【正文】 o=*7787=4672W/ 水蒸汽冷凝面污垢熱阻： Rso=*104 溶劑的污垢熱阻： Rsi=*104 則 1/R0=1/?o+ Rso+b*d0/(λ *dm)+ Rsi*do/di+ do/?i*di =1/4672+*104+*25/+*10_4*25/20 +25/(1300*20) =() K0=650 W/() S 計(jì) =Q/(K0*△tm)=695*103/(650*)=(m2) S 實(shí) =125%* S 計(jì) =*=(m2)24(m2) 故原設(shè)計(jì)換熱器可用 :(D=400mm,ф,L=3m鋼管 ,單殼程 ,雙管程 ,n=102根 ,三角形排布 ) 3) 蒸脫機(jī)能量衡算 (以下計(jì)算 ,濕粕含雜忽略 ) 已知條件及有關(guān)物性 : 總量(t/d) 干物質(zhì)(t/d) 油 (t/d) 溶劑(t/d) 水份 (t/d) 濕粕 1182 720 355 100 成品粕 830 720 72 物料有關(guān)物性數(shù)據(jù) : 濕度 C 水 Kcal/KgoC C 油 Kcal/KgoC C 干料 Kcal/KgoC C 溶 Kcal/KgoC C 溶氣 Kcal/KgoC r 水 Kcal/KgoC r 溶 Kcal/KgoC 450C 700C 720C 556 810C 551 1020C 539 1050C 1) 蒸脫第一階段熱量衡算 本階段分為兩部分 A)將濕粕從 450C 加熱到 720C B)濕 粕脫溶過程 A) 將濕粕從 450C 加熱到 720C Q 水 =m 水 *Cp 水 *(7245)=100*103*1*(7245)=*106Kcal/d Q 油 =m 油 *Cp 油*(7245)=*103*(+)/2*(7245)=*105Kcal/d Q 干料 =m 干 *Cp 干*(7245)=720*103**(7245)=*106Kcal/d Q 油 =m 溶 *Cp 溶*(7245)=355*103*(+)/2*(7245)=*106Kcal/d Q 總 =Q 水 +Q 油 +Q 干料 +Q 油=*106+*105+*106+*106=*107Kcal/d 若用 4Kgf/cm2(絕壓 )的間接蒸汽加熱 ,對(duì)應(yīng) r=511Kcal/kg 則所需消耗間接蒸汽量 (按總傳熱量的 5%計(jì)熱損失 ) G1= Q 總/*107/(*511)=*104(Kg/d)= (t/d) B) 濕粕脫溶過程 ?C) 用 (絕壓 )直接汽加熱 (r=530Kcal/kg),蒸汽冷凝水進(jìn)入粕中 ,同時(shí)料溫從 720C 升至 810C,并使粕中含溶汽化為氣體 ,直接蒸汽用量包括兩部分 (一 )用于加熱脫溶 。(二 )另一部分則未被冷凝下來與溶劑蒸汽構(gòu)成混合蒸汽 溶劑從 720C 升至 810C 且使溶劑汽化所需熱量 : Q 溶 =m 溶 *Cp 溶 *(8172)+m 溶 *r 溶=355*103*(+)/2*(8172)+355*103* =*106+*107=*107Kcal/d 干料 ,油和物料中水的升溫所需的熱量 : Q39。=(m 干 *Cp 干 +m 水 *Cp 水 +m 油 *Cp 油 )*(8272) =(720*103*+100*103*1+*103*)*(8172) =*106Kcal/d 則 : 升溫及脫 溶所需直接汽量為 G39。1= Q/r=(*107+*106 )/530=*104Kg/d = (t/d) (忽略冷凝水顯熱 ) 設(shè) : 被溶劑蒸汽飽和而未被冷凝下來的蒸汽量為 G39。2 (不計(jì)空氣 ) 則 : G39。