124630 (592990), страница 8

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

Текст из файла (страница 8)

Таким чином кількість безводного спирту, який виходить з колони разом з непастеризованим спиртом відповідно до формули (4.2.4.) складає:

(4.2.4.)

Тоді витрати непастеризованого спирту відповідно до формули (4.2.5.) становитимуть:

(4.2.5.)

Визначаємо кількість безводного спирту у сивушному спирті за формулою (4.2.6.):

(4.2.6.)

Звідси витрати сивушного спирту відповідно до формули (4.2.7.) складуть:

(4.2.7.)

Кількість безводного спирту у погонах парів сивушного масла згідно з формулою (4.2.8.) становитиме:

(4.2.8.)

Звідси витрати погону парів сивушного масла відповідно до формули (4.2.9.) складуть:

(4.2.9.)

Витрати спирту при ректифікації складуть 0,8%, таким чином за формулою (4.2.10.) визначаємо кількість вторинної пари:

(4.2.10.)

Необхідна кількість елюрату для забезпечення роботи колони за формулою (4.2.11.) становитиме при умові вмісту спирту в ньому 43,93% мас:

(4.2.11.)

Таким чином витрати лютерної води визначаємо з рівняння (4.2.12.):

(4.2.12.)

Приймаємо, що флегмове число для ректифікаційної колони складає V=4, при цьому витрати флегми, що повертається в колону, відповідно до формули (4.2.13.) складатимуть:

(4.2.13.)

Величина парового потоку у верхній частині колони відповідно до формули (4.2.14.) має значення:

(4.2.14.)

4.3 Тепловий баланс ректифікаційної колони

Рівняння теплового балансу ректифікаційної колони відповідно до формули (4.3.1.) має вигляд:

(4.3.1.)

де Q_дод – тепло для забезпечення процесу ректифікації, кВт;

Q₁ – тепло, що вноситься в колону з елюратом, кВт;

Q₂ – тепло, що вноситься в колону з флегмою, кВт;

Q₃ – тепло, що виходить з колони разом з парами дистиляту та флегми, кВт;

Q₄ – тепло, що виходить із колони з сивушним спиртом, кВт;

Q₅ – тепло, що виходить із колони з сивушним маслом, кВт;

Q₆ – тепло, що виходить із лютерною водою, кВт;

Q_вт. – втрати тепла в навколишнє середовище, кВт.

Тепло, що вноситься в колону з елюратом визначається за формулою (4.3.2.):

(4.3.2.)

де С_е – питома теплоємність елюрату, кДж/кг град;

С_е = 1,183 кДж/кг град;

t_e – температура елюрату, ⁰С.

Тоді:

Тепло, що вноситься в колону з флегмою, визначаємо за формулою (4.3.3.):

(4.3.3.)

де C_f – питома теплоємкість флегми, кДж/кг.град;

C_f =3,31 кДж/кг град;

Витрати тепла, яке виходить з парами флегми та дистиляту, визначаємо за формулою (4.3.4.):

(4.3.4.)

де i_f – ентальпія флегми, кДж/кг

Витрати тепла, яке виходить з колони із сивушним спиртом визначаємо за формулою (4.3.5.):

(4.3.5.)

де C_n2 –теплоємкість сивушного спирту, кДж/кг.град;

C_n2 =3,939 кДж/кг град;

Витрати тепла, яке виноситься з потоком сивушного масла визначаємо за формулою (4.3.6.):

(4.3.6.)

де i_n3 – ентальпія парів сивушного масла, кДж/кг;

i_n3=1964,5 кДж/кг;

Витрати тепла з лютерною водою визначаємо за формулою (4.3.7.):

(4.3.7.)

де C_л –питома теплоємкість лютерної води, кДж/кг.град;

C_л =4,187 кДж/кг град;

t_л – температура лютерної води, ⁰С.

t_л=103⁰С;

Таким чином витрати граючої пари складуть (4.3.8.):

(4.3.8.)

де J – ентальпія граючої пари, кДж/кг;

J=2724,8 кДж/кг;

t_л – температура конденсату, ⁰С;

t_л=128 ⁰С.

(4.3.9.)

де х- коефіцієнт, що враховує витрати тепла в навколишнє середовище;

х=1,05.

Питомі витрати граючої пари на 1 кг безводного спирту визначаємо за формулою (4.3.10.):

(4.3.10.)

4.4 Гідравлічний розрахунок ректифікаційної колони

Загальні втрати тиску на тарільці визначається за формулою (4.4.1.):

(4.4.1.)

де Δр_п – опр сухих тарілок, Па;

Δр_п.р. – опір паро рідинного прошарку, Па;

Δр_б – опір за рахунок наявності поверхневого натягу, для ковпачкових тарілок ним можна знехтувати.

Опір сухої тарілки становитиме (4.4.2.):

(4.4.2.)

де – Σβ – сума коефіцієнтів місцевих опорів.

Для ковпачкових тарілок величину Σβ можна визначити за формулою (4.4.3.):

(4.4.3.)

Таким чином:

Опір паро рідинного прошарку визначаємо за формулою (4.4.4.):

(4.4.4.)

де z – глибина барботажу, м

Глибину барботажу визначаємо з формули (4.4.5.):

(4.4.5.)

де h – відстань між тарілками;

h=170 мм;

W – швидкість руху пари в міжтарілчатому просторі;

W=0,54 м/с.

