1. Tasarım ödevi

2. Teorik kısım

3. Damıtma kolonunun şeması

4. Damıtma kolonunun hesaplanması

4.1 Malzeme dengesi. Çalışma hattı denklemleri

4.5 Tesisatın termal hesabı

Kullanılan kaynakların listesi

1. Tasarım ödevi

Saatte 10 ton gelen asetik asit - su karışımını ayırmak için bir düzeltme kolonu (tabak şeklinde) hesaplayın ve tasarlayın. %10 (ağırlık) asetik asit ve %90 (ağırlık) sudan oluşan ilk karışımın bileşimi. Damıtıktaki gerekli asetik asit içeriği %0.5 (ağırlık) ve damıtma kalıntısında %70'dir (ağırlık). Rektifikasyon atmosferik basınç altında gerçekleştirilir. Isıtma buharının basıncı P est =3 atm'dir.

Teknik özellikler

1. Cihaz, konsantrasyonu %10 (kütle) olan bir asetik asit - su karışımını ayırmak için tasarlanmıştır.

2. Isıtma buharının basıncı Р=3 atm'dir.

3. Küp içindeki ortamın sıcaklığı 105 °C'ye kadardır.

4. Cihazdaki ortam toksik değildir.

5. Plaka tipi - elek.

6. Plaka sayısı - 33.

Teknik gereksinimler

1. Aparatın imalatı, testi ve teslimatı sırasında aşağıdaki gereksinimler karşılanmalıdır:

A) GOST 12.2.003-74 "Üretim ekipmanı. Genel Gereksinimler güvenlik"

B) GOST 26-291-79 "Çelik kaynaklı kaplar ve aparatlar. Teknik gereksinimler"

2. Ayrılan sıvılar veya bunların buharları ile temas halinde olan kolonun plakalarının veya parçalarının malzemesi Kh18NYUT GOST 5949-75 çelikten, kolonun geri kalan elemanları çelik Vst Zsp'den yapılmıştır. GOST 380-71.

3. Aparatı hidrolik olarak mukavemet ve yoğunluk açısından test edin:

A) yatay konumda - 0,2 MPa basınç;

B) dikey konumda - toplu olarak.

4. kaynaklı bağlantılar OH 26-01-71-68 "Kimya mühendisliğinde kaynak" gerekliliklerine uygun olmalıdır. St. Zsp'de Kaynak. GOST 9467-75'e göre bir elektrot markası ANO-5-4.5-2 ile üretin.

5. X-ışını iletimi ile %100 kontrol hacminde kaynaklar.

6. Paronit contalar PON-1 GOST 481-71.

7. Belirtilmemiş nozul uzantısı 150mm.

8. Referans için boyutlar.

2. Teorik kısım

Rektifikasyon, buhar yoğuşma sıvısının tekrarlanan kısmi buharlaşması işlemidir. İşlem, farklı sıcaklıklara sahip buhar ve sıvı akışlarının temas ettirilmesiyle gerçekleştirilir ve genellikle kolon aparatlarında gerçekleştirilir. Sıvı ile her temasta, ağırlıklı olarak düşük kaynama noktalı bileşen buharlaşır, bununla buharlar buharlardan zenginleşir, ağırlıklı olarak yüksek kaynama noktalı bileşen sıvılara geçerek yoğunlaşır. Birçok kez tekrarlanan böyle iki yönlü bir bileşen değişimi, sonunda, neredeyse tamamen düşük kaynama noktalı bir bileşen olan buharlar elde etmeyi mümkün kılar. Bu buharlar, ayrı bir aparatta yoğunlaştıktan sonra, bir damıtık (rektifiye edilmiş) ve balgam verir - kolonu sulamak ve yükselen yataklarla etkileşime girmek için geri dönen bir sıvı. Buhar, neredeyse saf yüksek kaynama noktalı bileşen olan kalıntı kolonunun tabanından kısmi buharlaştırma ile elde edilir.

Rektifikasyon, 19. yüzyılın başından beri, özellikle alkol ve petrol endüstrilerinde en önemli teknolojik süreçlerden biri olarak bilinmektedir. Şu anda, düzeltme, bileşenlerin saf bir biçimde izole edilmesinin çok önemli olduğu (organik sentez, izotoplar, polimerler, yarı iletkenler ve diğer çeşitli yüksek saflıktaki maddelerin üretiminde) kimyasal teknolojinin çeşitli alanlarında giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Doğrultma işlemi, dengede olmayan sıvı ve birbirine göre hareket eden buhar fazlar arasında tekrarlanan temas ile gerçekleştirilir.

Fazlar aralarında etkileştiğinde, sistemin denge durumuna eğilimi nedeniyle kütle ve ısı transferi gerçekleşir. Her temasın bir sonucu olarak, bileşenler fazlar arasında yeniden dağıtılır: buhar, düşük kaynama noktalı bir bileşenle bir şekilde zenginleşir ve sıvı, yüksek kaynama noktalı bir bileşenle zenginleştirilir. Çoklu temas, ilk karışımın neredeyse tamamen ayrılmasına yol açar.

Doğrultucu cihazı.

Pirinç. 1 Sürekli eylemin damıtma sütunu.

1 - sütun; 2 - kazan; 3 - deflegatör

Bu nedenle, dengenin olmaması (ve buna bağlı olarak, fazlar belirli bir bağıl hızda hareket ettiğinde ve tekrar tekrar temas ettiğinde bir faz sıcaklık farkının varlığı) düzeltme için gerekli koşullardır.

Arıtma işlemleri periyodik veya sürekli olarak çeşitli basınçlarda gerçekleştirilir: atmosfer basıncında, vakum altında (yüksek kaynayan maddelerin karışımlarını ayırmak için) ve ayrıca atmosferik basınçtan daha yüksek basınç altında (normal sıcaklıklarda gaz halindeki karışımları ayırmak için).

Düzeltme işlemlerini gerçekleştirmek için, ana türleri karşılık gelen emici türlerinden farklı olmayan çeşitli tasarımlarda aparatlar kullanılır.

Damıtma tesislerinde esas olarak iki tip aparat kullanılır:

paketlenmiş ve tepsi damıtma kolonları. Ayrıca, düzeltme için.

çeşitli tasarımlarda vakumlu kullanılmış film ve döner kolonlar

Paketlenmiş, köpüren ve ayrıca bazı film kolonları, dahili cihazların (tepsiler, dolgulu gövdeler, vb.) tasarımında absorpsiyon kolonlarına benzer. Bununla birlikte, emicilerin aksine, damıtma kolonları ısı değişim cihazlarıyla donatılmıştır - bir kazan (küp) ve bir hava tahliye cihazı (Şekil 1). Ayrıca çevreye olan ısı kaybını azaltmak için damıtma aparatları ısı yalıtımı ile kaplanmıştır.

Şekil- 2. Deflegmatörler için kurulum seçenekleri

a - sütunda: b - sütunun üst kısmının altında;

1 - geri akış kondansatörleri; 2 - sütunlar: 3 - pompa.

Kolondan akan sıvının bir kısmını buharlaştırmak ve alt kısmına (nozulların veya alt plakanın altına) buhar sağlamak için tasarlanmış kazan veya küp. Kazanlar, bir bobin şeklinde bir ısıtma yüzeyine sahiptir veya kolonun altına yerleştirilmiş bir kabuk-borulu ısı eşanjörüdür. Onarım ve değiştirme için daha uygun olan, sıvının doğal sirkülasyonunu sağlamak için kolonun altına monte edilen uzak kazanlardır.

Buharları yoğunlaştırmak ve kolona sulama (geri akış) sağlamak için tasarlanmış geri akış kondansatörü, halka şeklindeki boşlukta buharların genellikle yoğunlaştığı ve borularda bir soğutma maddesi (su) hareket eden bir kabuk-borulu ısı eşanjörüdür.

Pirinç. 3. Kafes sütunu.

a - kolon cihazının şeması; b - plaka cihazının şeması; 1 - vücut; 2 - plaka; 3 - taşma borusu; 4 - cam.

Geri akış kondenserinin kısmi yoğuşması durumunda, tesisatın daha kompakt olmasını sağlamak için doğrudan kolonun üzerine veya kolonun dışına yerleştirilir (Şekil 2). Bu durumda, hava tahliye cihazının alt kısmından gelen yoğuşma suyu (balgam), bu durumda bir geri akış ayırıcıya gerek olmadığından, doğrudan bir hidrolik conta aracılığıyla kolonun üstüne beslenir.

Deflegmatörde buharların tamamen yoğuşması durumunda, toplam kurulum yüksekliğini azaltmak için kolonun üzerine, doğrudan kolonun üzerine veya kolonun üst kısmının altına monte edilir. İkinci durumda, geri akış kondansatöründen 1 gelen balgam, bir pompa ile kolon 2'ye beslenir. Geri akış kondansatörünün bu yerleşimi, genellikle ılıman iklimlerde daha ekonomik olan binaların dışına damıtma kolonları kurulurken kullanılır.

Köpüren (tabak) sütunları.(Figür 3). Bu cihazlar, düzeltme işlemlerinde en yaygın olarak kullanılanlardır. Büyük kapasiteler, buhar ve sıvı yüklerinde çok çeşitli değişiklikler için uygundurlar ve karışımların çok net bir şekilde ayrılmasını sağlayabilirler. Doğrultma sırasında, hidrolik dirençteki bir artış, basınçta sadece hafif bir artışa ve buna bağlı olarak kolon kazanındaki sıvının kaynama noktasında bir artışa yol açar. Ancak aynı dezavantaj, vakumlu damıtma işlemleri için de geçerlidir.

Elek plakaları. (Şekil 3). Elek plakalı bir kolon, tüm yüzey üzerinde eşit olarak 1-5 mm çapında önemli sayıda deliğin delindiği yatay plakalara sahip dikey silindirik bir gövdedir. Gaz, plakanın deliklerinden geçer ve sıvı içinde küçük akışlar ve kabarcıklar şeklinde dağılır. Elek plakaları, cihazın basitliği, kurulum, muayene ve onarım kolaylığı ile karakterizedir. Bu plakaların hidrolik direnci küçüktür. Elek tepsileri oldukça geniş bir gaz hızı aralığında kararlı bir şekilde çalışır ve belirli gaz ve sıvı yüklerinde bu tepsiler oldukça verimlidir. Ancak elek tepsileri, tepsilerin açıklıklarını tıkayan kirleticilere ve tortulara karşı hassastır.

kapaklı tabaklar.

Kirleticilere eleklerden daha az duyarlıdırlar ve kapaklı tepsilerle kolonun daha yüksek kararlı çalışma aralığı ile karakterize edilirler. Gaz, plakaya branşman borularından girer, ardından kapağın yarıklarından çok sayıda ayrı jete ayrılır. Daha sonra gaz, bir indiriciden diğerine plakaların üzerinden akan bir sıvı tabakasından geçer.

Pirinç. 4. Kapak plakasının çalışma şeması

Katman boyunca hareket ederken, küçük jetlerin önemli bir kısmı parçalanır ve gaz, sıvı içinde kabarcıklar şeklinde dağılır. Kurulumun toplam yüksekliğini azaltmak için doğrudan kolon üzerinde veya kolonun üst kısmının altında köpük oluşumunun yoğunluğu. İkinci durumda, geri akış kondansatöründen 1 gelen balgam, bir pompa ile kolon 2'ye beslenir. Geri akış kondansatörünün bu yerleşimi, genellikle ılıman iklimlerde daha ekonomik olan binaların dışına damıtma kolonları kurulurken kullanılır.

Köpüren (tabak) sütunları. (Figür 3). Bu cihazlar, düzeltme işlemlerinde en yaygın olarak kullanılanlardır. Büyük kapasitelere, çok çeşitli buhar ve sıvı yüklerine uygulanabilirler ve karışımların çok net bir şekilde ayrılmasını sağlayabilirler. Köpürme aparatının dezavantajı, nispeten yüksek bir hidrolik dirençtir - damıtma koşullarında önemli değildir. Doğrultma sırasında, hidrolik dirençteki bir artış, kolonlu kazandaki sıvının kaynama noktasında sadece hafif bir artışa yol açar. Ancak aynı dezavantaj, vakumlu damıtma işlemleri için de geçerlidir.

Bu tür kolonlarda çeşitli tipte plakalar kullanılır: elek, kapak, arıza, valf, plaka vb.

Elek plakaları. (Şekil 3). Elek plakalı bir kolon, tüm yüzey üzerinde eşit olarak 1-5 mm çapında önemli sayıda deliğin delindiği yatay plakalara sahip dikey silindirik bir gövdedir. Gaz, tepsinin deliklerinden geçer ve sıvı içinde küçük akışlar ve kabarcıklar şeklinde dağıtılır.Elek tepsilerinin tasarımı basit, kurulumu, muayenesi ve onarımı kolaydır. Bu plakaların hidrolik direnci küçüktür. Elek tepsileri oldukça geniş bir gaz hızı aralığında kararlı bir şekilde çalışır ve belirli gaz ve sıvı yüklerinde bu tepsiler oldukça verimlidir. Ancak elek tepsileri, tepsilerin açıklıklarını tıkayan kirleticilere ve tortulara karşı hassastır.

Kapak plakaları. Kirleticilere eleklerden daha az duyarlıdırlar ve kapaklı tepsilerle kolonun daha yüksek kararlı çalışma aralığı ile karakterize edilirler. Gaz, plakaya branşman borularından girer, ardından kapağın yarıklarından çok sayıda ayrı jete ayrılır. Daha sonra gaz, bir indiriciden diğerine plaka üzerinden akan bir sıvı tabakasından geçer. Katman boyunca hareket ederken, küçük jetlerin önemli bir kısmı parçalanır ve gaz, sıvı içinde kabarcıklar şeklinde dağılır. Kapaklı plakalarda köpük ve sıçrama oluşumunun yoğunluğu, gaz hareketinin hızına ve kapağın sıvıya daldırma derinliğine bağlıdır. Kapak plakaları radyal veya çapsal sıvı taşmaları ile yapılır. Kapaklı tepsiler, gaz ve sıvı yüklerindeki önemli değişiklikler altında kararlı bir şekilde çalışır. Dezavantajları arasında cihazın karmaşıklığı ve yüksek maliyeti, gaz üzerindeki sınırlayıcı yükünün düşük olması, hidrolik direncinin nispeten yüksek olması ve temizleme zorluğu sayılabilir.

Valf plakaları. (Şek. 5). Valf disklerinin çalışma prensibi, gaz akış hızındaki bir değişiklikle plakadaki deliğin üzerinde serbestçe uzanan veya serbestçe uzanan yuvarlak bir valfin, valf ile plakanın düzlemi arasındaki boşluk alanının boyutunu ağırlığı ile otomatik olarak ayarlamasıdır. gazın geçişi için ve böylece köpüren katmanda dışarı aktığında sabit bir gaz hızı sağlar.

Ras. 5. Valf plakaları.

a, b - yuvarlak kapaklı; c, plaka valfli; g - balast; 1 - valf; 2 - parantez sınırlayıcı; 3 - balast.

Aynı zamanda kolondaki gaz hızının artmasıyla valf diskinin hidrolik direnci biraz artar. Valf kaldırma, sınırlayıcı braketin yüksekliği ile sınırlıdır ve genellikle 8 mm'yi geçmez.

Valf disklerinin avantajları: nispeten yüksek gaz çıkışı ve hidrodinamik kararlılık, çok çeşitli gaz yüklerinde sabit yüksek verimlilik.

paketlenmiş sütunlar. Bu kolonlar çeşitli tipte ambalajlar kullanır, ancak Raschig halka dolgulu kolonlar endüstride en yaygın olanlarıdır. Dolgulu kolonların köpüren kolonlara kıyasla daha düşük hidrolik direnci, vakum altında damıtma için özellikle önemlidir. Yüksek hidrolik direnç nedeniyle kolonun üst kısmında önemli bir vakum olsa bile, kazandaki seyrekliği, ilk karışımın kaynama noktasında gerekli azalma için yeterli olmayabilir.

Vakum kolonlarının hidrolik direncini azaltmak için mümkün olan en büyük serbest hacme sahip nozullar kullanıyorum.

Damıtma kolonunun kendisinde ısının çıkarılması gerekmez. Bu nedenle, dolgulu kolonlardan ısının uzaklaştırılmasının zorluğu, damıtma prosesi koşulları altında dolgulu kolonların bir dezavantajından ziyade bir avantajıdır.

Film makineleri. Bu cihazlar, ısıtıldığında düşük termal kararlılığa sahip karışımların vakum altında düzeltilmesi için kullanılır (örneğin, çeşitli monomerler, polimerler ve diğer organik sentez ürünleri).

Film tipi damıtma aparatı, düşük hidrolik direnç sağlar. Ek olarak, çalıştırma aparatının birim hacmi başına sıvı tutulması azdır. Film damıtma aparatları, 6-20 mm çapında dikey tüp yığınları (çok borulu sütunlar) şeklinde düzenli paketlemeye sahip sütunların yanı sıra çeşitli şekillerde kanallara sahip düzlem-paralel veya petek ambalaj yığınlarını içerir. delikli metal levhalar veya metal ağ.

