1. Sarcina de proiectare

2. Partea teoretică

3. Schema coloanei de rectificare

4. Calculul coloanei de rectificare

4.1 Bilanțul material. Ecuații ale liniilor de lucru

4.5 Proiectarea termică a instalaţiei

Lista surselor utilizate

1. Sarcina de proiectare

Calculați și proiectați o coloană de rectificare (tip placă) pentru separarea unui amestec de acid acetic - apă furnizată în cantitate de 10 tone pe oră. Compoziția amestecului inițial este 10% în greutate acid acetic și 90% în greutate apă. Conținutul necesar de acid acetic în distilat este de 0,5% (greutate), iar reziduul de distilare este de 70% (greutate). Rectificarea se efectuează sub presiune atmosferică. Aburul de încălzire are o presiune de P g = 3 atm.

Specificatii tehnice

1. Aparatul este conceput pentru a separa un amestec de acid acetic - apă cu o concentrație de 10% (masă).

2. Aburul de încălzire are o presiune P = 3 atm.

3. Temperatura mediului într-un cub până la 105 ° С.

4. Mediul din aparat este netoxic.

5. Tip plăci - perforate.

6. Numărul de plăci - 33.

Cerinte tehnice

1. În timpul fabricării, testării și livrării aparatului, trebuie îndeplinite următoarele cerințe:

A) GOST 12.2.003-74 „Echipamente industriale. Cerințe generale Securitate "

B) GOST 26-291-79 "Vase și aparate sudate din oțel. Cerințe tehnice"

2. Materialul plăcilor sau părților coloanei în contact cu lichidele care trebuie separate sau vaporii acestora este din oțel Х18НЮТ GOST 5949-75, celelalte elemente ale coloanei sunt din oțel ВСт Зсп. GOST 380-71.

3. Testați dispozitivul pentru rezistență și etanșeitate hidraulic:

A) în poziție orizontală - cu o presiune de 0,2 MPa;

B) în poziție verticală - în vrac.

4. Conexiuni sudate trebuie să îndeplinească cerințele din ОН 26-01-71-68 „Sudarea în inginerie chimică”. Sudura in St Zsp. Produceți cu un electrod de grad ANO-5-4,5-2 în conformitate cu GOST 9467-75.

5. Cusăturile de sudură în cantitate de 100% sunt controlate prin examinare cu raze X.

6. Garnituri din paronit PON-1 GOST 481-71.

7. Extindere nespecificată a fitingurilor 150 mm.

8. Dimensiuni pentru referință.

2. Partea teoretică

Rectificarea este un proces de evaporare parțială multiplă a condensării vaporilor lichizi. Procesul se realizează prin contactul cu fluxuri de vapori și lichide cu temperaturi diferite și se desfășoară de obicei în coloane. La fiecare contact cu lichidul se evaporă o componentă predominant cu punct de fierbere scăzut, cu care vaporii sunt îmbogățiți din vapori, se condensează o componentă predominant cu punct de fierbere ridicat, trecând în lichid. Acest schimb bidirecțional de componente, repetat de multe ori, face posibilă în final obținerea de vapori reprezentând o componentă aproape pură cu punct de fierbere scăzut. După condensare într-un aparat separat, acești vapori dau distilat (rectificat) și reflux - lichid returnat pentru a iriga coloana și a interacționa cu paturile care se ridică. Aburul este obținut prin evaporare parțială din partea inferioară a coloanei reziduului, care este o componentă aproape pură cu punct de fierbere ridicat.

Rectificarea este cunoscută încă de la începutul secolului al XIX-lea ca unul dintre cele mai importante procese tehnologice, în special în industria alcoolului și a petrolului. În prezent, rectificarea este din ce în ce mai utilizată în diverse domenii ale tehnologiei chimice, unde izolarea componentelor în formă pură este foarte importantă (în producerea de sinteză organică, izotopi, polimeri, semiconductori și diverse alte substanțe de înaltă puritate).

Procesul de rectificare se realizează prin contact multiplu între fazele lichide și de vapori neechilibrate care se deplasează una față de cealaltă.

Când fazele interacționează între ele, se produce transferul de masă și căldură datorită tendinței sistemului la o stare de echilibru. În urma fiecărui contact, componentele sunt redistribuite între faze: vaporii sunt oarecum îmbogățiți cu o componentă cu punct de fierbere scăzut, iar lichidul - cu una cu punct de fierbere ridicat. Contactarea multiplă duce la separarea aproape completă a amestecului original.

Dispozitivul aparatului de rectificare.

Orez. 1 Coloană de distilare continuă.

1 - coloană; 2 - un cazan; 3 - condensator de reflux

Astfel, absența echilibrului (și, în consecință, prezența unei diferențe de temperatură între faze când fazele se mișcă cu o anumită viteză relativă și contactarea lor multiplă sunt condiții necesare pentru efectuarea redresării.

Procesele de rectificare se desfășoară periodic sau continuu la diferite presiuni: la presiune atmosferică, sub vid (pentru separarea amestecurilor de substanțe cu punct de fierbere ridicat) și, de asemenea, sub presiune mai mare decât cea atmosferică (pentru separarea amestecurilor care sunt gazoase la temperaturi normale).

Pentru a efectua procese de rectificare sunt utilizate aparate de diferite modele, ale căror tipuri principale nu diferă de tipurile corespunzătoare de absorbanți.

În instalațiile de rectificare se folosesc în principal două tipuri de aparate:

coloane de rectificare împachetate și în formă de disc. De asemenea, pentru rectificare.

sunt folosite film de vid și coloane de rotor de diferite modele

Ambalat, barbotator și, de asemenea, unele coloane de film sunt similare coloanelor de absorbție în ceea ce privește proiectarea dispozitivelor interne (tăvi, corpuri ambalate etc.). Cu toate acestea, spre deosebire de absorbanți, coloanele de distilare sunt echipate cu schimbătoare de căldură - un boiler (alc) și un condensator de reflux (Fig. 1). În plus, pentru a reduce pierderile de căldură către mediu, redresoarele sunt acoperite cu izolație termică.

Fig- 2. Opțiuni pentru instalarea condensatoarelor de reflux

a - pe coloană: b - sub vârful coloanei;

1 - deflegmatoare; 2 - coloane: 3 - pompa.

Un cazan sau un cub este conceput pentru a transforma o parte din lichidul care curge din coloană în abur și a furniza abur în partea inferioară (sub duze sau tava inferioară). Cazanele au o suprafață de încălzire asemănătoare unei bobine sau sunt un schimbător de căldură cu carcasă și tub, încorporat în partea inferioară a coloanei. Mai convenabile pentru reparație și înlocuire sunt cazanele externe, care sunt instalate sub coloană pentru a asigura circulația naturală a lichidului.

Deflegmatorul, conceput pentru a condensa vapori și pentru a furniza reflux (reflux) coloanei, este un schimbător de căldură înveliș și tub, în ​​spațiul învelișului și tubului căruia se condenează de obicei vapori, iar un agent de răcire (apa) se deplasează în țevile.

Orez. 3. Coloana de plasă.

a - o diagramă a dispozitivului de coloană; b - o diagramă a dispozitivului plăcii; 1 - caz; 2 - farfurie; 3 - conducta de preaplin; 4 - sticla.

În cazul condensării parțiale a vaporilor, condensatorul de reflux este amplasat direct deasupra coloanei pentru a asigura o mai mare compactitate a instalației, sau în exteriorul coloanei (Fig. 2). În acest caz, condensul (refluxul) din partea inferioară a condensatorului de reflux este alimentat direct prin etanșarea hidraulică în partea de sus a coloanei, deoarece în acest caz nu este nevoie de un divizor de reflux.

În cazul condensării complete a vaporilor în condensatorul de reflux, acesta se instalează deasupra coloanei, direct pe coloană sau sub vârful coloanei pentru a reduce înălțimea totală de instalare. În ultimul caz, refluxul de la condensatorul de reflux 1 este alimentat în coloana 2 printr-o pompă. Această amplasare a condensatorului de reflux este adesea folosită la instalarea coloanelor de rectificare în afara clădirilor, ceea ce este mai economic în climatul temperat.

Coloane cu bule (disc).(Figura 3). Aceste dispozitive sunt cele mai utilizate în procesele de rectificare. Acestea sunt aplicabile pentru capacități mari, o gamă largă de modificări ale sarcinilor cu abur și lichid pot asigura o separare foarte clară a amestecurilor.Dezavantajul dispozitivelor de barbotare - rezistența hidraulică relativ mare - nu este semnificativ în condiții de rectificare. În timpul redresării, o creștere a rezistenței hidraulice duce doar la o ușoară creștere a presiunii și, în consecință, la o creștere a punctului de fierbere al lichidului din boilerul pe coloană. Cu toate acestea, același dezavantaj rămâne important pentru procesele de rectificare sub vid.

Plăci de sită. (Fig. 3)... Coloana cu tăvi perforate este un corp cilindric vertical cu tăvi orizontale, în care un număr important de găuri cu diametrul de 1-5 mm sunt găurite uniform pe toată suprafața. Gazul trece prin orificiile tăvii și este distribuit în lichid sub formă de mici fluxuri și bule. Tăvile de sită se caracterizează prin simplitatea dispozitivului, ușurința instalării, inspecției și reparațiilor. Rezistența hidraulică a acestor tăvi este scăzută. Tăvile perforate funcționează stabil într-o gamă destul de largă de viteze ale gazului, iar la anumite încărcări de gaz și lichid, aceste tăvi sunt foarte eficiente. Cu toate acestea, tăvile cu sită sunt susceptibile la contaminanți și sedimente care înfundă deschiderile tăvii.

Tavi cu capac cu bule.

Sunt mai puțin sensibile la contaminare decât cele perforate și se caracterizează printr-un interval mai mare de funcționare stabilă a coloanei cu tăvi cu capac cu bule. Gazul intră în tavă prin țevile de ramificație, apoi se sparge prin fantele capacului într-un număr mare de jeturi separate. În plus, gazul trece printr-un strat de lichid care curge peste tavă de la un dispozitiv de scurgere la altul.

Orez. 4. Schema de funcționare a tăvii cu capac cu bule

La deplasarea prin pat, o parte semnificativă a jeturilor mici se dezintegrează, iar gazul este distribuit în lichid sub formă de bule. Viteza de formare a spumei direct pe coloană sau sub partea superioară a coloanei pentru a reduce înălțimea totală de instalare. În ultimul caz, refluxul de la condensatorul de reflux 1 este alimentat în coloana 2 printr-o pompă. Această amplasare a condensatorului de reflux este adesea folosită la instalarea coloanelor de rectificare în afara clădirilor, ceea ce este mai economic în climatul temperat.

Coloane cu bule (disc). (Figura 3). Aceste dispozitive sunt cele mai utilizate pe scară largă în procesele de rectificare. Sunt aplicabile pentru capacități mari, o gamă largă de încărcări de abur și lichid și pot oferi o separare foarte clară a amestecurilor. Dezavantajul aparatelor cu barbotare este rezistența hidraulică relativ mare - în condițiile în care rectificarea nu este semnificativă. În timpul redresării, o creștere a rezistenței hidraulice duce doar la o ușoară creștere a punctului de fierbere a lichidului din boilerul pe coloană. Cu toate acestea, același dezavantaj rămâne important pentru procesele de rectificare sub vid.

În astfel de coloane se folosesc diverse tipuri de tăvi: perforate, capac, fail, supapă, placă etc.

Plăci de sită. (Fig. 3). Coloana cu tăvi perforate este un corp cilindric vertical cu tăvi orizontale, în care un număr important de găuri cu diametrul de 1-5 mm sunt găurite uniform pe toată suprafața. Gazul trece prin orificiile tăvii și este distribuit în lichid sub formă de mici fluxuri și bule.Tăvile cu sită se caracterizează prin simplitatea dispozitivului, ușurința instalării, inspecției și reparațiilor. Rezistența hidraulică a acestor tăvi este scăzută. Tăvile cu sită funcționează stabil într-o gamă destul de largă de viteze ale gazului, iar la o anumită sarcină de gaz și lichid, aceste tăvi sunt foarte eficiente. Cu toate acestea, tăvile cu sită sunt susceptibile la contaminanți și sedimente care înfundă deschiderile tăvii.

Tavi cu capac. Sunt mai puțin sensibile la contaminare decât cele perforate și se caracterizează printr-un interval mai mare de funcționare stabilă a coloanei cu tăvi cu capac cu bule. Gazul intră în tavă prin țevile de ramificație, apoi se sparge prin fantele capacului într-un număr mare de jeturi separate. În plus, gazul trece printr-un strat de lichid care curge peste tavă de la un dispozitiv de scurgere la altul. La deplasarea prin pat, o parte semnificativă a jeturilor mici se dezintegrează, iar gazul este distribuit în lichid sub formă de bule. Rata de spumă și stropire pe tăvile cu capac cu bule depinde de viteza gazului și de adâncimea scufundării capacului în lichid. Tavile pentru capac sunt realizate cu preaplin de lichid radial sau diametral. Tăvile cu capac cu bule funcționează stabil în cazul schimbărilor semnificative ale încărcăturilor de gaz și lichid. Dezavantajele lor includ complexitatea dispozitivului și costul ridicat, încărcăturile finale scăzute de gaz, rezistența hidraulică relativ mare și dificultatea de curățare.

Plăci de supape. (fig. 5). Principiul de funcționare al discurilor de supapă constă în faptul că o supapă rotundă, care se află liber peste deschiderea discului, modifică debitul de gaz în funcție de greutatea sa și ajustează automat dimensiunea zonei de joc dintre supapă și planul discului pentru trecerea gazului și menține astfel o viteză constantă a gazului în timpul curgerii sale în stratul de bule.

Ras. 5. Plăci de supape.

a, b - cu capace rotunde; c, cu o supapă lamelară; g - balast; 1 - supapă; 2 - bracket-limiter; 3 - balast.

În același timp, odată cu creșterea vitezei gazului în coloană, rezistența hidraulică a plăcii supapei crește nesemnificativ. Ridicarea supapei este limitată de înălțimea suportului limitator și de obicei nu depășește 8 mm.

Avantajele discurilor de supapă: debit relativ mare de gaz și stabilitate hidrodinamică, eficiență ridicată constantă într-o gamă largă de sarcini cu gaz.

Coloane pline... Aceste coloane folosesc diferite tipuri de ambalare, dar ambalarea cu inel Raschig este cea mai comună în industrie. Rezistența hidraulică mai mică a coloanelor împachetate în comparație cu coloanele cu barbotare este deosebit de importantă pentru rectificarea sub vid. Chiar și cu un vid semnificativ în partea superioară a coloanei, datorită rezistenței hidraulice ridicate, vidul acestuia în cazan poate fi insuficient pentru reducerea necesară a punctului de fierbere al amestecului inițial.

Pentru a reduce rezistența hidraulică a coloanelor de vid, folosesc umpluturi cu cel mai mare volum liber posibil.

Coloana de distilare în sine nu trebuie să elimine căldura. Prin urmare, dificultatea de a îndepărta căldura din coloanele împachetate este mai degrabă un avantaj decât un dezavantaj al coloanelor împachetate în condiţiile procesului de rectificare.

Mașini de filmare... Aceste dispozitive sunt utilizate pentru rectificarea în vid a amestecurilor cu stabilitate termică scăzută atunci când sunt încălzite (de exemplu, diverși monomeri, polimeri, precum și alte produse de sinteză organică).

În aparatele de rectificare de tip film se obține o rezistență hidraulică scăzută. În plus, retenția de fluid pe unitate de volum a aparatului de operare este mică. Numărul redresoarelor de film include coloane cu împachetare obișnuită sub formă de pachete de tuburi verticale cu diametrul de 6-20 mm (coloane multitubulare), precum și pachete de împachetare plan-paralelă sau fagure cu canale de diferite forme, table metalice confectionate si perforate sau plasa metalica.

