124156 (689872), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

(3.4.)

Содержание летучих в паровой фазе Y₂ будет определятся величиной удельного расхода острого пара, который в канифолеварении принято оценивать по соотношению H₂O:скипидар в дистилляте из паров, отходящих из канифолеварочной колонны:

( 3.5.)

В нашем случае данное соотношение 1:1. Эффективность тарелок канифолеварочной колонны опредляется расходом глухого пара, подаваемого в змеевики и расходом острого пара. Строим равновесную линию процесса десорбции при 137⁰С для верха колонны, при 156⁰С —для средней части и при 173— для нижней части. Рабочая линия имеет вид прямой Y_к−Y_н =(L∕ G)∙(X_н− X_к), тангенс угла наклона которой равен

tgα=(L∕ G) = 0.1169/ 0.593=0.197

Варка канифоли рассматривается как процесс десорбции распределяемого компонента (скипидара) из раствора в нелетучем растворителе (канифоль) инертным газоносителем (водяной пар). При таком подходе мольные потоки канифоли и водяного пара постоянны по высоте колонны. Координаты линии фазового равновесия в относительных мольных долях приведены в таблице 3.1. (опытные данные Е.Барро).

Таблица 3.1.

По графику (рис. 3.1.) определяем число теоретиеских ступеней (тарелок) в колонне: n=12

Графическое определение числа ступеней канифолеварочной колонны.

При 137⁰С

При 156^оС

При 173⁰С

Рис.3.1.

Эффективность тарелок канифолеварочных колонн определяется расходом глухого пара, подаваемого в змеевики, и расходом острого пара. К.п.д. тарелки близок к 1. Примем, что число действительных тарелок

n_д=12/0.8=15 (3.6.)

Максимальный расход паровой фазы в верхней части колонны равен:

V_н=V_п.ск.+ V_в (3.7.)

V_н= (880-2.8)/(3600·4.04)+ 279/(3600·0.48)=0.222 м³/с

При 137⁰С плотность паров скипидара ρ_ск=(136∕22.4)∙(273∕ 410)=4.04 кг/м³; плотность водяного пара ρ_в=0.48 кг/м³.

Примем скорость паров в колонне 0.6 м/с, тогда диаметр колонны:

D=√ V_н / (0.785∙ω) (3.8.)

D=√ 0.222 / (0.785∙0.6)=0. 7м

Стандартный диаметр колонны 0.8м.

Примем расстояние между тарелками 400мм, высоту кубовой части H_с=1м, высоту сепарационной части H_к=2.3м.

Тогда общая высота колонны:

H=(15-1)·0.4+1+2.3=8.9м (3.9.)

Удельная теплота скипидара r_ск=335 кДж/кг, теплота конденсации водяного пара при Р=0.1 МПа r_гр=2024 кДж/кг, расход глухого греющего пара, подаваемого в змеевики колонн определяют по формуле:

D_гр=1.1·Q_исп/r_гр, (3.10)

где 1.1- коэффициент, учитывающий теплпотери, Q_исп – тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара, кВт; r_гр-теплота конденсации водяного пара, кДж/кг.

Q_исп=G_ск·r_гр, (3.11.)

Q_исп=597.2·335/3600=55.57 кВт

Плошадь певерхности теплообмена змеевиков можно ориентировочно рассчитать исходя из количества скипидара, отгоняемого на каждой тарелке. Проведем расчет для первой тарелки сверху.

Масса скипидара, испаряемого на верхней тарелке.

G₁= L·(X_н – X₁) (3.12.)

G₁= 4.37·(0.597 – 0.24)·136=212.17 кг/ч

Тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара.

Q₁=G₁·r_ск (3.13.)

Q₁=212.17·335/3600=19.74 кВт

Расход глухого пара в змеевике первой тарелки будет равен:

D₁=1.1·Q₁/r_гр (3.14.)

D₁=1.1·19.74/2024=0,0107 кг/с = 38.75 кг/ч

Коэффициент теплопередачи глухого пара терепентина примем

400 Вт/м²·⁰С.

Вычислим площадь поверхности теплообмена первой тарелки:

F₁=Q₁/k·(t_н-t_в) (3.15)

F₁=19.74/0.4·(173-140)=1.495 м²

Проведем расчет для второй тарелки сверху.

Масса скипидара, испаряемого на тарелке.

G₂= 4.37·(0.24 – 0.142)·136=58.24 кг/ч

Тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара.

Q₂=58.24·335/3600=5.42 кВт

Расход глухого пара в змеевике второй тарелки будет равен:

D₂=1.1·5.42/2024=0.00295 кг/с = 10.64 кг/ч

Вычислим площадь поверхности теплообмена второй тарелки:

F₂=5.42/0.4·(173-143)=0.452 м²

Проведем расчет для третьей тарелки сверху.

Масса скипидара, испаряемого на тарелке.

G₃= 4.37·(0.142 – 0.06)·136=48.73 кг/ч

Тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара.

Q₃=48.73·335/3600=4.53 кВт

Расход глухого пара в змеевике третьей тарелки будет равен:

D₃=1.1·4.53/2024=0,00246 кг/с = 8.9 кг/ч

Вычислим площадь поверхности теплообмена тарелки:

F₃=4.53/0.4·(173-146)=0.419 м²

Проведем расчет для четвертой тарелки сверху.