Rotor kolonlarının dezavantajları: sınırlı yükseklik ve çap (üretimin karmaşıklığı ve rotorun sağlamlığı ve sertliği gereklilikleri nedeniyle) ve ayrıca yüksek işletme maliyetleri.

3. Damıtma tesisi şeması

Bir damıtma tesisinin ana diyagramı

Damıtma tesisi açıklaması

Damıtma tesisinin şematik diyagramı, Şek. Ara tanktan 9 gelen ilk karışım, bir santrifüjlü pompa 10 tarafından ısı eşanjörüne 5 beslenir, burada kaynama noktasına kadar ısıtılır. Isıtılmış karışım, sıvının bileşiminin, XF ilk karışımının bileşimine eşit olduğu, damıtma sütunundaki / besleme plakasındaki ayırmaya beslenir.

Kolondan aşağı akan sıvı, kazan 2'deki taban sıvısının kaynaması sırasında oluşan yükselen buharla etkileşime girer. Buharın ilk bileşimi, yaklaşık olarak Xw alt kalıntısının bileşimine eşittir, yani. uçucu bileşende tükendi. Sıvı ile kütle değişiminin bir sonucu olarak, buhar oldukça uçucu bir bileşenle zenginleşir. Daha eksiksiz bir zenginleştirme için, kolonun üst kısmı, kolondan çıkan buharın yoğunlaştırılmasıyla dephlegmator 3'te elde edilen bir sıvı (geri akış) bileşimi XP ile belirli bir geri akış oranına göre sulanır. Daha sonra sıvı, balgam ayırıcıya 4 gönderilir. Kondensatın bir kısmı, ısı eşanjöründe 6 soğutulan bitmiş bir distilat ayırma ürünü şeklinde geri akış kondansatöründen çıkarılır ve pompa kullanılarak distilat toplayıcıya 11 gönderilir. 10.

Kolonun tabanından, pompa 10 sürekli olarak alt sıvıyı uzaklaştırır - düşük uçucu bir bileşenle zenginleştirilmiş, kalıntı soğutucusunda 7 soğutulan ve kaba 8 gönderilen bir ürün. yüksek uçucu bileşen içeriğine sahip bir distilat içine ilk ikili karışım, damıtma kolonunda gerçekleştirilir ve düşük uçuculukta bir bileşenle zenginleştirilmiş KDV kalıntısı.

4. Damıtma kolonunun hesaplanması

4.1 Malzeme dengesinin hesaplanması

Sürekli damıtma kolonu için gelen ve giden akışların sayısını dikkate alan malzeme dengesi denklemi aşağıdaki gibidir:

G F = G D + GW (1)

burada GF, ayırmaya giren karışım miktarıdır, kg/s;

G D distilatın kütle akış hızıdır, kg/s;

GW, damıtma kalıntısının kütle akış hızıdır, kg/s;

G F ∙X F = G D ∙X D +G W ∙X W (2)

burada X D damıtıktaki düşük kaynama noktalı bileşenin konsantrasyonu, kütle fraksiyonları;

Х W, damıtma kalıntısındaki düşük kaynama noktalı bileşenin konsantrasyonu, kütle fraksiyonlarıdır;

X F, ilk karışımdaki düşük kaynama noktalı bileşenin konsantrasyonu, kütle fraksiyonlarıdır.

Distilat X D'nin kütle akış hızını ve XW distilat kalıntısının kütle akış hızını bulmak için, ilk verileri denklem (1) ve denklem (2)'de değiştiririz. Sonra bu denklemleri birlikte çözeriz.

GD + GW = 10000

G D ∙ 0.995 + GW ∙ 0.3 = 10000 ∙ 0.9

G D ∙ 0.995 + (1000-G D ) ∙ 0.3 = 9000

0.695 ∙ G D \u003d 9000 - 3000

0.695 ∙ GW = 6000

G D =8633 kg/saat

G D \u003d 10000 - 8633 \u003d 1367 kg / sa

Damıtılmış kütle akış hızı: G D = 8633 kg/saat

KDV kalıntısının kütlesel akış oranı: GW =1367 kg/saat

Daha fazla hesaplama için, mol fraksiyonlarında yem, distilat ve KDV kalıntısı konsantrasyonlarını ifade ediyoruz.

(3)

burada XF, beslemedeki düşük kaynama noktalı bileşenin konsantrasyonudur, mol fraksiyonları;

Mw, düşük kaynama noktalı bileşenin molar kütlesidir, kg/mol;

Мux, yüksek kaynama noktalı bileşenin molar kütlesidir, kg/mol;

M ux = 60 kg/kmol;

M \u003d 18 kg / kmol;

(4)

burada X D distilattaki düşük kaynama noktalı bileşenin konsantrasyonudur, mol fraksiyonları

(5)

burada X W, KDV kalıntısındaki düşük kaynama noktalı bileşenin konsantrasyonu, mol fraksiyonlarıdır.

İlk verileri formül (3), formül (4) ve formül (5) ile değiştiririz ve karışımdaki (besleme), distilattaki ve distilasyon kalıntısındaki asetik asit içeriğini buluruz.

XF =

XD =

XW =

Göreceli molar güç tüketimi şu denklemle belirlenir:

(6)

Daha fazla hesaplama için koordinatlarda bir denge eğrisi oluşturmamız gerekiyor.
atmosferik basınçta etil alkol-su sistemi için.

Burada
sıvıdaki ve onunla dengedeki buhardaki suyun mol fraksiyonlarıdır.

RB ve RT - sırasıyla su ve asetik asidin doymuş buhar basıncı, P - toplam basınç

Bir denge eğrisi oluşturmak için gerekli tüm veriler Tablo 1'de verilmiştir.

Tablo 1. Sistem için sıvı ve buharın denge bileşimleri Asetik asit - su

Tablo 1'e göre bir denge eğrisi oluşturuyoruz

İncir. 2. Asetik asit - su sistemi için koordinatlarda denge eğrisi.

Minimum reflü sayısı
denklem ile belirlenir:

(7)

burada F*, besleme sıvısı ile dengede olan buhardaki düşük kaynama noktalı bileşenin konsantrasyonudur.

F*=0.977

Gerekli tüm verileri denklem (7) ile değiştiririz ve minimum geri akış sayısını buluruz R min

Geri akışın çalışma sayısı R, denklem ile belirlenir:

Minimum geri akış sayısının sayısal değerini (8) denklemde R min yerine koyun ve geri akışın çalışma sayısını R belirleyin.

Aşırı balgam katsayısı şuna eşittir:

Çalışma hattı denklemleri

A) kolonun üst (takviye edici) kısmında

burada R geri akış sayısıdır

B) sütunun alt (kapsamlı) kısmında

xw

burada R geri akış sayısıdır

F bağıl molar besleme hızıdır

Orana göre belirleriz:

+

Md ve Mf distilat ve ilk karışımın molar kütleleridir;

M top ve M n, kolonun üst ve alt kısımlarındaki sıvının ortalama molar kütleleridir.

Kolonun üst ve alt kısımlarındaki molar kütleler sırasıyla eşittir:

Burada X srn ve X srv, kolonun alt ve üst kısımlarındaki sıvının ortalama molar bileşimidir.

M cp \u003d kg / kmol cinsinden

M cp n \u003d kg / kmol

İlk karışımın molar kütlesi:

MF = kg/kmol

Distilatın molar kütlesi:

MD = kg/kmol

Değiştirerek şunu elde ederiz:

kg/saat

+
kg/saat

Kolonun üst G in ve Gn bölümlerindeki ortalama kütle buhar akışları sırasıyla şuna eşittir:

Burada M 'in ve M 'n, kolonun üst ve alt kısımlarındaki ortalama molar buhar kütleleridir:

M ' top \u003d M y srv + M ux (1-y srv)

M ' n \u003d M y srn + M ux (1-y srn)

yav ve yav, kolonun alt ve üst kısımlarındaki buharın ortalama molar bileşimidir.

y D , y F ve y W değeri çalışma çizgisinin denklemlerinden elde edilir. O zamanlar:

M 'cp = kg / kmol

M’ cp n = kg/kmol

kg/saat

kg/saat

plaka kolon damıtma dephlegmator

4.2 Buhar hızının ve kolon çapının belirlenmesi

Tablo 1'e göre, bir t -x, y diyagramı oluşturuyoruz.

Şekil 2 Sıcaklığa bağlı olarak buharın denge bileşimini belirlemek için t -x,y diyagramı

Şekil 2'de gösterilen şemaya göre, ortalama sıcaklıkları belirliyoruz:

A) y cp = 0.9397 t cp = 100.1 o C

B) y cp n = 0.7346 t cp = 102.3 o C

Ortalama köstebek bilerek, buharın kütlelerini ve yoğunluklarını belirleriz:

M 'cp =
kg/kmol

M' cp n =
kg/kmol

M 'in ve M' n sırasıyla kolonun üst ve alt kısımlarındaki ortalama molar buhar kütleleri;

ρ SW ve ρ sırasıyla kolonun üst ve alt kısımlarında un buhar yoğunluğu.

Xav = 0.9831'de kolonun üst kısmındaki sıcaklık 100.01°С ve Xav = 0.77795'te alt kısımda 101.5°С'dir. Dolayısıyla t av = 100.9755 °С. Bu veriler Şekil 2'de gösterilen t-x,y diyagramı ile belirlenir.

Suyun yoğunluğu t \u003d 100 ° C ρ \u003d 958 kg / m3'te ve asetik asit ρ ux \u003d 958 kg / m3'te.

Sütundaki sıvının ortalama yoğunluğunu alıyoruz:

Sütundaki buhar hızını aşağıdaki denkleme göre belirleriz:

Damıtma kolonunun çapı aşağıdaki formülle hesaplanır:

m

m

D = 3600 mm sütununun çapını alıyoruz.

O zaman kolondaki buhar hızı şuna eşit olacaktır:

Hanım

4.3 Tepsilerin hidrolik hesabı

TC - R tipi bir plaka seçiyoruz [Ek 2, s. 118].

Elek plakasının aşağıdaki boyutlarını kabul ediyoruz:

Delik çapı d o = 4 mm

Drenaj duvarı yüksekliği h П = 40 mm

Plakanın serbest bölümü (toplam delik alanı) plakanın toplam alanının %8'i.

İki parçalı indirici tarafından işgal edilen alan, toplam levha alanının %20'sidir.

Drenaj çevresi П = 3,1 m.

Plakanın hidrolik direncini aşağıdaki denkleme göre kolonun üst kısmında ve alt kısmında hesaplıyoruz:

nerede Δp kuru - kuru plaka direnci;

Δp b - yüzey gerilimi kuvvetlerinin neden olduğu direnç;

Δp gzh - plakadaki gaz-sıvı tabakasının direnci.

A) sütunun üst (takviye edici) kısmında:

nerede
- %7-10 serbest bölümü olan sulanmayan elek tepsilerinin direnç katsayısı;

Plakanın deliklerinde buhar hızı.

100 °C'lik kolonun üst kısmındaki ortalama sıcaklıkta sıvının yüzey gerilimi nerede; d 0 \u003d 0-004 m - plakanın deliklerinin çapı.

nerede
buhar-sıvı tabakasının (köpüğün) yoğunluğunun sıvının yoğunluğuna oranı, yaklaşık olarak 0,5'e eşittir.

h pzh - buhar-sıvı tabakasının (köpüğün) yüksekliği aşağıdaki formülle hesaplanır:

burada Δh bendin üzerindeki katman yüksekliği aşağıdaki formülle hesaplanır:

nerede sıvının hacim akışı,

P - tahliye bölümünün çevresi.

Kolonun üst kısmındaki sıvının hacim akışı:

burada M cf sıvının ortalama molar kütlesidir, kg/kmol;

MD distilatın molar kütlesi, kg/kmol.

Denklem sistemini çözerek taşma eşiğinin genişliğini buluruz:

burada R =1.8 m çanak yarıçapı; P=3.1 m - tahliye bölümünün çevresi.

Taşma eşiği b'nin genişliğini bulalım:

Δh'yi buluruz:

Plaka üzerindeki buhar-sıvı tabakasının direnci:

Kolonun üst kısmındaki plakanın toplam hidrolik direnci:

B) sütunun alt (kapsamlı) kısmında:

Kuru plakanın hidrolik direnci:

Yüzey gerilimi kuvvetleri nedeniyle direnç:

nerede
=100°C'de sıvının yüzey gerilimi.

Kolonun alt kısmındaki sıvının hacimsel akış hızı aşağıdaki formülle hesaplanır:

burada MF besleme sıvısının molar kütlesidir, kg/kmol

M cf sıvının ortalama molar kütlesi, kg/kmol

Savağın üzerindeki katman yüksekliği:

Plakadaki buhar-sıvı tabakasının yüksekliği:

Plaka üzerindeki buhar-sıvı tabakasının direnci:

Kolonun alt kısmındaki plakanın toplam hidrolik direnci:

Plakaların normal çalışması için gerekli koşulun, plakalar arasında h = 0,5 m mesafede gözlemlenip gözlemlenmediğini kontrol edelim:

>

Üst tepsilerden daha fazla toplam hidrolik dirence sahip alt tepsiler için:

<

Bu nedenle, yukarıdaki koşul karşılanmıştır.

Plakaların homojenliğini kontrol edelim - elek plakasının tüm deliklerle çalışması için yeterli olan deliklerdeki minimum buhar hızını hesaplıyoruz:

Hesaplanan hız, önceden hesaplanan hızdan daha az
, bu nedenle, plaka tüm deliklerle çalışacaktır.

4.4 Plaka sayısı ve kolon yüksekliğinin belirlenmesi

Plaka sayısı şu denklemle hesaplanır:

burada η = ortalama verimlilik. tabaklar

Ortalama verimliliği belirlemek için. plakalar, ayrılacak bileşenlerin nispi uçuculuk katsayısını buluyoruz:

ve sütundaki ortalama bir sıcaklıkta ilk karışımın q dinamik viskozite katsayısı

Bu sıcaklıkta, doymuş su buharının basıncı Рv = 867.88 mm Hg, asetik asit Ruk = 474.15 mm Hg, buradan

101°C'de suyun dinamik viskozite katsayısı 0.2838 mPa*s, asetik asit 0.4916 mPa*s'dir. İlk karışımın dinamik viskozite katsayısını kabul ediyoruz

V, s556].

Programa göre [Şek. 7.4, s. 323] değeri bulun
.Plaka üzerindeki sıvının yol uzunluğu:

Programa göre [Şek. 7.5, s. 324] yol uzunluğu Δ=0.2375 Ortalama Verimlilik için düzeltmenin değerini buluyoruz. plakalar denklemle bulunur:

Plaka sayısı, bir Excel elektronik tablosu kullanılarak analitik yöntemle belirlenir. Plakaların sayısını ve ayrıca plakaların her birini terk eden buhar ve sıvı bileşimlerini belirlemeyi mümkün kılan denklem sistemi, denge denklemini içerir.

α, ayrılacak bileşenlerin göreli uçuculuk katsayısıdır:

çalışma hattı denklemleri

sütunun üst kısmı için

sütunun alt kısmı için

zenginleştirme faktörü için ifade
.

Hesaplama, sütunun plakalar arasındaki bölümündeki buhar ve sıvı bileşimlerinin (y ben , x i ) sırayla belirlenmesinden oluşur.

Buhar ve sıvı bileşimlerin alt simgeleri bölüm numarasına karşılık gelir. Plaka numarası, altında bulunan bölümün numarası ile örtüşmektedir.

Uçuculuk katsayısının sabit olduğunu, zenginleştirme katsayısının sabit olduğunu, evaporatör küpünün ayırıcı etkisinin olmadığını, ondan çıkan buharın KDV kalıntısı ile aynı bileşime sahip olduğunu varsayalım.