Dezavantajele coloanelor rotorului: înălțime și diametru limitate (datorită complexității producției și cerințelor pentru rezistența și rigiditatea rotorului), precum și costurile de operare ridicate.

3. Schema instalatiei de rectificare

Schema schematică a unei instalații de redresare

Descrierea instalației de rectificare

O diagramă schematică a instalației de rectificare este prezentată în Fig. Amestecul inițial din rezervorul intermediar 9 de către pompa centrifugă 10 este alimentat la schimbătorul de căldură 5, unde este încălzit până la punctul de fierbere. Amestecul încălzit intră în separare în coloana de rectificare/tava de alimentare, unde compoziția lichidului este egală cu compoziția amestecului inițial XF.

Curgând în jos pe coloană, lichidul interacționează cu vaporii în creștere formați în timpul fierberii lichidului din fundul cazanului 2. Compoziția inițială a vaporilor este aproximativ egală cu compoziția fundului Xw, adică. epuizat într-o componentă foarte volatilă. Ca rezultat al schimbului de masă cu lichid, vaporii sunt îmbogățiți cu o componentă foarte volatilă. Pentru o îmbogățire mai completă, partea superioară a coloanei este refluxată în conformitate cu un raport de reflux dat cu o compoziție lichidă (de reflux) XP, care se obține în condensatorul de reflux 3 prin condensarea vaporilor care părăsesc coloana. Apoi lichidul este trimis la separatorul de reflux 4. O parte din condensat este îndepărtată din condensatorul de reflux sub formă de produs finit al separării distilatului, care este răcit în schimbătorul de căldură 6 și trimis la colectorul de distilat 11 prin intermediul a pompei 10.

Din partea inferioară a coloanei, pompa 10 extrage continuu lichidul de fund - un produs îmbogățit cu o componentă slab volatilă, care este răcit într-un răcitor de reziduuri 7 și trimis într-un vas 8. Astfel, un proces continuu neuniform de separare. amestecul binar inițial într-un distilat cu un conținut ridicat de component volatil se efectuează în coloana de distilare și un reziduu de distilare îmbogățit cu o componentă nevolatilă.

4. Calculul coloanei de rectificare

4.1 Calculul bilanțului de materiale

Ecuațiile bilanțului de materiale pentru o coloană de distilare continuă, ținând cont de numărul de fluxuri de intrare și de ieșire, are următoarea formă:

G F = G D + G W (1)

unde G F este cantitatea de amestec care intră în separare, kg/s;

G D - debitul masic al distilat, kg/s;

G W - debitul masic al reziduului de cuvă, kg/s;

G F ∙ X F = G D ∙ X D + G W ∙ X W (2)

unde X D este concentrația componentului cu punct de fierbere scăzut din distilat, fracția de masă;

X W este concentrația componentului cu punct de fierbere scăzut în reziduul de distilare, fracțiuni de masă;

X F este concentrația componentei cu punct de fierbere scăzut din amestecul inițial, fracțiuni de masă.

Pentru a găsi debitul masic al distilatului X D și debitul masic al reziduului de distilare X W, înlocuim datele inițiale în ecuația (1) și în ecuația (2). Apoi rezolvăm aceste ecuații împreună.

G D + G W = 10000

G D ∙ 0,995 + G W ∙ 0,3 = 10000 ∙ 0,9

G D ∙ 0,995 + (1000-G D) ∙ 0,3 = 9000

0,695 ∙ G D = 9000 - 3000

0,695 ∙ G W = 6000

G D = 8633 kg/h

G D = 10000 - 8633 = 1367 kg/h

Debitul masic al distilatului: G D = 8633 kg/h

Debitul masic al reziduului de distilare: G W = 1367 kg/h

Pentru calcule ulterioare, vom exprima concentrația de furaj, distilat și încălțăminte în fracțiuni molare.

(3)

unde X F este concentrația componentei cu punct de fierbere scăzut din alimente, fracții molare;

M în - masa molară a componentei cu punct de fierbere scăzut, kg / mol;

M ux este masa molară a componentei cu punct de fierbere ridicat, kg / mol;

M ux = 60 kg / kmol;

M in = 18 kg/kmol;

(4)

unde X D este concentrația componentului cu punct de fierbere scăzut din distilat, fracții molare

(5)

unde X W este concentrația componentului cu punct de fierbere scăzut din reziduul de distilare, fracții molare.

Să substituim datele inițiale în formula (3), în formula (4) și în formula (5) și găsim conținutul de acid acetic în amestec (aliment), în distilat și în reziduul de distilare.

X F =

X D =

X W =

Debitul molar relativ de alimentare este determinat de ecuația:

(6)

Pentru calcule suplimentare, trebuie să construim o curbă de echilibru în coordonate
pentru sistemul alcool etilic-apă la presiune atmosferică.

Aici
- fracții molare de apă în lichid și în vapori în echilibru cu aceasta.

RB și RT - presiunea vaporilor saturați ai apei și acidului acetic, respectiv P - presiunea totală

Toate datele necesare pentru construirea curbei de echilibru sunt prezentate în Tabelul 1.

Tabelul 1. Compoziții de echilibru de lichid și vapori pentru sistemul Acid acetic - apă

Conform tabelului 1, construim o curbă de echilibru

Fig. 2. Curba de echilibru în coordonate pentru sistemul acid acetic - apă.

Numărul minim de reflux
este determinată de ecuația:

(7)

unde F * este concentrația componentei cu punct de fierbere scăzut din vapori în echilibru cu lichidul de alimentare.

F * = 0,977

Înlocuim toate datele necesare în ecuația (7) și găsim numărul minim de reflux R min

Numărul de lucru al refluxului R este determinat de ecuația:

Înlocuiți valoarea numerică a numărului minim de reflux R min în ecuația (8) și determinați numărul de reflux de lucru R.

Raportul de exces de reflux este:

Ecuații ale liniilor de lucru

A) în partea superioară (de armare) a stâlpului

unde R este raportul de reflux

B) în partea inferioară (exhaustivă) a coloanei

Xw

unde R este raportul de reflux

F - consumul de putere molar relativ

Determinat de raportul:

+

Unde Md și Mf sunt mase molare ale distilatului și ale amestecului inițial;

M top și M n sunt masele molare medii ale lichidului din partea de sus și de jos a coloanei.

Masele molare din părțile superioare și inferioare ale coloanei sunt, respectiv, egale:

Unde X cf și X cf - compoziția molară medie a lichidului în părțile inferioare și superioare ale coloanei.

M cp in = kg / kmol

M cp n = kg / kmol

Masa molară a amestecului inițial:

M F = kg / kmol

Masa molara distilata:

M D = kg / kmol

Înlocuind, obținem:

kg/h

+
kg/h

Debitele medii de masă de abur în părțile superioare G in și G n ale coloanei sunt egale:

Aici M „in și M” n sunt masele molare medii ale vaporilor în părțile superioare și inferioare ale coloanei:

M ’top = M în y srv + M uss (1-y srv)

M ’n = M în y srn + M uss (1-y srn)

y cf și y cf - compoziția molară medie a vaporilor în părțile inferioare și superioare ale coloanei.

Valoarea lui y D, y F și y W se obține din ecuațiile dreptei de lucru. Atunci:

M 'cp in = kg / kmol

M 'cp n = kg / kmol

kg/h

kg/h

condensator de reflux rectificare coloană disc

4.2 Determinarea vitezei aburului și a diametrului coloanei

Conform tabelului 1, construim o diagramă t -x, y.

Figura 2 Diagrama t -x, y pentru a determina compoziția aburului de echilibru în funcție de temperatură

Conform diagramei prezentate în Figura 2, determinăm temperaturile medii:

A) y cp b = 0,9397 t cp = 100,1 o C

B) y cp n = 0,7346 t cp = 102,3 o C

Cunoscând valorile molare medii, determinăm masele și densitățile de vapori:

M ’cp în =
kg / kmol

M 'cp n =
kg / kmol

M 'in şi M' n sunt masele molare medii de vapori în partea superioară, respectiv inferioară a coloanei;

ρ uv și ρ ун densitatea vaporilor în părțile superioare și, respectiv, inferioare ale coloanei.

Temperatura din partea superioară a coloanei la X avg = 0,9831 este egală cu 100,01 ° C, iar în partea inferioară la X avg = 0,77795 este de 101,5 ° C. Prin urmare, t av = 100,9755 ° C. Aceste date sunt determinate din diagrama t-x, y prezentată în Figura 2.

Densitatea apei la t = 100 ° С ρ in = 958 kg / m 3 și a acidului acetic la ρ vc = 958 kg / m 3.

Acceptăm densitatea medie a lichidului din coloană:

Determinați viteza aburului în coloană conform ecuației:

Diametrul coloanei de rectificare se calculează prin formula:

m

m

Luăm diametrul coloanei D = 3600 mm.

Atunci viteza aburului în coloană va fi egală cu:

Domnișoară

4.3 Calculul hidraulic al tăvilor

Selectăm o placă de tip TC - R [Anexa 2, pagina 118].

Acceptăm următoarele dimensiuni ale unei plăci de sită:

Diametrul gaurii d o = 4 mm

Înălțimea compartimentului de scurgere h P = 40 mm

Secțiunea liberă a tăvii (suprafața totală a găurilor) este de 8% din suprafața totală a tăvii.

Suprafața ocupată de cele două duze de preaplin segmentate este de 20% din suprafața totală a tăvii.

Perimetrul scurgerii este P = 3,1 m.

Să calculăm rezistența hidraulică a tăvii în partea superioară și în partea inferioară a coloanei conform ecuației:

unde Δp uscat este rezistența unei plăci uscate;

Δp b - rezistența cauzată de forțele de tensiune superficială;

Δp gzh - rezistența stratului gaz-lichid de pe tavă.

A) în partea superioară (întărire) a stâlpului:

Unde
- coeficientul de rezistenta al tavilor de sita neirigate cu sectiune libera de 7-10%;

Viteza aburului în orificiile plăcii.

unde este tensiunea superficială a lichidului la o temperatură medie în partea superioară a coloanei de 100 ° C; d 0 = 0-004 m - diametrul orificiilor plăcii.

Unde
raportul dintre densitatea stratului vapor-lichid (spumă) și densitatea lichidului, luată aproximativ egal cu 0,5.

h pzh - înălțimea stratului de vapori-lichid (spumă) este calculată prin formula:

unde Δh este înălțimea stratului de deasupra partiției de preaplin este calculată prin formula:

Unde debitul volumetric al lichidului,

P - perimetrul partiției de scurgere.

Debitul volumetric al lichidului în partea superioară a coloanei:

unde M av este masa molară medie a lichidului, kg / kmol;

M D masa molară a distilatului, kg/kmol.

Găsim lățimea pragului de preaplin prin rezolvarea sistemului de ecuații:

unde R = 1,8 m raza platoului; P = 3,1 m - perimetrul partiției de scurgere.

Să găsim lățimea pragului de preaplin b:

Găsiți Δh:

Rezistența stratului vapor-lichid de pe placă:

Rezistența hidraulică totală a tăvii în partea superioară a coloanei:

B) în partea inferioară (exhaustivă) a coloanei:

Rezistența hidraulică a plăcii uscate:

Rezistența datorată forțelor de tensiune superficială:

Unde
tensiunea superficială a lichidului la = 100 ° C.

Debitul volumetric al lichidului din partea inferioară a coloanei se calculează prin formula:

unde М F este masa molară a lichidului de alimentare, kg / kmol

M avg este masa molară medie a lichidului, kg/kmol

Înălțimea stratului deasupra partiției de scurgere:

Înălțimea stratului de vapori-lichid pe placă:

Rezistența stratului vapor-lichid de pe placă:

Rezistența hidraulică totală a tăvii din partea inferioară a coloanei:

Să verificăm dacă se respectă condiția necesară pentru funcționarea normală a plăcilor la o distanță între plăci h = 0,5 m:

>

Pentru discurile inferioare cu o cădere totală de presiune mai mare decât discurile superioare:

<

Prin urmare, condiția de mai sus este îndeplinită.

Să verificăm uniformitatea lucrării tăvilor - vom calcula viteza minimă a aburului în găuri, suficientă pentru ca tava de sită să funcționeze cu toate găurile:

Viteza calculată este mai mică decât viteza calculată anterior
prin urmare, tava va funcționa cu toate găurile.

4.4 Determinarea numărului de tăvi și a înălțimii coloanei

Numărul de plăci se calculează folosind ecuația:

unde η = randamentul mediu. farfurii

Pentru a determina media K.P.D. plăci găsim coeficientul de volatilitate relativă a componentelor separate:

iar coeficientul de vâscozitate dinamică a amestecului inițial q la o temperatură medie în coloană egală cu

La această temperatură, presiunea vaporilor saturați de apă Pw = 867,88 mm Hg, acid acetic Puk = 474,15 mm Hg, de unde

Coeficientul de vâscozitate dinamică al apei la 101 ° C este de 0,2838 mPa * s, iar al acidului acetic este de 0,4916 mPa * s. Luăm coeficientul dinamic de vâscozitate al amestecului inițial

V, pag. 556].

Conform orarului [Fig. 7.4, p. 323] găsim valoarea
.Lungimea traseului lichidului pe tavă:

Conform orarului [Fig. 7.5, p. 324] găsim valoarea corecției pentru lungimea traseului Δ = 0,2375 Eficiență medie. găsim plăcile prin ecuația:

Numărul de plăci este determinat printr-o metodă analitică folosind o foaie de calcul Excel. Sistemul de ecuații care vă permite să determinați numărul de tăvi, precum și compozițiile vaporilor și lichidului care părăsesc fiecare dintre tăvi, include ecuația de echilibru

unde α este coeficientul volatilității relative a componentelor separate:

ecuații ale liniilor de lucru

pentru vârful coloanei

pentru partea de jos a coloanei

expresia factorului de îmbogățire
.

Calculul constă în determinarea secvenţială în secţiunea coloanei dintre tăvile compoziţiilor de vapori şi lichide (y i, x i).

Indicele pentru compozițiile de vapori și lichide corespund numărului de secțiune. Numărul plăcii coincide cu numărul secțiunii aflate sub ea.

Să presupunem că coeficientul de volatilitate este constant, coeficientul de îmbogățire este constant, evaporatorul-cub nu are efect de separare, iar vaporii care ies din acesta au aceeași compoziție ca și reziduul de fund.

Schema bloc a calculului

Rezultatul calculului

					Partea de jos
					Partea de jos
					Partea de jos
					Partea de jos
					Partea de jos
					Partea de jos
					Partea de jos
					Partea de jos
					Partea de jos
					Partea de jos
					Partea de jos
					Partea de jos
					Partea de jos
					Partea de jos
					top parte
					top parte
					top parte
					top parte
					top parte
					top parte
					top parte
					top parte
					top parte
					top parte
					top parte
					top parte
					top parte
					top parte
					top parte Consumul de căldură dat apei de răcire din deflegmatorul-condensator se găsește prin ecuația: Rectificarea este un proces care se realizează în coloane în contracurent cu elemente de contact sub formă de tăvi. Procesul de rectificare are o serie de caracteristici. Raport diferit de încărcături de lichid și abur în partea de jos și de sus a coloanei. Cursul comun al proceselor de transfer de masă și căldură. Toate acestea complică proiectarea coloanelor de rectificare de tip disc. Varietatea largă de dispozitive de contact poppet face dificilă selecția coloanei. În acest caz, alegem o coloană cu tăvi de tip TC-P, deoarece îndeplinește cerințe generale precum: intensitate mare pe unitatea de volum a aparatului, costul acestuia. Diametrul și înălțimea coloanei sunt determinate de sarcinile de vapori și lichid și de proprietățile fizice ale fazelor care interacționează. Bibliografie 1. Dytnersky Yu.I. „Procese și dispozitive de bază tehnologie chimică... Proiectarea cursului" : plată rectificare coloane; termică detaliată plată deflegmator; indicativ plată schimbătoare de căldură. Lista... din asta termen de hârtie noi am produs plată rectificare coloane pentru a separa amestecul: acetonă-... Plată duză rectificare coloane separarea continuă a amestecului cloroform-benzen Lucrări de curs >> Chimie Recomandările se reduc la utilizarea pt calcul rectificare coloane dependenţe cinetice obţinute pentru ... lichid. 2. Plată duză rectificare coloane acţiune continuă 2.1 Bilanţul material coloane si reflux de lucru... Plată rectificare instalatii pentru separarea unui amestec binar de alcool etilic-apa Lucrări de curs >> Chimie În acest curs lucrați plată rectificare coloane acţiune continuă cu tăvi de sită pentru ... L., Chimie, 1993 G. Ya. Rudov, D.A. Baranov. Platăîn formă de farfurie rectificare coloane, instrucțiuni metodice. M., MGUIE, 1998 Catalog ... Plată păpuşă rectificare coloane pentru separarea unui amestec binar de hidrocarburi benzen-toluen Lucrări de curs >> Chimie 2. Baza teoretica calculîn formă de farfurie rectificare coloane Există două metode principale de analiză a muncii și calcul rectificare coloane: grafic-analitic...