Масса скипидара, испаряемого на тарелке.

G₄= 4.37·(0.06 – 0.032)·136=16.64 кг/ч

Тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара.

Q₄=16.64·335/3600=1.549 кВт

Расход глухого пара в змеевике четвертой тарелки будет равен:

D₄=1.1·1.549/2024=0,00084 кг/с = 3.04 кг/ч

Вычислим площадь поверхности теплообмена тарелки:

F₄=1.549/0.4·(173-149)=0.161 м²

Проведем расчет для пятой тарелки сверху.

Масса скипидара, испаряемого на тарелке.

G₅= 4.37·(0.032 – 0.021)·136=6.538 кг/ч

Тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара.

Q₅=6.538·335/3600=0.608 кВт

Расход глухого пара в змеевике пятой тарелки будет равен:

D₅=1.1·0.608/2024=0,00033 кг/с = 1.19 кг/ч

Вычислим площадь поверхности теплообмена тарелки:

F₅=0.608/0.4·(173-152)=0.0724 м²

Проведем расчет для шестой тарелки сверху.

Масса скипидара, испаряемого на тарелке.

G₆= 4.37·(0.021 – 0.015)·136=3.566 кг/ч

Тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара.

Q₆=3.566·335/3600=0.332 кВт

Расход глухого пара в змеевике шестой тарелки будет равен:

D₆=1.1·0.332/2024=0,00018 кг/с = 0.65 кг/ч

Вычислим площадь поверхности теплообмена шестой тарелки:

F₆=0.332/0.4·(173-155)=0.046 м²

Проведем расчет для седьмой тарелки сверху.

Масса скипидара, испаряемого на тарелке.

G₇= 4.37·(0.015 – 0.012)·136=1.78 кг/ч

Тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара.

Q₇=1.78·335/3600=0.166 кВт

Расход глухого пара в змеевике седьмой тарелки будет равен:

D₇=1.1·0.166/2024=0,00009 кг/с = 0.346 кг/ч

Вычислим площадь поверхности теплообмена седьмой тарелки:

F₇=0.166/0.4·(173-158)=0.0377 м²

Проведем расчет для восьмой тарелки сверху.

Масса скипидара, испаряемого на тарелке.

G₈= 4.37·(0.012 – 0.009)·136=1.783 кг/ч

Тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара.

Q₈=1.783 ·335/3600=0.166 кВт

Расход глухого пара в змеевике восьмой тарелки будет равен:

D₈=1.1·0.166/2024=0,00009 кг/с = 0.326 кг/ч

Вычислим площадь поверхности теплообмена тарелки:

F₈=0.166/0.4·(173-161)=0.0346 м²

Проведем расчет для девятой тарелки сверху.

Масса скипидара, испаряемого на тарелке.

G₉= 4.37·(0.009 – 0.0068)·136=1.31 кг/ч

Тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара.

Q₉=1.31 ·335/3600=0.122 кВт

Расход глухого пара в змеевике девятой тарелки будет равен:

D₉=1.1·0.122/2024=0,000066 кг/с = 0.239 кг/ч

Вычислим площадь поверхности теплообмена девятой тарелки:

F₉=0.122/0.4·(173-164)=0.0339 м²

Проведем расчет для десятой тарелки сверху.

Масса скипидара, испаряемого на тарелке.

G₁₀= 4.37·(0.0068 – 0.0056)·136=0.71 кг/ч

Тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара.

Q₁₀=0.71 ·335/3600=0.066 кВт

Расход глухого пара в змеевике десятой тарелки будет равен:

D₁₀=1.1·0.066/2024=0,000036 кг/с = 0.13 кг/ч

Вычислим площадь поверхности теплообмена десятой тарелки:

F₁₀=0.066/0.4·(173-166)=0.0236 м²

Проведем расчет для одиннадцатой тарелки сверху.

Масса скипидара, испаряемого на тарелке.

G₁₁= 4.37·(0.0056 – 0.0048)·136=0.475 кг/ч

Тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара.

Q₁₁=0.475 ·335/3600=0.044 кВт

Расход глухого пара в змеевике одиннадцатой тарелки будет равен:

D₁₁=1.1·0.044/2024=0,000024 кг/с = 0.0868 кг/ч

Вычислим площадь поверхности теплообмена тарелки:

F₁₁=0.044/0.4·(173-168)=0.022 м²

Проведем расчет для двеннадцатой тарелки сверху.

Масса скипидара, испаряемого на тарелке.

G₁₂= 4.37·(0.0048 – 0.0042)·136=0.357 кг/ч

Тепловая мощность, передаваемая змеевиком на испарение скипидара.

Q₁₂=0.357 ·335/3600=0.0332 кВт

Расход глухого пара в змеевике тарелки будет равен:

D₁₂=1.1·0.0332/2024=0,000018 кг/с = 0.065 кг/ч

Вычислим площадь поверхности теплообмена двеннадцатой тарелки:

F₁₂=0.0332/0.4·(173-170)=0.0217 м²

Характеристики

Список файлов курсовой работы