Hesaplamanın blok şeması

Hesaplama sonucu

					Alt kısım
					Alt kısım
					Alt kısım
					Alt kısım
					Alt kısım
					Alt kısım
					Alt kısım
					Alt kısım
					Alt kısım
					Alt kısım
					Alt kısım
					Alt kısım
					Alt kısım
					Alt kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım
					üst kısım Deflegmatör-yoğunlaştırıcıda soğutma suyuna verilen ısı tüketimi aşağıdaki denklemle bulunur: Rektifikasyon, plaka şeklinde kontak elemanları ile ters akımlı kolon aparatlarında gerçekleştirilen bir işlemdir. Düzeltme işleminin bir takım özellikleri vardır. Kolonun alt ve üst kısımlarında farklı sıvı ve buhar yükleri oranı. Kütle ve ısı transfer süreçlerinin ortak akışı. Bütün bunlar, tepsi damıtma kolonlarının hesaplanmasını zorlaştırır. Çok çeşitli disk temas cihazları, bir sütun seçmeyi zorlaştırır. Bu durumda, cihazın birim hacmi başına yüksek yoğunluk, maliyeti gibi genel gereksinimleri karşıladığı için TC-P tepsili bir kolon seçiyoruz. Kolonun çapı ve yüksekliği, buhar ve sıvı yükleri ve etkileşen fazların fiziksel özellikleri ile belirlenir. bibliyografya 1. Dytnersky Yu.I. "Temel süreçler ve cihazlar kimyasal teknoloji. Kurs tasarımı" : Ödeme damıtma sütunlar; detaylı termal Ödeme balgam söktürücü; gösterge Ödemeısı eşanjörleri. Liste... verildi dönem ödevi biz ürettik Ödeme damıtma sütunlar karışım ayrımı için: aseton-... Ödeme paketlenmiş damıtma sütunlar bir kloroform-benzen karışımının ayrılması için sürekli eylem Kurs >> Kimya Öneriler şu amaçlarla kullanılmak üzere azaltılmıştır: hesaplama damıtma sütunlar... sıvı ile elde edilen kinetik bağımlılıklar. 2. Ödeme paketlenmiş damıtma sütunlar sürekli hareket 2.1 Malzeme dengesi sütunlar ve çalışan bir balgam... Ödeme damıtma etil alkol-su ikili karışımlarının ayrılması için tesisler Kurs >> Kimya Bu ders çalışmasında Ödeme damıtma sütunlar elek plakaları ile sürekli hareket... L., Kimya, 1993 G.Ya. Rudov, D.A. Baranov. Ödemeçanak şeklinde damıtma sütunlar, yönergeler. M., MGUIE, 1998. Katalog... Ödeme poppet damıtma sütunlar benzen-toluen ikili hidrokarbon karışımının ayrılması için Kurs >> Kimya 2. teorik temel hesaplama disk şeklinde damıtma sütunlarİş analizinin iki ana yöntemi vardır ve hesaplama damıtma sütunlar: grafiksel...

İyi çalışmalarınızı bilgi tabanına gönderin basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Öğrenciler, yüksek lisans öğrencileri, bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan genç bilim adamları size çok minnettar olacaktır.

http://www.allbest.ru/ adresinde barındırılmaktadır.

2. Giriş

4. Yerleşim kısmı:

4.1 Malzeme dengesi

4.4 Kolonun hidrolik hesabı

4.5 Tesisatın termal hesabı

4.6 Nozul çaplarının belirlenmesi

5. Standart parça seçimi

5.1 Bağlantı Elemanları

5.2 Makine desteği

5.3 Flanşlar

6. Karışımın bileşenleri ve sürecin TB'si hakkında genel bilgiler

Şartname

1. Tasarım için iş tanımı

Düşük kaynama noktalı bileşen (kütle) konsantrasyonuna sahip bir ikili karışım S'nin (etil alkol - dekan) GF t/h akış hızında, atmosferik basınç altında ayırma için valf tepsileri olan bir damıtma kolonunu hesaplayın ve tasarlayın. İlk karışım kolona kaynama sıcaklığında girer. Ürün saflığı için gereklilikler: % (kütle), % (kütle).

2. Giriş

Kimya, petrol, gıda ve diğer endüstrilerdeki bir dizi endüstride, çeşitli sonuçların bir sonucu olarak teknolojik süreçler bileşen parçalara bölünmesi gereken sıvı karışımları elde edilir.

Sanayide sıvı karışımları ve sıvılaştırılmış gaz karışımlarını ayırmak için basit damıtma (damıtma), vakum altında damıtma, rektifikasyon ve ekstraksiyon yöntemleri kullanılır. Rektifikasyon, endüstride, kısmen veya tamamen birbiri içinde çözünen uçucu sıvı karışımlarının tamamen ayrılması için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Düzeltme işleminin özü, bir veya daha fazla sıvının, iki veya genel olarak, farklı kaynama noktalarına sahip birkaç sıvının karışımından az çok saf bir biçimde ayrılmasıdır. Bu, böyle bir karışımın ısıtılması ve buharlaştırılması ve ardından sıvı ve buhar fazları arasında çoklu ısı ve kütle transferi ile elde edilir; sonuç olarak, oldukça uçucu bileşenin bir kısmı sıvı fazdan buhar fazına geçer ve daha az uçucu olan bileşenin bir kısmı buhar fazından sıvı faza geçer.

Damıtma işlemi, bir damıtma kolonu, bir geri akış kondansatörü, bir buzdolabı kondansatörü, bir ilk karışım ısıtıcısı, damıtma ürünü ve alt toplayıcıları içeren bir damıtma tesisinde gerçekleştirilir. Geri akış yoğuşturucu, yoğuşturucu ve ısıtıcı geleneksel ısı eşanjörleridir. Tesisatın ana aparatı, damıtılmış sıvının buharlarının aşağıdan yükseldiği ve sıvının yukarıdan buharlara doğru aşağı aktığı ve aparatın üst kısmına geri akış şeklinde sağlanan bir damıtma kolonudur. Çoğu durumda nihai ürünler distilat (bir geri akış kondansatöründe yoğunlaşan ve kolonun üst kısmını terk eden oldukça uçucu bir bileşenin buharları) ve KDV kalıntısıdır (kolonun alt kısmından akan sıvı formda daha az uçucu bir bileşen).

Hava alma cihazı genellikle bir kabuk ve borulu ısı eşanjörüdür. Bazı durumlarda, kolondan ayrılan tüm buharların yoğunlaşması geri akış kondansatöründe meydana gelir. Son soğutucuda distilat önceden belirlenmiş bir sıcaklığa soğutulur. Bazen buharın sadece bir kısmı geri akış elde etmek için deflgatörde yoğunlaştırılır ve buzdolabında tam yoğuşma ve soğutma meydana gelir.

Damıtma tesisleri ayrıca çalışma modunu düzenlemek ve kontrol etmek için cihazlarla ve genellikle ısı geri kazanımı için cihazlarla donatılmıştır.

Damıtma işlemi, atmosfer basıncında olduğu kadar atmosfer basıncının üzerindeki ve altındaki basınçlarda da devam edebilir. Vakum altında, yüksek kaynama noktalı sıvı karışımların ayrılması gerektiğinde rektifikasyon yapılır. Yüksek basınçlar, gaz halindeki karışımları düşük basınçlarda ayırmak için kullanılır. Bir sıvı karışımının bileşen bileşenlerine ayrılma derecesi ve elde edilen distilat ve distilasyon tortusunun saflığı, faz temas yüzeyinin ne kadar gelişmiş olduğuna ve sonuç olarak geri akış sıvısının (geri akış) miktarına ve cihazın cihazına bağlıdır. Damıtma sütunu.

Ambalajlı, kapaklı, elek, valf film boru kolonlar ve diğerleri sanayide kullanılmaktadır. Esas olarak, amacı sıvı ve buharın etkileşimini sağlamak olan aparatın iç yapısının tasarımında farklılık gösterirler. Bu etkileşim, buhar, plakalar üzerindeki bir sıvı tabakasından köpürdüğünde veya bir paket üzerindeki buhar ve sıvının yüzey teması veya ince bir film olarak aşağı akan sıvı yüzeyi sırasında meydana gelir.

Paketlenmiş sütunlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Avantajları, cihazın basitliği ve düşük maliyetli. Dolgulu kolonların bir diğer önemli avantajı da düşük hidrolik dirençleridir. Dolgulu kolonlar, düşük geri akış yoğunluğunda çalışmaya uygun değildir, sınırlı buhar ve sıvı yükleme aralıkları ile karakterize edilirler. Dolgulu kolonun stabil çalışması için, sprinkler kullanılarak enine kesit üzerinde sıvının eşit dağılımının sağlanması gereklidir. Ayrıca dolgulu kolonlarda dolgulu yataktan ısının uzaklaştırılması zordur.

Disk sütunları endüstride daha az yaygın bir kullanım bulamamışlardır. Bunlar, enine temaslı kütle transfer cihazları (tepsiler) ile yükseklikleri kesilen, kütle transfer dikey kolon aparatlarıdır. Artan bir buhar akışı, tepsiler üzerindeki sıvı katmanlarından sırayla kabarcıklar çıkarır. Köpürme modunda elek, kapak, valf ve arızalı tepsiler çalışır. İlk üç tipteki tepsiler için, gaz köpüğü ve sıvı hareketi, tepsi tabakasına eşit olarak dağılmış elemanları (delikler, kapaklar, valfler) ve taşma cihazlarının varlığı nedeniyle çapraz akış koşullarında meydana gelir. Arızalı tepsilerde ters akım faz kontağı gerçekleşir. Tepsi kolonları, ilk karışımın yüksek ayırma doğruluğu, çok çeşitli buhar ve sıvı yükleri ve yüksek üretkenlik ile karakterize edilir. Bu sütunların dezavantajları şunlardır: cihazın karmaşıklığı nedeniyle yüksek maliyet ve ayrıca artan hidrolik direnç.

Elek tepsileri, delikler tarafından işgal edilen geniş bir tepsi kesitine sahiptir ve sonuç olarak yüksek buhar verimliliği, üretim kolaylığı, düşük metal tüketimi ile karakterize edilir. Dezavantajı, kurulumun doğruluğuna yüksek hassasiyettir. Deliklerin tıkanmasına neden olabileceğinden, elek tepsisi makinelerinin kontamine ortamla kullanılması önerilmez.

Kapak tepsileri, iyi bir kütle transfer verimliliği gösterir, önemli bir buhar yükü aralığına sahiptir. Önceki tepsiden gelen buharlar, kapaklı buhar memelerine girer ve kapakların kısmen daldırıldığı sıvı tabakası boyunca kabarcıklanır. Kapaklarda, sıvı ile temas yüzeyini artırmak için buharı küçük akışlara bölen delikler veya tırtıklı yarıklar bulunur. Kullanımlarının sınırlandırılması, artan metal tüketimi nedeniyle yüksek maliyette yatmaktadır. Ek olarak, kapaklı tepsilerin hidrolik direnci artırılmıştır ve tıkanmaya meyillidir.

Valf diskleri, kendi kendini düzenleme olasılığı nedeniyle büyük yük aralıklarında yüksek verim gösterir. Yüke bağlı olarak, valf dikey olarak hareket eder, buharın geçişi için serbest alanı değiştirir ve maksimum bölüm, kaldırmayı sınırlayan cihazın yüksekliği ile belirlenir. Valfler, üst veya alt kaldırma sınırlayıcılı yuvarlak veya dikdörtgen kesitli plakalar şeklinde yapılır. Valf disklerinin dezavantajı yüksek hidrolik dirençtir.

Arızalı plakalar tasarım açısından en basit olanıdır ve düşük hidrolik dirence sahiptir. Taşma cihazlarının olmaması ile karakterizedir. Ancak bu tip tepsiler düşük kütle transfer verimliliğine, dar bir buhar ve sıvı yük aralığına sahiptir.

Boru şeklindeki film damıtma kolonları, iç yüzeyinde bir sıvının ince bir film halinde aşağı aktığı ve borulardan yükselen buharla etkileşime giren bir dikey boru demetinden oluşur. Kullanılan boruların çapı 5-20 mm'dir. Tüplerin çapı küçüldükçe film aparatının etkisi artar. Borulu kolonlar, üretim kolaylığı, yüksek kütle transfer katsayıları ve buhar hareketine karşı çok düşük hidrolik direnç ile karakterize edilir. Yapay sulamalı çok borulu ve uzun borulu kolonlar, tepsi kolonlarından önemli ölçüde daha küçük toplam boyutlara ve ağırlığa sahiptir.

Kolonların tipine ve tasarımına bakılmaksızın tüm damıtma tesisleri kesikli ve sürekli üniteler olarak sınıflandırılır.

Periyodik çalışan damıtma tesislerinde, ilk karışım, buhar oluşumu ile sürekli kaynamanın korunduğu bir damıtma küpüne dökülür. Buhar, distilatın bir kısmı ile sulanan bir kolona girer. Distilatın geri akış kondansatöründen veya son soğutucudan belirli bir sıcaklığa soğutulmuş diğer kısmı, bitmiş ürünün koleksiyonuna girer. Yığın sütunlarında, küp içindeki sıvı istenen bileşime ulaşana kadar düzeltme yapılır. Daha sonra küpün ısıtılması durdurulur, tortu toplayıcıya dökülür ve ilk karışım tekrar damıtma için küpün içine yüklenir. Kesikli damıtma tesisleri, küçük miktarlardaki karışımları ayırmak için başarıyla kullanılmıştır. Kesikli damıtma tesislerinin büyük bir dezavantajı, işlem ilerledikçe bitmiş ürünün (damıtma) kalitesinde bozulma ve küpün periyodik olarak boşaltılması ve yüklenmesi sırasında ısı kaybıdır. Bu eksiklikler sürekli düzeltme ile ortadan kaldırılır.

Sürekli kolonlar, uçucu bileşenin aşağı akan sıvıdan uzaklaştırıldığı bir alt (yorucu) kısımdan ve amacı uçucu bileşenin yükselen buharlarını zenginleştirmek olan bir üst (güçlendirici) kısımdan oluşur. Sürekli damıtma için kurulum şeması, sütunun sürekli olarak belirli bir bileşimin ilk karışımı ile beslenmesi bakımından periyodik damıtmadan farklıdır. sabit hız; tutarlı kalitede bitmiş bir ürün de sürekli olarak çekilir.

İkili bir etil alkol-dekan karışımını ayırmak için bir damıtma kolonunun tasarım hesaplamasının amacı, kolonun çapını, kolonun güçlendirme ve boşaltma kısımlarındaki temas cihazlarının sayısını, kolonun yüksekliğini, ilk karışımın belirli bileşimleri için plakanın ve bir bütün olarak kolonun hidrolik direnci, ilk karışımın akış hızı ve kolondaki basınç.

3. Damıtma tesisi şeması

1 - sütun gövdesi;

2- plaka;

3- yemek tabağı;

4- yemek ısıtıcısı;

5- kazan;

6- deflegatör;

7- kondenser (buzdolabı);

8- hidrolik kepenk;

GF , GV , G R , G D, GW , - besleme molar akış hızları, kolonun tepesinden gelen buharlar, geri akış, distilat ve kalıntı.

XF , XD , XW - besleme, distilat ve kalıntıdaki NK molar fraksiyonları. [ 12, s. 279]

4. Tahmini kısım

4.1 Malzeme dengesi

GD ve GW toplu maliyetler olsun

distilat ve KDV kalıntısı, kg/h

Malzeme dengesi denklemi:

GD+ GW = GF - akışlarla;

GD D+ GW w = GF F - NK'ye göre.

GF =9 t/sa=9000 kg/sa

Malzeme dengesi denklemleri sisteminden şunları belirleriz:

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

Kütle fraksiyonlarından mol fraksiyonlarına konsantrasyonları yeniden hesaplayalım:

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

М(С10Н22)ВК = 142.29 kg/kmol, [7, s.637]

Beslenme:

XF ==

Damıtılmış:

XD ==

KDV kalıntısı:

XW==

tablo 1

Ayrılmış ikili sistemin faz dengesi verilerine göre oluşturduğumuz kompozisyon-kompozisyon diyagramına (x-y) göre buluyoruz:

0.964? Besleme sıvısı ile dengede olan buhardaki NC'nin mol fraksiyonu.

Minimum reflü sayısını hesaplayın:

Rmin \u003d (0.980-0.964) / (0.964-0.735) \u003d 0.016 / 0.23 \u003d 0.0696

Çalışma Geri Akış Sayısı:

R= 1.3 Rmin + 0.3;

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

Yiyecek sayısını belirleyin:

F= (0.980-0.114) / (0.735-0.114) = 1.39

Çalışma çizgilerinin denklemlerini yapalım:

a) kolonun üst (takviye edici) kısmı için:

y=0.281x + 0.705

b) sütunun alt (kapsamlı) kısmı için:

y=1.28x - 0.032

4.2 Buhar hızının ve kolon çapının belirlenmesi

Ortalama sıvı konsantrasyonları:

a) sütunun üst kısmı

b) Sütunun alt kısmı:

Ortalama buhar konsantrasyonları (çalışma hatlarının denklemlerine göre):

a) sütunun üst kısmı

b) Sütunun alt kısmı:

Ortalama buhar sıcaklıklarını ve sıcaklık-bileşim diyagramına göre, denge verilerinden oluşturduğumuz bileşimi (t-x, y) buluyoruz:

86 0C; = 146 0С.

Ortalama molar buhar kütleleri:

a) sütunun üst kısmı

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

b) sütunun alt kısmı:

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

Ortalama buhar yoğunluklarını belirleriz:

Kolondaki ortalama buhar yoğunluğu:

Balgam ve dip sıvının sıcaklıklarını buna göre buluyoruz. diyagram t-x,y XD ve XW için:

79 0C; 88.50C.

a) 790C'de sıvı NC yoğunluğu; =736.43 kg/m3;

b) 88.50C'de sıvı VC'nin yoğunluğu; =667.6 kg/m3

Kolondaki sıvının ortalama yoğunluğu:

702.0kg/m3;

Kolonda izin verilen maksimum buhar hızı aşağıdaki formülle belirlenebilir: .

