China Ethanolcondensatorfabrikant die dampcondensatieoplossingen levert voor ethanolproductiefaciliteiten

China Ethanolcondensatorfabrikant die dampcondensatieoplossingen levert voor ethanolproductiefaciliteiten

Het beantwoorden van de kernvraag:Wat levert een ethanolcondensator van Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. aan een ethanolproductiefaciliteit?Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) ontwerpt en fabriceert condensatoren met schil en buis, platen en luchtgekoelde condensatoren voor ethanoldestillatie, rectificatie, uitdroging,en stoorterugwinningsplichtHet ontwerp gaat uit van de fysieke constanten die de dienst regelen: ethanol kookt bij 78.37°C bij atmosferische druk met een latente verdampingstemperatuur van 846 kJ/kg, en het ethanol-water systeem vormt een azeotroop bij 95,6 gewichtspercenten ethanol en 78,2°C, wat de praktische grens van gewone distillatie stelt.Condensatoren zijn gebouwd volgens ASME VIII Division 1 met TEMA-geclassificeerde schalen, ontworpen voor een nadertemperatuur van 5-10°C tegen koelwater bij 25-33°C.

1Grootte en ontwerp van een ethanolcondensator

De condensatorprestaties worden bepaald door de warmtebalans en door drie ontwerpbesluiten, die elk een meetbaar effect hebben op de doorvoer van de installatie en het productverlies:

• Berekening van het belastingtarief en de grenswaarde van azeotrope:De condensatorbelasting is Q = m·lambda plus redelijke onderkoeling, waarbij m de stoommassa-stroom is en lambda 846 kJ/kg is voor ethanol bij atmosferische druk.Voor de productie van 95 gewichtspercenten ethanoldampen is dus ongeveer 2 kg/u nodig..4 MW condensatievermogen, plus 100-300 kW onderkoeling om het destillaat onder zijn bubbelpunt te brengen en flitsverliezen in de ontvanger te voorkomen.het azeotroop maakt verdere scheiding door destillatie onmogelijk, zodat planten moleculaire zeef dehydratie, extractieve distillatie of pervaporatie toevoegen, die elk een extra condensator of een regeneratiecondensator op de dampstroom plaatsen.
• Approachtemperatuur en koelmiddel:De condensatoroppervlakte volgt A = Q/(U·LMTD), dus de nadertemperatuur, het verschil tussen de condensatietemperatuur en de koelwaterafvoer, bepaalt rechtstreeks de kapitaalkosten.Een 5°C-aanpak geeft een hoge thermodynamische efficiëntie en een laag dampverlies, maar een grote wisselkrachtEen 15°C-benadering is goedkoper te bouwen, maar verhoogt het ventilatieverlies van ethanoldamp, die bij typische productiesnelheden meer waard is dan het extra staal.Koelwater bij 25-33°C is standaardIn het geval van een vacuümkolom wordt gekoeld water bij 5-15°C gebruikt, en in het geval van een watertekort worden luchtkoelers gekozen, ondanks een 20-40% grotere voetafdruk.
• Niet-verdachte personen en ventilatie:Zelfs een goed ontworpen condensator verzamelt niet-condenseerbare gassen uit opgeloste lucht in het voer, uit CO2 afgeleid van fermentatie en uit lekken onder vacuüm.Deze gassen bedekken het buisoppervlak en kunnen de effectieve warmteoverdrachtscoëfficiënt met 30-60% verminderenDe correcte reactie is een speciale ventilatie aansluiting op het koudste punt van de shell,continu of automatisch ventilatie van een scrubber of recuperatie-eenheid, en een ventilatiekondensator of een gekoelde trap om de met de ventilatiestroom vervoerde ethanol op te vangen in plaats van het in de atmosfeer te verliezen.

2. Condensatortypen en -materialen voor ethanol

Er zijn drie soorten condensatoren voor ethanolfabrieken en de materiaalkeuze is afhankelijk van de samenstelling van de stroom en de aanwezigheid van organische zuren.

• Schil en buis met waterkoeling:Een TEMA BEU- of BEM-wisselaar met stoom aan de schelpzijde en water in de buizen geeft U van 600-1.400 W/m2·K en verwerkt belastingen van 500 kW tot 20 MW in één schelp.Stoom aan de schelpzijde wordt de voorkeur gegeven omdat deze de drukdaling op de dampstroom onder lage druk tot een minimum beperkt en een goede verdeling over de bundel biedtHet ontwerp moet een dampinlaatplaat omvatten om erosie van de buizen te voorkomen, adequate ventilatieverbindingen en een condensatieuitlaat die zo is afgestemd dat de onderbuizen niet worden overspoeld.die het effectieve gebied zou verminderen.
• met een vermogen van niet meer dan 50 WKies wanneer water schaars is, wanneer het uitstoten van afvalwater beperkt is of wanneer de temperatuur van het koelwater te hoog is om de vereiste condensatietemperatuur te bereiken.Eenheden met luchtkoeling hebben een lagere totale coëfficiënt, typisch 300-600 W/m2·K verwijst naar kaal buisoppervlak, zodat ze fysiek groter zijn en hun prestaties sterk variëren met de omgevingstemperatuur:een installatie die is ontworpen voor een ontwerplucht van 35 °C kan worstelen met een hittegolf van 45 °CDe vermindering omvat een overmaat van 15-25%, ventilatoren met variabele snelheid met temperatuurregeling en adiabatische voorkoeling van de inlaatlucht tijdens piekcondities.
• Vacuümcondensatoren voor energie-integratie:Het draaien van de rectificatie- en dehydratiecolommen onder vacuüm bij 10-30 kPa absolute temperatuur verlaagt het kookpunt, wat de thermische afbraak vermindert,de integratie van multi-effect- en damprecompressiewarmte mogelijk maakt, en vermindert het stoomverbruik met 20-40%. Het verlaagt ook de condensatietemperatuur, zodat de condensator gekoeld water of een groter gebied nodig heeft,en het vacuümsysteem moet worden afgestemd op de niet-condenseerbare belastingDe economische omstandigheden geven meestal de voorkeur aan vacuümoperaties in brandstof-ethanolfabrieken, waar de energiekosten de overhand hebben en de productspecificatie minder veeleisend is.
• Materiaalkeuze en vervuiling:Koolstofstaal is geschikt voor schone ethanol-waterdamp, maar 304 of 316L is gespecificeerd voor condensat in contact met het product en voor stromen die organische zuren bevatten.omdat de gistings- en destillatieomgeving azijnzuur en andere organische zuren bevat die koolstofstaal aanvallen en het product met ijzer verontreinigen- koper en koperlegeringen moeten worden vermeden in de ethanolservice; foulingfactoren van 0,0001 tot 0,0002 m2·K/W worden doorgaans toegepast op de waterzijde, met een waterbehandelingsprogramma en voor grotere installaties,een online reinigingssysteem om de prestaties tussen geplande mechanische reinigingen te behouden.