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru/

2. Introducere

4. Parte calculată:

4.1 Bilanțul material

4.4 Calculul hidraulic al coloanei

4.5 Proiectarea termică a instalaţiei

4.6 Determinarea diametrelor duzei

5. Selectarea pieselor standard

5.1 Conexiuni

5.2 Suportul mașinii

5.3 Flanse

6. Informații generale despre componentele amestecului și siguranța procesului

Specificație

1. Termeni de referință pentru proiectare

Calculați și proiectați o coloană de distilare cu tăvi de supapă pentru separare la presiune atmosferică, cu un debit de GF t/h al unui amestec binar S (alcool etilic - decan) cu o concentrație de component cu punct de fierbere scăzut% (masă). Amestecul inițial intră în coloană la punctul de fierbere. Cerințe pentru puritatea produsului:% (masă),% (masă).

2. Introducere

Într-o serie de industrii în industria chimică, petrolieră, alimentară și alte industrii, ca urmare a diferitelor procese tehnologice se obțin amestecuri de lichide, care trebuie împărțite în părți componente.

Pentru separarea amestecurilor de lichide și amestecuri de gaze lichefiate în industrie se folosesc metode de distilare simplă (distilare), distilare sub vid, rectificare și extracție. Rectificarea este utilizată pe scară largă în industrie pentru separarea completă a amestecurilor de lichide volatile, parțial sau total solubile unele în altele.

Esența procesului de rectificare se reduce la separarea unuia sau mai multor lichide într-o formă mai mult sau mai puțin pură dintr-un amestec de două sau, în cazul general, mai multe lichide cu puncte de fierbere diferite. Acest lucru se realizează prin încălzirea și evaporarea unui astfel de amestec, urmată de transfer multiplu de căldură și masă între fazele lichide și de vapori; Ca rezultat, o parte din componenta foarte volatilă trece din faza lichidă în faza de vapori, iar o parte din componenta mai puțin volatilă - din faza de vapori în faza lichidă.

Procesul de rectificare se desfășoară într-o unitate de rectificare, care include o coloană de rectificare, un condensator de reflux, un frigider-condensator, un încălzitor pentru amestecul inițial, colectoare de distilat și încălțăminte. Deflegmatorul, frigiderul-condensor și preîncălzitorul sunt schimbătoare de căldură convenționale. Aparatul principal al instalației este o coloană de distilare, în care vaporii lichidului de distilat se ridică de jos, iar lichidul curge în jos spre vaporii de sus, care este alimentat în partea superioară a aparatului sub formă de reflux. În cele mai multe cazuri produse finite sunt distilat (vapori ai unei componente volatile condensate într-un condensator de reflux, părăsind partea superioară a coloanei) și un reziduu inferior (componentă mai puțin volatilă sub formă lichidă, care curge din partea inferioară a coloanei).

Deflegmatorul este de obicei un schimbător de căldură cu carcasă și tub. În unele cazuri, în condensatorul de reflux are loc condensarea tuturor vaporilor din coloană. La răcirea finală, distilatul este răcit la o temperatură predeterminată. Uneori, doar o parte din vapori este condensată în condensatorul de reflux pentru a obține reflux, iar în frigider are loc condensarea și răcirea completă.

Instalațiile de redresare sunt echipate și cu dispozitive de reglare și monitorizare a modului de funcționare și adesea cu dispozitive de recuperare a căldurii.

Procesul de rectificare poate avea loc la presiunea atmosferică, precum și la presiuni peste și sub atmosferică. În vid, rectificarea se efectuează atunci când amestecurile lichide cu punct de fierbere ridicat sunt supuse separării. Presiuni mai mari sunt folosite pentru a separa amestecurile gazoase la presiuni mai mici. Gradul de separare a unui amestec de lichide în componentele sale constitutive și puritatea distilatului și a fundului de alambic rezultat depind de cât de dezvoltată este suprafața de contact cu faza și, în consecință, de cantitatea de lichid de reflux (reflux) și de proiectarea coloana de distilare.

În industrie, se folosesc coloane tubulare ambalate, capac, sită, film supapă și altele. Ele diferă în principal în proiectarea structurii interne a aparatului, al cărei scop este de a asigura interacțiunea lichidului și vaporilor. Această interacțiune are loc atunci când vaporii barbotează printr-un strat de lichid de pe tăvi sau în timpul contactului de suprafață al vaporilor și lichidului pe un ambalaj sau pe suprafața unui lichid care curge pe o peliculă subțire.

Coloanele pline sunt larg răspândite. Avantajul lor este simplitatea dispozitivului și cost scăzut... Un alt avantaj semnificativ al corzilor împachetate este rezistența hidraulică scăzută. Coloanele umplute nu sunt adecvate pentru funcționarea la densitate scăzută de irigare, ele sunt caracterizate prin intervale limitate de încărcări de abur și lichid. Pentru funcționarea stabilă a coloanei împachetate, este necesar să se asigure distribuția uniformă a lichidului pe secțiune folosind sprinklere. În plus, în coloanele împachetate, este dificil să îndepărtați căldura din patul împachetat.

Coloanele cu tăvi și-au găsit o utilizare nu mai puțin răspândită în industrie. Acestea sunt aparate verticale de transfer de masă, secționate în înălțime prin dispozitive de transfer de masă de contact transversal (tavi). Un flux ascendent de abur a barbotat secvenţial prin straturile de lichid de pe tăvi. În modul de barbotare, funcționează sita, capacul, supapa, precum și tăvile de eșec. Pentru primele trei tipuri de tăvi, barbotarea gazului și mișcarea lichidului se produc în condiții de curgere transversală datorită elementelor acestora (găuri, capace, supape) distribuite uniform pe foaia tăvilor și prezenței dispozitivelor de preaplin. Contactul de fază în contracurent este realizat pe plăcile defectuoase. Coloanele cu tăvi se caracterizează printr-un grad ridicat de separare a amestecului inițial, o gamă largă de încărcări de abur și lichid și productivitate ridicată. Dezavantajele acestor coloane sunt: ​​costul ridicat datorită complexității dispozitivului, precum și rezistența hidraulică crescută.

Tăvile cu sită au o secțiune transversală mare a tăvii ocupată de găuri și, în consecință, o productivitate ridicată a aburului, ele se caracterizează prin simplitate de fabricație și consum redus de metal. Dezavantajul este sensibilitatea ridicată la precizia instalării. Tavile cu sită nu sunt recomandate pentru utilizare cu medii contaminate, deoarece acest lucru poate provoca înfundarea găurilor.

Tăvile cu capac prezintă o eficiență bună de transfer de masă și au o gamă semnificativă de încărcări de abur. Vaporii din tava anterioară intră în conductele de vapori ale capacelor și fac bule prin stratul de lichid în care capacele sunt parțial scufundate. Capacele au găuri sau fante zimțate care dezmembrează vaporii în fluxuri mici pentru a crește suprafața de contact a acestuia cu lichidul. Limitarea utilizării lor constă în costul lor ridicat din cauza consumului crescut de metal. În plus, tăvile cu capac cu bule au rezistență hidraulică crescută și sunt predispuse la înfundare.

Discurile supapelor prezintă o eficiență ridicată la intervale mari de sarcină datorită capacității lor de auto-ajustare. În funcție de sarcină, supapa se mișcă pe verticală, modificând zona de trecere liberă pentru trecerea aburului, iar secțiunea maximă este determinată de înălțimea dispozitivului limitând creșterea. Supapele sunt realizate sub formă de plăci circulare sau dreptunghiulare cu un limitator de ridicare superior sau inferior. Dezavantajul discurilor de supape este rezistența lor hidraulică ridicată.

Tăvile de eșec sunt cele mai simple ca design și au rezistență hidraulică scăzută. Ele se caracterizează prin absența dispozitivelor de preaplin. Dar acest tip de tăvi are o eficiență scăzută de transfer de masă, o gamă restrânsă de încărcături de abur și lichid.

Coloanele de distilare cu peliculă tubulară constau dintr-un mănunchi de țevi verticale, pe suprafața interioară a cărora un lichid curge în jos ca o peliculă subțire, interacționând cu aburul care se ridică prin țevi. Diametrul tuburilor folosite este de 5-20 mm. Efectul aparatului de film crește odată cu scăderea diametrului tubului. Coloanele tubulare se caracterizează prin ușurință în fabricare, coeficienți mari de transfer de masă și rezistență hidraulică foarte scăzută la mișcarea aburului. Coloanele cu mai multe țevi și cu țevi lungi cu irigare artificială au dimensiuni și greutate semnificativ mai mici decât cele de tip disc.

Toate unitățile de rectificare, indiferent de tipul și designul coloanelor, sunt clasificate în unități discontinue și continue.

În unitățile de distilare în lot, amestecul inițial este turnat într-un alambic de distilare, unde se menține fierberea continuă cu formarea de vapori. Aburul intră în coloană, irigat cu o parte din distilat. O altă parte a distilatului din condensatorul de reflux sau răcitorul final, răcit la o anumită temperatură, intră în colectarea produsului finit. În coloane discontinue, rectificarea se efectuează până când lichidul din cub ajunge la o compoziție dată. Apoi încălzirea cubului este oprită, restul este turnat într-un colector, iar amestecul inițial este încărcat din nou în cub pentru distilare. Unitățile de rectificare periodică sunt utilizate cu succes pentru a separa cantități mici de amestecuri. Un mare dezavantaj al unităților de distilare în lot este deteriorarea calității produsului finit (distilatul) pe măsură ce procesul decurge, precum și pierderea de căldură în timpul descărcării și încărcării periodice a cubului. Aceste dezavantaje sunt eliminate prin rectificare continuă.

Coloanele continue constau dintr-o parte inferioară (exhaustivă), în care o componentă foarte volatilă este îndepărtată dintr-un lichid care curge în jos, și o parte superioară (de armare), al cărei scop este de a îmbogăți vaporii în creștere ai unei componente volatile. Schema unității de rectificare continuă diferă de cea periodică prin aceea că coloana este alimentată cu un amestec inițial dintr-o anumită compoziție continuu din viteza constanta; produsul finit de calitate constantă este, de asemenea, descărcat continuu.

Scopul calculului de proiectare al unei coloane de distilare pentru separarea unui amestec binar de alcool etilic-decan este de a determina diametrul coloanei, numărul de dispozitive de contact în părțile de armare și exhaustive ale coloanei, înălțimea coloanei, rezistența hidraulică a plăcii și a coloanei în ansamblu pentru compozițiile date ale amestecului inițial, debitul amestecului inițial și presiunea în coloană.

3. Schema instalatiei de rectificare

1- corp de coloană;

2- farfurie;

3- farfurie alimentara;

4- încălzitor electric;

5- boiler;

6- condensator de reflux;

7- condensator (frigider);

8- oblon hidraulic;

GF, GV, G R, G D, GW, - debite molare de alimentare, vapori care părăsesc partea superioară a coloanei, reflux, distilat și reziduu.

XF, XD, XW - fracțiuni molare de NK în furaje, distilat și reziduuri. [12, p. 279]

4. Piesa calculata

4.1 Bilanțul material

Fie GD și GW debitele masice

distilat și reziduu de cuvă, kg/oră

Ecuația bilanțului material:

GD + GW = GF - pe fluxuri;

GD D + GW w = GF F - conform NK.

GF = 9 t/h = 9000 kg/h

Din sistemul de ecuații de bilanț de materiale determinăm:

GW = 4348kg/h; GD = 4652 kg/h.

Să recalculăm concentrațiile de la fracțiile de masă la fracțiile molare:

М (С2Н6О) НК = 46,07 kg / kmol, [2, p.541]

M (C10H22) VK = 142,29 kg / kmol, [7, p.637]

Nutriție:

XF = =

Distilat:

XD = =

reziduu de TVA:

XW = =

tabelul 1

Din diagrama compoziție-compunere (x-y), pe care am construit-o în funcție de datele privind echilibrul de fază al sistemului binar separat, găsim:

0,964? fracția molară de NR în vapori în echilibru cu lichidul de alimentare.

Calculăm raportul minim de reflux:

Rmin = (0,980-0,964) / (0,964-0,735) = 0,016 / 0,23 = 0,0696

Raportul de reflux de lucru:

R = 1,3 * Rmin + 0,3;

R = 1,3 0,0696 + 0,3 = 0,390

Determinați numărul de alimente:

F = (0,980-0,114) / (0,735-0,114) = 1,39

Să compunem ecuațiile liniilor de lucru:

a) pentru partea superioară (de armătură) a stâlpului:

y = 0,281x + 0,705

b) pentru partea inferioară (exhaustivă) a coloanei:

y = 1,28x - 0,032

4.2 Determinarea vitezei aburului și a diametrului coloanei

Concentrații medii de lichid:

a) vârful coloanei

b) Partea de jos a coloanei:

Concentrații medii de abur (conform ecuațiilor liniilor de lucru):

a) vârful coloanei

b) Partea de jos a coloanei:

Găsim temperaturile medii ale aburului și conform diagramei temperatură-compoziție, compoziția (t-x, y, pe care o construim în funcție de datele de echilibru:

86 ° C; = 146 0С.

Mase molare medii de vapori:

a) vârful coloanei

0,945 46,07 + (1-0,945) 142,29 = 51,362 kg / kmol

b) partea de jos a coloanei:

0,53 46,07 + (1-0,53) 142,29 = 91,3 kg / kmol

Determinați densitățile medii de vapori:

Densitatea medie a vaporilor în coloană:

Găsim temperaturile de reflux și lichid de cuvă de diagrama t-x, y cu XD și XW:

79 0C; 88.50S.

a) densitatea lichidului NR la 790C; = 736,43 kg / m3;

b) densitatea VC lichid la 88,50C; = 667,6 kg / m3

Densitatea medie a lichidului în coloană:

702,0 kg / mc;

Viteza maximă admisă a aburului în coloană poate fi determinată prin formula:.

Coeficientul Сmax se calculează prin formula:

Сmax = unde:

H - distanta interante = 0,3-0,4 m, luam H = 0,4 m;

q este densitatea liniară a irigației, adică raportul dintre debitul volumetric al lichidului și perimetrul drenului P (lungimea barei de scurgere); q = q0 = 10 - 25 m2 / h, luăm q = 10 m2 / h;

k1 = 1,15, k2 = 1 la presiuni atmosferice și ridicate, k3 = 0,34 10-3.

Сmax == 0,0812

0,0812 = 1,436 m/s.

Determinați masa molară a distilatului:

0,980 46,07 + (1-0,980) 142,29 = 47,9 kg / kmol.

