年產(chǎn)10000噸車用無水酒精項(xiàng)目設(shè)計(jì)說明書(編輯修改稿)
2025-08-28 20:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ；MD吸附劑分子篩分子量； MA解析劑空氣分子量； P總壓,kPa；p吸附組分分壓，kPa 則MD=373∴σ=2100*28*14/373()=取解析時(shí)間為1h則熱空氣qm=Qv=**(29*)=第二節(jié) 能量衡算無水酒精產(chǎn)量 1270kg/h *1270/95=1335kg V=1335**(*)=1147m3/h（分子篩效率按100%算）熱空氣qv=——(由物料衡算)基礎(chǔ)物性資料物流狀態(tài)溫度 ℃比熱液體 kJ/(kg℃)比熱蒸汽kJ/(kg℃)汽化熱KJ/kg工業(yè)酒精液體或者氣體 (℃)無水酒精液體或者氣體水液體25 空氣氣體吸附系統(tǒng)1. 換熱器原料（工業(yè)酒精） 25℃→℃ 產(chǎn)品（無水酒精）220℃→ T？（220℃由分子篩算得）基準(zhǔn)溫度 25 ℃輸入： 原料 1335**（2525）=0（kJ）產(chǎn)品 1270**（22025）= （kJ）輸出：原料 1335**（）=（kJ）產(chǎn)品 1270**（T25）輸入=輸出所以 T=135℃2. 冷凝器 冷凝水量W1（kg/h）；基準(zhǔn)溫度25℃冷凝水 25℃→65℃產(chǎn)品 135℃→50℃輸入：冷卻水 W1**（2525）=0產(chǎn)品 1270**（）+1270*+1270**（）=輸出 ：冷卻水 W1**（6525）產(chǎn)品 1270**（5025）= kJ所以 W1= kg/h3. 蒸發(fā)器蒸發(fā)器把飽和液體變成飽和氣體供給能量Q1 ℃輸入：加熱能量Q1原料 1335**（）=0輸出：原料 1335**（）+1406*=2018253kJ所以 Q1=2018253kJ4. 過熱器把原料氣升到140℃基準(zhǔn)溫度 ℃輸入：原料 1335**（）=0加熱能量Q2輸出：原料 1335**（）=所以Q2=5. 分子篩（吸附粗略）殘留在分子篩上的水由物料守恒可得為1335*5%1270*%=65kg/h4A分子篩的吸附熱為1200千卡/公斤水，分子篩的有效吸附容量為70%，則吸附熱引起的升溫可由下式算出：Q=（CGV+CSW）△T=（*1147+*2100）*△T=65*1200 解之得△T=80℃，所以出分子篩的酒精氣體溫度為220℃上式中V是流量 m3/h；W是吸附劑量 kg；CG是氣體比熱 千卡/千克℃。 CS是吸附劑比熱——《吸附的基礎(chǔ)與設(shè)計(jì)》基準(zhǔn)溫度140℃ 輸入：原料 1335**（140140）=0吸附熱 Q3 輸出：產(chǎn)品 1270**（220140）=水分 65**（220140）=所以 Q3=脫附系統(tǒng)1. 分子篩220℃空氣通過分子篩，帶走水分和被吸附的的酒精 基準(zhǔn)溫度：220℃輸入：空氣：**（220220）=0水 ：65**（220220）=0輸出：空氣：**（T220）水 ：65**（T220）脫附熱：15369kJ（經(jīng)驗(yàn)）輸入=輸出所以T=170℃2. 冷凝器把濕空氣降到80度冷凝水量W2,基準(zhǔn)溫度：80℃輸入：空氣：**（17080）=水 ：65**（17080）=冷凝水：W2**(2580)輸出：空氣：**（8080）=0水 ：65**（8080）=0冷凝水：W2**(5580)輸入=輸出所以W2=第四章 設(shè)備計(jì)算及設(shè)備裝配圖第一節(jié)設(shè)備設(shè)計(jì)及計(jì)算一、換熱器能量數(shù)據(jù)1．管內(nèi)流體： 質(zhì)量流量W= 1270kg/h（無水酒精蒸汽） 進(jìn)口溫度：t1＝220 ℃ 出口溫度：t2＝180 ℃ 操作壓力：Ph＝4MPa 管外流體 質(zhì)量流量：W=1335kg/h（工業(yè)酒精液體） 進(jìn)口溫度：T1＝25℃ 出口溫度：T2＝50℃ 換熱量 Q=2．