Cmax katsayısı şu formülle hesaplanır:

Сmax = nerede:

H - diskler arası mesafe = 0,3-0,4 m, H = 0,4 m alın;

q- doğrusal sulama yoğunluğu, yani sıvının hacimsel akış hızının tahliye P çevresine oranı (drenaj çubuğunun uzunluğu); q=q0= 10 - 25 m2/sa, q=10 m2/sa alın;

k1=1.15, k2=1 atmosferik ve yüksek basınçlarda, k3=0.34 10-3.

Cmaks == 0.0812

0.0812=1.436m/sn.

Distilatın molar kütlesini belirleyin:

0.980 46.07+(1-0.980) 142.29=47.9 kg/kmol.

Kolondaki ortalama buhar sıcaklığı:

Kolondaki hacimsel buhar akışı:

Sütunun çapını hesaplıyoruz:

D=1000 mm kolonunun en yakın büyük çapını seçiyoruz.

O zaman gerçek hız:

Drenaj P'nin çevresini belirleyin:

P \u003d (0,7? 0,75) D. P \u003d 0.72 D \u003d 0.72m'yi kabul ediyoruz;

b=D/2

ve kolondaki ortalama sıcaklıkta sıvı karışımın µ dinamik viskozite katsayısı:

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

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

Bir iş tanımlıyoruz:

Şekilden buluyoruz. 7.4. plakaların ortalama verimliliği

Plaka üzerindeki sıvının yolunun uzunluğu m.

Şek. 7.5. yolun uzunluğu için bir düzeltme buluyoruz, çünkü<0,9 м, то =0

Kolonun üst ve alt kısımlarındaki gerçek plakaların sayısını hesaplıyoruz:

5.56, 6'yı kabul et;

5.56, kabul et 6.

Sütundaki toplam plaka sayısı:

%15 - %20'lik bir marjla \u003d 1.15 12 \u003d 13,8;

n = 14 plaka kabul ediyoruz.

Kolonun plaka şeklindeki kısmının yüksekliği:

\u003d (14-1) 0,4 \u003d 5,2 m.

Gerçek yemek tabağının sıra numarası:

1.15 6=6.9; 7. kabul et

1.15 6=6.9; kabul et 7. Yemek tabağı sayısı n=7.

4.4 Kolonun hidrolik hesabı

4.4.1 Tepsinin hidrolik direnci, kuru tepsideki ve sıvı tabakadaki basınç kayıplarının toplamına eşittir:

a) sütunun üst kısmı:

Sulanmayan bir plaka üzerinde basınç kaybı

sürükleme katsayısı; tamamen açık valfli bir valf diski için \u003d 3.63;

delikteki buhar hızı, m/s;

plakanın serbest bölümünün kesri nerede,

1.744 kg/m3? kolonun tepesindeki ortalama buhar yoğunluğu.

Sıvı tabakasında yük kaybı:

tahliye çubuğu yüksekliği, m; yaklaşık 50-70 mm kabul edin;

tahliye çubuğunun üzerinde sıvı durgun su;

Sıvının ortalama yoğunluğu;

Kolonun üst kısmındaki sıvının hacimsel akışı, m3/h.

P=702.0 9.81(0.05+0.008)=399.4 Pa.

Sulanan plakanın direncini belirleriz:

652.1+399.4=1052Pa

b) sütunun alt kısmı:

Kuru çanak direnci:

Kolonun altındaki ortalama buhar yoğunluğu.

Kolonun altındaki sıvının ortalama molar kütlesi:

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.

Kolonun alt kısmındaki sıvının hacimsel akışı:

Tahliye çubuğunun üzerinde sıvı desteği:

Plaka üzerindeki sıvı tabakanın direnci:

702.0 9.81 (0.05+0.031)=557.8 Pa.

Sulanan plaka direnci:

951.6+557.8=1509.4 Pa.

Tüm plakaların toplam direnci:

6 1052 + 6 1509,4 = 15368.5 Pa.

4.4.2 Plakaların işlevinin kontrol edilmesi

Sıvının tepsiler arası sürüklenme değerine göre veya taşma cihazının verimine göre gerçekleştirilir.

Plaka sürekli olarak çalışır:

Taşma cebindeki köpüklü sıvı tabakasının yüksekliği, m;

y - düşen jetin kalkışı, m;

b - taşma cebinin maksimum genişliği (segment oku);

İndiricideki köpürmemiş sıvı tabakanın yüksekliği, m;

Köpüklü sıvının bağıl yoğunluğu;

düşük ve orta köpüren sıvılar için,

kabul: .

Hafif sıvı katman yüksekliği:

çanak direnci,

Plakadaki sıvı seviyesi gradyanı, m

Valf tepsileri için \u003d 0,005-0,010 m alabilirsiniz.

Taşmada sıvının hareketine karşı direnç

Taşma cebinin minimum bölümündeki sıvı hızı .

kolon karışımı ayırma şoku

orta ve düşük köpüren sıvılar için kabul ediyoruz: .

mantar şeklindeki kabarcıkların yükselme hızı.

kolondaki ortalama sıcaklıkta sıvının ortalama yüzey gerilimi katsayısı:

(79+88.5)/2=83.75 0C.

Yüzey gerilimi katsayısı: sütundaki bir sıcaklıkta tav=83.75 0С (nk)=16.05 10-3 N/m;

(vc)=17.16 10-3 H/m,

O zaman =0.448 16.05 10-3+(1-0.448) 17.16 10-3=0.0167 H/m.

Mantar şeklindeki baloncuklar yükselen hız:

Taşma cebinin minimum bölümündeki sıvı hızı:

Taşmada sıvı hareketine karşı direnç:

1.6 702.0 0.1162 = 15,1 Pa.

Hafif sıvı katman yüksekliği:

Jet kalkış

Koşul /B/ yerine getirildi:

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

/С/ koşulu karşılandı:

0,054 < 0,153

Tepsi açıklığındaki çalışma buhar hızı, valf tepsisinin arızalanmamasını sağlayan tepsi açıklığındaki minimum buhar hızından daha az olmamalıdır:

14,36 > 3,371;

>?koşul sağlandı.

4.5 Tesisatın termal hesabı

4.5.1 Bir deflegmatörde yoğuşma sırasında buhar tarafından suya verilen ısı tüketimi:

buhar yoğunlaşma ısısı J/kg;

4.5.2 Kazandaki ısıtma buharından dip sıvısının aldığı ısının tüketimi:

79 0С'de;

88.5 0С'de;

80.1 0С'de.

Tüm ısı kapasitesi değerlerini referans kitaplardan buluyoruz:

79 0C'de: C = 3226.3

C \u003d 2424.3 [ 8, s. 281]

0,93 3226.3+(1- 0.93) 2424.3=3170.

88,5 0C'de: C = 3435.8

C =2501.1 [ 8, s.281]

0.04 3435.8+(1 - 0.04) 2501.1 = 2538.5 .

80.10C'de: C = 3268.2

C = 2428.1

1.03 = 1524802

4.5.3 Buhar besleme ısıtıcısındaki ısı tüketimi

0С'de: = 2891.1

2290,3

0,50 2891.1+(1 - 0,50) 2290.3=2590,7 .

4.5.4 Distilatın buzdolabındaki suya verdiği ısının tüketimi

0С'de: = 2933

2306,3 .

0,93 2933+(1 - 0,93) 2306.3 = 2889.

4.5.5 Buzdolabındaki damıtma kalıntısından suyun aldığı ısının tüketimi

0C'de: \u003d 3008.42

2339 .

0.04 3008.42+(1 - 0.04) 2339 = 2365,8

4.5.6 Basınç =4 atm ve kuruluk derecesi x=%95 ile ısıtma buharı tüketimi

a) kazanda:

4 ° C'lik bir basınçta ısıtma buharının yoğunlaşmasının özgül kütle ısısı,

b) yemek ısıtıcısında:

Toplam buhar 0,96 kg/s veya 3.447 t/s.

20 0С ile ısıtıldığında soğutma suyu tüketimi

a) deflegatörde:

20 0С'de suyun ısı kapasitesi

b) distilat buzdolabında:

c) KDV artığı buzdolabında:

Toplam su 21.936 kg/s veya 78.97 t/s.

4.6 Meme çapının belirlenmesi

Boru bağlantı parçalarının aparata bağlantısı ve ayrıca çeşitli sıvı ve gaz ürünleri beslemek ve boşaltmak için teknolojik boru hatları, sökülebilir ve tek parça olabilen bağlantı parçaları veya su boruları kullanılarak gerçekleştirilir. Bakım koşullarına göre, çeşitli bağlantılar (flanş bağlantı parçaları) daha sık kullanılır.

Çelik flanş bağlantı parçaları standartlaştırılmıştır ve kendilerine kaynaklı veya flanşlarla aynı anda dövülmüş flanşlı borulardan yapılmış borulardır. Et kalınlığına bağlı olarak bağlantı elemanlarının branşman boruları ince cidarlı ve kalın cidarlıdır, bu da aparatın duvarındaki deliğin farklı et kalınlıklarına sahip bir branşman borusu ile güçlendirilmesi ihtiyacından kaynaklanır.

Bağlantı elemanlarının çapları, sıvı Q veya buharın hacimsel akış hızı ve önerilen hızları w ile belirlenir.

Kolona bir pompa ile güç sağlanır (zorla hareket :), 1,5 m/s alıyoruz. Balgam, alt sıvı ve alt kalıntı akışını yerçekimi (), 0,3 m/s alıyoruz. Buharlar için 30 m / s alıyoruz.

4.6.1 Besleme sütununa girmek için memenin çapı:

Bir tedarik sıcaklığında = 80.1 0С, referans kitaplarından buluyoruz

Güç Yoğunluğu:

0,00138 m?/kg

720,693 kg/m²?.

Hacimsel güç tüketimi:

m/s - enjeksiyon sırasında sıvı hızı.

d = = = 0.0513 m veya d=51,3 mm

4.6.2 Geri akış nozulu çapı

Geri akışın kütle akış hızı

79 0C'lik bir üst sıcaklıkta NC'nin yoğunluğunu belirliyoruz: .

Geri akış hacmi akışı:

0.00068 m?/sn

m / s - balgam akışının hızı (yerçekimi).

meme çapı:

d = = = 0.049 m veya d=49mm

Bağlantı parçasının standart çapını tablo 10.2'ye göre seçiyoruz

4.6.3 Kolon buhar çıkış çapı

Buharların kütle akış hızı:

Buhar yoğunluğu:

1.595 kg/m?

Buhar hacmi akışı:

1.126 m?/sn

meme çapı:

d = = = 0.1994 m veya d=199.4 mm

Bağlantı parçasının standart çapını tablo 10.2'ye göre seçiyoruz

4.6.4 Kolondan alttaki sıvının çıkışı için memenin çapı

İlk yaklaşımda, buhar ve sıvının molar akış hızları kolonun yüksekliği boyunca değişmez (başlangıçtaki karışım girdiği için besleme plakası hariç), çünkü bir mol VC'nin buhardan yoğunlaştırılması sırasında, sıvıdan bir mol NC buharlaşır. NC ve VC'nin molar kütleleri yakınsa, kütle akış hızları kolonun yüksekliği boyunca değişmez. Aksi takdirde, besleme tepsisindeki sıvının kütle akış hızı, alttaki sıvının akış hızından çok farklı olabilir.

Ortalama molar yiyecek kütlesi:

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

Molar yem tüketimi:

0.035 kmol/sn

Molar reflü tüketimi:

0.0109 kmol/sn

Alt sıvının molar akış hızı:

0.035+0.0109=0.0459 kmol/sn

Kübik sıvının kütle akış hızı:

0.0459 142.29 \u003d 6.531 kg / s Alt sıvının yoğunluğu yaklaşık olarak eşittir:

88.50C.

Alt sıvının hacimsel akış hızı:

0,0098 m?/sn

m / s - alt sıvı yerçekimi ile akar.

meme çapı:

d = = = 0.198 m veya d=198 mm

Bağlantı parçasının standart çapını tablo 10.2'ye göre seçiyoruz

4.6.5 Artık çıkış meme çapı

KDV kalıntısının hacimsel tüketimi:

94.80C.

0,0018 m?/sn

meme çapı:

d = = = 0.085 m veya d=85 mm

Bağlantı parçasının standart çapını tablo 10.2'ye göre seçiyoruz

4.6.6 Buhar-sıvı karışımını kolonun küpüne sokmak için bağlantı parçasının çapı

Buhar-sıvı karışımının kütle akış hızı

6.531- = 5.323kg/sn

Buhar yoğunluğu:

Kolonun küpündeki mutlak basınç

barometrik basınç;

P, tüm plakaların toplam hidrolik direncidir; ?P = 15368.5 Pa;

Normal basınç, = 1 atm;

101325 + 15368.5 = 116693.5 Pa.

5.525 kg/m?

Limitte tüm sıvı fazın kazanda buharlaştığını varsayıyoruz.

Buhar-sıvı karışımının hacimsel akış hızı (sınırda):

0,963m?/sn

meme çapı:

d = = = 0.202 m veya d= 202 mm

Bağlantı parçasının standart çapını tablo 10.2'ye göre seçiyoruz

4.6.7 Besleme ısıtıcısı bağlantı çapı

4 atm mutlak basınçta buhar yoğunluğu. = 2,12 kg/m?.

Buhar hacmi akışı:

0.098 m?/sn

40 m/s - buhar hızı.

meme çapı:

d = = = 0.056 m veya d=56 mm

Bağlantı parçasının standart çapını tablo 10.2'ye göre seçiyoruz

4.6.8 Kazan bağlantı çapı

Buhar hacmi akışı:

0,354 m?/sn

meme çapı:

d = = = 0.106m veya d=106 mm

Bağlantı parçasının standart çapını tablo 10.2'ye göre seçiyoruz

4.6.9 Dephlegmator meme çapı

Suyun yoğunluğunu kabul ediyoruz = 1000 kg/m?

Su hacmi akışı:

meme çapı:

d = = = 0.121m veya d=121 mm

Bağlantı parçasının standart çapını tablo 10.2'ye göre seçiyoruz

4.6.10 Distilat Soğutucu Bağlantı Çapı

0.002406 m?/sn

meme çapı:

d = = = 0.045m veya d=45mm

Bağlantı parçasının standart çapını tablo 10.2'ye göre seçiyoruz

4.6.11 Alt soğutucu için bağlantının çapı

0,00217 m?/sn

meme çapı:

d = = = 0.043m veya d=43mm

Bağlantı parçasının standart çapını tablo 10.2'ye göre seçiyoruz

5. Standart parça seçimi

5.1 Bağlantı Elemanları

Boru bağlantı parçalarının aparata bağlantısı ve çeşitli sıvı veya gaz halindeki ürünlerin beslenmesi ve boşaltılması için teknolojik boru hatları, sökülebilir ve tek parça olabilen bağlantı parçaları veya giriş boruları kullanılarak gerçekleştirilir. Bakım koşullarına göre, ayrılabilir bağlantılar (flanş bağlantı parçaları) daha sık kullanılır.

Çelik flanş bağlantı parçaları standartlaştırılmıştır ve kendilerine kaynaklı veya flanşlarla aynı anda dövülmüş flanşlı borulardan yapılmış borulardır. Et kalınlığına bağlı olarak bağlantı elemanlarının branşman boruları ince cidarlı ve kalın cidarlıdır, bu da aparatın duvarındaki deliğin farklı et kalınlıklarına sahip bir branşman borusu ile güçlendirilmesi ihtiyacından kaynaklanır.

Standart çelik kaynaklı flanşlı nipellerin tasarımı: kaynaklı düz flanşlı ve ince duvarlı tıkaçlı

Branşman borularının ana ölçüleri, standart çelik flanşlı, ince cidarlı fitinglerde.

İsim
Güç girişi
balgam girişi
Kolondan buhar çıkarma
Alt sıvı çıkışı
KDV kalıntısının getirisi
Kazana buhar girişi
Deflegmatöre su girişi

5.2 Makine desteği

Temellere veya özel olarak destekleyici yapılara kimyasal aparatların montajı, çoğunlukla destekler yardımıyla gerçekleştirilir. Yalnızca düz tabanlı cihazlar doğrudan temellere kurulur.

Aparatın çalışma konumuna bağlı olarak, dikey aparatlar için destekler ve yatay aparatlar için destekler ayırt edilir. Dikey aparatlar genellikle ya bir odanın altına yerleştirildiğinde raflara ya da aparat bir odadaki tavanlar arasına yerleştirildiğinde veya özel çelik yapılar üzerine askıdaki pençelere monte edilir.

Dış cıvata direkleri ile çelik kaynaklı kolon aparatları için standart silindirik desteklerin tasarımı.

Desteği çapına göre seçiyoruz.

Kolon aparatları için silindirik desteklerin ana boyutları

5.3 Flanşlar

Kimyasal aparatlarda, çelik kasaların ve münferit parçaların sökülebilir bağlantısı için flanş bağlantıları ağırlıklı olarak yuvarlak şekillidir. Flanşlar üzerinde borular, bağlantı parçaları vb. aparatlara takılır. Flanş bağlantıları sağlam, rijit, sıkı, montaj, demontaj ve onarım için erişilebilir olmalıdır. Flanş bağlantıları, borular ve boru bağlantı parçaları için ve cihazlar için ayrı olarak standardize edilmiştir.