2=P1/P0*(M1/M0*Ф )*Go 式中 : P1 720C 水蒸汽分壓 () P0 720C 溶劑蒸汽分壓 () 且在此條件下 ,溶劑飽和蒸汽壓為 . M1 水蒸汽分子量 (18) M0 溶劑分子量 (93 按 6溶劑計(jì) ) G0 蒸脫溶劑量 (355*103Kg/d:) Ф 飽和和數(shù) (取 ) 則 : G39。2=P1/P0*(M1/M0*Ф )*Go=(*18)/(*93*)*355*103 =*104(Kg/d)=(t/d) 故 :直接蒸汽總用量為 : G39。=G139。+G239。=+= (t/d) (2) 蒸脫第二階段的熱量衡算 : 此階段用 4Kgf/cm2(絕壓 )間接蒸汽加熱 ,使粕溫由810C 升至 1020C 并脫水 ,此時(shí) ,粕中含水量為 : 100+= (t/d) 成品粕中含水按 1%計(jì) () 則 : 料溫從 810C 升至 1020C 所需熱量為 : Q1=(m 干 *Cp 干 +m 水 *Cp 水 +m 油 *Cp 油 )*(10281) =(720*103*+*103*1+*103*(+)/2*21 =*106Kcal/d 蒸發(fā)水分 (脫水 )所需熱量 (除去水分量 == t/d) Q2=m 水 *r=*103*539=*107 Kcal/d 則需間接蒸汽量為 :(熱損失按傳熱量的 5%計(jì) ) G2=(Q1+Q2)/()=(*107+*106)/511=*105(Kg/d) 即 : 蒸脫機(jī)所需間 接蒸汽（ 4Kgf/cm2）總量為 :G1+G2=+= t/d 所需直接蒸汽量： t/d (3) 成品粕冷卻能量衡算 : 此過程用空氣 (初溫 250C)將 1020C的成品粕冷卻到常 溫 (按 300C 計(jì) ) Q=(m 干 *Cp 干 +m 油 *Cp 油 +m 水 *Cp 水 )*(10230) =(720*103*+*103*(+)/2+*103*1)*(10230) =*107Kcal/d 若空氣出口溫度按 600C 計(jì) ,則所需空氣量為 : W 空氣 =Q/(Cp 空 *△ t)=*107/(Cp 空 *(6025)) Cp 空 =Cg+H*Cv=+*= Kj/kg. 0C= 故 : W 空氣 =Q/(Cp 空 *△t)=*107/(35*)=*106kg/d=2270 t/d 按常壓下 (1atm),常溫 (250C)計(jì) ,空氣的體積為 : V=n*R*T/P=((2270*103/29)**298)/1=*106m3/d=79750 m3/h 5. 蒸發(fā)預(yù)脫能量衡算及設(shè)備選型 : 1) 第一蒸發(fā)器能量衡算及設(shè)備計(jì)算 已知 : 混合油處理量 F=680 t/d。 X0=25% X1=60% W1=397 t/d 操作壓力 : (真空度 ) 加熱介質(zhì) : 蒸脫機(jī)的溶劑和水蒸汽混合氣 ,濕度 T=810C。 總量為 355+= (t/d) [來自噴射真空泵的蒸汽暫不考慮 ],混合氣中溶劑氣體所占的摩爾分率為 : X 溶 =355/93/(355/93+)= 810C 時(shí) , r 水 =551Kcal/kg r 溶 = Kcal/kg rm=X 溶 * r 溶 +X 水 * r 水 =*+*551=295 Kcal/kg 混合油料液比熱 : Cp0=Cp 溶 *(1 X0)+Cp 油 * X0 =*+*=查混合油沸點(diǎn)曲線知：Ｘ =25%時(shí) , 在 真空度下 , tb=560C 當(dāng) X=60%時(shí) ,P=(真空度 )下 , tb =630C 溶劑在 (真空度 )下的氣化潛熱 r39。=79Kcal/kg 則 : 加熱蒸汽消耗量為 : D=[F*Cp0*(t1t0)+W*r39。]/rm=[680**(6340)+397*79]/295=134 t/d 顯然 ,來自蒸脫機(jī)的溶劑 蒸汽混合氣 ( t/d) 足夠加熱一蒸所需熱量，剩余部分，經(jīng)后接冷卻器冷凝并冷卻。 