傳熱膜系數(shù)：管徑的選擇：選用φ192的鋼管。管內(nèi)流體速度：由表4－9 列管換熱器中常用的流速范圍的數(shù)據(jù)，可設(shè)uh＝11ms1，用u′進(jìn)行校核。 計(jì)算雷諾準(zhǔn)數(shù)Re Re＝＝＝可得，流體流動(dòng)形態(tài)為湍流. 《流體力學(xué)與傳熱》 計(jì)算普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr Pr＝Cp，iμi/λi=2000Jkg 1K 1 105Pas /m1K1 = 計(jì)算管內(nèi)側(cè)空氣傳熱膜系數(shù)hihi= ()()= (Wm2℃1) 計(jì)算管子間距管間距：s＝（~）d0＝（~）19＝~ (mm)查《熱交換器原理與設(shè)計(jì)》管間距，得，最小管間距s＝ 設(shè)置換熱管長(zhǎng) 因?yàn)殚L(zhǎng)管不易清洗，且容易變形，所以取管長(zhǎng)L＝。 計(jì)算換熱總管數(shù) 設(shè)換熱總管數(shù)為n ∵ V1＝nuiπ di2/4∴n= 4V1/( uiπ di2)== (根) n=24(根) 計(jì)算外殼直徑D＝s(ne1)+2b’ ； 管子按正三角形排列時(shí)，橫過中心管束中心線的管數(shù)：ne==＝(根) 取ne=5(根)b’ ＝(1~) d0取b’＝＝ s=即：D＝s(ne1)+2b’= s()+2b’＝()+57 =()+57= (mm)查閱《化工手冊(cè)》得采用公稱直徑為D＝273mm8mm的殼體；管板厚度為：6mm 計(jì)算管外水側(cè)傳熱膜系數(shù)ho 管子為正三角形排列時(shí)：de＝＝＝ (m)H=(~)D＝(~) 273= ~273(mm) 取H＝200mm折流板數(shù)：Nb＝1＝1＝6（塊）A=HD(1)=（1）＝（m2）殼程冷卻水的流速uc＝Vc/As＝s1Re＝＝＝Pr＝Cp0μO/λO=2430Jkg 1K 1105 Pas / Wm1K1 =ho=== (Wm2℃1查常見流體的污垢熱阻，得Rso＝KW1Rsi＝KW1鋼的導(dǎo)熱系數(shù)λ＝45Wm1℃1＝＋Rsi＋＋＋Rso 代入數(shù)據(jù)，得：＝＋＋＋＋解得：＝ (Wm2℃1)對(duì)數(shù)平均溫度△tm’== =℃由Q＝Si△tm得：Si＝Q/(△tm)＝（m2）校核：換熱管總數(shù)：n＝Si/(πdiL)= (π2)= ≈24（根） 選擇4根拉桿，管板是28個(gè)孔。 流速校正：u′＝＝＝ ms1驗(yàn)證速度約等于假設(shè)的速度11 ms1，符合設(shè)計(jì)要求。3．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 管子在管板上的固定方式因?yàn)閾Q熱器的操作壓力低于4MPa，溫度低于300℃，所以管子在管板上的固定方法采用焊接法。 管程分布與管子排列 管子的排列方法采用等邊三角形。設(shè)計(jì)的冷卻器采用單程管 管間距為：s＝總管數(shù)為：n＝28根管子規(guī)格：φ192mm拉桿數(shù)為：m＝4根開孔數(shù)：22個(gè)（豎直列管式）1．冷凝器數(shù)據(jù)無水酒精質(zhì)量流量W=1270kg/h無水酒精體積流量V=1147m3/h冷凝水 W=冷凝水走管內(nèi), 酒精蒸汽走管間換熱量Q=,直徑 19*2mm 鐵管管子三角形排列 . 公稱直徑 ，長(zhǎng) 。：2．設(shè)備計(jì)算 方法同換熱器相同,故省略步驟.設(shè) Ui=， P=1KPa管內(nèi)走冷凝水Cp kJ/(kg℃)ρ1000 kg/m3μ*uiti25℃to50℃管外走酒精蒸汽Cp kJ/(kg℃)ti180℃to50℃計(jì)算得到Rei1032576Prihi (W/m2℃)Ho(經(jīng)驗(yàn)值) 設(shè)備數(shù)據(jù)
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