Borular ve Boru Ek Parçaları için Standart Çelik Yassı Kaynak Flanşlarının Yapımı

Düz sızdırmazlık yüzeyi ile standart çelik yassı kaynak flanşlarının tasarımı

Borular ve boru bağlantı parçaları için flanşlar, bir bağlantı çıkıntısı ile çelik yassı kaynaklı.

İsim
Güç girişi
balgam girişi
Kolondan buhar çıkarma
Alt sıvı çıkışı
KDV kalıntısının getirisi
Buhar-sıvı karışımının kolonun küpüne girilmesi
Isıtıcıyı beslemek için buhar girişi
Kazana buhar girişi
Deflegmatöre su girişi
Soğutucuyu damıtmak için su girişi
Alt kalıntı soğutucusuna su girişi

Çelik yassı kaynaklı cihazlar için flanşlar.

Alt, kimyasal aparatların ana unsurlarından biridir. Hem yatay hem de dikey aparatların silindirik tamamen kaynaklı gövdeleri, her iki tarafta diplerle sınırlıdır. Diplerin şekilleri eliptik, yarım küre, küresel bir segment şeklinde, konik ve silindiriktir. En yaygın şekli eliptiktir. Onlar yapıldı sıcak damgalama birbirine kaynaklanmış bir veya daha fazla parçadan oluşan düz yuvarlak boşluklardan.

Eliptik flanşlı tabanın tasarımı (Şekil 7.1, a)

Aparat çapı D=1000 mm.

İç taban çapına sahip eliptik flanşlı tabanların boyutları

6. Güvenlik önlemleri ve karışımın bileşenleri hakkında genel bilgiler

Üretim ekipmanı. Genel güvenlik gereksinimleri.

1. Üretim ekipmanının yapı malzemeleri, belirtilen tüm çalışma modlarında ve öngörülen çalışma koşullarında insan vücudu üzerinde tehlikeli ve zararlı bir etkiye sahip olmamalı, ayrıca yangın ve patlama tehlikesi durumları oluşturmamalıdır.

2. Üretim ekipmanının tasarımı, amaçlanan tüm çalışma modlarında, parçalar ve montaj birimleri üzerindeki, işçiler için tehlike oluşturabilecek hasara neden olabilecek yükleri içermemelidir.

3. Üretim ekipmanının ve münferit parçalarının tasarımı, düşme, devrilme ve kendiliğinden yer değiştirme olasılığını dışlamalıdır.

4. Üretim ekipmanının parçaları (hidrolik, buhar, pnömatik sistemlerin boru hatları, emniyet valfleri, kablolar vb. dahil), mekanik hasara neden olabilecek, koruyucular tarafından korunmalı veya işçilerin kazara hasar görmesini önleyecek şekilde yerleştirilmelidir. veya bakım araçları.

5. Üretim ekipmanı, öngörülen çalışma koşulları altında yangına ve patlamaya dayanıklı olmalıdır.

6. Elektrik enerjisiyle çalışan üretim ekipmanının tasarımı, elektrik güvenliğini sağlayacak cihazları (araçları) içermelidir: çit, topraklama, topraklama, canlı parçaların yalıtımı.

7. Üretim ekipmanının tasarımı, işlem sırasında işlenen ve (veya) kullanılan sıcak malzemelerin ve maddelerin sıçramasından kaynaklanan tehlikeyi hariç tutmalıdır.

8. Kontrol sistemi, üretim ekipmanının amaçlanan tüm çalışma modlarında ve çalışma koşulları tarafından sağlanan tüm dış etkiler altında güvenilir ve güvenli çalışmasını sağlamalıdır. Yönetim sistemi oluşturmayı hariç tutmalıdır. tehlikeli durumlar işçi (işçiler) tarafından kontrol eylemleri dizisinin ihlali nedeniyle.

Damıtma kolonunun çalışması sırasında aşağıdaki güvenlik kurallarına uyulmalıdır:

1. Başlatmadan önce, damıtma kolonu incelenmeli ve bir basınç mukavemet testine tabi tutulmalıdır; ilgili tüm aparat ve boru hatlarının servis verilebilirliği ve çalışmaya hazır olup olmadığı, enstrümantasyonun servis verilebilirliği, kolondaki sıcaklık ve basınç regülatörleri, kolonun alt kısmındaki sıvı seviye ölçerler, rektifiye edilmiş ürün alıcıları ve kalıntı tankları kontrol edildi.

2. Damıtma tesisinin çalıştırılması, kesinlikle teknolojik talimatlarda belirtilmesi gereken öngörülen sırayla gerçekleştirilmelidir.

3. Damıtma kolonlarının çalışması sırasında, proses parametrelerini ve ekipmanın servis verilebilirliğini sürekli olarak izlemek gerekir.

4. Kışın, açık tesislerde, her vardiyada en az bir kez, kolonların, ürün boru hatlarının, su hatlarının, buhar boru hatları ve aparatlarındaki drenaj dallarının, drenaj hatlarının vb. durumunun kontrol edilmesi gerekir. Bu süre zarfında, kopmalarını önlemek için iletişimde (özellikle su ile) akışkanın sürekli hareketi sağlanmalıdır. Drenaj ve drenaj hatlarının yanı sıra su, alkali ve diğer dondurucu sıvıların temini için en tehlikeli alanlar yalıtılmalıdır.

5. Damıtma kolonlarının ve desteklerinin ısı yalıtımında hasar gören alanların zamanında düzeltilmesini sağlamak gerekir. Isı yalıtımı temiz, iyi durumda ve sızıntı olması durumunda vücutta gizli sıvı akışları oluşmayacak şekilde tasarlanmalıdır.

6. Damıtma kolonlarında, ısı eşanjörlerinde ve diğer cihazlarda sızıntı tespit edilirse, olası tutuşmayı veya patlayıcı konsantrasyonlarda karışımların oluşmasını önlemek için geçiş noktalarına su buharı veya nitrojen verilmesi gerekir.

8. Atölyelerde ve açık damıtma ve absorpsiyon tesislerinde, birincil yangın söndürme ekipmanının mevcudiyeti ve mevcut sabit veya yarı sabit yangın söndürme sistemlerinin servis verilebilirliğinin kontrol edilmesi gerekir.

Orijinal karışımın bileşenleri.

Decan, hafif benzin kokulu, renksiz, yanıcı bir sıvıdır. Decane suda çözünmez, etanolde az çözünür ve polar olmayan çözücülerde kolayca çözünür. Parlama noktası 47?С, kendiliğinden tutuşma sıcaklığı 208?С.

Decane, doymuş hidrokarbonlar sınıfına aittir. Organik bileşikler arasında kimyasal olarak en inert olan doymuş hidrokarbonlar aynı zamanda en güçlü ilaçlardır. Pratikte, doymuş hidrokarbonların etkisi, su ve kandaki ihmal edilebilir çözünürlükleri nedeniyle zayıflar, bunun sonucunda kanda tehlikeli konsantrasyonlar oluşturmak için havada yüksek konsantrasyonlar gerekir. Toksik etki: Yüksek lipofilik özelliğinden dolayı narkotik etkiye sahiptir.

Çalışma alanının havasındaki dekan buharlarının MPC'si 300 mg/m2'dir. Akut maruz kalma koşullarında, sersemletme, baş ağrısı, mide bulantısı, kusma, nabzın yavaşlaması görülebilir. Zehirlenme durumunda arayın

acil tıbbi bakım. Mağduru enfeksiyon bölgesinden temiz havaya çıkarın, huzuru sağlayın.

Bireysel koruma. Düşük konsantrasyonlar için uygun

endüstriyel gaz maskesi marka A filtreleme. Çok yüksek konsantrasyonlarda - cebri hava beslemeli yalıtım hortumlu gaz maskeleri. Uzun süreli temas halinde - cilt koruması: eldivenler,

geçirimsiz kaplamalı önlükler, gözleri korumak için maskeler kullanılmalıdır. Önleme önlemleri. Ekipman ve iletişimin sızdırmazlığı, binaların uygun şekilde havalandırılması. Gerekli tıbbi muayeneler dekan ve diğer doymuş hidrokarbonların salınımı ile ilgili çalışmalar sırasında her 12 ayda bir çalışanlar.

Etil alkol (etanol, metilkarbinol), su ve birçok organik çözücü ile her oranda karışabilen, karakteristik bir kokuya sahip, yanıcı, renksiz bir sıvıdır. Parlama noktası 13°C, tutuşma sıcaklığı 365°C.

Etanol, birçok organik bileşiğin sentezi için, Lebedev yöntemiyle SC üretimi için, alkol-votka ve bira endüstrilerinde, vernikler için çözücü, ekstraksiyon vb. için kullanılır.

Çalışma alanının havasındaki etil alkol buharlarının MPC'si 1000 mg/m²'dir. Eylemin genel doğası: Önce uyarılmaya ve ardından merkezi sinir sisteminin felce neden olan bir ilaç. İnsan vücudunda etanol, tüm organ ve dokularda toksik hasara yol açan asetaldehit ve asetik aside dönüştürülür. Yüksek dozlara uzun süre maruz kalındığında sinir sistemi, karaciğer, kardiyovasküler sistem ve sindirim sisteminde ciddi organik hastalıklara neden olabilir. . İş yerinde etil alkol buharı ile akut zehirlenme (yutmadan), solunan tüm alkolün vücutta kaldığı düşünülse bile, pratik olarak olası değildir. Etil alkol buharları ile kronik zehirlenme vakaları bilinmemektedir.

Etanol saf haliyle işçilerde kuru cilde ve bazen de çatlak oluşumuna neden olur.

Zehirlenme belirtileri: duygusal dengesizlik, hareketlerin bozulmuş koordinasyonu, yüzün kızarıklığı, bulantı ve kusma, solunum depresyonu ve bilinç bozukluğu (ağır vakalarda).

Etil alkol zehirlenmesi durumunda ambulans çağırılmalıdır. Tıbbi bakım. Kurban bilinçliyse, ancak şiddetli halsizlik, uyuşukluk, uyuşukluk varsa, doktor gelmeden önce ona amonyakla nemlendirilmiş bir pamuk kokusu verebilir ve mideyi durulayabilirsiniz. Mideyi yıkamak için, kabartma tozu (1 litre su başına 1 çay kaşığı soda) ilavesiyle 1-1.5 litre su içmeniz gerekir, bundan sonra bir tıkaç refleksini indüklemelisiniz. Prosedürü birkaç kez tekrarlayabilirsiniz. Daha sonra kurbanın ısınması gerekir, çünkü alkol cildin yüzeysel damarlarının genişlemesine neden olur ve bu da buna katkıda bulunur. hızlı soğutma organizma. Ona içmesi için güçlü çay veya kahve vermeniz önerilir. Tabletli aktif kömür varlığında, kurbana 20 tablete kadar verebilirsiniz.

Bireysel koruma. Kapsamlı solunum koruması. A marka filtreli endüstriyel gaz maskesi kullanımı. Cilt koruması (tulumlar, koruyucu eldivenler) ve gözler (maskeler, gözlükler).

Önleme önlemleri: ekipmanın ve iletişimin sızdırmazlığı, etil alkolün erişilemezliği, açıklayıcı çalışma, binaların uygun şekilde havalandırılması.

Yangın güvenlik önlemleri. İlk karışımın bileşenleri (dekan, etil alkol) yanıcı sıvılardır. Etil alkolün alınması, depolanması ve taşınması ile ilgili rezervuarlar, proses ekipmanları, boru hatları ve doldurma ve boşaltma cihazları, dekandan korunmalıdır. Statik elektrik. Elektrikli ekipman patlamaya dayanıklı olmalıdır. Yangın söndürme araçları: kum, asbestli battaniye, karbondioksitli yangın söndürücüler. .

7. Kullanılmış literatür listesi

1. Kogan V.E., Fridman V.M., Kafarov V.V. Sıvı ve buhar arasındaki denge. Dizin. Kitap. 1-2. M.; L.: Nauka, 1966. -786 s.

2. Pavlov K.F., Romankov P.G., Noskov A.A. PAKhT dersi için örnekler ve görevler. L.: Kimya, 1987-.576 s.

3. Ramm V.M. gaz emilimi. M.: Kimya, 1976.-655 s.

4. Petrol rafinerisinin ana işlem ve cihazlarının hesaplanması / Ed. Sudakov. Dizin. M.: Kimya, 1979.-568 s.

5. Kimya teknolojisinin temel süreçleri ve aygıtları / Ed. Yu.I. Dytnersky. Tasarım rehberi. M.: Kimya, 1991-496'lar.

6. Aleksandrov I.A. Damıtma ve absorpsiyon cihazları. M.: Kimya, 1978.-280 s.

7. Bir kimyagerin el kitabı. Cilt II İnorganik ve organik bileşiklerin temel özellikleri. L., M.: Kimya, 1964.-1168 s.

8. Vargaftik N.B. Gazların ve sıvıların termofiziksel özellikleri hakkında el kitabı. Moskova: Nauka, 1972-720'ler.

9. Tipik kolon aparatı: kılavuz, Kazan, 1982.-20 s.

10. Uryadov V.G., Aristov N.V., Kurdyukov A.I. İlişki "yapı-özellik". Bölüm IV. Organik bileşiklerin yüzey geriliminin tanımına topolojik yaklaşım., 2002.-77 s.

11. Lashchinsky A.A. Kaynaklı kimyasal aparatların tasarımı. Dizin. L.: Mashinostroenie, 1981.-382 s.

12. Skoblo A.I., Tregubova I.A., Molokanov Yu.K. Petrol arıtma ve yağ prosesleri ve cihazları kimyasal endüstri.M.: Kimya, 1982.-584

13. Sanayide zararlı maddeler. Dizin. T I Organik maddeler / Ed. N.V. Lazarev. L.: Kimya, 1976-538'ler.

14. Lashchinsky A.A., Tolchinsky A.R. Kimyasal ekipmanın tasarımı ve hesaplanmasının temelleri. Dizin. L.: Mashinostroenie, 1970-752'ler.

15. VNE 5-79 PPBO - 103 -79 Kimya endüstrisi işletmelerinin çalışması için yangın güvenliği kuralları, 322 s.

16. Petrokimyacının El Kitabı Cilt 1. / Ed. Ogorodnikova S.K. M.: 1978 - 496 s.

Allbest.ru'da barındırılıyor

Benzer Belgeler

Buhar hızı ve kolon çapı, plaka sayısı ve kolon yüksekliğinin belirlenmesi. Plakaların hidrolik hesabı. Kolonun termal hesabı. Eşanjör tasarımı seçimi. Su için ısı transfer katsayısının belirlenmesi. Distilat için buzdolabının hesaplanması.

dönem ödevi, eklendi 01/07/2016


Aseton-su ikili karışımının ayrılması için sürekli işlem damıtma kolonunun hesaplanması. Kolonun malzeme dengesi. Buhar hızı ve kolon çapı. Tepsilerin hidrolik hesabı, sayılarının ve kolon yüksekliklerinin belirlenmesi. Tesisatın termal hesabı.

dönem ödevi, eklendi 05/02/2011


Endüstride sıvı karışımları ayırma yöntemi olarak rektifikasyon. Kolonun boyutlarının belirlenmesi. Küpteki plakaların ve basıncın hidrolik hesabı. Pompa, hammadde ısıtıcısı, hava tahliye cihazı ve kazanın hesaplanması. Kolonun termal ve malzeme dengesi.

dönem ödevi, eklendi 02/07/2015


Kolonun malzeme dengesi ve çalışma geri akış oranı. Kolonun üstü ve altı için ortalama sıvı kütle akış hızları. Buhar ve sıvının hacimsel akış hızları. Damıtma kolonunun hidrolik hesabı. Tesisatın ve bağlantı parçalarının termal hesabı.

dönem ödevi, eklendi 05/04/2015


Düzeltme sürecinin özellikleri. Teknoloji sistemi heksan-toluen karışımını ayırmak için damıtma tesisi. Kolonun malzeme dengesi. Plakaların hidrolik hesabı. Plaka sayısının ve kolonun yüksekliğinin belirlenmesi. Tesisatın termal hesabı.

dönem ödevi, eklendi 17/12/2014


İkili karışımların periyodik doğrultulması. İkili karışımların ayrılması için sürekli damıtma tesisleri. KDV kalıntısının buzdolabının hesaplanması, sıvının gaz-sıvı tabakasının yüksekliği. Buhar hızının ve kolon çapının belirlenmesi.

dönem ödevi, eklendi 08/20/2011


Buhar hızının belirlenmesi ve damıtma kolonunun çapının hesaplanması. Buhar ve sıvı izobarlarının eğrilerinin oluşturulması, doymuş buhar diyagramının sıcaklığa bağımlılığı, bir izobarın oluşturulması. Kondenser-buzdolabı, bağlantı parçalarının çapı ve kazanın hesaplanması.

dönem ödevi, eklendi 09/25/2015


Elek tepsili sürekli damıtma kolonu, malzeme dengesi hesabı. Damıtma, damıtma kalıntısı ve molar besleme hızı. Plakaların hidrolik hesabı. Plaka sayısı ve kolon yüksekliği. Plakadaki sıvının yolunun uzunluğu.

kontrol çalışması, 15.03.2009 eklendi


Düzeltme sürecinin teknolojik temelleri, aşamaları ve ilkeleri. Minimum plaka sayısı, geri akış oranı ve kolon çapının belirlenmesi. Tesisatın termal ve yapısal-mekanik hesabı. Isı yalıtımının hesaplanması. Süreç otomasyonu.

dönem ödevi, 16/12/2015 eklendi


Düzeltme işleminin malzeme dengesi. Geri akış oranı, buhar hızı ve kolon çapının hesaplanması. Damıtma kolonunun termal hesabı. Ekipmanın hesaplanması: kazan, hava tahliye cihazı, buzdolapları, ısıtıcı. Boru hatlarının çapının hesaplanması.