Таким чином:

Тоді:

Таким чином загальний опір тарілок становитиме:

4.5 Розрахунок та підбір допоміжного обладнання

Ваги. Для зважування меляси використовують платформні ваги на 10 т. Продуктивність їх визначається по діаметру, який дорівнює 240 мм. При швидкості самопливу меляси 0,25 м/с, витрата секундна її буде дорівнювати відповідно до формули (4.5.1.):

(4.5.1.)

Час заповнення збірника на вагах при 10-тонному навантаженні складе відповідно до формули (4.5.2.):

(4.5.2.)

Кількість зважувань складе відповідно до формули (4.5.3.):

(4.5.3.)

де Щ - добова витрата меляси, т;

10 – граничне навантаження вагів, т.

Тривалість зважування добової витрати меляси при встановленні одних вагів дорівнює відповідно до формули (4.5.4.):

(4.5.4.)

Вагове відділення спиртового заводу працює в одну3 зміну, тому необхідно встановити двоє десятитонних вагів.

Напірний збірник соляної кислоти. Збірник розраховується, виходячи з добового запасу, який складає 2,7 м³. Враховуючи коефіцієнт наповнення збірника, його ємність повинна складати (4.5.5.):

(4.5.5.)

На заводі є збірник об’ємом 5 м³.

Його розміри Н=2920 мм.

Д=1770 мм.

Напірний збірник ортофосфорної кислоти. Добові витрати розчину ортофосфорної кислоти складають 1,1 м³, а враховуючи коефіцієнт заповнення 0,9 об’єм збірника відповідно до формули (4.5.6). складе:

(4.5.6.)

На заводі є збірник ортофосфорної кислоти V=1,5 м³, з розмірами

Н=1000 мм

Д=1380 мм.

Збірник розчину карбаміду. Добова витрата розчину карбаміду складе 1,1 м³. Об’єм збірника при коефіцієнті заповнення 0,9 складе 1,2 м³.

На заводі є збірник з об’ємом 1,5 м³ і розмірами

Д=1000 мм;

Н=1380 мм.

Апарати для антисептування меляси. У відділенні встановлено два апарати об’ємом 44 м³ кожний. При коефіцієнті заповнення 0,9 корисна їх ємність дорівнює 44^.0,9=40 м³.

Працює відділення в три зміни. В кожній зміні готується 6 заторів. За добу готується попередньої розсиропки з антисептиком і поживними речовинами 688 м³, а за зміну 223 м³.

Тоді на один затор приходиться 223:6=38 м³. Що вміщується в один апарат.

Насос для перекачування антисептованої меляси. При добовій витраті антисептованого сусла 688 м³/год, його подається в напірний збірник 29 м³.

Встановлюють два насоси СОТ – 30. Їх характеристика:

Q=30 м³/год;

Н=25 м;

N=10 кВт;

n=1600 об/хв.

Напірний збірник сусла. Ця ємкість повинна вміщати тридцятихвилинний запас сусла (4.5.7.):

(4.5.7.)

де – V_ас – часова витрата сусла, м³;

0,9 – коефіцієнт заповнення збірника.

На заводі встановлено збірник об’ємом 19,6 м³ з розмірами

Д=2350 мм;

Н=3600 мм.

Діаметр патрубків для меляси – 125 мм, для води – 100 мм.

Дріжджегенератори. Згідно даних Колоскова загальний об’єм дріжджегенераторів для одно потокової вдосконаленої схеми повинен складати 30 м³ на тисячу дал добової продуктивності заводу. Для даного проекту це 300 м³.

До встановлення приймаються дріжджегенератори об’ємом 72 м³.

При співвідношенні висоти до діаметра 1,5:1, розміри їх будуть:

Д=4220 мм;

Н=6330 мм.

Піноловушка. Об’єм її повинен складати 40% від об’єму одного дріжджегенератора, тобто 28,8 м³.

На заводі встановлена ловушка об’ємом 30 м³ з розмірами:

Д=3,0 м;

Н=4,5 м.

Апарат чистої культури. Об’єм великого АЧК повинен складати 25% від об’єму дріжджегенератора. Відповідно до формули (4.5.8.) він складатиме:

(4.5.8.)

На заводі встановлений великий АЧК при співвідношенні Н:Д=1,6:1 розміри його будуть дорівнювати відповідно з формулою (4.5.9.):

. (4.5.9.)

Ємність малого АЧК повинна складати 2,5% від об’єму дріжджегенератора. Відповідно до формули (4.5.10.) він складатиме:

(4.5.10.)

На заводі встановлений малий АЧК з розмірами:

Д=1,2 м;

Н=1,44 м.

Спиртоловушка дріжджегенераторного відділення. З метою зменшення втрат спирту з видаляємими в атмосферу СО₂, встановлюємо у відділенні спиртоловушку з розмірами:

Н=5250 мм;

Д=300 мм.

Бродильний апарат. Розрахунок дріжджебродильної батареї проводять по спиртозйому з одиниці геометричного об’єму.

Визначивши загальну геометричну ємність дріжджегенераторів V_др за формулою (4.5.11.):

(4.5.11.)

де 10000 – добова продуктивність заводу;

7,5 – спиртоз’єм з 1 м³ бродильного апарату.

Об’єм бродильної батареї знаходимо відповідно до формули (4.5.12.):

(4.5.12.)

На заводі є 12 бродильних апаратів по 120 м³, загальна ємність 1440м³. Розміри апарату:

Д=4700 мм;

Характеристики

Список файлов ВКР