Temperatura medie a aburului în coloană:

Debitul volumetric de abur în coloană:

Calculăm diametrul coloanei:

Alegeți cel mai apropiat diametrul coloanei mai mare D = 1000 mm

Atunci viteza reală este:

Determinați perimetrul scurgerii P:

P = (0,7? 0,75) D. Acceptăm P = 0,72 D = 0,72m;

b = D / 2

și coeficientul de vâscozitate dinamică a amestecului lichid µ la temperatura medie din coloană:

=(0,857+0,411)/2=0,634;

0,634 lg 0,394 + 0,366 lg 0,420 = - 0,394; ...

Definim lucrarea:

Găsim în Fig. 7.4. randamentul mediu al plăcilor

Lungimea traseului lichidului pe tavă m.

Smochin. 7.5. găsim o corecție pentru lungimea căii, întrucât<0,9 м, то =0

Calculăm numărul de tăvi valide în partea de sus și de jos a coloanei:

5,56, acceptăm 6;

5.56, acceptăm 6.

Numărul total de tăvi din coloană:

Cu o marjă de 15% -20% = 1,15 12 = 13,8;

Acceptăm n = 14 plăci.

Înălțimea părții în formă de disc a coloanei:

= (14-1) 0,4 = 5,2 m.

Număr de serie valabil al farfuriei alimentare:

1,15 6 = 6,9; accepta 7.

1,15 6 = 6,9; acceptăm 7. Numărul farfuriei cu alimente n = 7.

4.4 Calculul hidraulic al coloanei

4.4.1 Rezistenta hidraulica a tavii este egala cu suma pierderilor de sarcina pe tava uscata si in stratul lichid:

a) partea de sus a coloanei:

Pierderea capului pe o tavă neirigată

Coeficient de rezistență; pentru discul supapei cu supapa complet deschisă = 3,63;

viteza aburului în gaură, m / s;

unde este fracțiunea secțiunii libere a plăcii,

1.744 kg/m3? densitatea medie a vaporilor la vârful coloanei.

Pierderea capului în stratul lichid:

înălțimea barei de scurgere, m; luăm aproximativ 50-70 mm;

apă retrasă peste bara de scurgere;

Densitatea medie a lichidului;

Debitul volumetric al lichidului în partea superioară a coloanei, m3 / h.

P = 702,0 9,81 (0,05 + 0,008) = 399,4 Pa.

Determinați rezistența plăcii irigate:

652,1 + 399,4 = 1052 Pa

b) partea inferioară a coloanei:

Rezistența plăcii uscate:

Densitatea medie a vaporilor în partea de jos a coloanei.

Masa molară medie de lichid în partea inferioară a coloanei:

0,411 46,07 + (1-0,411) 142,29 = 102,7 kg / kmol.

0,735 46,07 + (1-0,735) 142,27 = 71,6 kg / kmol.

Debitul volumetric de lichid în partea inferioară a coloanei:

Lichidul de rezervă deasupra barei de scurgere:

Rezistența stratului de lichid pe tavă:

702,0 9,81 (0,05 + 0,031) = 557,8 Pa.

Rezistenta tavilor irigate:

951,6 + 557,8 = 1509,4 Pa.

Rezistența totală a tuturor chimvalelor:

6 1052 + 6 1509,4 = 15368,5 Pa.

4.4.2 Verificarea funcționalității plăcilor

Se efectuează în funcție de cantitatea de antrenare a lichidului sau de debitul dispozitivului de preaplin.

Placa funcționează constant atunci când:

Înălțimea stratului de lichid spumos din buzunarul de preaplin, m;

y este extinderea jetului care căde, m;

b - lățimea maximă a buzunarului de preaplin (săgeată segment);

Înălțimea stratului de lichid nespumos din dispozitivul de scurgere, m;

Densitatea relativă a lichidului spumat;

pentru lichide cu spumă slabă și medie,

noi acceptam:.

Înălțimea stratului de lichid ușor:

Rezistenta chimbalului,

Gradient de nivel al lichidului pe o placă, m

Pentru plăcile de supapă, puteți lua = 0,005-0,010 m.

Rezistenta la miscarea fluidului in preaplin

Viteza lichidului în secțiunea minimă a buzunarului de preaplin.

sufocare de separare a amestecului de coloană

pentru lichide medii si usor spumante, luam:.

viteza de barbotare a bulelor în formă de ciupercă.

coeficientul mediu de tensiune superficială a lichidului la temperatura medie în coloană:

(79 + 88,5) / 2 = 83,75 0C.

Coeficient de tensiune superficială: la o temperatură în coloana tav = 83,75 0С (nc) = 16,05 · 10-3 N / m;

(vk) = 17,16 10-3 N/m,

Atunci = 0,448 16,05 10-3 + (1-0,448) 17,16 10-3 = 0,0167 N/m.

Viteza de apariție a bulelor în formă de ciupercă:

Viteza lichidului în secțiunea minimă a buzunarului de preaplin:

Rezistenta la miscarea fluidului in preaplin:

1,6 702,0 0,1162 = 15,1 Pa.

Înălțimea stratului de lichid ușor:

Plecare cu jet

Condiția / B / este îndeplinită:

0,446 < 0,40+0,05 ;

Condiția / С / este îndeplinită:

0,054 < 0,153

Viteza de lucru a aburului în deschiderea tăvii nu trebuie să fie mai mică decât viteza minimă a aburului în deschiderea tăvii, ceea ce asigură buna funcționare a tăvii supapei:

14,36 > 3,371;

> este îndeplinită condiția.

4.5 Proiectarea termică a instalaţiei

4.5.1 Consumul de căldură degajată de vapori către apă în timpul condensării într-un condensator cu reflux:

căldura de condensare a vaporilor J/kg;

4.5.2 Consumul de căldură primit de lichidul liniștit din aburul de încălzire din cazan:

La 79 0С;

La 88,5 0С;

La 80,1 ° C.

Găsim toate valorile capacităților termice din cărțile de referință:

La 79°C: C = 3226,3

C = 2424,3 [8, p.281]

0,93 3226,3 + (1- 0,93) 2424,3 = 3170.

La 88,5 0С: C = 3435,8

C = 2501,1 [8, p.281]

0,04 3435,8 + (1 - 0,04) 2501,1 = 2538,5.

La 80,10C: C = 3268,2

C = 2428,1,

1,03 = 1524802

4.5.3 Consumul de căldură în încălzitorul cu abur

La 0С: = 2891,1

2290,3

0,50 2891,1 + (1 - 0,50) 2290,3 = 2590,7.

4.5.4 Consumul de căldură degajată de apa distilată din frigider

La 0С: = 2933

2306,3 .

0,93 2933 + (1 - 0,93) 2306,3 = 2889.

4.5.5 Consumul de căldură preluat de apă de la reziduul rămas din frigider

La 0С: = 3008,42

2339 .

0,04 3008,42 + (1 - 0,04) 2339 = 2365,8

4.5.6 Consumul de abur de încălzire cu presiune = 4 atm și grad de uscare x = 95%

a) într-un cazan:

căldura de masă specifică de condensare a aburului de încălzire la o presiune de 4 at.,

b) în încălzitorul electric:

Abur total 0,96 kg/s sau 3,447 t/h.

Consumul de apă de răcire la încălzirea la 20 ° C

a) într-un condensator de reflux:

Capacitatea de căldură a apei la 20 0С

b) în frigiderul cu distilat:

c) în frigider a reziduului de distilare:

Apă totală 21,936 kg/s sau 78,97 t/h.

4.6 Determinarea diametrului duzelor

Conectarea fitingurilor de conducte la aparat, precum și a conductelor de proces pentru alimentarea și evacuarea diferitelor produse lichide și gazoase, se realizează folosind fitinguri sau conducte de apă care pot fi detașabile și dintr-o singură bucată. În ceea ce privește menținerea, sunt adesea folosite diverse conexiuni (fittinguri cu flanșe).

Niplurile cu flanșe din oțel sunt standardizate și sunt nipluri de țeavă sudate pe ele cu flanșe sau forjate dintr-o singură bucată cu flanșe. În funcție de grosimea peretelui, țevile de ramificație ale fitingurilor sunt cu pereți subțiri și cu pereți groși, ceea ce este cauzat de necesitatea de a întări orificiul din peretele aparatului cu o țeavă de ramificație cu grosimi diferite de perete.

Diametrele duzelor sunt determinate de debitul volumetric al lichidului Q sau aburului și de viteza lor recomandată w.

Puterea este furnizată coloanei de o pompă (mișcare forțată :), luăm 1,5 m / s. Reflux, lichid de cuvă și reziduuri de cuvă curge prin gravitație (), luăm 0,3 m / s. Pentru vapori, luăm 30 m / s.

4.6.1 Diametrul duzei pentru intrarea în coloana de alimentare:

La temperatura alimentelor = 80,1 0С găsim din cărțile de referință

Densitatea de putere:

0,00138 m?/Kg

720,693 kg/m2.

Consumul volumetric de energie:

m / s - viteza fluidului în timpul injectării.

d = = = 0,0513 m sau d = 51,3 mm

4.6.2 Diametrul conexiunii de reflux

Fluxul masic de reflux

Determinați densitatea NK la o temperatură de vârf de 79 ° C:.

Debitul volumetric de reflux:

0,00068 m?/S

m / s - viteza fluxului de reflux (gravitație).

Diametru șoc:

d = = = 0,049 m sau d = 49 mm

Selectăm diametrul standard al duzei conform tabelului 10.2

4.6.3 Diametrul duzei pentru evacuarea vaporilor din coloană

Fluxul de masă de vapori:

Densitatea vaporilor:

1.595 kg/m2

Debitul volumetric al vaporilor:

1.126 m?/S

Diametru șoc:

d = = = 0,1994 m sau d = 199,4 mm

Selectăm diametrul standard al duzei conform tabelului 10.2

4.6.4 Diametrul duzei pentru extragerea lichidului de jos din coloană

Într-o primă aproximare, debitele molare de vapori și lichid nu se modifică de-a lungul înălțimii coloanei (cu excepția plăcii de alimentare, deoarece amestecul inițial este furnizat acesteia), deoarece în timpul condensării unui mol de VC din vapori, un mol de NC este evaporat din lichid. Dacă masele molare ale NK și VK sunt apropiate, atunci debitele masice nu se modifică de-a lungul înălțimii coloanei. În caz contrar, debitul masic al lichidului de pe tava de alimentare poate fi foarte diferit de debitul lichidului inferior.

Masa molară medie a alimentelor:

= + (1-) = 0,735 46,07+ (1-0,735) 142,29 = 71,664 kg / kmol

Consumul de putere molar:

0,035 kmoli/s

Debitul molar de reflux:

0,0109 kmoli/s

Debitul molar al lichidului de cuvă:

0,035 + 0,0109 = 0,0459 kmoli/s

Debitul masic al lichidului plat:

0,0459 142,29 = 6,531 kg / s Densitatea lichidului liniștit este aproximativ egală la:

88.50S.

Debitul volumetric al lichidului liniștit:

0,0098 m?/S

m / s - încă lichidul curge prin gravitație.

Diametru șoc:

d = = = 0,198 m sau d = 198 mm

Selectăm diametrul standard al duzei conform tabelului 10.2

4.6.5 Diametrul șocului pentru ieșirea din fundul alambicului

Debitul volumetric al reziduurilor de TVA:

94,80C.

0,0018 m?/S

Diametru șoc:

d = = = 0,085 m sau d = 85 mm

Selectăm diametrul standard al duzei conform tabelului 10.2

4.6.6 Diametrul duzei pentru injectarea amestecului vapori-lichid în cubul coloanei

Debitul masic al amestecului vapori-lichid

6,531- = 5,323 kg/s

Densitatea vaporilor:

Presiune absolută în partea inferioară a coloanei

Presiune barometrică;

P este rezistența hidraulică totală a tuturor plăcilor; 5P = 15368,5 Pa;

Presiune normală, = 1 atm;

101325 + 15368,5 = 116693,5 Pa.

5.525 kg/m2

Presupunem ca, in limita, intreaga faza lichida se evapora in cazan.

Debitul volumetric al amestecului vapori-lichid (în limită):

0,963 m?/S

Diametru șoc:

d = = = 0,202 m sau d = 202 mm

Selectăm diametrul standard al duzei conform tabelului 10.2

4.6.7 Diametrul conexiunii pentru încălzitorul de alimentare

Densitatea vaporilor la o presiune absolută de 4 atm. = 2,12 kg/m2.

Debitul volumetric de abur:

0,098 m?/S

40 m/s - viteza aburului.

Diametru șoc:

d = = = 0,056 m sau d = 56 mm

Selectăm diametrul standard al duzei conform tabelului 10.2

4.6.8 Diametrul racordului cazanului

Debitul volumetric de abur:

0,354 m?/S

Diametru șoc:

d = = = 0,106 m sau d = 106 mm

Selectăm diametrul standard al duzei conform tabelului 10.2

4.6.9 Diametrul racordului pentru deflegmator

Luăm densitatea apei = 1000kg/m?

Debitul volumetric de apă:

Diametru șoc:

d = = = 0,121 m sau d = 121 mm

Selectăm diametrul standard al duzei conform tabelului 10.2

4.6.10 Diametrul racordului pentru răcitorul de distilat

0,002406 m?/S

Diametru șoc:

d = = = 0,045 m sau d = 45 mm

Selectăm diametrul standard al duzei conform tabelului 10.2

4.6.11 Diametrul conexiunii pentru încărcătorul de răcire

0,00217 m?/S

Diametru șoc:

d = = = 0,043 m sau d = 43 mm

Selectăm diametrul standard al duzei conform tabelului 10.2

5. Selectarea pieselor standard

5.1 Conexiuni

Conectarea fitingurilor de conducte la aparat, precum și a conductelor de proces pentru alimentarea și evacuarea diferitelor produse lichide sau gazoase, se realizează folosind fitinguri sau conducte de admisie, care pot fi detașabile și dintr-o singură bucată. În condițiile întreținerii, conexiunile detașabile (fittingurile cu flanșe) sunt mai des folosite.

Niplurile cu flanșe din oțel sunt standardizate și sunt nipluri de țeavă cu flanșe sudate pe ele sau forjate dintr-o singură bucată cu flanșe. În funcție de grosimea peretelui, țevile de ramificație ale fitingurilor sunt cu pereți subțiri și cu pereți groși, ceea ce este cauzat de necesitatea de a întări orificiul din peretele aparatului cu o țeavă de ramificație cu grosimi diferite de perete.

Construcție standard a niplurilor cu flanșă sudată din oțel: flanșă plată sudată și niplu cu pereți subțiri

Dimensiunile principale ale conductelor de ramificație, armături standard cu flanșe din oțel, cu pereți subțiri la.

Nume
Putere
Intrarea flegmei
Îndepărtarea vaporilor din coloană
Retragerea lichidului de jos
Ieșire de reziduuri de distilare
Intrarea aburului în cazan
Intrarea apei la condensatorul de reflux

5.2 Suportul mașinii

Instalarea dispozitivelor chimice pe fundații sau structuri special de susținere se realizează în cea mai mare parte cu ajutorul suporturilor. Doar dispozitivele cu fund plat sunt instalate direct pe fundații.

În funcție de poziția de lucru a aparatului, se face distincție între suporturi pentru aparate verticale și suporturi pentru aparate orizontale. Dispozitivele verticale sunt de obicei instalate fie pe rafturi, atunci când sunt amplasate la parter în cameră, fie pe picioare suspendate, atunci când dispozitivul este amplasat între etajele unei încăperi sau pe structuri speciale din oțel.

Proiectarea suporturilor cilindrice standard pentru aparate de coloană sudate din oțel cu stâlpi externi cu șuruburi.

Alegem un suport dupa diametru.

Dimensiunile principale ale suporturilor cilindrice pentru aparate columnare

5.3 Flanse

În dispozitivele chimice pentru îmbinarea detașabilă a corpurilor de oțel și a pieselor individuale, se folosesc îmbinări cu flanșe, în principal de formă rotundă. Pe flanșe, țevile, fitingurile etc. sunt conectate la dispozitive. Conexiunile cu flanșe trebuie să fie puternice, rigide, strânse, accesibile pentru asamblare, demontare și reparare. Conexiunile cu flanșă sunt standardizate pentru țevi și fitinguri și separat pentru dispozitive.