Soru numarası 1. İç basınç altında çalışan silindirik bir kabuğun duvar kalınlığının hesaplanması.

Test koşulları altındaki tasarım basıncının, test koşulları altındaki tasarım basıncından düşük olması durumunda, test koşulları için mukavemet analizi gerekli değildir. çalışma şartları 1.35[ 20]/[] ile çarpılır.

Soru numarası 2. Kapakların ve diplerin kalınlığının hesaplanması. Onların türleri.

Dipler, mermiler gibi, teknolojik aparatların ana unsurlarından biridir. Hem yatay hem de dikey aparatların silindirik tamamen kaynaklı gövdeleri, her iki tarafta diplerle sınırlıdır. Alt kısım, kabuğa entegre olarak bağlanmıştır.

Diplerin şekli eliptik, yarım küre, küresel bir segment şeklinde, konik, düz ve torusküre şeklindedir. Konik ve düz tabanlar flanşlı veya flanşsız olarak gelirken, eliptik tabanlar sadece flanşlı olarak gelir.

Kaynaklı teknolojik aparatlarda en yaygın taban şekli, silindir üzerinde bir havşa ile eliptiktir.

Borulardan yapılan teknelerde dış taban çaplı dipler, sacdan haddelenmiş teknelerde iç taban çaplı dipler kullanılır.

İç basınç altında çalışan eliptik tabanların hesaplanması, hesaplanan duvar kalınlığının (S) belirlenmesinden oluşur.

Hesaplama, belirleyici parametrelerin oranının değerine bağlı olarak gerçekleştirilir: taban malzemesi için izin verilen çekme gerilimi nerede, iç aşırı basınç, tabanın bir kaynak veya takviye edilmemiş delikler tarafından zayıflama katsayısı.

Tabanın hesaplanması hem iç taban çapı hem de dış taban çapı ile mümkündür. Çapa göre hesaplanırken, nominal duvar kalınlığı, mm formülüyle belirlenir:

Bu durumda, tanımlayıcı parametrelerin oranı şöyle olmalıdır:

Oran 25'e eşit veya daha büyükse, duvar kalınlığı aşağıdaki formülle elde edilir: nerede, tabanın üst kısmındaki iç eğrilik yarıçapı, m.

Burada çıkıntının derinlikleri, m.

Çapa göre hesaplarken, oranı belirleyen parametrelerden bağımsız olarak, eğriliğin alt üst kısmındaki dış yarıçapın nerede olduğu, m.İşte şişkinliğin derinliği, m.

Standart dipler için ve bu nedenle.

Duvar kalınlığı şu formülle belirlenir: kabuğun hesaplanan kalınlığındaki toplam artış nerede, mm,

Değer Genel görünüm aşağıdaki formülle belirlenir: çalışma ortamının malzeme üzerindeki korozyon veya başka bir tür kimyasal etkisi için pay, mm, erozyon payı veya ortamın malzeme üzerindeki başka bir tür mekanik etkisi, mm, teknolojik ve kurulum nedenleriyle ek pay , mm, ürün yelpazesindeki en yakın boyuta çevre için pay , mm.

Gövde kabuğuna kalıcı olarak bağlanan alt kısımlardan farklı olarak, kapaklar sökülebilir üniteler veya aparatın gövdeyi hava geçirmez şekilde kapatan parçalarıdır. Cihazdaki kapaklar, cihazın ünitelerinin montajı, incelenmesi ve onarımı için kolaylık sağlar.

Kapakların aparat içindeki konumu üst, alt ve yan olabilir. Kapağın şekli yuvarlak, dikdörtgen ve şekillidir. En yaygın olanları, imalatta teknolojik olarak daha gelişmiş oldukları için yuvarlak kapaklardır.

Yuvarlak kapaklar, temel olarak, üzerine flanş kaynaklı bir yarım küre veya elips şeklinde bir tabandır. Aynı flanş aparatın gövdesine kaynaklanmıştır. Kapağı gövdeye sabitlemek için, çalışma ve test sırasında aparatın gerekli sıkma kuvvetini ve sıkılığını sağlamak için boyutları ve sayısı yeterli olması gereken cıvata veya saplamalar kullanılır.

Kapak duvar kalınlığı, alt duvar kalınlığına benzer şekilde hesaplanır.

Soru numarası 3. Dış basınç altında çalışan kabukların et kalınlıklarının hesaplanması.

Duvar kalınlığı aşağıdaki formülle belirlenir:

burada c - aşağıdakilerden oluşan artış: c 1 - korozyon payı; 2'den - eksi toleransta bir artış; 3'ten - teknolojik artış.

K 2 \u003d f (K 1; K 3) katsayısı, K 1 ve K 3 katsayılarının değerlerine bağlı olarak hesaplanan nomogram ile belirlenir:

İzin verilen dış basınç aşağıdaki formülle belirlenir:

Mukavemet koşulundan izin verilen basınç aşağıdaki formülle belirlenir:

Elastikiyet sınırları içindeki stabilite koşulundan izin verilen basınç, aşağıdaki formülle belirlenir:

Tahmini kabuk uzunluğu, konfigürasyonuna bağlı olarak seçilir.

Hesaplanan nomogramı kullanarak s R , [p] ve l'yi belirleyebilirsiniz.

Elde edilen et kalınlığı değeri [p] formülüne göre kontrol edilmelidir.

Soru numarası 4. Flanş bağlantılarının hesaplanması için parametreler.

Flanş - kural olarak, ana parça ile aynı anda gerçekleştirilen boruların, tankların, şaftların vb. bağlantı parçası; genellikle cıvatalar veya saplamalar için delikleri olan düz bir halka veya disk. Bağlantının sıkılığını ve (veya) sağlamlığını sağlar.

Flanşlar yardımıyla her türlü kapaklar, borular aparata takılır ve kompozit kasalar birbirine bağlanır.

Flanşlar sağlam ve serbesttir.

Tek parça flanşlar, bağlanacak parçalar (kaynaklı, döküm) ile tek parça olup, aparatta düşük ve orta basınçlarda kullanılır. Cıvata delikleri boyunca bağlanacak parçaların bağımsız koordinasyonu (flanşlar düzleminde) gerektiğinde ve ayrıca flanşların bağlanacak parçalardan daha güçlü bir malzemeden yapılması gerektiğinde gevşek flanşların kullanılması tavsiye edilir. bağlı.

Bir flanş bağlantısı tasarlanırken ve hesaplanırken aşağıdakiler belirtilir:

1 flanş ve cıvata (saplama) yapısal malzemesi,

2 basınç,

3 bağlantı iç çapı,

4 aparat duvar kalınlığı.

Contanın tasarımını ve malzemesini seçin, contanın genişliğini belirleyin. Aparattaki ortamın basıncına ve sıcaklığına bağlı olarak flanş bağlantı tipini seçin.

Mümkünse standart bir flanş seçilir, gerekli parametrelere sahip standart bir flanş yoktur, ardından flanş bağlantısı hesaplanır.

1 Hesaplanan değerleri bulun:

1.1 daha ince flanş konik burç kalınlığı,

1.2 flanş manşonunun daha büyük kalınlığının daha küçük olana oranı,

1.3 büyük kalınlıkta burç flanşı,

1.4 alın kaynaklı flanş uzunluğu.

2 Cıvataların (saplamaların) çapını seçin.

3 Cıvata dairesinin çapını bulun.

4 Flanşın dış çapını bulun.

5 Contanın dış çapını bulun.

6 Contanın ortalama çapını bulun.

7 Etkili ped genişliğini bulun.

8 Yaklaşık cıvata (saplama) sayısını bulun.

Soru numarası 5.Flanş bağlantılarının geometrik parametrelerinin belirlenmesi.

Kimya endüstrisinde, esas olarak borular, boru bağlantı parçaları ve aparatlar için aşağıdaki flanş türleri kullanılır: gövdeye çelik yassı kaynaklı ve çelik alın kaynaklı (Şekil 1.2).

Aparat dizayn edilirken standart ve normalize flanşlar kullanılmalıdır. Bu tür flanşlar, bağlantı parçaları ve boru hatları için ayrı ayrı üretilir. D y 800 mm'ye kadar ve cihazlar için D y 400 mm ve üzeri. Flanş bağlantılarının hesaplanması, gerekli parametrelerin flanşlarının olmaması nedeniyle normalleştirilmiş flanşların kullanılmasının mümkün olmadığı durumlarda yapılır.

Flanş bağlantı hesabı aşağıdaki hesaplanmış değerlerin hesaplanmasını gerektirir:

Daha Küçük Kalınlık Konik Burç Flanş

Alın kaynaklı flanşlar ve cıvatalar için flanş burcunun daha büyük kalınlığının daha küçük olana oranları, düz kaynaklı flanşlar için programa göre seçilir;

Düz kaynaklı flanşlar için daha kalın flanş burçları kabul edilir;

Alın kaynaklı flanş tıkaç yüksekliği.

Ek olarak şunları tanımlarlar:

Flanş burcu eşdeğer kalınlığı

düz kaynak flanşı için ;

Cıvata dairesi çapı, m:

a) alın kaynaklı flanşlar için

b) kaynaklı düz flanşlar için

Flanş dış çapı, nerede a - somunun cinsine ve boyutuna bağlı olarak değer, m; - cıvata çapı, m; boyut 10 veya 5 mm'nin katı olarak alınır;

Cıvata çapına ve conta tipine bağlı olarak değerin seçildiği contanın dış çapı;

Contanın ortalama çapı, contanın genişliği;

Etkili şerit genişliği, m:

a) düz contalar için:

,, de;

b) sekizgen ve oval kesitli contalar için:

Yaklaşık cıvata sayısı (saplamalar)

Nerede - cıvata adımı, m Son cıvata sayısı, dördün en yakın büyük katı olarak belirlenir;

Yaklaşık flanş kalınlığı

Program tarafından nerede belirlenir.

Soru numarası 6. Aparatın duvarlarındaki deliklerin güçlendirilmesi. Delik güçlendirme hesabı.

Gövde, kapak, kaynaklı aparatın alt duvarlarındaki bağlantı parçaları ve kapaklar için gerekli delikler duvarları zayıflatır, bu nedenle çoğu güçlendirilir. Şek. 1.7, kaynaklı aparatların duvarlarındaki deliklerin güçlendirilmesi için tipik tasarımları gösterir. En rasyonel ve bu nedenle tercih edilen, bağlantı parçasını bir branşman borusu ile güçlendirmektir (Şekil 1.7, tipler a ve B). Statik yükler altında çalışan plastik malzemeden yapılmış aparatların duvarlarındaki tek deliklerin güçlendirilmesi için aşağıda açıklanan yöntem aşağıdaki koşullarda uygulanır:

1 silindirik kabukların ve küresel ve eliptik tabanların duvarlarındaki yuvarlak delikler için

2 konik kabukların ve tabanların duvarlarındaki yuvarlak delikler için burada α, koninin tepesindeki açının yarısıdır; Şekildeki diğer parametreler. 1.7;

3 oval delikler için oval deliğin küçük ve büyük eksenlerinin uzunlukları nerede. Oval deliklerin takviyesini hesaplarken parametre kullanılır. D - oval deliğin ana ekseninin uzunluğu, yani. D=

Bir delik, kendisine en yakın delik onu etkilemiyorsa tek olarak kabul edilir; bu, karşılık gelen nozülün merkezi eksenleri arasındaki mesafenin A D'deki koşulu karşılaması durumunda mümkündür. - bağlantıların eksenleri arasındaki mesafe, m; D 1, D 2 - birinci ve ikinci bağlantı parçalarının iç çapları, m; S w1 , S w2 - birinci ve ikinci bağlantı parçalarının duvar kalınlığı, m.

Pirinç. 1.7. Statik yükler altında çalışan aparatların duvarlarındaki delikleri güçlendirmek için çeşitli tasarımlar için hesaplama şemaları: a- tek yönlü bağlantı ile güçlendirme; B-çift ​​taraflı montaj; v- tek yönlü montaj ve astar; g - çift taraflı montaj ve iki bindirme; D- flanş ve montaj; e- patron

eğer mesafe A iki bitişik delik arasında daha az olacaktır A D , daha sonra tahkimatların hesaplanması, koşullu çapa sahip tek bir delik ile aynı şekilde yapılabilir, burada C yapısal artıştır, m.

İzin verilen en büyük çap D D , m, duvarda ek takviye gerektirmeyen tek bir delik, formülle belirlenir. nerede S" - yapısal ilave olmaksızın ve ϕ w = 1, m'de aparat kasasının nominal tasarım duvar kalınlığı; ϕ - kaynağın mukavemet faktörü.

delik çapı ise , daha sonra deliğin güçlendirilmesi (ve buna göre daha fazla hesaplama) gerekli değildir. Eğer , o zaman tahkimat türünü seçmeniz ve bunun için aşağıdaki koşulları yerine getirmeniz gerekir.

Aparat veya borunun aparatın duvarına şemalara göre kaynak yapılması durumunda a ve b üzerinde pilav. 1.7 (tasarımdaki en yaygın durum), aşağıdaki koşulların karşılanması durumunda deliğin bu bağlantı parçası ile güçlendirilmesi yeterlidir:

tek yönlü bağlantı ile (şema a)

çift ​​taraflı bağlantı ile (şema B)

memenin nominal tasarım duvar kalınlığı nerede (artışlar olmadan ve ϕ = 1'de), m.

(1), (2) koşulları karşılanmazsa Bağlantıya, bağlantı parçasının duvarının yerel olarak kalınlaşması, takviyeli duvarın veya astarın yerel olarak kalınlaştırılması şeklinde ek takviyelerin eklenmesi gerekir. Rasyonel kaynağa dayalı olarak, Güçlendirmede yer alan bağlantı parçasının et kalınlığının, aşağıdakilerden daha fazla artırılması tavsiye edilmez. 2 S.

Deliği bir fiting ve bir bindirme ile güçlendirirken, ilk başta; 1. duvar kalınlığı artmaz, ancak takviye astarının kalınlığı S H duvar kalınlığına eşit olarak alınır S.

Bu durumda güçlendirme şu koşullar altında sağlanır:

şema için v(Şek. 1.7)

şema için G (4)

(3) veya (4) koşulları karşılanmazsa, memenin duvar kalınlığının SW arttırılması gerekir (SW'ye kadar).< 2S), либо тол­щину накладки S H (aynı sınırlar içinde) veya belirtilen koşullar sağlanana kadar her ikisi.

Bir bağlantı parçası veya boruyu şemaya göre flanşlı bir duvara kaynak yaparken D(Şek. 1.7) Koşulların sağlanması durumunda deliklerin flanş ve fiting ile güçlendirilmesi yeterlidir.

Teknolojik nedenlerle flanş S6'nın kalınlığının 0.85'ten fazla olamayacağı ve bu tür takviyelerin kullanımını sınırlayan akılda tutulmalıdır.

Şemaya göre deliklerin bir patronla güçlendirilmesi e(Şekil 1.7) koşul yeterli ise

Ped Genişliği B H (veya patronlar) formülle hesaplanır

7. soru. Cihaz destek çeşitleri. Aparat desteklerinin hesaplanmasının özellikleri.

Cihazların temel üzerine montajı esas olarak destekler yardımıyla gerçekleştirilir. Doğrudan temellere, yalnızca temel olarak yük altında çalışmak için tasarlanmış düz tabanlı cihazlar kurulur.

Aparatın çalışma konumuna bağlı olarak, dikey aparatlar için destekler ve yatay aparatlar için destekler ayırt edilir.

Dikey aygıtları yüklerken açık alan desteğin yüksekliğinin cihazın çapına oranı , Silindirik veya konik destekler kullanılması tavsiye edilir (Şekil 1, bir, b) yükseklik H "600 mm'den az değil. İç mekanlarda temel üzerine kurulu eliptik tabanlı cihazlar için ve H/ D<5 Şekilde gösterilen desteklerin kullanılması tavsiye edilir. 1.11 v. Cihazları tavanlar arasına asarken veya özel destek yapılarına kurarken pençeler kullanılır (Şek. 1, d). Yatay silindirik aparatlar için destekler çıkarılabilir olabilir (Şekil 1, D, sol) veya cihaza sağlam bir şekilde bağlı (Şekil 1.5, sağ).