Types ethanolcondensatoren Vergelijkingsmatrix

Vaak gestelde vragen (FAQ)

V: Hoe wordt de vereiste condensatieoppervlakte voor ethanoldampen berekend?

A: Gebruik de standaardwarmtewisselaarvergelijking A = Q/(U·LMTD·F), te beginnen met de belasting.000 kg/uur ethanol bij 846 kJ/kg geeft 2Vervolgens wordt de LMTD bepaald aan de hand van de condensatietemperatuur en de temperaturen van de in- en uitlaat van het koelwater: bij damp op 78,4°C en water dat van 28 tot 38°C stijgt, is de LMTD ongeveer 44°C.met een U van 900 W/m2·K, is de vereiste oppervlakte ongeveer 60 m2. Voeg een subkoelzone van 10-20% van het oppervlak toe, pas de passende LMTD-correctiefactor toe voor de shell- en buisconfiguratie en voeg een vervuilingsfactor van 0 toe.0001-0.0002 m2·K/W aan de waterzijde.

V: Waarom stopt de ethanoldestillatie bij ongeveer 95% zuiverheid?

A: Omdat ethanol en water een azeotroop met een minimum kookpunt vormen bij 95,6 gewichtspercenten ethanol en 78,2 °C bij atmosferische druk.dus geen extra hoeveelheid reflux of theoretische fasen zal de ethanolconcentratie verhogenDe stoom die uit de bovenkant van de kolom komt, heeft dezelfde sterkte als de vloeistof die in de herkookplaat kookt.5 gewichtspercenten vereist daarom het afbreken van de azeotrope door een ander mechanisme: moleculaire zeefadsorptie, de meest gebruikte industriële methode; extractieve distillatie met een oplosmiddel zoals ethyleenglycol; azeotrope distillatie met een trainer zoals cyclohexaan;of pervaporatie door membraanElke route voegt apparatuur- en energiekosten toe, en daarom wordt ethanol van brandstofkwaliteit doorgaans gespecificeerd op ongeveer 99,5 gewichtspercenten en industriële kwaliteit op 95 gewichtspercenten.

V: Wat zorgt ervoor dat een ethanolcondensator in de loop van de tijd zijn prestaties verliest?

A: Vier oorzaken, in volgorde van frequentie.lucht en uit de gisting afgeleide CO2 ophopen aan de schelpzijde en vormen een isolerende laag die de effectieve U-waarde met 30-60% kan verminderenHet is niet mogelijk om de gewassen te verwerken, maar het is mogelijk om de gewassen te verwerken.of gesuspendeerde vaste stoffen vermindert de coëfficiënt aan de buiszijde en wordt beheerd door waterbehandeling en periodieke reinigingDe condensatoverstroming treedt op wanneer de uitlaat ondergroot is of de val uitvalt, waardoor buizen onder water komen die condensatie-damp zouden moeten bevatten.corrosie of afzettingen aan de dampzijde verminderen de condensatiecoëfficiënt, wat gewoonlijk een kwestie van materiaalkeuze is en aangeeft dat 304 of 316L had moeten worden gespecificeerd boven koolstofstaal.

V: Moet de ethanolcondensator boven of onder de kolom worden gemonteerd?

A: De meeste installaties monteren de condensator op een trap of op een laag platform naast de kolom, met de condensatontvanger eronder, omdat deze opstelling de schil vrij laat afvoeren,vereenvoudigt het onderhoud en het verwijderen van de buisbundels, en vermijdt het zware verhoogde staalwerk en de lange dampleiding die voor een boven gemonteerde condensator vereist zijn.die de werkdruk van de kolom enigszins verhoogt, en de noodzaak van een condensatpomp om reflux te leveren.Op de bovenkant gemonteerde of geïntegreerde condensatoren elimineren de lange dampleiding en de refluxpomp, maar vereisen een verhoogde structuur en ingewikkelde bundelverwijdering, zodat ze meestal gereserveerd zijn voor kleine kolommen of waar de plotruimte ernstig beperkt is.