關(guān)于蒸發(fā)器： 若選用蒸發(fā)管為 Ф 32*3, 根據(jù)負(fù)壓蒸發(fā)的特點(diǎn) . (L/d=150200), 這里取 L=200d=200*32=6400mm。 實(shí)際到Ｌ＝６ m。 在真空操作條件下，當(dāng)上升汽速大于 15m/s 時(shí) ,才能升膜過程成膜 (由升膜蒸發(fā)流體力學(xué)特點(diǎn)定 )。 因：Ｗ １ ＝ 397T/d 在 真度下， 65℃ 下，（出口汽溫略高于其和 蒸汽溫度） ρ 溶＝ＰＭ／ＲＴ＝(460/760)**105*93/*(273+65)=2kg/m3 則：二次蒸汽體積流量為＝ 397*103=*105 m3/d 設(shè)需蒸發(fā)管數(shù)為 n，則： (n*π /4* d2)=15 即 : (n*π /4* )=15 解得 : n=290(根 ) 考慮隨著蒸發(fā)過程進(jìn)行蒸發(fā)管內(nèi)形成油污及升膜過程中管內(nèi)形成的液膜層 .取管數(shù) . n1=n*=290*=377(根 ) 蒸發(fā)面積 S=π d0Ln1=377*π **6=227(m2) 傳熱面積的校核： a、 管內(nèi)升膜對(duì)流傳熱系數(shù)： α i＝（ +128di） (λ / di)(ρ L/ρ v)(μ V/μ L) 其中： λ 油 ＝ (mk) λ 溶 = w/(mk) 則有 : λm=*(+)/2+*= w/(mk) ReL以入口液相流量為基準(zhǔn)。 Rev以出口汽相流量為鞭準(zhǔn)。查相關(guān)物性圖得： 入口液相在 40℃ , μ 0= Cp0=℃。 溶劑汽相粘度：μ V＝ μ L以平均溫度計(jì)（ 55℃）：此時(shí)μ 油 = μ 油 ＝ 查大豆混合油μ－Ｔ －α關(guān)系圖。知：μ L＝ 在 55℃下 , ρ L=ρ 油 X 油 +ρ 溶 X 溶 =920*+700*= kg/m3 ρ v =PM/RT= (460/760)*93/*(273+55)= kg/m3 40℃時(shí) ,入口料液密度 : ρ L=920*+700*=755 kg/m3 則 : ReL= diρ Lμ /μ0=*755*680*103/24*3600*755*n*π /4 di2 =680*103/24*3600* n* di*π /4μ L =680*4*103/π *24*3600* 377* **103 =1136 Rev= diμ Lμ V/ρ v=diq/rμ V =397*103*4/24*3600* 377*π ***103 =*104 PrL=CPLμ L /λ L 其中， CPL＝ CP 油 X 油 +CP溶 X 溶 ＝ *+* ＝ ℃ = KJ/kg. ℃ PrL＝ *103**103/= 則：α i＝（ +126*） *()***()6**=******/ =22172/(m2. ℃ ) 則 :混合蒸汽冷凝對(duì)流傳熱系數(shù)α 0 冷凝液平均密謀按餉混合蒸汽冷凝計(jì) .汽相溫度 81℃時(shí) ,冷凝液溫度 72℃ ,冷凝液中水含量 ( 為 72℃時(shí)水蒸汽分壓 ) 72℃時(shí) , ρ 水 =977 kg/m3， ρ 溶 ＝ 690 kg/m3 則： ρ m=977 +690 =786kg/m3 78℃時(shí) λ 水 =℃ λ 油 =℃ λ m= + =℃ 78℃時(shí) μ 水 = μ 溶 = 因混合油蒸發(fā)過程中，溫度變化由 4065℃ 取 △ tm=15℃ 則： 6 3 ??????kg/KJ2330??水kg/??? 溶k/ 3 3 0m ??????2/1320 ???????? ?? ?????則 654082t m ???