Pirinç. 1 Cihaz desteği türleri:

a- silindirik destek; B- konik destek; v- raflar; Bay pençeler;

D- eyer desteği

Eyer sayısı (Şekil 1, e) en az 2 olmalıdır. Bu durumda, bir destek sabit, gerisi hareketli olmalıdır. Sabit destek ile hareketli olan arasındaki mesafe, aparatın bitişik destekler arasındaki sıcaklık uzaması 35 mm'yi geçmeyecek şekilde seçilir.

Pençeler hesaplanırken kaburgaların boyutları belirlenir. Kaburga çıkıntısının yüksekliğine oranı ben/ H(Şekil 1, d) 0,5'e eşit alınması tavsiye edilir. Kaburganın kalınlığı formülle belirlenir. , nerede Gmax - cihazın maksimum ağırlığı, MN (genellikle hidrotest sırasında olur); n - pençe sayısı; Z- bir pençedeki kaburga sayısı (bir veya iki); ben- destek çıkıntısı, m; [σ] - izin verilen sıkıştırma gerilimi (100 MPa'ya eşit alınabilir); K katsayısı başlangıçta 0,6'ya eşit olarak alınır ve daha sonra programa göre rafine edilir.

Kaynaklı dikişlerin gücü koşulu karşılamalıdır , burada L w, kaynakların toplam uzunluğudur, m; h w - kaynak ayağı, m (genellikle h w \u003d 0,008 m); [τ] w - kaynak malzemesinin izin verilen kesme gerilimi, MPa ([τ] w ≈ 80 MPa).

Eyer desteklerinin hesaplanması (Şekil 1.5) esas olarak destek sayısı seçimine ve astarın desteğin destek yüzeyinin altına aparata monte edilmesi (kaynak yapılması) ihtiyacının kontrol edilmesine indirgenmiştir. Kimya endüstrisinde genellikle 2-3 destek kurulur. İki eyer yataklı cihazların hesaplanmasını düşünün:

Pirinç. 1.2. İki eyer üzerine monte edilmiş yatay aparatta tasarım yükleri

Destek nervürlerinin en büyük ve en küçük yüksekliklerinin olduğu taban plakası boyunca kayması durumunda kaynaklı eyer desteğinin üzerindeki bölümde eğilme momenti.

İç basıncın birleşik etkisinden aparatın duvarının gücü r ve desteklerin reaksiyonundan bükülme iki bölümde kontrol edilir:

açıklığın ortasında

desteğin üstünde

Sele desteği ile aparatın çevre açısına bağlı olarak grafikten belirlenen referans bölümünde takviye halkaları ile güçlendirilmeyen kabuklar için katsayı nerede B; aparatın referans bölümündeki kabuklara takviye halkaları takarken; S - aparat duvar kalınlığı, m; C - yapıcı artış, m; [b] - aparatın gövdesinin malzemesi için izin verilen stres, MPa

Açıklığın ortasında ve desteğin üzerinde dayanım koşulunun sağlanamaması durumunda, sırasıyla üç desteğin takılması veya desteğin destek yüzeyinin altına aparata bir astar takılması (kaynak) yapılması gerekir. Kaplama kalınlığının genellikle aparat gövdesinin duvar kalınlığına eşit olduğu varsayılır.

Aparatlar için silindirik ve konik destek kovanlarının hesaplanması, dış mekana monte edilen eksenel yükün (cihazın yerçekimi, çevresi ve üzerinde duran dış cihazlar - boru hatları, platformlar, merdivenler, yalıtım vb.), rüzgar ve eksantrik yüklerden gelen eğilme momentleri dikkate alınarak gerçekleştirilir, ve ayrıca sismikliği 7 puandan fazla olan alanlar için sismik etkileri de hesaba katarak (12 puanlık bir ölçekte). Açık alana monte edilen tüm kolon aparatları, yükseklikleri H> 10 m ise rüzgar yükü hesaplamalarına tabi tutulur. H< 10 m ama H>D dk , burada D min, cihazın dış çaplarının en küçüğüdür.

Pirinç. 1.17. Cihazın hesaplama şeması

Rüzgar yüklerinden bükülme momentlerini hesaplarken, aparatın tasarım şeması, dirsekli elastik sıkıştırılmış çubuk şeklinde kullanılır (Şekil 1.17). Cihaz, yüksekliğe göre bölümlere ayrılmıştır ve her durumda bölümün yüksekliği H z < 10 m Her bir G bölümünün ağırlığının, bölümün ortasında yoğunlaştığı varsayılmaktadır. Rüzgar yükü, konsantre kuvvetlerle değiştirilir P Bence yatay yönde hareket eder ve bölümlerin ortasında uygulanır. Sismik kuvvetler de kesitlerin ortasında yatay olarak uygulanmaktadır.

Yatay kolon tipi aparatlar için desteklerin hesaplanması aşağıdaki sırayla gerçekleştirin.

Aparatın doğal salınım periyodunun belirlenmesi.

Rüzgar yükünden eğilme momentinin belirlenmesi.

Sismik etkilerin hesaplanması. En az 7 puanlık (12 puanlık bir ölçekte) sismisiteye sahip alanlara kurulan tüm dikey cihazlar, nerede bulunduklarına bakılmaksızın hesaplamaya tabidir: iç veya dış mekan.

Rüzgar ve sismik yüklere maruz kolon aparatları için silindirik ve konik mesnetlerin hesaplanması.

Soru numarası 8.Conta çeşitlerinin belirlenmesi flanş bağlantıları

Flanş bağlantılarının sızdırmazlığı için contalar.

Flanşlı bağlantılarda sızdırmazlık için, contalar:

metalik olmayan, asbestli metal ve flanşların bağlantı çıkıntısında birleştirilmiş;

metalik olmayan ve asbo-metalik çıkıntı-boşluk contası;

son derece nüfuz edici ortamlar (hidrojen, helyum, hafif petrol ürünleri, sıvılaştırılmış gazlar) için diken oluğu contasında metalik olmayan ve asbo-metalik;

diken-oluk contasında metal düz;

metal oval ve sekizgen bölümler.

Tüm contalar standartlaştırılmıştır, bu nedenle seçimleri GOST 15180-70 tablosundaki conta listesinden seçim yapılarak gerçekleştirilir.

Conta seçimi

Tıkanma (sabit ayrılabilir bağlantıların sızdırmazlığı), sızdırmaz yüzeylerin doğrudan birbiriyle sızdırmazlığını sağlayan belirli bir kuvvetle sıkıştırma veya aralarına yerleştirilmiş daha yumuşak malzemeden yapılmış contalar vasıtasıyla sağlanır.

En yaygın olanı, düşük, orta ve yüksek basınçlı bağlantıların yanı sıra vakumda kullanılan conta tıkanıklığıdır:

Contasız obturasyon, bağlı elemanların küçük çapları ve yüksek basınçlar için kullanılır.

Conta tıkanıklığı, bağlantıyı tekrar tekrar sökmek gerekirse (contaları değiştirmeden), oldukça elastik malzemelerden yapılmış contalar gerektirir: kauçuk, deri.

Birkaç sökme işlemi, paronit, floroplastik, yumuşak dolgulu kombine metalden yapılmış contalara izin verir.

Tek seferlik eylem, kartondan, asbestli kartondan yapılmış contalardır.

Tüm obturasyon tiplerinde contanın şekli daireseldir, ancak bazen dikdörtgen ve şekillidir.

Soru numarası 9. Absorpsiyon kolonunun hesaplama sırası.

Absorpsiyon, gazın bir dereceye kadar çözünür olduğu bir sıvı emici tarafından gazın emilmesi işlemidir. Ters işlem - bir çözeltiden çözünmüş bir gazın salınması - desorpsiyon olarak adlandırılır.

Aşağıdaki değerler ilk veri olarak ayarlanır:

1. Gelen gaz fazının kolona hacimsel akış hızı: Vg Nm 3 /h

3. Kurtarma oranı: α %

4. Emilen bileşenin emici kütle fraksiyonundaki ilk içeriği: x vn%

5. Emilen bileşenin emici kütle fraksiyonundaki nihai içeriği x wc %

6. Gelen sıcaklık gaz karışımı sütun t С

7. Sütundaki basınç P Pa

Hesaplama sonucunda aşağıdakiler belirlenir: La, Dk, Nototal, ΔPt, Nmt.

Absorpsiyon kolonlarının hesaplanması aşağıdaki sırayla gerçekleştirilir:

1. Absorbere girişte gaz fazının absorbe edilen bileşeninin ilk nispi molar konsantrasyonu

2. Absorbe edicinin çıkışındaki gaz fazının absorbe edilen bileşeninin nihai nispi molar konsantrasyonu

1.5 Damıtma kolonunun ana geometrik boyutlarının belirlenmesi

Buhar hızı, sprey sürüklenmesinin başladığı belirli bir ω önceki sınır değerinin altında olmalıdır. Elek plakaları için.

Buhar hızının ω sınır değeri grafiğe göre önceden belirlenir.

H = 0,3 m plakalar arasındaki mesafeyi kabul ediyoruz, çünkü

,

,

bu nedenle, sütunun üstü için m/s, sütunun altı için m/s. (1.25)'deki verileri değiştirerek şunu elde ederiz:

D kolonunun çapı, kolon boyunca yükselen buharın hızına ve miktarına bağlı olarak belirlenir:

, (1.26)

O zaman sütun çapı:

Sütundaki buhar hızı:

Plaka tipi TSB-II seçimi

Delik çapı d 0 =4 mm.

Drenaj bölümünün yüksekliği h p =40 mm.

Kolon aparatı D ila =1600 mm - kolonun iç çapı

F k \u003d 2.0 m 2 - alan enine kesit sütunlar

Sütun yüksekliği hesaplama

Tepsi sütununun yüksekliğini denkleme göre belirleriz:

H 1 \u003d (n-1) H - kolonun disk kısmının yüksekliği;

h 1 - sütunun ayırıcı kısmının yüksekliği, mm., h 1 \u003d 1000 mm tablo 2'ye göre;

h 2 - alt plakadan tabana olan mesafe, mm., h 2 \u003d 2000 mm tablo2;

n, plaka sayısıdır;

H, plakalar arasındaki mesafedir.

Kolonun bombeli kısmının yüksekliğini belirlemek için, paragraf 1.4'te hesaplanan gerçek plaka sayısını kullanırız:

(1.27) ifadesine göre, sütunun yüksekliği şuna eşittir:

H k \u003d 4.5 + 1.0 + 2.0 \u003d 7.5 m.

1.6 Kolonun hidrolik direncinin hesaplanması

Kolonun üst ve alt kısımlarındaki plakanın hidrolik direncinin hesaplanması

kuru bir levhanın direnci nerede, Pa; - yüzey gerilimi kuvvetlerine bağlı direnç, Pa; - plaka üzerindeki buhar-sıvı tabakasının direnci, Pa.

a) Kolonun üst kısmı.

Kuru bulaşık direnci

(1.29)

burada ξ, bir elek tepsisi için kuru tepsilerin direnç katsayısıdır ξ=1.82;

ω 0 - plakanın deliklerindeki buhar hızı:

, (1.30)

Sıvı ve gazın yoğunluğu, sırasıyla kolonun üst ve alt kısımlarındaki sıvı ve gazın ortalama yoğunluğu olarak tanımlanır:

, (1.31)

kg / m3

Bu nedenle, kuru bir tepsinin hidrolik direnci:

baba.

Yüzey gerilimi kuvvetleri nedeniyle direnç

burada σ=20*10 -3 N/m sıvının yüzey gerilimidir; d 0 \u003d 0.004 m, yuvanın eşdeğer çapıdır.

baba.

Gaz-sıvı tabakasının direnci şuna eşit alınır:

h pzh, buhar-sıvı tabakasının yüksekliğidir, m; ; k, köpüğün yoğunluğunun saf bir sıvının yoğunluğuna oranıdır, k=0.5 alın; h, sıvı seviyesinin drenaj eşiğinin üzerindeki yüksekliğidir, m Tablo 3'e göre h=0.01m.

Elde edilen değerleri değiştirerek hidrolik direnci elde ederiz:

Kolonun tüm plakalarının direnci:

burada n, plaka sayısıdır.

Daha sonra: 2.2 Çalışma buhar hızı için bor aygıtının dolgulu kolonunun hidrolik hesaplaması birçok faktör tarafından belirlenir ve genellikle her bir özel işlem için bir fizibilite çalışması ile gerçekleştirilir. Atmosferik basınçta film modunda çalışan damıtma kolonları için, çalışma hızı taşma hızından %20 daha düşük alınabilir: (26) burada...

Esas olarak alkol ve sıvı havanın (oksijen tesisleri) damıtılmasında kullanılırlar. Verimliliği artırmak için elek tepsilerinde (ve kapak tepsilerinde) sıvı ve buhar arasında daha uzun bir temas oluşturur. 2. Tepsi damıtma kolonlarının hesaplanması için teorik temeller İşi analiz etmek ve damıtma kolonlarını hesaplamak için iki ana yöntem vardır: grafik-analitik (...

Er ya da geç, neredeyse her ev yapımı alkol aşığı, saf alkol elde etmek için bir cihaz olan bir damıtma sütunu (RK) satın almayı veya üretmeyi düşünür. Temel parametrelerin kapsamlı bir hesaplamasıyla başlamanız gerekir: güç, yükseklik, çekmece çapı, küp hacmi vb. Bu bilgi hem tüm unsurları kendi elleriyle yapmak isteyenler için hem de hazır bir damıtma sütunu alacak olanlar için faydalı olacaktır (seçim yapmanıza ve satıcıyı kontrol etmenize yardımcı olacaktır). Bireysel düğümlerin tasarım özelliklerini etkilemeden, Genel İlkeler evde düzeltme için dengeli bir sistem oluşturmak.

Sütun işlem şeması

Borunun (tsargi) ve nozulların özellikleri

Malzeme. Boru, damıtma kolonunun parametrelerini ve aparatın tüm birimleri için gereksinimleri büyük ölçüde belirler. Yan imalatın malzemesi krom-nikel paslanmaz çeliktir - "gıda" paslanmaz çelik.

Gıda sınıfı paslanmaz çelik, kimyasal nötrlüğü nedeniyle ürünün gerekli olan bileşimini etkilemez. Ham şeker püresi veya damıtma atıkları ("kafalar" ve "kuyruklar") alkole damıtılır, bu nedenle arıtmanın temel amacı, çıktının safsızlıklardan arındırılmasını en üst düzeye çıkarmak ve alkolün organoleptik özelliklerini bir yönde değiştirmemektir. . Klasik distilasyon kolonlarında bakır kullanılması uygun değildir, çünkü bu malzeme biraz değişir. kimyasal bileşim içki ve bir damıtıcı (sıradan kaçak içki) veya bir bira sütunu (özel bir düzeltme durumu) üretimi için uygundur.

Çekmecelerden birine monte edilmiş bir nozullu demonte kolon borusu

Kalınlık.Çekmece tarafı 1-1,5 mm et kalınlığında paslanmaz çelik borudan yapılmıştır. Herhangi bir avantaj elde etmeden yapının maliyetini ve ağırlığını artıracağından daha kalın bir duvara ihtiyaç yoktur.

Nozul seçenekleri. Paketlemeden bahsetmeden kolonun özelliklerinden bahsetmek doğru değildir. Evde düzeltme yaparken, temas yüzey alanı 1,5 ila 4 metrekare olan nozullar kullanılır. m/litre. Temas yüzeyi alanının artmasıyla ayırma kabiliyeti de artar, ancak verimlilik düşer. Alanı küçültmek, ayırma ve güçlendirme yeteneğinde azalmaya yol açar.

Kolonun üretkenliği başlangıçta artar, ancak daha sonra çıktının gücünü korumak için operatör seçim oranını düşürmeye zorlanır. Bu, kolonun çapına bağlı olan ve en iyi parametre kombinasyonunu elde etmenizi sağlayacak belirli bir optimal ambalaj boyutu olduğu anlamına gelir.

Spiral prizmatik dolgunun (SPN) boyutları, kolonun iç çapından yaklaşık 12-15 kat daha az olmalıdır. 50 mm - 3,5x3,5x0,25 mm boru çapı için, 40 - 3x3x0,25 mm için ve 32 ve 28 - 2x2x0,25 mm için.

Görevlere bağlı olarak, farklı nozulların kullanılması tavsiye edilir. Örneğin, güçlendirilmiş distilatlar elde edilirken, genellikle çapı ve yüksekliği 10 mm olan bakır halkalar kullanılır. Bu durumda amacın, sistemi ayırma ve güçlendirme yeteneği değil, tamamen farklı bir kriter olduğu açıktır - bakırın alkolden kükürt bileşiklerini ortadan kaldırmaya yönelik katalitik yeteneği.

Spiral prizmatik nozul çeşitleri

Cephaneliğinizi bir, hatta en iyi nozulla sınırlamamalısınız, böylesi yoktur. Her özel görev için en uygun olanı vardır.