Proiectarea flanșelor standard de sudură plană din oțel pentru țevi și fitinguri pentru țevi

Proiectarea flanșelor standard din oțel plat sudate ale aparatului cu o suprafață de etanșare netedă

Flanșe sudate plate din oțel pentru țevi și fitinguri pentru țevi, cu o margine de legătură la.

Nume
Putere
Intrarea flegmei
Îndepărtarea vaporilor din coloană
Retragerea lichidului de jos
Ieșire de reziduuri de distilare
Introducerea unui amestec de vapori-lichid în cubul de coloană
Intrarea aburului la încălzire
Intrarea aburului în cazan
Intrarea apei la condensatorul de reflux
Intrarea apei la frigiderul de distilare
Intrarea apei în frigider a reziduului de distilare

Flanse sudate plate din otel pentru aparate.

Partea de jos este unul dintre elementele principale ale aparatului chimic. Corpurile cilindrice complet sudate ale aparatelor orizontale și verticale sunt limitate pe ambele părți de funduri. Formele fundurilor sunt eliptice, semisferice, sub forma unui segment sferic, conic si cilindric. Cea mai comună formă este eliptică. Sunt fabricate ștanțare la cald din semifabricate rotunde plate, formate din una sau mai multe piese, sudate între ele.

Proiectarea unui fund cu flanșă eliptică (Figura 7.1, a)

Diametrul aparatului este D = 1000 mm.

Dimensiunile fundului cu flanșe eliptice cu un diametru interior al bazei

6. Măsuri de siguranță și informații generale despre componentele amestecului

Echipamente de fabricatie. Cerințe generale de siguranță.

1. Materialele de construcție a echipamentelor de producție nu trebuie să aibă un efect periculos și dăunător asupra corpului uman în toate modurile de funcționare specificate și condițiile de funcționare prevăzute, precum și să creeze situații periculoase de incendiu și explozie.

2. Proiectarea echipamentelor de producție trebuie să excludă, în toate modurile de funcționare avute în vedere, sarcinile asupra pieselor și unităților de asamblare care pot provoca distrugeri, prezentând un pericol pentru lucrători.

3. Proiectarea echipamentelor de producție și a pieselor sale individuale trebuie să excludă posibilitatea căderii, răsturnării și deplasării lor spontane.

4. Părțile echipamentelor de producție (inclusiv conducte de sisteme hidraulice, de abur, pneumatice, supape de siguranță, cabluri etc.), a căror deteriorare mecanică poate provoca un pericol, trebuie protejate cu garduri sau amplasate astfel încât să se prevină deteriorarea accidentală a acestora prin muncitori sau mijloace de intretinere.

5. Echipamentele de producție trebuie să fie rezistente la foc și la explozie în condițiile de funcționare specificate.

6. Proiectarea echipamentelor de producție alimentate cu energie electrică trebuie să includă dispozitive (mijloace) care să asigure siguranța electrică: împrejmuire, împământare, împământare, izolarea pieselor sub tensiune.

7. Proiectarea echipamentelor de producție ar trebui să excludă pericolul cauzat de stropirea cu materiale prelucrate la cald și (sau) materiale și substanțe utilizate în timpul funcționării.

8. Sistemul de control trebuie să asigure funcționarea sa fiabilă și sigură în toate modurile specificate de funcționare a echipamentului de producție și sub toate influențele externe stipulate de condițiile de funcționare. Sistemul de control trebuie să excludă creația situatii periculoase din cauza încălcării de către funcționarea (lucrarea) a secvenței acțiunilor de control.

La operarea coloanei de redresare, trebuie respectate următoarele reguli de siguranță:

1. Înainte de a începe coloana de distilare trebuie inspectată, supusă unui test de rezistență la presiune; Au fost verificate funcționalitatea și pregătirea pentru funcționare a tuturor aparatelor și conductelor aferente, funcționalitatea instrumentelor, regulatoarele de temperatură și presiune din coloană, contoarele de nivel de lichid în partea inferioară a coloanei, receptoarele rectificate și containerele reziduale.

2. Punerea în funcțiune a unității de rectificare trebuie efectuată strict în ordinea stabilită, care trebuie indicată în instrucțiunea tehnologică.

3. În timpul funcționării coloanelor de rectificare, este necesară monitorizarea continuă a parametrilor procesului și a funcționalității echipamentului.

4. În timpul iernii, la instalațiile deschise, cel puțin o dată pe tură, este necesară verificarea stării coloanelor, conductelor de produse, conductelor de apă, ramurilor de drenaj pe conductele și aparatele de abur, conductele de scurgere etc. În această perioadă, trebuie asigurată o mișcare continuă a fluidului în comunicații (în special cu apa) pentru a preveni ruperea acestora. Conductele de scurgere și de scurgere, precum și zonele cele mai periculoase pentru alimentarea cu apă, alcaline și alte lichide înghețate trebuie izolate.

5. Este necesar să se asigure că zonele deteriorate ale izolației termice a coloanelor de redresare și a suporturilor acestora sunt reparate cu promptitudine. Izolația termică trebuie să fie curată, funcțională și făcută astfel încât scurgerile să nu formeze fluxuri latente de fluid prin corp.

6. În cazul în care se constată scurgeri în coloanele de redresare, schimbătoare de căldură și alte dispozitive, este necesară alimentarea cu vapori de apă sau azot în pasaje pentru a preveni posibila aprindere sau formarea de amestecuri de concentrații explozive.

8. În ateliere și la instalațiile deschise de redresare și absorbție este necesară verificarea disponibilității echipamentelor primare de stingere a incendiilor și a funcționalității sistemelor de stingere a incendiilor staționare sau semi-staționare existente.

Componentele amestecului original.

Decanul este un lichid inflamabil incolor cu un miros slab de benzină. Decanul este insolubil în apă, solubil în etanol într-o măsură limitată, bine solubil în solvenți nepolari. Punct de aprindere 47 ° C, temperatura de autoaprindere 208 ° C.

Dean aparține clasei de hidrocarburi saturate. Din punct de vedere chimic, cele mai inerte dintre compușii organici, hidrocarburile saturate sunt în același timp cele mai puternice medicamente. În practică, acțiunea hidrocarburilor saturate este slăbită de solubilitatea lor neglijabilă în apă și sânge, drept urmare sunt necesare concentrații mari în aer pentru a crea concentrații periculoase în sânge. Efect toxic: are un efect narcotic datorită lipofilității sale ridicate.

Limita maximă de concentrație a vaporilor de decan în aerul zonei de lucru este de 300 mg/m2. În condiții de expunere acută, pot apărea uimire, dureri de cap, greață, vărsături și încetinirea pulsului. În caz de otrăvire, trebuie să suni

ambulanță. Scoateți victima din zona contaminată la aer curat, asigurați-vă pacea.

Protectie individuala. La concentrații scăzute, este potrivit

masca de gaz industriala filtranta de gradul A. La concentratii foarte mari - masti de gaze cu furtun izolant cu alimentare cu aer fortat. În caz de contact prelungit - protecție a pielii: mănuși,

șorțuri cu acoperire impermeabilă, trebuie folosite măști pentru a proteja ochii. Măsuri preventive. Echipamente de etanșare și comunicații, ventilație adecvată a spațiilor. Necesar examene medicale angajații o dată la 12 luni în timpul lucrului legat de eliberarea decanului și a altor hidrocarburi saturate.

Alcoolul etilic (etanol, metilcarbinol) este un lichid inflamabil, incolor, cu miros caracteristic, miscibil în orice raport cu apa și mulți solvenți organici. Punct de aprindere 13 ° C, punct de aprindere 365 ° C.

Etanolul este utilizat pentru sinteza multor compuși organici, pentru producerea SC prin metoda Lebedev, în industria băuturilor alcoolice și a berii, ca solvent pentru lacuri, pentru extracție etc.

Concentrația maximă admisă de vapori de alcool etilic în aerul zonei de lucru este de 1000 mg/m2. Natura generală a acțiunii: un medicament care provoacă mai întâi excitare și apoi paralizie a sistemului nervos central. În corpul uman, etanolul este transformat în acetaldehidă și acid acetic, ceea ce duce la deteriorarea toxică a tuturor organelor și țesuturilor. Cu expunerea prelungită la doze mari, poate provoca boli organice severe ale sistemului nervos, ficatului, sistemului cardiovascular, tractului digestiv. ... Otrăvirea acută cu vapori de alcool etilic la locul de muncă (fără ingerare) este practic puțin probabilă, chiar și presupunând că tot alcoolul inhalat rămâne în organism. Cazurile de intoxicație cronică cu vapori de alcool etilic sunt necunoscute.

Etanolul în forma sa pură provoacă pielea uscată la muncitori, uneori crăpare.

Semne de otrăvire: instabilitate emoțională, tulburări de coordonare a mișcărilor, piele înroșită a feței, greață și vărsături, depresie respiratorie și tulburări de conștiență (în cazuri severe).

În caz de otrăvire cu alcool etilic, trebuie să sunați la ambulanță îngrijire medicală... Dacă victima este conștientă, dar are slăbiciune severă, letargie, somnolență, atunci înainte de sosirea medicului, îi puteți adulmeca un tampon de vată umezit cu amoniac și clătiți stomacul. Pentru a spăla stomacul, trebuie să beți 1-1,5 litri de apă cu adaos de bicarbonat de sodiu (1 linguriță de bicarbonat de sodiu la 1 litru de apă), după care ar trebui să induceți un reflex de gag. Puteți repeta procedura de mai multe ori. Apoi, victima trebuie încălzită, deoarece alcoolul duce la extinderea vaselor superficiale ale pielii, iar acest lucru contribuie la răcire rapidă organism. Este recomandat să-i oferi de băut ceai sau cafea tare. În prezența cărbunelui activ tabletat, puteți da victimei până la 20 de tablete.

Protectie individuala. Protecție respiratorie completă. Utilizarea unei măști industriale filtrante de gaz de marca A. Protecția pielii (salopete, mănuși de protecție) și a ochilor (măști, ochelari de protecție).

Măsuri preventive: etanșarea echipamentelor și a comunicațiilor, inaccesibilitatea alcoolului etilic, lucrări de informare, ventilarea adecvată a spațiilor.

Măsuri de siguranță la incendiu. Componentele amestecului inițial (decan, alcool etilic) sunt lichide inflamabile. Rezervoare, echipamente de procesare, conducte și dispozitive de descărcare asociate cu recepția, depozitarea și mișcarea alcoolului etilic, decanul trebuie protejat de electricitate statica... Echipamentele electrice trebuie să fie rezistente la explozie. Mijloace de stingere a incendiilor: nisip, pătură de azbest, stingătoare cu dioxid de carbon. ...

7. Lista literaturii folosite

1. Kogan V.E., Fridman V.M., Kafarov V.V. Echilibrul dintre lichid și vapori. Director. Carte. 1-2. M.; L .: Nauka, 1966.-786 p.

2. Pavlov K.F., Romankov P.G., Noskov A.A. Exemple și sarcini pentru cursul PAHT. L .: Chimie, 1987 - 576 p.

3. Ramm V.M. Absorbția gazelor. M .: Chimie, 1976.-655 p.

4. Calculul principalelor procese și aparate de rafinare a petrolului / Ed. Sudakov. Director. M .: Chimie, 1979.-568 p.

5. Procese și dispozitive de bază ale tehnologiei chimice / Ed. Yu.I. Dytnersky. Ghid de proiectare. M.: Chimie, 1991-496s.

6. Alexandrov I.A. Aparate de rectificare si absorbtie. M.: Chimie, 1978.-280 p.

7. Manualul unui chimist. Volumul II. Proprietăţile de bază ale compuşilor anorganici şi organici. L., M .: Chimie, 1964.-1168 p.

8. Vargaftik N.B. Manual privind proprietățile termofizice ale gazelor și lichidelor. Moscova: Nauka, 1972-720.

9. Aparatură de coloană tipică: manual, Kazan, 1982.-20 p.

10. Uryadov V.G., Aristov N.V., Kurdyukov A.I. Relația „structură-proprietate”. Partea a IV-a. Abordarea topologică a descrierii tensiunii superficiale a compuşilor organici., 2002.-77 p.

11. Lașcinski A.A. Construcția de dispozitive chimice sudate. Director. L .: Mashinostroenie, 1981.-382 p.

12. Skoblo A.I., Tregubova I.A., Molokanov Yu.K. Procese si aparate de rafinare si petrol industria chimica.M.: Chimie, 1982.-584

13. Substanțe nocive în industrie. Director. T I Substanţe organice / Ed. N.V. Lazarev. L.: Chimie, 1976-538s.

14. Lashchinsky A.A., Tolchinsky A.R. Bazele proiectării și calculului echipamentelor chimice. Director. L .: Inginerie mecanică, anii 1970-752.

15. VNE 5-79 PPBO - 103 -79 Reguli de securitate la incendiu pentru funcționarea întreprinderilor din industria chimică, 322 p.

16. Manualul unui petrochimist.Volum 1./ Ed. Ogorodnikova S.K. Moscova: 1978 - 496 p.

Postat pe Allbest.ru

Documente similare

Determinarea vitezei aburului și a diametrului coloanei, a numărului de tăvi și a înălțimii coloanei. Calcul hidraulic al plăcilor. Calculul termic al coloanei. Alegerea designului schimbătorului de căldură. Determinarea coeficientului de transfer termic pentru apă. Calculul frigiderului pentru distilat.

lucrare de termen adăugată la 01.07.2016


Calculul unei coloane de distilare continuă pentru separarea unui amestec binar acetonă-apă. Bilanțul material al coloanei. Viteza aburului și diametrul coloanei. Calculul hidraulic al tăvilor, determinarea numărului acestora și a înălțimii coloanei. Calculul termic al instalatiei.

lucrare de termen adăugată la 05/02/2011


Rectificarea ca modalitate de separare a amestecurilor lichide în industrie. Determinarea dimensiunilor coloanei. Calcul hidraulic al plăcilor și presiunii cubului. Calculul pompei, încălzitorului de materie primă, condensatorului de reflux și cazanului. Bilanțul termic și material al coloanei.

lucrare de termen, adăugată 02.07.2015


Bilanțul material al coloanei și raportul de reflux de funcționare. Debitele medii de masă lichidă pentru partea superioară și inferioară a coloanei. Debitele volumetrice de abur și lichid. Calcul hidraulic al coloanei de distilare. Calcul termic al instalației și armăturilor.

lucrare de termen adăugată la 05.04.2015


Caracteristicile procesului de rectificare. Sistem tehnologic o unitate de rectificare pentru separarea unui amestec de hexan-toluen. Bilanțul material al coloanei. Calcul hidraulic al plăcilor. Determinarea numărului de tăvi și a înălțimii coloanei. Calculul termic al instalatiei.

lucrare de termen adăugată 17.12.2014


Rectificarea periodică a amestecurilor binare. Instalatii de rectificare in functiune continua pentru separarea amestecurilor binare. Calculul răcitorului reziduului de distilare, înălțimea stratului gaz-lichid al lichidului. Determinarea vitezei aburului și a diametrului coloanei.

lucrare de termen, adăugată 20.08.2011


Determinarea vitezei vaporilor și calculul diametrului coloanei de distilare. Construcția curbelor izobarelor de vapori și lichid, dependența diagramei vaporilor saturați de temperatură, construcția izobarelor. Calculul condensatorului-frigider, al diametrului fitingurilor și al cazanului.

lucrare de termen adăugată 25.09.2015


Coloana de distilare continua cu tavi sita, calcul bilant material. Distilat, reziduu de TVA și rata de alimentare molară. Calcul hidraulic al plăcilor. Numărul de plăci și înălțimea coloanei. Lungimea traseului lichidului pe tavă.

test, adaugat 15.03.2009


Bazele tehnologice ale procesului de rectificare, etapele și principiile acestuia. Determinarea numărului minim de tăvi, a raportului de reflux și a diametrului coloanei. Calcul termic si structural-mecanic al instalatiei. Calculul izolației termice. Automatizarea procesului.

lucrare de termen, adăugată 16.12.2015


Bilanțul material al procesului de rectificare. Calculul raportului de reflux, vitezei aburului și diametrului coloanei. Calculul termic al coloanei de rectificare. Calcul echipamente: boiler, condensator reflux, frigidere, încălzitor. Calculul diametrului conductelor.

