Ректификационная установка непрерывного действия для разделения смеси: ацетон - изопропиловый спирт - вода
где s
= 24,9Ч10-3
Н/м (см. [1] стр.526) -
поверхностное
натяжение
жидкости при
=5Па
Статическое сопротивление слоя жидкости на тарелке
где
Wв = Wч/В
Wч = W0R/
.3600
=(1,58.3,75/ 769).3600 = 27,74 м3/ч
В = 1,238 м
Wв = 27,74/1,238 = 22,41 м3/ч
h
= h0w = 0,029
Тогда
Общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны
143,5+5+284,4=432,9Па
Тепловой расчет ректификационной колонны.
Конденсатор-дефлегматор
Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в конденсаторе-дефлегматоре находим по уравнению
где
- удельная теплота
конденсации
паров в дефлегматоре.
Удельные
теплоты конденсации
ацетона и воды
при
(см.
[1], стр.541, табл. XLV).
Тогда
Куб-испаритель
Расход тепла, получаемого в кубе-испарителе от греющего пара равен
Находим теплоемкости ацетона, изопропил. спирта и воды (см. [1], стр.537, 562).
;
;
;
Тогда
Паровой подогреватель смеси
Расход тепла в паровом подогревателе смеси
(t1
- tнач)
где tнач = 200C
удельная
теплоемкость
исходной смеси
при средней
температуре
tср = (t1
+ tнач) /2 =
(см. [1] стр.537, стр.562)
Тогда
(t1
- tнач) = 2,08Ч2,85.43
= 254,9 кДж /c
Водяной холодильник дистиллята.
Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята.
(t2
- tкон)
где tкон = 250С
удельная
теплоемкость
дистиллята
при средней
температуре
tср =
(см.
[1] стр.562)
Тогда
(t2-tнач)
= 0,5Ч2,28(56
- 30) = 29,64
Находим расход охлаждающей воды
где tк = 400С
tн = 200С
где
= 1000
(см. [1], стр.172, табл.4-6).
По данным [4] стр.413, принимаем одноходовый теплообменник ТН со следующи
ми характеристиками: d nтр =25*2мм, l nтр =2,5м, F=2,5м2 n = 61
Водяной холодильник кубового остатка.
Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка.
(t0
- tкон)
где tкон = 300С
удельная
теплоемкость
кубового остатка
при средней
температуре
tср =
Тогда
(t0
- tнач) = 1,58Ч3,27.53
= 273,83
Находим расход охлаждающей воды
где tк = 600С
tн = 200С
где
= 1000
(см. [1], стр.172, табл.4-6).
По данным [4] стр.413, принимаем одноходовый теплообменник ТН со следующи
ми характеристиками: d nтр =25*2мм, l nтр =4м, F=20м2 n = 61
Расход греющего пара.
в кубе - испарителе
где - удельная теплота конденсации греющего пара.
Давление
греющего пара
тогда
и
(см. [1], стр.550, табл. LVII).
Тогда
в подогревателе исходной смеси
Всего: 0,74 + 0,35 =
1,09
Расчет и подбор теплообменной аппаратуры
Расчет подогревателя исходной смеси
В кожухотрубных подогревателях в трубное пронстранство поступает исходная смесь, а в межтрубное пространство подается теплоноситель - водяной пар.
Примем начальную температуру исходной смеси равной температуре воздуха в летнее время в районе строительства: t=200C
Средняя разность температур
Error: Reference source not found
где DtБ = tгр. п - tнач = 142,9 - 20 = 122,90С
Dtм = tгр. п - tкон = 142,9 – 63 = 79,90С
Тогда
Определяем значение поверхности теплообмена
где
- ориентировочный
коэффициент
теплопередачи
(см. [1], стр,172, табл.4-6)
м2
По данным [4] стр.413, принимаем одноходовый теплообменник ТЛ со следующи
ми характеристиками: d nтр =25*2мм, l nтр =2,5м, F=12,5м2 n = 61
.
Расчет конденсатора-дефлегматора
Находим расход охлаждающей воды в дефлегматоре
где tк = 400С
tн = 200С Vв = Gв/в = 17,5/996 = 0,018м3/c
в = 996 кг/ м3 при t = 300C – ср. темп. воды (см. [1] стр.537)
Средняя
разность температур
Error: Reference source not found
Термическое сопротивление стальной стенки трубы
материал
трубок – сталь,
(см.
[1], стр.529, т. XXVIII),
толщина
стенки
=
2мм (см. [4] стр.413)
Предварительный выбор теплообменника:
где
= 500
(см. [1], стр.172, табл.4-8).
Согласно [4], стр.415, принимаем двухходовой теплообменник ТН со следующими параметрами: d = 25ґ2 мм; n = 121; F = 31,5 м2; lтр =3,5 м.
Расчет
скорости воды
м/c
Режим течения
=
0.81.10-6 м2/c при
t = 300C –
ср. темп. воды
(см. [1] стр.537)
Находим значение критерия Нуссельта по графику (см. [1] стр.154)
