,5 кмоль;

L^// – величина потоку флегми, кмоль;

L^//=80,9 кмоль.

Таким чином:

Тоді загальне число тарілок для нижньої частини колони складає (4.1.4.):

(4.1.4.)

Тоді дійсне число тарілок для нижньої частини колони буде дорівнювати (4.1.5.):

(4.1.5.)

де η – коефіцієнт корисної дії тарілок;

η=0,5.

Приймаємо n_д=11 шт.

Враховуючи неможливість точного визначення числа тарілок графічним шляхом приймаємо з урахуванням визначеної графічним шляхом n_т^в=20 шт.

При цьому дійсне число тарілок визначемо з урахуванням їх коефіцієнта корисної дії (4.1.6.):

(4.1.6.)

Таким чином загальна кількість тарілок складає (4.1.7.):

(4.1.7.)

Швидкість руху пари у вільному перерізі колони для багатоковпачкових тарілок визначаємо за формулою (4.1.8.):

(4.1.8.)

де А і m – величини, які при відстані між тарілками 170 мм, відповідно дорівнюють: А=0,7, m=0,515.

ρ_n – визначаємо в залежності від міцності та тиску у верхній частині колони.

ρ_n=1,3 кг/м³.

При цьому:

Площу поперечного перерізу колони визначаємо з урахуванням можливої фор фаски колони за формулою (4.1.9.):

(4.1.9.)

Таким чином діаметр колони складає (4.1.10.):

(4.1.10.)

Приймаємо діаметр колони 1600 мм при цьому дійсна швидкість парового потоку буде (4.1.11.):

(4.1.11.)

Висоту колони визначаємо за формулою (4.1.12.):

(4.1.12.)

де h – відстань між тарілками, мм;

h=170 мм;

h₁ – відстань від нижньої тарілки концентраційної частини колони до верхньої тарілки виварної частини колони;

(4.1.13.)

h₂ – відстань від верхньої тарілки до кришки;

(4.1.14.)

h₃ – відстані від днища до першої нижньої тарілки;

(4.1.15.)

h₄ – висота кришки;

(4.1.16.)

h₅ – відстань днища від патрубка для виведення лютерної води;

(4.1.17.)

30 мм – товщина днища.

Тоді:

Діаметри патрубків для підводу та відводу продуктів визначаємо за формулою (4.1.18.):

(4.1.18.)

де G – витрати продуктів, кг/с;

ρ – густина відповідного продукту, кг/м³;

ω – швидкість руху продуктів у патрубку, м/с.

Таким чином діаметр патрубка для відводу водно-спиртових парів має таку величину:

Приймаємо діаметр патрубка 350 мм.

Діаметр патрубка для вводу елюорату:

Приймаємо діаметр патрубка 60 мм.

Визначаємо діаметр патрубка для відводу спирту-ректифікату з урахуванням загальної кількості патрубків, що працюють одночасно (4.1.19.):

(4.1.19.)

де n – кількість одночасно працюючих патрубків;

n=4.

Приймаємо діаметр патрубка 45 мм.

Діаметр патрубка для вводу флегми становитиме (4.1.20.):

(4.1.20.)

де n – кількість одночасно працюючих патрубків;

n=1.

Приймаємо діаметр патрубка 150 мм.

Діаметр патрубка для відведення лютерної води:

Приймаємо діаметр патрубка 500 мм.

Кількість рідинної суміші, що циркулює через кип’ятильник знаходимо по формулі (4.1.21.):

(4.1.21.)

Тоді діаметр патрубка для підключення кип’ятильника становитиме:

Приймаємо діаметр патрубка 75 мм.

Площу поперечного перерізу ковпачків приймаємо рівною площі всього перерізу колони, тоді швидкість пари в горловинах ковпачків становитиме (4.1.22.):

Визначаємо необхідне число ковпачків на тарілці колони (4.1.23.):

(4.1.23.)

де Д₁ – прийнятий діаметр ковпачків, мм;

Д₁=100 мм.

До установки приймаємо типову тарілку ТСК – Р з діаметром 1600 мм, числом ковпачків 66 шт. та діаметром ковпачка 100 мм.

Для стікання рідини встановлюємо три зливні стакани, при цьому висота їх над тарілкою становитиме 5 мм.

Діаметр зливного стакану (4.1.24.):

(4.1.24.)

Приймаємо діаметр зливного стакану 50 мм.

4.2 Матеріальний баланс ректифікаційної колони

Враховуючи, що густина безводного спирту складає ρ = 0,79 кг/дм³, продуктивність ректифікаційної колони по безводному спирту згідно з рівнянням (4.2.1.) складає:

(4.2.1.)

При цьому, враховуючи, що масовий вміст абсолютного спирту в спирті-ректифікаті складає 94,2% мас, кількість дистиляту відповідно рівнянню (4.2.2.) становитиме:

(4.2.2.)

Так, як в ректифікаційній колоні здійснюється відбір безводного спирту з непастеризованими спиртами, сивушним спиртом, сивушним маслом, та враховуючи його втрати в лютері визначаємо витрати вищезгаданих продуктів за формулою (4.2.3.):

(4.2.3.)

де: G'_n – витрати відповідного продукту; кг/с

x_n – процентний вміст безводного спирту у відповідному продукті; % мас.

Характеристики

Список файлов ВКР