Întrebarea numărul 1. Calculul grosimii peretelui unei carcase cilindrice care funcționează sub presiune internă.

Nu este necesar să se efectueze un calcul de rezistență pentru condițiile de încercare dacă presiunea de proiectare în condițiile de încercare este mai mică decât presiunea de proiectare din conditii de lucruînmulțit cu 1,35 [ 20] / [].

Întrebarea numărul 2. Calculul grosimii capacelor și fundurilor. Tipurile lor.

Fundurile, ca și scoici, sunt unul dintre elementele principale ale dispozitivelor tehnologice. Corpurile cilindrice complet sudate ale aparatelor orizontale și verticale sunt limitate pe ambele părți de funduri. Fundul este conectat permanent la carcasă.

Forma fundurilor este eliptică, semisferică, sub formă de segment sferic, conic, plat și torisferic. Fundurile conice și plate sunt disponibile cu flanșare pe cilindru și fără flanșare și cele eliptice - doar cu flanșare.

Cea mai comună formă a fundului în dispozitivele tehnologice sudate este eliptică cu o flanșă pe cilindru.

Capete cu diametre de bază exterioare sunt folosite pentru corpurile din țevi, iar cele cu diametre de bază interioare sunt folosite pentru corpurile laminate din foi.

Calculul fundurilor eliptice care funcționează sub presiune internă constă în determinarea grosimii de proiectare a peretelui S.

Calculul se efectuează în funcție de valoarea raportului parametrilor de guvernare: unde efortul de întindere admisibil pentru materialul de fund, suprapresiune internă, coeficientul de atenuare a fundului printr-o sudură sau găuri nearmate.

Calculul fundului este posibil atât prin diametrul interior al bazei, cât și prin cel exterior. Când se calculează după diametru, grosimea nominală a peretelui este determinată de formula, mm:

În acest caz, raportul dintre parametrii definitori ar trebui să fie:

Dacă raportul este mai mare sau egal cu 25, grosimea peretelui se obține prin formula: unde este raza interioară de curbură în partea de sus a inferioară, m.

Aici, adâncurile umflăturii, m.

Când se calculează după diametru, indiferent de raportul parametrilor definitori, raza exterioară de curbură în partea de sus a inferioară, m. Aici este adâncimea umflăturii, m.

Pentru funduri standard și deci.

Grosimea peretelui este determinată de formula: unde este creșterea totală a grosimii calculate a carcasei, mm,

Cantitatea in vedere generala este determinată de formula în care aditivul pentru coroziune sau alt tip de acțiune chimică a mediului de lucru asupra materialului, mm, creșterea pentru eroziune sau alt tip de efect mecanic al mediului asupra materialului, mm, spor suplimentar pentru tehnologic și considerații de instalare, mm, creșterea pentru mediu a mărimii la cea mai apropiată dimensiune conform intervalului , mm.

Spre deosebire de funduri, care sunt conectate permanent la carcasa corpului, capacele sunt unități detașabile sau părți ale aparatului care închid ermetic corpul. Capacele din aparat sunt utilizate pentru confortul asamblarii, inspectării și reparației ansamblurilor aparatului.

Locația capacelor în aparat poate fi din partea de sus, de jos și din lateral. Capacele sunt rotunde, dreptunghiulare și de formă. Cele mai răspândite sunt capacele rotunde, deoarece sunt mai avansate din punct de vedere tehnologic la fabricație.

Capacele rotunde sunt în general funduri semisferice sau eliptice, cu o flanșă sudată. Aceeași flanșă este sudată pe corpul dispozitivului. Pentru a fixa capacul pe corp, se folosesc șuruburi sau știfturi, a căror dimensiune și număr trebuie să fie suficiente pentru a asigura forța de strângere și etanșeitatea necesară a aparatului în timpul funcționării și testării.

Grosimea peretelui capacului este calculată în același mod ca și grosimea peretelui fundului.

Întrebarea numărul 3. Calculul grosimilor pereților carcaselor care funcționează sub presiune exterioară.

Grosimea peretelui este determinată de formula:

unde c - o creștere constând în: c 1 - o creștere a coroziunii; cu 2 - o creștere a toleranței minus; cu 3 - spor tehnologic.

Coeficientul K 2 = f (K 1; K 3) se determină din nomograma calculată, în funcție de valorile coeficienților K 1 și K 3:

Presiunea externă admisă este determinată de formula:

unde presiunea admisibilă din condiția de rezistență este determinată de formula:

Presiunea admisibilă din starea de stabilitate în domeniul elastic este determinată de formula:

Lungimea estimată a carcasei este selectată în funcție de configurația sa.

Folosind nomograma calculată, se pot determina s R, [p] și l.

Valoarea obținută a grosimii peretelui trebuie verificată conform formulei [p].

Întrebarea numărul 4. Parametrii pentru calcularea conexiunilor cu flanșe.

Flanșă - o parte de legătură a țevilor, rezervoarelor, arborilor etc., executată, de regulă, dintr-o singură bucată cu partea principală; de obicei un inel plat sau un disc cu găuri pentru șuruburi sau știfturi. Oferă etanșeitate și/sau rezistență conexiunii.

Cu ajutorul flanselor, la dispozitive sunt conectate tot felul de capace, conducte, iar corpurile compozite sunt interconectate.

Flanșele sunt solide și libere.

Flanșele dintr-o bucată sunt dintr-o singură piesă cu piesele conectate (sudate, turnate) și sunt utilizate la presiuni joase și medii ale mediului în aparat. Se recomandă utilizarea flanșelor libere atunci când este necesară o coordonare independentă (în planul flanșelor) a pieselor care urmează să fie conectate de-a lungul orificiilor pentru șuruburi și, de asemenea, atunci când este necesar să existe flanșe realizate dintr-un material care este mai rezistent decât piesele care trebuie conectate. fii conectat.

La proiectarea și calcularea unei conexiuni cu flanșă, sunt specificate următoarele:

1 material de construcție pentru flanșe și șuruburi (stimpuri),

2 presiune,

3 diametrul interior al conexiunii,

4 grosimea peretelui aparatului.

Se selectează designul și materialul distanțierului și se determină lățimea distanțierului. Tipul de conectare cu flanșă este selectat în funcție de presiunea și temperatura mediului din aparat.

Dacă este posibil, este selectată o flanșă standard, nu există o flanșă standard cu parametrii necesari, apoi se calculează conexiunea flanșei.

1 Găsiți valorile calculate:

1.1 grosime mai mică a bucșei conice a flanșei,

1.2 raportul dintre grosimea mai mare a manșonului de flanșă și cea mai mică,

1.3 grosime mare a manșonului cu flanșă,

1,4 lungime a flanșei de sudură cap la cap.

2 Selectați diametrul șuruburilor (stimpurilor).

3 Găsiți diametrul cercului șuruburilor.

4 Găsiți diametrul exterior al flanșei.

5 Găsiți diametrul exterior al garniturii.

6 Găsiți diametrul mediu al garniturii.

7 Găsiți lățimea efectivă a distanțierului.

8 Găsiți numărul aproximativ de șuruburi (stimpuri).

Întrebarea numărul 5.Determinarea parametrilor geometrici ai îmbinărilor cu flanşe.

În industria chimică se folosesc în principal următoarele tipuri de flanșe pentru țevi, fitinguri și aparate: oțel sudat plat pe corp și oțel sudat cap la cap (Fig. 1.2).

La proiectarea aparatului, trebuie utilizate flanșe standard și normalizate. Astfel de flanșe sunt produse separat pentru supape și conducte D y până la 800 mm și pentru dispozitive pornite D y de la 400 mm și mai mult. Calculul conexiunilor cu flanșe se efectuează în cazurile în care nu este posibilă utilizarea flanșelor normalizate din cauza lipsei flanșelor parametrilor necesari.

Calcul conexiunii flanșei necesită calcularea următoarelor valori calculate:

Grosimea bucșei cu flanșă conică mai mică

Raportul dintre grosimea mai mare a manșonului de flanșă și cea mai mică pentru flanșe și șuruburi sudate cap la cap este selectat conform programului, pentru flanșele sudate plat;

Bucșele cu flanșă mai groase sunt acceptate pentru flanșele de sudură plate;

Înălțimi manșoane cu flanșă cu sudură cap la cap.

În plus, ele determină:

Grosimea bucșei de flanșă echivalentă

pentru flanșă plată sudată;

Diametrul cercului șuruburilor, m:

a) pentru flanse sudate cap la cap

b) pentru flanse plate sudate

Diametrul exterior al flanșei, unde A - valoare in functie de tipul si marimea nuci, m; - diametrul bolțului, m; dimensiunea este luată ca multiplu de 10 sau 5 mm;

Diametrul exterior al garniturii, unde valoarea este selectată în funcție de diametrul șuruburilor și de tipul de garnitură;

Diametrul mediu al benzii, unde este lățimea benzii;

Lățimea efectivă de așezare, m:

a) pentru garnituri plate:

La ,, la;

b) pentru garnituri de secțiuni octogonale și ovale:

Număr aproximativ de șuruburi (stimpuri)

Unde este pasul șuruburilor, m. Numărul final de șuruburi este determinat ca cel mai apropiat multiplu mai mare de patru;

Grosimea aproximativă a flanșei

Unde se stabilește conform orarului.

Întrebarea numărul 6. Consolidarea orificiilor din pereții aparatului. Calculul armăturii găurilor.

Deschiderile necesare pentru fitinguri și trape în pereții corpului, capacul, fundul aparatului sudat slăbesc pereții, astfel încât majoritatea sunt întăriți. În fig. 1.7 prezintă modele tipice de armare a găurilor din pereții aparatelor sudate. Cea mai rațională și, prin urmare, de preferat este întărirea conductei de ramificare a duzei (Fig. 1.7, tipuri Ași b). Tehnica descrisă mai jos pentru consolidarea orificiilor individuale din pereții aparatelor din materiale plastice care funcționează sub sarcini statice se aplică în următoarele condiții:

1 pentru găuri rotunde în pereții cochiliilor cilindrice și a capetelor sferice și eliptice

2 pentru găuri rotunde în pereții cochiliilor și fundurilor conice , unde α este jumătate din unghiul de la vârful conului; alți parametri din fig. 1,7;

3 pentru găuri ovale unde sunt lungimile axelor mai mici și mai mari ale găurii ovale. La calcularea armăturii găurilor ovale, se utilizează parametrul d - lungimea axei majore a orificiului oval, i.e. d=

O gaură este considerată unică dacă gaura cea mai apropiată de ea nu o afectează, ceea ce este posibil atunci când distanța dintre axele centrale ale șoculului corespunzător satisface condiția în care А Д - distanța dintre axele fitingurilor, m; d 1, d 2 - diametrele interne ale primei și celei de-a doua duze, m; S w1, S w2 - grosimea peretelui primei și celei de-a doua armături, m.

Orez. 1.7. Diagrame de calcul pentru diferite structuri de armare a orificiilor din pereții aparatelor care funcționează sub sarcini statice: A- armare cu montare unilaterala; b- montaj cu două fețe; v- montaj unilateral și placa de acoperire; g - armătură cu două fețe și două suprapuneri; d- flanșă și fiting; e- umplutură

Dacă distanţa Aîntre două găuri adiacente va fi mai mică A D , atunci calculul fortificațiilor se poate face la fel ca pentru o singură gaură cu diametru condiționat, unde C este o creștere constructivă, m.

Cel mai mare diametru admisibil d D , m, o singură gaură în perete, care nu necesită armături suplimentare, este determinată de formulă Unde S" - grosimea nominală a peretelui de proiectare a corpului aparatului fără creștere constructivă și la ϕ w = 1, m; ϕ este coeficientul de rezistență al cusăturii sudate.

Dacă diametrul găurii , atunci nu este necesară armarea găurii (și, în consecință, un calcul suplimentar). Dacă , atunci este necesar să se selecteze tipul de armătură și să se îndeplinească condițiile expuse mai jos pentru aceasta.

În cazul sudării unei îmbinări sau conducte pe peretele aparatului conform schemelor a și b pe orez. 1.7 (cel mai obișnuit caz în proiectare) armarea găurii cu acest fiting este suficientă dacă sunt îndeplinite următoarele condiții:

cu montaj unilateral (schema a)

cu un fiting cu două fețe (diagrama b)

unde este grosimea nominală a peretelui de proiectare a duzei (fără creșteri și la ϕ = 1), m.

Dacă nu sunt îndeplinite condițiile (1), (2). este necesar să se introducă armături suplimentare în legătură sub formă de îngroșare locală a peretelui duzei, îngroșare locală a peretelui de consolidat sau suprapunere. Pe baza sudării raționale, nu se recomandă creșterea grosimii peretelui duzei care participă la Consolidare la mai mult de 2 S.

Când întăriți orificiul cu un fiting și o placă de acoperire mai întâi; Grosimea primului perete nu crește, dar grosimea plăcuței de armare S N luate egale cu grosimea peretelui S.

Întărirea în acest caz este asigurată în condițiile:

Pentru schema v(fig. 1.7)

pentru schema G (4)

Dacă nu sunt îndeplinite condițiile (3) sau (4), atunci este necesară creșterea grosimii peretelui fitingului S W (până la S W< 2S), либо тол­щину накладки S H (în aceleași limite), sau ambele până când sunt îndeplinite condițiile specificate.

Când sudați o duză sau o țeavă pe un perete cu flanșă conform schemei d(Fig. 1.7) armarea orificiilor cu o flanșă și un fiting este suficientă dacă condiția este îndeplinită

Trebuie avut în vedere faptul că grosimea flanșei S 6 din motive tehnologice nu poate fi mai mare de 0,85, ceea ce limitează utilizarea unor astfel de armături.

Consolidarea găurilor cu un șef conform schemei e(Fig. 1.7) este suficientă dacă condiția

Lățimea tamponului b H (sau urechi) se calculează prin formula

Întrebarea numărul 7. Tipuri de suporturi pentru aparate. Caracteristici ale calculului suporturilor pentru aparate.

Instalarea dispozitivelor pe fundație se realizează în principal cu ajutorul suporturilor. Direct pe fundații sunt instalate doar mașini cu fund plat, destinate în principal lucrărilor sub încărcare.

În funcție de poziția de lucru a aparatului, se face distincție între suporturi pentru aparate verticale și suporturi pentru aparate orizontale.

Când instalați unități verticale pe spatiu deschis când raportul dintre înălțimea suportului și diametrul aparatului , Se recomandă utilizarea suporturilor cilindrice sau conice (fig. 1, a, b)înălțimea H „nu mai puțin de 600 mm. Pentru dispozitivele cu fund eliptic instalate pe o fundație în interior, precum și pentru H/ D<5 se recomanda folosirea suporturilor prezentate in fig. 1.11, v. Când dispozitivele sunt suspendate între podele sau când sunt instalate pe structuri speciale de susținere, se folosesc labele (Fig. 1, d). Suporturile pentru aparatele cilindrice orizontale pot fi detașabile (Fig. 1, d, stânga) sau conectat rigid la dispozitiv (Fig. 1.5, dreapta).