Kolon çapındaki küçük bir değişiklik bile parametreleri ciddi şekilde etkiler. Değerlendirmek için, nominal gücün (W) ve üretkenliğin (ml / h) kolonun kesit alanına (mm kare) sayısal olarak eşit olduğunu ve bu nedenle orantılı olduğunu hatırlamak yeterlidir. çapın karesi. Bir çekmece seçerken buna dikkat edin, daima iç çapı göz önünde bulundurun ve onu kullanan seçenekleri karşılaştırın.

Gücün boru çapına bağımlılığı

Boru yüksekliği.İyi tutma ve ayırma kapasitesini sağlamak için, çap ne olursa olsun distilasyon kolonunun yüksekliği 1 ile 1,5 m arasında olmalıdır, daha az ise işletme sırasında biriken fusel yağları için yeterli alan olmayacaktır, bunun sonucunda, füzel yağı seçime girmeye başlayacaktır. Diğer bir dezavantaj ise, kafaların net bir şekilde kesirlere ayrılmamasıdır. Boru yüksekliği daha büyükse, bu, sistemin ayırma ve tutma kapasitesinde önemli bir iyileşmeye yol açmayacak, ancak sürüş süresini artıracak, ayrıca "başlık" ve "başlık" sayısını azaltacaktır. Boruyu 50 cm'den 60 cm'ye çıkarmanın etkisi, 140 cm'den 150 cm'ye daha büyük bir büyüklük sırasıdır.

Damıtma sütunu için küpün hacmi

Yüksek kaliteli alkol verimini artırmak, ancak füzel kolonunun aşırı dolmasını önlemek için, küp içindeki ham alkolün hacmi (doldurulması) 10-20 paketleme hacmi aralığında sınırlıdır. 1,5 m yüksekliğinde ve 50 mm çapındaki sütunlar için - 30-60 l, 40 mm - 17-34 l, 32 mm - 10-20 l, 28 mm - 7-14 l.

Küpün hacminin 2 / 3'ü kadar doldurulması göz önüne alındığında, iç çapı 50 mm olan bir sütun için 40-80 litrelik bir kap, 40 mm için 30-50 litrelik bir kap, 20 litrelik bir kap uygundur. -32 mm için -30 litre küp ve 28 mm için düdüklü tencere.

Önerilen aralığın alt sınırına daha yakın bir hacme sahip bir küp kullanırken, bir tarafı güvenle kaldırabilir ve yüksekliği 1-1,2 metreye düşürebilirsiniz. Sonuç olarak, seçimde bir atılım için nispeten az gövde olacak, ancak “baş desteklerinin” hacmi gözle görülür şekilde azalacaktır.

Kolon ısıtmanın kaynağı ve gücü

Plaka tipi. Moonshine geçmişi, daha önce kaçak içkiyi ısıtmak için bir gaz, indüksiyon veya geleneksel elektrikli soba kullanmışlarsa, bu kaynağı sütun için bırakabileceğinize inanan birçok yeni başlayana musallat olur.

Düzeltme işlemi damıtmadan önemli ölçüde farklıdır, her şey çok daha karmaşıktır ve yangın çalışmayacaktır. Sağlanan ısıtma gücünün düzgün ayarlanmasını ve stabilitesini sağlamak gerekir.

Start-stop modunda bir termostatla çalışan elektrikli sobalar kullanılmaz, çünkü kısa süreli bir elektrik kesintisi olur olmaz, buhar kolona girmeyi kesecek ve balgam bir küp haline gelecektir. Bu durumda, kendiniz için sütun çalışması ve "kafalar" seçimi ile düzeltmeye tekrar başlamanız gerekecektir.

Bir indüksiyonlu ocak, 100-200 W gücünde bir adım değişikliğine sahip son derece kaba bir cihazdır ve düzeltme sırasında, gücü tam anlamıyla 5-10 W arasında sorunsuz bir şekilde değiştirmeniz gerekir. Evet ve girişteki voltaj dalgalanmasından bağımsız olarak ısıtmayı stabilize etmek mümkün olmayacaktır.

Bir küpün içine dökülen %40 ham alkol ve çıkışında 96 derecelik bir ürün bulunan bir gaz sobası, ısıtma sıcaklığındaki dalgalanmalardan bahsetmiyorum bile, ölümcül bir tehlikedir.

En uygun çözüm, gerekli gücün bir ısıtma elemanını küpün içine gömmek ve ayar için çıkış voltajı stabilizasyonuna sahip bir röle, örneğin RM-2 16A kullanmaktır. Analogları alabilirsin. Ana şey, çıkışta sabit bir voltaj elde etmek ve ısıtma sıcaklığını 5-10 watt arasında sorunsuz bir şekilde değiştirme yeteneğidir.

Güç sağlandı. Küpü kabul edilebilir bir sürede ısıtmak için, 10 litre ham alkol başına 1 kW gücünden devam edilmelidir. Bu, 40 litre ile doldurulmuş 50 l'lik bir küp için minimum 4 kW, 40 l - 3 kW, 30 l - 2-2,5 kW, 20 l - 1,5 kW gerektiği anlamına gelir.

Aynı hacimde küpler alçak ve geniş, dar ve yüksek olabilir. Uygun bir kap seçerken, küpün genellikle sadece düzeltme için değil, aynı zamanda damıtma için de kullanıldığı, bu nedenle giriş gücünün sıçramalarla hızlı köpürmeye yol açmaması için en ağır koşullardan ilerledikleri dikkate alınmalıdır. küpten buhar boru hattına.

Yaklaşık 40-50 cm'lik bir ısıtma elemanı yerleştirme derinliğinde, 1 metrekare başına normal kaynama meydana geldiği deneysel olarak tespit edilmiştir. cm toplu aynalar 4-5 watt'tan fazla güç sağlamaz. Derinlik azaldıkça izin verilen güç artar ve artışla azalır.

Kaynamanın doğasını etkileyen başka faktörler de vardır: sıvının yoğunluğu, viskozitesi ve yüzey gerilimi. Yoğunluk arttığında, mayşe damıtmanın sonunda emisyonlar meydana gelir. Bu nedenle, düzeltme işlemini izin verilen aralığın sınırında yürütmek her zaman sorunludur.

Ortak silindirik küplerin çapı 26, 32, 40 cm'dir 26 cm'lik küp toplu aynanın yüzey alanı için izin verilen güce dayanarak, küp normal olarak 2,5 kW'a kadar bir ısıtma gücü ile çalışacaktır. , 30 cm - 3,5 kW, 40 cm - 5 kW için.

Isıtma gücünü belirleyen üçüncü faktör, püskürtme ile mücadele için kuru vapur olarak nozulsuz çar sütunlarından birinin kullanılmasıdır. Bunu yapmak için borudaki buhar hızının 1 m / s'yi geçmemesi, 2-3 m / s'de koruyucu etkinin zayıflaması ve büyük değerler buhar, balgamı borudan yukarı itecek ve seleksiyona atacaktır.

Buhar hızını hesaplama formülü:

V \u003d N * 750 / S (m / s),

• N - güç, kW;
• 750 - buharlaşma (küp cm / sn kW);
• S, kolonun kesit alanıdır (sq. mm).

50 mm çapında bir boru, 4 kW, 40-42 mm - 3 kW'a kadar, 38 - 2 kW'a kadar, 32 - 1,5 kW'a kadar ısıtıldığında püskürtme ile başa çıkacaktır.

Yukarıdaki hususlara dayanarak hacmi, küp boyutlarını, ısıtma ve damıtma gücünü seçiyoruz. Tüm bu parametreler kolonun çapı ve yüksekliği ile koordine edilir.

Damıtma kolonunun deflegmatörünün parametrelerinin hesaplanması

Geri akış kondansatörünün gücü, damıtma kolonunun tipine bağlı olarak belirlenir. Geri akış kondenserinin altına sıvı çekme veya buhar ile bir kolon inşa ediyorsak, gerekli güç kolonun anma gücünden az olmamalıdır. Genellikle bu durumlarda, 1 metrekare başına 4-5 watt kullanım gücüne sahip bir Dimroth buzdolabı. bkz. yüzey.

Buhar çıkarma kolonu geri akış kondansatöründen daha yüksekse, hesaplanan kapasite nominal kapasitenin 2/3'ü kadardır. Bu durumda Dimroth veya "gömlek" kullanabilirsiniz. Gömleğin kullanım gücü dimroth'tan daha düşüktür ve santimetre kare başına yaklaşık 2 watt'tır.

Bir sütun için bir Dimroth soğutucu örneği

Ayrıca, her şey basit: nominal gücü, kullanım gücüne bölüyoruz. Örneğin, iç çapı 50 mm olan bir kolon için: 1950/5= 390 sq. Dimroth'un cm alanı veya 975 metrekare. gömlek görmek. Bu, Dimrot buzdolabının, 3 metrelik güvenlik faktörü dikkate alınarak, ilk seçenek için 487 / (0,6 * 3,14) = 2,58 cm uzunluğunda 6x1 mm'lik bir tüpten yapılabileceği anlamına gelir. İkinci seçenek için, 2 metrelik güvenlik faktörünü dikkate alarak üçte iki ile çarpıyoruz: 258 * 2/3 = 172 cm.

Sütun gömlek 52 x 1 - 975 / 5.2 / 3.14 \u003d 59 cm * 2/3 \u003d 39 cm Ancak bu yüksek tavanlı odalar içindir.

"Gömlekçi"

Tek geçişli bir buzdolabının hesaplanması

Düz geçiş, sıvı çekmeli bir damıtma kolonunda son soğutucu olarak kullanılıyorsa, en küçük ve en kompakt seçeneği seçin. Yeterli güç, kolonun nominal gücünün %30-40'ı kadardır.

Ceket ve iç boru arasındaki boşlukta spiral olmadan doğrudan akışlı bir buzdolabı yapılır, ardından cekette seçim başlatılır ve soğutma suyu merkezi borudan verilir. Bu durumda gömlek, hava tahliyesine giden su besleme borusuna kaynaklanır. Bu, yaklaşık 30 cm uzunluğunda küçük bir "kalem".

Ancak hem damıtma hem de arıtma için aynı düz geçiş kullanılırsa, evrensel bir birim olarak, Kazakistan Cumhuriyeti'nin ihtiyacından değil, damıtma sırasında maksimum ısıtma gücünden kaynaklanırlar.

Buzdolabında en az 10 watt / m2'lik bir ısı transfer hızı sağlamayı mümkün kılan çalkantılı bir buhar akışı oluşturmak. cm, yaklaşık 10-20 m / s'lik bir buhar hızı sağlamak gereklidir.

Olası çap aralığı oldukça geniştir. Minimum çap, küpte (50 mm'den fazla olmayan su sütunu) büyük bir aşırı basınç oluşturmama koşullarından belirlenir, ancak maksimum, buharların minimum hız ve maksimum kinematik viskozite katsayısına dayalı olarak Reynolds sayısı hesaplanarak belirlenir. .

Tek geçişli buzdolabının olası tasarımı

Gereksiz ayrıntılara girmemek için en yaygın tanım şu şekildedir: “Boruda türbülanslı buhar hareketinin sağlanabilmesi için iç çapın (milimetre olarak) 6 katından fazla olmaması yeterlidir. ısıtma gücü (kilovat cinsinden).”

Su ceketinin hava almasını önlemek için, en az 11 cm/sn'lik bir doğrusal su hızının korunması gerekir, ancak hızdaki aşırı artış, su kaynağında yüksek basınç gerektirecektir. Bu nedenle, 12 ila 20 cm/s aralığı optimal kabul edilir.

Buharı yoğunlaştırmak ve kondensi kabul edilebilir bir sıcaklığa soğutmak için, her kilovat güç girişi için yaklaşık 4,8 cc/s (saatte 17 litre) su 20°C'de sağlanmalıdır. Bu durumda, su 50 derece - 70 ° C'ye kadar ısınacaktır. Doğal olarak, kışın daha az suya ve otonom soğutma sistemleri kullanıldığında yaklaşık bir buçuk kat daha fazla suya ihtiyaç duyulacaktır.

Önceki verilere dayanarak, halkanın kesit alanı ve ceketin iç çapı hesaplanabilir. Mevcut boru çeşitlerini dikkate almak gerekir. Hesaplamalar ve uygulama, 1-1,5 mm'lik bir boşluğun tüm standartlara uymak için oldukça yeterli olduğunu göstermiştir. gerekli koşullar. Bu, evde kullanılan tüm güç aralığını kapsayan 10x1 - 14x1, 12x1 - 16x1, 14x1 - 18x1, 16x1 - 20x1 ve 20x1 - 25x1.5 boru çiftlerine karşılık gelir.

Düz geçişin bir başka önemli detayı daha var - bir buhar borusuna sarılmış bir spiral. Böyle bir spiral, gömleğin iç yüzeyine 0,2-0,3 mm boşluk sağlayan bir çapa sahip telden yapılmıştır. Buhar borusunun 2-3 çapına eşit bir kademe ile sarılır. Ana amaç, çalışma sırasında sıcaklığın ceket borusundan daha yüksek olduğu buhar borusunu merkezlemektir. Bu, termal genleşmenin bir sonucu olarak, buhar borusunun cekete yaslanarak uzar ve bükülür, ölü bölgeler, soğutma suyu ile yıkanmaz, sonuç olarak buzdolabının verimliliği keskin bir şekilde düşer. Spiral sargının ek avantajları, yolun uzaması ve soğutma suyu akışında türbülans oluşturmasıdır.

İyi yapılmış bir düz geçiş, 15 watt/m2'ye kadar güç kullanabilir. Deneyimle teyit edilen ısı değişim alanının cm'si. Doğrudan akışın soğutulmuş kısmının uzunluğunu belirlemek için, 10 W / sq'lik bir nominal güç kullanıyoruz. cm (100 metrekare cm / kW).

Gerekli ısı değişim alanı, kilovat cinsinden ısıtma gücünün 100 ile çarpımına eşittir:

S = P * 100 (sq. cm).

Buhar borusu dış çevresi:

Lokr = 3.14 * D.

Soğutma ceketi yüksekliği:

H = S / Uzunluk.

Genel hesaplama formülü:

H = 3183 * P / D (kW cinsinden güç, milimetre cinsinden buhar borusunun yüksekliği ve dış çapı).

Düz bir borunun hesaplanmasına bir örnek

Isıtma gücü - 2 kW.

12x1 ve 14x1 boruları kullanmak mümkündür.

Kesit alanları - 78,5 ve 113 metrekare. mm.

Buhar hacmi - 750 * 2 \u003d 1500 metreküp. cm / s.

Borulardaki buhar hızları: 19.1 ve 13.2 m/s.

14x1 boru, önerilen buhar hızı aralığında kalırken bir güç marjına sahip olmanızı sağladığı için tercih edilir görünüyor.

Gömleğin buhar borusu 18x1'dir, dairesel boşluk 1 mm olacaktır.

Su temin hızı: 4,8 * 2= 9,6 cm3/sn.

Dairesel boşluk alanı - 3.14 / 4 * (16 * 16 - 14 * 14) = 47,1 sq. mm = 0,471 metrekare santimetre.

Doğrusal hız - 9,6 / 0,471 = 20 cm/s - değer önerilen sınırlar içinde kalır.

Dairesel boşluk 1,5 mm - 13 cm / s olsaydı. 2 mm ise, doğrusal hız 9,6 cm / s'ye düşer ve yalnızca buzdolabının hava almaması için nominal hacmin üzerinde su sağlanması gerekir - para kaybı.

Gömlek yüksekliği - 3183 * 2 / 14 = 454 mm veya 45 cm Güvenlik faktörü gerekli değildir, her şey dikkate alınır.

Sonuç: soğutulmuş parçanın yüksekliği 45 cm olan 14x1-18x1, nominal su akışı - 9,6 metreküp. cm/s veya saatte 34,5 litre.

2 kW'lık bir nominal ısıtma gücü ile buzdolabı, iyi bir marjla saatte 4 litre alkol üretecektir.

Verimli ve dengeli bir doğrudan damıtma, 1 litre / saat - 0,5 kW - 10 litre / saat soğutma için ekstraksiyon hızının ısıtma gücüne ve su tüketimine oranına sahip olmalıdır. Güç daha yüksekse büyük ısı kayıpları olur, küçükse faydalı ısıtma gücü azalacaktır. Su akışı daha yüksekse, doğrudan akış verimsiz bir şekilde tasarlanır.

Damıtma kolonu, bir yıkama kolonu olarak kullanılabilir. Bira sütunlarının ekipmanı kendine has özelliklere sahiptir, ancak ikinci damıtma esas olarak teknolojide farklılık gösterir. İlk damıtma için daha fazla özellik vardır ve tek tek düğümler uygulanabilir olmayabilir, ancak bu ayrı bir tartışma konusudur.

Gerçek ev ihtiyaçları ve mevcut boru çeşitlerine dayanarak, yukarıdaki yöntemi kullanarak bir damıtma kolonu için tipik seçenekleri hesaplayacağız.

not Materyallerin sistematikleştirilmesi ve makalenin forum kullanıcısına hazırlanmasındaki yardım için şükranlarımızı sunarız.