Реконструкция цеха по производству глицерина мощностью 100 т/сутки в городе Красноярске
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
енная в жире глицериновая вода в количестве вж = 384 кг.
В кольцевое пространство противотоком поступает жир, направляемый на расщепление, в количестве М = 4120 кг.
Температура расщепленного жира и содержащейся в нем глицериновой воды:
на входе в теплообменник tН = 220С;
на выходе из теплообменника tк= 165С;
температура саломаса на входе в теплообменник t1 = 65С.
При этих условиях теплоемкость отдельных компонентов характеризуется следующими показателями, ккал/(кг тАв град) :
Жирные кислоты ск0,65
Саломас сс0,56
Глицериновая вода св1,0
Приравнивая приход и расход тепла и учитывая хорошую изоляцию, находят количество передаваемого тепла
Q = (Gр ск + вжсв) (tн - tк)= Мссtх = (3811 тАв 0,65 + 384 тАв1)x
x(220- 165) = 4120 0,56tx = 157 360 ккал.
Откуда повышение температуры саломаса:
Конечная температура саломаса на выходе из теплообменника:
t2= t1 + tx = 65 + 68 = 133С.
Скорость движения жирных кислот и глицериновой воды во внутренней трубе теплообменника:
где fв - площадь сечения внутренней трубы.
При диаметре dв = 57 мм площадь сечения внутренней трубы будет
f = 0,785 тАв 0.0572 = 0,00255 мРЖ.
Скорость движения саломаса в кольцевом пространстве между внутренней и наружной трубами:
где fн - площадь сечения наружной трубы по ее внутреннему диаметру; fн = 0,785 тАв 0,1192 = 0,0111 м2;
fв - площадь сечения внутренней трубы по ее наружному диаметру;
fв = 0,785 0,083 м2 = 0,0054 м2;
рс - плотность саломаса при средней температуре
рс = 864 кг/мi;
p1 - плотность глицериновой воды при температуре р1 = 864 кг/мi.
Поверхность теплопередачи теплообменника находят из известного уравнения
где ? ? коэффициент теплопередачи. Для данных условий принимается к = 150 ккал/ (м2тАвчтАвград);
?tср-средняя разность температур; ?tср определяют как среднюю арифметическую:
град;
град;
град.
Понизитель давления. Аппарат предназначен для понижения давления жирных кислот и глицериновой воды и для отделения от жидкости вторичного пара, образовавшегося вследствие снижения давления в системе. Давление в аппарате на входе 25 ат избыточных, на выходе 1,2 ат. Понизитель давления представляет собой вертикальный цилиндр со сферической крышкой и днищем. Внутри аппарата размещены: сопло диаметром 14 мм, по которому поступает глицериновая вода и жирные кислоты, специальные расширители и зонты для сепарации вторичного пара.
Для отвода отсепарировап-ной жидкости внутри аппарата к нижней части его приварена труба высотой 350 мм, которая закрыта специальным колпачком, вследствие чего создается гидравлический затвор, препятствующий выходу пара вместе с глицериновой водой и жирными кислотами.
Аппарат изготовлен из алюминия или кислотостойкой стали, снабжен предохранительным клапаном, манометром и трубой для отвода вторичного пара.
Расчет понизителя давления сводится к определению объема и размеров его.
Для получения достаточно чистого вторичного пара при выборе размеров понизителя давления следует исходить из того, что его удельная нагрузка должна составлять около 1000 м3 сепарированного пара в час на 1 м3 его рабочего объема.
Рабочий объем понизителя определяют по формуле
где D ? количество вторичного пара, образующегося в понизителе давления в течение 1 ч. Принимают, что в расщепленном жире после выхода его из понизителя давления остается 0,5% влаги, или g=GртАв0,005 = 3811тАв0,005 = 19 кг.
Тогда количество вторичного пара, образующегося в понизителе давления, будет
D = вж - g = 384 - 19 = 365 кг.
Часовая нагрузка на понизитель давления составляет
D = D: ? = 365 : 0,5 = 730 кг/ч.
Vа - удельный объем пара при давлении 1,2 ат избыточных;
Vа = 1,45 м3/кг;
? -допустимое объемное паронапряжение парового пространства аппарата со ? = 800-1000 м3/(м3тАвч). Принимается для расчета понизителя давления ? = 1000 м3/(м3тАвч).
Подставляя найденные значения, получают рабочий объем понизителя давления
При диаметре аппарата d = 1,1 м, его рабочая высота должна быть
Высоту гидравлического затвора h, по практическим данным, принимают равной 0,35 м. Полная высота понизителя давления
H = H1 + h = 1,1 + 0,35 = 1,45 м.
Полный объем понизителя давления Vс = 1,4 м3. Конечную температуру жирных кислот за понизителем давления определяют по тепловому балансу.
Приход тепла в понизителе давления
. Тепло, вносимое жирными кислотами и глицериновой водой (после теплообменника):
Q = (Gр Cв + вжсв) tк = (3811 тАв 0,61 + 384 тАв 1) тАв 165 = 446 700 ккал,
где св - теплоемкость жирных кислот; св = 0,61 ккал/(кг- град).
Расход тепла в понизителе давления
. Тепло, уносимое образующимся водяным паром при степени сухости его х = 0,9, составит
q1= Dхi + D(1 - х)iв = 365 тАв 0,9 тАв 641 + 365 (1 -
0,9) тАв 102 = 214 300 ккал
где i - теплосодержание водяного пара; г = 641 ккал/кг;
iв -теплосодержание воды; 4 = 102 ккал/кг.
Тепло, уносимое жирными кислотами :
q2 = (Gрc+gcв)tх = (3811 тАв 0,55 +19тАв1)tx ккал,
где tx - температура жирных кислот;
с - теплоемкость жирных кислот при этих условиях; с=0,55ккал/(кг Вж град).
Приравнивая приход и расход тепла в понизителе давления, находят
Q - q1 = q2 или 446 700 -214 300 = (3811 тАв 0,55 + 19тАв 1)tx.
Произведя соответствующие вычисления, находим
tx = 109С.