Orez. 1 Tipuri de suporturi pentru aparate:

A- suport cilindric; b- suport conic; v- rafturi; gl - labe;

d- suport pentru șa

Numărul de suporturi de șa (Fig. 1, e) ar trebui să fie de cel puțin 2. În acest caz, un suport ar trebui să fie fix, restul - mobil. Distanța dintre suportul fix și cel mobil se alege astfel încât alungirea termică a aparatului între suporturile adiacente să nu depășească 35 mm.

La calcularea labelor se determină dimensiunile coastelor. Raportul dintre proeminența coastei și înălțimea acesteia l/ h(Fig. 1, d) se recomandă să se ia egal cu 0,5. Grosimea nervurii este determinată de formulă , unde G max - greutatea maximă a aparatului, MN (apare de obicei în timpul hidrotestării); n - numărul de labe; Z- numărul de coaste într-o labă (una sau două); l- sprijin de sensibilizare, m; [σ] - efortul de compresiune admisibil (se poate lua egal cu 100 MPa); se ia inițial coeficientul K egal cu 0,6, iar apoi se rafinează conform programului.

Rezistența cusăturilor sudate trebuie să îndeplinească condiția , unde L w - lungimea totală a cusăturilor sudate, m; h u - piciorul sudurii, m (de obicei h w = 0,008 m); [τ] w este efortul de forfecare admisibil al materialului de sudare, MPa ([τ] w ≈ 80 MPa).

Calculul suporturilor de șa (Fig. 1.5) se rezumă în principal la alegerea numărului de suporturi și la verificarea necesității de a monta (suda) căptușeala la aparat sub suprafața de susținere a suportului. În industria chimică se instalează de obicei 2-3 suporturi. Luați în considerare calculul dispozitivelor cu două suporturi de șa:

Orez. 1.2. Sarcini de proiectare în aparate orizontale montate pe două suporturi de șa

momentul încovoietor în secțiunea de deasupra suportului de șa sudat în cazul alunecării acestuia pe placa de susținere, unde este înălțimea maximă și minimă a nervurilor de sprijin.

Rezistența peretelui aparatului din acțiunea combinată a presiunii interne R iar îndoirea din reacția suporturilor este verificată în două secțiuni:

la mijlocul travei

peste sprijin

unde coeficientul pentru carcasele nearmate cu inele de rigidizare în secțiunea de susținere, determinat din grafic, în funcție de unghiul de înfășurare a aparatului în jurul suportului șei b; la instalarea inelelor de rigidizare în carcase din secțiunea de susținere a aparatului; S - grosimea peretelui aparatului, m; C - spor constructiv, m; [b] -stresul admisibil pentru materialul corpului aparatului, MPa

Dacă condiția de rezistență nu este îndeplinită în mijlocul travei și deasupra suportului, este necesar să se instaleze trei suporturi, respectiv, sau să se instaleze (suda) o suprapunere pe aparat sub suprafața de susținere a suportului. Grosimea plăcuței este de obicei egală cu grosimea peretelui corpului aparatului.

Calculul carcaselor de sprijin cilindrice și conice pentru aparate, instalate în aer liber, sunt efectuate ținând cont de acțiunea comună a sarcinii axiale (gravitația aparatului, mediul său și dispozitivele externe bazate pe acesta - conducte, platforme, scări, izolație etc.), momentele încovoietoare de la vânt și excentrice. sarcinilor, precum și luarea în considerare a impactului seismic pentru zonele cu seismicitate mai mare de 7 puncte (pe o scară de 12 puncte). Toate dispozitivele de coloană instalate într-o zonă deschisă sunt supuse calculelor de încărcare a vântului dacă înălțimea lor H> 10 m și, precum și N< 10 m, dar H>D min , unde D min este cel mai mic dintre diametrele exterioare ale aparatului.

Orez. 1.17. Schema de proiectare a aparatului

Atunci când se calculează momentele încovoietoare din sarcinile vântului, schema de proiectare a aparatului este utilizată sub forma unei tije reținute elastice în consolă (Fig. 1.17). Dispozitivul este împărțit în secțiuni în înălțime și în toate cazurile în înălțimea secțiunii h z < 10 m. Greutatea fiecărei secțiuni, G, se consideră a fi concentrată în mijlocul secțiunii. Sarcina vântului este înlocuită cu forțe concentrate P i acţionând în direcţie orizontală şi aplicată în mijlocul secţiunilor. Forțele seismice sunt aplicate și pe orizontală în mijlocul secțiunilor.

Calculul suporturilor pentru aparate de tip stâlp orizontal efectuați în următoarea secvență.

Determinarea perioadei de oscilații naturale ale aparatului.

Determinarea momentului încovoietor datorat sarcinii vântului.

Calcul pentru efecte seismice. Toate dispozitivele verticale instalate în zone cu o seismicitate de cel puțin 7 puncte (pe o scară de 12 puncte) sunt supuse calculului, indiferent de locul în care se află: interior sau exterior.

Calculul suporturilor cilindrice și conice pentru aparate de coloană supuse sarcinilor vântului și seismice.

Întrebarea numărul 8.Determinarea tipurilor de garnituri în timpul conexiuni cu flanșă

Garnituri pentru etanșarea conexiunilor cu flanșe.

Pentru etanșarea conexiunilor cu flanșă, utilizați garnituri:

nemetalice, azbest-metalice și combinate pe marginea de legătură a flanșelor;

nemetalice si azbest-metalice in etanșare proeminență-cavitate;

canelura nemetalica si azbest-metalica in garnitura pentru medii cu capacitate mare de penetrare (hidrogen, heliu, produse petroliere usoare, gaze lichefiate);

canelură plată metalică în garnitură;

secțiuni metalice ovale și octogonale.

Toate garniturile sunt standardizate, prin urmare selecția lor se face prin metoda de selecție din lista de garnituri din tabelul GOST 15180-70.

Alegerea garniturilor

Obturația (etanșarea îmbinărilor fixe detașabile) se realizează prin compresie cu o anumită forță, care asigură etanșeitatea suprafețelor de etanșare direct între ele sau prin intermediul unor garnituri din material mai moale situate între ele.

Cea mai răspândită este obturația garniturii utilizată în racordurile de joasă, medie și înaltă presiune, precum și în vid:

Obturația necăptușită este utilizată pentru diametre mici ale elementelor conectate și presiuni mari.

Obturarea garniturii, daca este necesara demontarea multipla a racordului (fara schimbarea garniturii), necesita garnituri din materiale foarte elastice: cauciuc, piele.

Mai multe dezasamblari permit garnituri din paronit, fluoroplastic, metal combinat cu umplutura moale.

Garniturile cu o singură acțiune sunt din carton, carton de azbest.

Forma sigiliului în toate tipurile de obturație este inelară, dar uneori este dreptunghiulară și de formă.

Întrebarea numărul 9. Secvența calculului coloanei de absorbție.

Absorbția este procesul de absorbție a gazului de către un absorbant de lichid, în care gazul este solubil într-un grad sau altul. Procesul invers - separarea gazului dizolvat din soluție - se numește desorbție.

Următoarele valori sunt setate ca date inițiale:

1. Debitul volumetric al fazei gazoase de intrare în coloană: Vg Nm 3 / h

3. Rata de recuperare: α%

4. Conținutul inițial al componentului absorbit în fracția de masă absorbantă: x int%

5. Conținutul final al componentului absorbit în fracția de masă absorbantă x vk%

6. Temperatura de intrare amestec de gazeîn coloana t С

7. Presiunea în coloana P Pa

Ca rezultat al calculului, se determină următoarele: La, Dk, Nobshch, ΔРт, Нмт.

Calculul coloanelor de absorbție se efectuează în următoarea secvență:

1. Concentrația molară relativă inițială a componentei absorbite a fazei gazoase la intrarea în absorbant

2. Concentrația molară relativă finală a componentei absorbite a fazei gazoase la ieșirea din absorbant

1.5 Determinarea dimensiunilor geometrice de bază ale coloanei de distilare

Viteza aburului trebuie să fie sub o anumită valoare limită ω pre, la care începe pulverizarea. Pentru plăci de sită.

Valoarea limită a vitezei aburului ω înainte este determinată de grafic.

Luăm distanța dintre plăci H = 0,3 m, deoarece

,

,

prin urmare, pentru partea de sus a coloanei, m / s, pentru partea de jos a coloanei, m / s. Înlocuind datele din (1.25) obținem:

Diametrul coloanei D k se determină în funcție de viteza și cantitatea de vapori care se ridică pe coloană:

, (1.26)

Atunci diametrul coloanei este:

Viteza aburului în coloană:

Alegerea unei plăci de tip TSB-II

Diametrul gaurii d 0 = 4 mm.

Înălțimea despărțitorului de scurgere h p = 40 mm.

Aparatul coloanei D k = 1600 mm - diametrul interior al coloanei

F k = 2,0 m 2 - aria secțiune transversală coloane

Calculul înălțimii coloanei

Determinăm înălțimea coloanei discului conform ecuației:

H 1 = (n-1) H - înălțimea părții în formă de disc a coloanei;

h 1 - înălțimea părții separatoare a coloanei mm., h 1 = 1000 mm conform tabelului 2;

h 2 - distanta de la placa de jos pana la fund, mm., h 2 = 2000 mm table2;

n este numărul de plăci;

H este distanța dintre plăci.

Pentru a determina înălțimea părții de tăvi a coloanei, vom folosi numărul real de tăvi calculat în paragraful 1.4:

Conform expresiei (1.27), înălțimea coloanei este egală cu:

H k = 4,5 + 1,0 + 2,0 = 7,5 m.

1.6 Calculul rezistenței hidraulice a șnurului

Calculul rezistenței hidraulice a plăcii în părțile superioare și inferioare ale coloanei

unde este rezistența plăcii uscate, Pa; - rezistenta datorata fortelor de tensiune superficiala, Pa; - rezistenta stratului vapor-lichid de pe placa, Pa.

a) Partea superioară a coloanei.

Rezistența plăcii uscate

(1.29)

unde ξ este coeficientul de rezistență al tăvilor uscate, pentru o tavă cu sită ξ = 1,82;

ω 0 - viteza aburului în orificiile tăvii:

, (1.30)

Densitatea lichidului și gazului este definită ca densitatea medie a lichidului și gazului în părțile superioare și inferioare ale coloanei, respectiv:

, (1.31)

kg/m3.

Prin urmare, rezistența hidraulică a plăcii uscate:

Pa.

Rezistență datorată forțelor de tensiune superficială

unde σ = 20 * 10 -3 N/m este tensiunea superficială a lichidului; d 0 = 0,004 m - diametrul echivalent al fantei.

Pa.

Rezistența stratului gaz-lichid este considerată egală cu:

unde h pzh este înălțimea stratului de vapori-lichid, m; ; k este raportul dintre densitatea spumei și densitatea lichidului pur, luăm k = 0,5; h este înălțimea nivelului lichidului peste pragul de scurgere, m. Conform tabelului 3, h = 0,01 m.

Inlocuind valorile obtinute se obtine rezistenta hidraulica:

Rezistența tuturor plăcilor din coloană:

unde n este numărul de plăci.

Apoi: 2.2 Calculul hidraulic al coloanei umplute a borului aparatului al vitezei vaporilor de lucru este determinat de mulți factori și se realizează de obicei prin intermediul unui calcul tehnic și economic pentru fiecare proces specific. Pentru coloanele de distilare care funcționează în modul film la presiunea atmosferică, viteza de funcționare poate fi luată cu 20% mai mică decât rata de inundare: (26) unde ...

Sunt utilizate în principal pentru rectificarea alcoolului și a aerului lichid (plante cu oxigen). Pentru a crește eficiența în tăvile cu sită (ca și în tăvile cu capac cu bule), creează un contact mai lung între lichid și vapori. 2. Fundamente teoretice pentru calculul coloanelor de distilare de tip disc Există două metode principale de analiză a funcționării și calculului coloanelor de distilare: grafico-analitice (...

Mai devreme sau mai târziu, aproape fiecare iubitor de alcool de casă se gândește să cumpere sau să facă o coloană de rectificare (RK) - un dispozitiv pentru producerea alcoolului pur. Trebuie să începeți cu un calcul cuprinzător al parametrilor de bază: puterea, înălțimea, diametrul peretelui lateral, volumul cubului etc. Aceste informații vor fi utile atât pentru cei care doresc să facă toate elementele cu propriile mâini, cât și pentru cei care urmează să cumpere o coloană de rectificare gata făcută (va ajuta să faceți o alegere și să verificați vânzătorul). Fără a afecta caracteristicile de design ale unităților individuale, vom lua în considerare principii generale construirea unui sistem echilibrat de rectificare la domiciliu.

Schema de operare pe coloane

Caracteristicile țevii (sertarelor) și duzelor

Material. Conducta determină în mare măsură parametrii coloanei de rectificare și cerințele pentru toate unitățile aparatului. Materialul pentru realizarea părții laterale a sertarului este oțel inoxidabil crom-nichel - oțel inoxidabil „alimentar”.

Datorită neutralității sale chimice, oțelul inoxidabil alimentar nu afectează compoziția produsului, care este necesară. Masa de zahăr brut sau deșeurile de distilare („capete” și „cozi”) sunt distilate în alcool, astfel încât scopul principal al rectificării este de a maximiza purificarea ieșirii de impurități și nu de a modifica proprietățile organoleptice ale alcoolului într-o direcție sau un alt. Este nepotrivit să folosiți cuprul în coloanele clasice de rectificare, deoarece acest material se modifică ușor compoziție chimică băutură și este potrivită pentru producerea unui distilator (un alambic convențional) sau a unei coloane de bere (un caz special de rectificare).

Conductă coloană dezasamblată cu garnitură instalată într-unul dintre pereții laterali

Grosime. Sertarul este realizat dintr-o teava inoxidabila cu grosimea peretelui de 1-1,5 mm. Nu este necesar un perete mai gros, deoarece acest lucru va crește costul și greutatea structurii fără a obține niciun avantaj.

Parametrii duzei. Nu este corect să vorbim despre caracteristicile coloanei fără a fi legat de ambalaj. La rectificarea acasă, se folosesc duze cu o suprafață de contact de 1,5 până la 4 metri pătrați. m/litru. Odată cu creșterea suprafeței de contact, crește și capacitatea de separare, dar productivitatea scade. Reducerea zonei duce la scăderea capacității de separare și întărire.

Productivitatea coloanei crește inițial, dar apoi, pentru a menține rezistența la ieșire, operatorul este obligat să reducă viteza de decolare. Aceasta înseamnă că există o anumită dimensiune optimă a ambalajului, care depinde de diametrul coloanei și vă va permite să obțineți cea mai bună combinație de parametri.

Dimensiunile garniturii spiralate-prismatice (SPN) ar trebui să fie de aproximativ 12-15 ori mai mici decât diametrul interior al coloanei. Pentru un diametru de țeavă de 50 mm - 3,5x3,5x0,25 mm, pentru 40 - 3x3x0,25 mm și pentru 32 și 28 - 2x2x0,25 mm.

În funcție de sarcini, este recomandabil să folosiți atașamente diferite. De exemplu, la obținerea de distilate fortificate, se folosesc adesea inele de cupru cu diametrul și înălțimea de 10 mm. Este clar că, în acest caz, scopul nu este separarea și consolidarea capacității sistemului, ci un criteriu complet diferit - capacitatea catalitică a cuprului de a elimina compușii cu sulf din alcool.

Opțiuni de ambalare prismatică în spirală

Nu ar trebui să vă limitați arsenalul la unul, chiar și la cel mai bun atașament, pur și simplu nu există astfel de atașamente. Există cele mai potrivite soluții pentru fiecare sarcină specifică.

Chiar și o mică modificare a diametrului șirului va afecta grav parametrii. Pentru o evaluare, este suficient să ne amintim că puterea nominală (W) și productivitatea (ml / h) sunt numeric egale cu aria secțiunii transversale a coloanei (m²) și, prin urmare, sunt proporționale cu pătratul diametrului. Acordați atenție acestui lucru atunci când alegeți o latură de sertar, citiți întotdeauna diametrul interior și comparați opțiunile folosindu-l.

