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.