Putere în funcție de diametrul țevii

Înălțimea țevii. Pentru a asigura o bună capacitate de reținere și separare, indiferent de diametru, înălțimea coloanei de distilare trebuie să fie de la 1 la 1,5 m. Dacă este mai mică, nu există suficient spațiu pentru uleiurile de combustibil acumulate în timpul funcționării, ca urmare, fuselul va începe să pătrundă în selecție. Un alt dezavantaj este că capetele nu vor fi împărțite clar în facțiuni. Dacă înălțimea țevii este mai mare, aceasta nu va duce la o îmbunătățire semnificativă a capacității de separare și reținere a sistemului, ci va crește timpul de călătorie, precum și numărul de „capete” și „tetiere”. Efectul creșterii conductei de la 50 cm la 60 cm este un ordin de mărime mai mare decât de la 140 cm la 150 cm.

Volumul cubului pentru coloana de rectificare

Pentru a crește randamentul alcoolului de înaltă calitate, dar pentru a preveni supraumplerea coloanei fuselajului, volumul (umplerea) alcoolului brut din cub este limitat în intervalul de 10-20 de volume de ambalare. Pentru coloane cu o înălțime de 1,5 m și un diametru de 50 mm - 30-60 litri, 40 mm - 17-34 litri, 32 mm - 10-20 litri, 28 mm - 7-14 litri.

Ținând cont de umplerea cubului cu 2/3 din volum, un recipient de 40-80 litri este potrivit pentru o coloană cu diametrul interior al peretelui lateral de 50 mm, un recipient de 30-50 litri pentru 40 mm, un recipient de 20 de litri. -cub de 30 litri pentru 32 mm, iar oala sub presiune pentru 28 mm.

Când utilizați un cub cu un volum mai aproape de limita inferioară a intervalului recomandat, puteți îndepărta în siguranță o parte a sertarului și puteți reduce înălțimea la 1-1,2 metri. Ca rezultat, fuzelajul va fi relativ mic pentru o descoperire în selecție, dar volumul „tetierelor” va scădea vizibil.

Sursa de incalzire in coloana si putere

Tip placa. Trecutul strălucitor de lună bântuie mulți începători, care cred că dacă obișnuiai să încălzii lumina lunii încă cu o sobă cu gaz, cu inducție sau electrică obișnuită, atunci poți lăsa această sursă pentru coloană.

Procesul de rectificare este semnificativ diferit de distilare, totul este mult mai complicat și un foc nu va funcționa. Este necesar să se asigure o reglare bună și stabilitatea puterii de încălzire furnizate.

Plitele care funcționează pe un termostat în modul pornire-oprire nu sunt utilizate, deoarece de îndată ce are loc o întrerupere de scurtă durată a curentului, aburul nu va mai intra în coloană, iar refluxul se va prăbuși într-un cub. În acest caz, va fi necesar să începeți din nou rectificarea - din munca coloanei asupra ei înșiși și selectarea „capetelor”.

Un aragaz cu inducție este un aparat extrem de dur, cu o schimbare treptată a puterii de 100-200 W, iar în timpul redresării, trebuie să schimbați fără probleme puterea, literalmente cu 5-10 W. Și este puțin probabil că va fi posibilă stabilizarea încălzirii indiferent de fluctuațiile de tensiune la intrare.

O sobă cu gaz cu 40% alcool brut turnat într-un cub și un produs de 96 de grade la ieșire este un pericol de moarte, ca să nu mai vorbim de fluctuațiile temperaturii de încălzire.

Soluția optimă este să tăiați elementul de încălzire cu puterea necesară în cubul coloanei și să utilizați un releu cu stabilizare a tensiunii de ieșire, de exemplu, RM-2 16A, pentru reglare. Puteți lua analogi. Principalul lucru este să obțineți o tensiune stabilizată la ieșire și capacitatea de a schimba fără probleme temperatura de încălzire cu 5-10 W.

Alimentare. Pentru a încălzi un cub într-un timp rezonabil, trebuie să procedați de la o putere de 1 kW la 10 litri de alcool brut. Aceasta înseamnă că pentru 50 de litri dintr-un cub umplut cu 40 de litri este necesar un minim de 4 kW, 40 de litri - 3 kW, 30 de litri - 2-2,5 kW, 20 de litri - 1,5 kW.

Pentru același volum, cuburile pot fi joase sau late, înguste sau înalte. Atunci când alegeți un recipient potrivit, trebuie să țineți cont de faptul că cubul este adesea folosit nu numai pentru rectificare, ci și pentru distilare, prin urmare, procedați din cele mai severe condiții, astfel încât puterea introdusă să nu conducă la spumare violentă cu emisii de stropi din cub în linia de abur.

S-a descoperit experimental că, la o adâncime de amplasare a elementului de încălzire de aproximativ 40-50 cm, are loc o fierbere normală dacă 1 mp. Oglinzile în vrac de cm nu reprezintă mai mult de 4-5 wați de putere. Cu o scădere a adâncimii, puterea admisă crește, iar cu o creștere, aceasta scade.

Există și alți factori care afectează comportamentul la fierbere: densitatea, vâscozitatea și tensiunea superficială a lichidului. Se întâmplă ca emisiile să apară la sfârșitul distilării piureului, când densitatea crește. Prin urmare, efectuarea procesului de rectificare la limita intervalului permis este întotdeauna plină de probleme.

Cuburile cilindrice obișnuite au un diametru de 26, 32, 40 cm. Pe baza puterii admisibile pe suprafața oglinzii unui volum cubic de 26 cm, un cub va funcționa în mod normal la o putere de încălzire de până la 2,5 kW , pentru 30 cm - 3,5 kW, 40 cm - 5 kW ...

Cel de-al treilea factor care determină puterea de încălzire este utilizarea unuia dintre pereții laterali ai coloanei fără ambalare ca cameră de abur uscat pentru a combate stropirea. Pentru a face acest lucru, este necesar ca viteza aburului în conductă să nu depășească 1 m / s, la 2-3 m / s efectul de protecție slăbește, iar la valori mari aburul va conduce mucoșul în sus pe țeavă și îl va arunca în extracție.

Formula pentru calcularea vitezei aburului:

V = N * 750 / S (m / s),

• N - puterea, kW;
• 750 - generare de abur (cm cubi/sec kW);
• S este aria secțiunii transversale a coloanei (Mm pătrați).

O țeavă cu un diametru de 50 mm va face față stropirii atunci când este încălzită până la 4 kW, 40-42 mm - până la 3 kW, 38 - până la 2 kW, 32 - până la 1,5 kW.

Pe baza considerațiilor de mai sus, alegem volumul, dimensiunile cubului, puterea de încălzire și distilare. Toți acești parametri sunt potriviți cu diametrul și înălțimea stâlpului.

Calculul parametrilor deflegmatorului coloanei de distilare

Capacitatea condensatorului de reflux este determinată în funcție de tipul coloanei de distilare. Dacă construim o coloană cu extracție de lichid sau abur sub condensatorul de reflux, atunci puterea necesară nu trebuie să fie mai mică decât puterea nominală a coloanei. De obicei, în aceste cazuri, se folosește ca condensator un frigider Dimroth cu o capacitate de utilizare de 4-5 wați pe 1 metru pătrat. vezi suprafata.

Dacă coloana cu extracție a aburului este mai mare decât condensatorul de reflux, atunci puterea de proiectare este de 2/3 din nominală. În acest caz, puteți folosi Dimrot sau „cămașă”. Puterea de utilizare a cămășilor este mai mică decât cea a dimroth-ului și este de aproximativ 2 wați pe centimetru pătrat.

Un exemplu de frigider Dimroth pentru o coloană

Atunci totul este simplu: împărțim puterea nominală la cea de utilizare. De exemplu, pentru o coloană cu un diametru interior de 50 mm: 1950/5 = 390 sq. cm din suprafața lui Dimroth sau 975 mp. vezi „cămașă”. Aceasta înseamnă că frigiderul Dimrot poate fi realizat dintr-un tub de 6x1 mm cu lungimea de 487 / (0,6 * 3,14) = 2,58 cm pentru prima variantă, ținând cont de un factor de siguranță de 3 metri. Pentru a doua variantă, înmulțim cu două treimi: 258 * 2/3 = 172 cm, ținând cont de un factor de siguranță de 2 metri.

O cămașă pentru o coloană de 52 x 1 - 975 / 5,2 / 3,14 = 59 cm * 2/3 = 39 cm. Dar aceasta este pentru camere cu tavan înalt.

„cămăși”

Calculul unui frigider cu trecere o dată

Dacă linia dreaptă este utilizată ca postrăcitor într-o coloană de rectificare cu extragere a lichidului, atunci se alege cea mai mică și mai compactă opțiune. Putere suficientă de 30-40% din puterea nominală a coloanei.

Un frigider cu flux direct fără spirală este realizat în spațiul dintre manta și conducta interioară, apoi se începe selecția în manta, iar apa de răcire este furnizată prin conducta centrală. În acest caz, mantaua este sudată pe conducta de alimentare cu apă la condensatorul de reflux. Acesta este un mic „creion” de aproximativ 30 cm lungime.

Dar dacă una și aceeași linie directă este folosită atât pentru distilare, cât și pentru rectificare, fiind o unitate universală, acestea nu pornesc de la necesitatea RK, ci de la puterea maximă de încălzire în timpul distilării.

Pentru a crea un flux turbulent de abur în frigider, care permite ca rata de transfer de căldură să fie de cel puțin 10 W / mp. cm, este necesar să se asigure o viteză a aburului de aproximativ 10-20 m / s.

Gama de diametre posibile este suficient de largă. Diametrul minim se determină din condițiile nu de a crea un exces mare de presiune în cub (nu mai mult de 50 mm de coloană de apă), ci maximul prin calcularea numărului Reynolds, pe baza vitezei minime și a coeficientului maxim al cinematicii. vâscozitatea vaporilor.

Proiectare posibilă a unui frigider cu trecere o dată

Pentru a nu intra în detalii inutile, vom da cea mai comună definiție: „Pentru ca modul turbulent de mișcare a aburului să fie menținut în conductă, este suficient ca diametrul interior (în milimetri) să nu fie mai mare de 6. de ori puterea de încălzire (în kilowați)."

Pentru a preveni aerisirea jachetei de apă, este necesar să se mențină o viteză liniară a apei de cel puțin 11 cm / s, dar o creștere excesivă a vitezei va necesita o presiune mare în sistemul de alimentare cu apă. Prin urmare, intervalul optim este considerat a fi de la 12 la 20 cm / s.

Pentru a condensa aburul și a răci condensul la o temperatură acceptabilă, trebuie să furnizați apă la 20 ° C într-un volum de aproximativ 4,8 cc/s (17 litri pe oră) pentru fiecare kilowatt de putere introdusă. În acest caz, apa va fi încălzită cu 50 de grade - până la 70 ° C. Desigur, iarna va fi nevoie de mai puțină apă, iar la utilizarea sistemelor de răcire autonome, de aproximativ o dată și jumătate mai multă.

Pe baza datelor anterioare, se pot calcula aria secțiunii transversale a golului inelar și diametrul interior al mantalei. De asemenea, trebuie luat în considerare sortimentul de țevi disponibil. Calculele și practica au arătat că un spațiu de 1-1,5 mm este destul de suficient pentru a se conforma tuturor conditiile necesare... Aceasta corespunde perechilor de tevi: 10x1 - 14x1, 12x1 - 16x1, 14x1 - 18x1, 16x1 - 20x1 si 20x1 - 25x1,5, care acopera intreaga gama de puteri folosite la domiciliu.

Mai există un detaliu important al mașinii cu flux direct - o spirală înfășurată pe o țeavă de abur. O astfel de spirală este realizată din sârmă cu un diametru care asigură un spațiu de 0,2-0,3 mm la suprafața interioară a mantalei. Se înfășoară în trepte egale cu 2-3 diametre ale conductei de abur. Scopul principal este de a centra conducta de abur, în care, în timpul funcționării, temperatura este mai mare decât în ​​conducta de manta. Aceasta înseamnă că, ca urmare a expansiunii termice, conducta de abur se lungește și se îndoaie, sprijinindu-se de manta, zone moarte nu este spălat de apa de răcire, ca urmare, eficiența frigiderului scade brusc. Avantajele suplimentare ale înfășurării spiralate sunt prelungirea traseului și crearea de turbulențe în fluxul de apă de răcire.

O mașină directă executată competent poate utiliza până la 15 wați/mp. cm din zona de schimb de căldură, ceea ce este confirmat empiric. Pentru a determina lungimea părții răcite a liniei drepte, vom folosi puterea nominală de 10 W / mp. cm (100 cm2 / kW).

Suprafața necesară de schimb de căldură este egală cu puterea de încălzire în kilowați înmulțită cu 100:

S = P * 100 (cm2).

Circumferința exterioară a conductei de abur:

Lokr = 3,14 * D.

Înălțimea jachetei de răcire:

H = S / Miel.

Formula generala de calcul:

H = 3183 * P / D (puterea în kW, înălțimea și diametrul exterior al conductei de abur în milimetri).

Un exemplu de calcul direct

Putere de încălzire - 2 kW.

Este posibil să folosiți țevi 12x1 și 14x1.

Suprafețe în secțiune transversală - 78,5 și 113 mp. mm.

Volumul de abur - 750 * 2 = 1500 de metri cubi. cm/s.

Vitezele aburului în conducte: 19,1 și 13,2 m/s.

Țeava 14x1 arată de preferat, deoarece vă permite să aveți o rezervă de putere, rămânând în același timp în intervalul recomandat de viteză a aburului.

Țeava pereche pentru jachetă este de 18x1, golul inelar este de 1 mm.

Rata de alimentare cu apă: 4,8 * 2 = 9,6 cm3 / s.

Zona golului inelar este de 3,14 / 4 * (16 * 16 - 14 * 14) = 47,1 sq. mm = 0,471 mp. cm.

Viteza liniară - 9,6 / 0,471 = 20 cm / s - valoarea rămâne în limitele recomandate.

Dacă spațiul inelar era de 1,5 mm - 13 cm / s. Dacă ar fi de 2 mm, atunci viteza liniară ar scădea la 9,6 cm / s și ar trebui furnizată apă peste volumul nominal, numai pentru ca frigiderul să nu fie în aer - o risipă de bani fără sens.

Înălțimea cămășii este de 3183 * 2/14 = 454 mm sau 45 cm.Nu este necesar factorul de siguranță, totul este luat în considerare.

Linia de jos: 14x1-18x1 cu o înălțime a părții răcite de 45 cm, consum nominal de apă - 9,6 metri cubi. cm/s sau 34,5 litri pe oră.

Cu o putere nominală de încălzire de 2 kW, frigiderul va produce 4 litri de alcool pe oră cu o marjă bună.

O linie directă eficientă și echilibrată în timpul distilării ar trebui să aibă un raport dintre viteza de decolare și puterea de încălzire și consumul de apă pentru răcire 1 litru / oră - 0,5 kW - 10 litri / oră. Dacă puterea este mai mare, vor exista pierderi mari de căldură, mici - puterea utilă de încălzire va scădea. Dacă debitul de apă este mai mare, linia de curgere directă are un design ineficient.

Coloana de distilare poate fi folosită ca piure. Echipamentul pentru coloanele de piure are propriile caracteristici, dar a doua distilare diferă în principal în tehnologie. Pentru prima distilare, există mai multe caracteristici și este posibil ca nodurile individuale să nu fie aplicabile, dar acesta este un subiect pentru o discuție separată.

Pe baza nevoilor reale ale gospodăriei și a sortimentului existent de țevi, vom calcula opțiunile tipice pentru coloana de rectificare folosind metoda de mai sus.

P.S. Ne exprimăm recunoștința pentru sistematizarea materialului și ajutăm în pregătirea articolului utilizatorului forumului nostru.