Κατασκευαστής συμπυκνωτή αιθανόλης της Κίνας που παρέχει λύσεις συμπύκνωσης ατμού για εγκαταστάσεις παραγωγής αιθανόλης

Κατασκευαστής συμπυκνωτή αιθανόλης της Κίνας που παρέχει λύσεις συμπύκνωσης ατμού για εγκαταστάσεις παραγωγής αιθανόλης

Απαντώντας στην βασική ερώτηση:Τι παρέχει ένας συμπυκνωτής αιθανόλης από την Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd σε μια μονάδα παραγωγής αιθανόλης;Η εταιρεία Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) σχεδιάζει και κατασκευάζει κελύφη και σωλήνες, πλάκες και αεραψυγμένους συμπυκνωτές για απόσταξη, διορθώση, αφυδάτωση αιθανόληςκαι καθήκον ανάκτησης ατμώνΤο σχεδιασμό ξεκινά από τις φυσικές σταθερές που διέπουν την υπηρεσία: η αιθανόλη βράζει στα 78.37°C υπό ατμοσφαιρική πίεση με λανθάνουσα θερμότητα εξατμίωσης 846 kJ/kg, και το σύστημα αιθανόλης-νερού σχηματίζει ένα αζεότροπο σε 95,6% κατά βάρος αιθανόλης και 78,2 °C, το οποίο θέτει το πρακτικό όριο της συνήθους απόσταξης.Οι συμπυκνωτές κατασκευάζονται σύμφωνα με την ASME VIII Division 1 με περιβλήματα ταξινομημένα από την TEMA, μεγέθους για θερμοκρασία προσέγγισης 5-10°C έναντι νερού ψύξης 25-33°C.

Η απόδοση του συμπυκνωτή καθορίζεται από το ισοζύγιο θερμότητας και από τρεις αποφάσεις σχεδιασμού.

• Υπολογισμός δασμού και όριο αζεοτρόπου:Η ισχύς του συμπυκνωτή είναι Q = m·lambda συν ευαίσθητη υποψύξη, όπου m είναι η ροή μάζας ατμού και lambda είναι 846 kJ/kg για την αιθανόλη υπό ατμοσφαιρική πίεση.Για την παραγωγή ατμών αιθανόλης 95% κατά βάρος, απαιτείται περίπου 2 kg/h..4 MW ρύπανσης, συν 100-300 kW υποψύχωσης για να φέρει το απόσταγμα κάτω από το σημείο φυσαλίδωσης του και να αποτρέψει τις εκρηκτικές απώλειες στον δέκτη.το αζεότροπο καθιστά αδύνατη την περαιτέρω διάκριση με απόσταξη, έτσι τα φυτά προσθέτουν αφυδάτωση με μοριακό φίλτρο, εκχυλιστική απόσταξη ή διατριβή, καθένα από τα οποία τοποθετεί έναν πρόσθετο συμπυκνωτή ή έναν συμπυκνωτή αναγέννησης στο ρεύμα ατμού.
• Θέρμανση προσέγγισης και μέσο ψύξης:Η περιοχή του συμπυκνωτή ακολουθεί το A = Q/(U·LMTD), έτσι η θερμοκρασία προσέγγισης, η διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας συμπύκνωσης και της εξόδου νερού ψύξης, καθορίζει άμεσα το κεφαλαιακό κόστος.Μια προσέγγιση 5 °C δίνει υψηλή θερμοδυναμική απόδοση και χαμηλή απώλεια ατμού αλλά ένα μεγάλο ανταλλάκτηΗ προσέγγιση των 15 °C είναι φθηνότερη στην κατασκευή, αλλά αυξάνει την απώλεια ατμών αιθανόλης, η οποία σε τυπικούς ρυθμούς παραγωγής αξίζει περισσότερο σε ένα χρόνο από το επιπλέον χάλυβα.Το νερό ψύξης σε 25-33°C είναι το πρότυποΗ χρήση ψυγείου υδάτος σε θερμοκρασία 5-15°C γίνεται όταν η στήλη λειτουργεί υπό κενό, ενώ η χρήση ψυκτικού αέρα γίνεται όταν το νερό είναι σπάνιο, παρά το μεγαλύτερο αποτύπωμα υδάτων κατά 20-40%.
• Μη καταδικασθέντες και εκκαθάριση:Ακόμη και ένας καλά σχεδιασμένος συμπυκνωτής συσσωρεύει αέρια που δεν μπορούν να συμπυκνωθούν από διαλυμένο αέρα στην τροφή, από CO2 που προέρχεται από τη ζύμωση και από διαρροές υπό κενό.Αυτά τα αέρια καλύπτουν την επιφάνεια του σωλήνα και μπορούν να μειώσουν τον αποτελεσματικό συντελεστή μεταφοράς θερμότητας κατά 30-60%Η σωστή απάντηση είναι μια ειδική σύνδεση εξαερισμού στο πιο κρύο σημείο του κέλυφου,συνεχής ή αυτόματη εξαερισμός σε συσκευή καθαρισμού ή μονάδα ανάκτησης, και ένα συμπυκνωτή εξαερισμού ή ψυγείο για να συλλάβει την αιθανόλη που μεταφέρεται με το ρεύμα εξαερισμού αντί να την χάσει στην ατμόσφαιρα.

Τρεις τύποι συμπυκνωτών εξυπηρετούν τα εργοστάσια αιθανόλης και η επιλογή υλικού εξαρτάται από τη σύνθεση του ρεύματος και την παρουσία οργανικών οξέων.

• Κέλυφος και σωλήνας με ψύξη με νερό:Ο προεπιλεγμένος για μεγάλο φορτίο: ένας ανταλλάκτης TEMA BEU ή BEM με ατμό στο πλευρό του κελύφους και νερό στους σωλήνες δίνει U 600-1.400 W/m2·K και χειρίζεται φορτίους από 500 kW έως 20 MW σε ένα μόνο κελύφωμα.Προτιμάται ο ατμός από την πλευρά του κελύφους επειδή ελαχιστοποιεί την πτώση πίεσης στο ρεύμα ατμού χαμηλής πίεσης και παρέχει καλή κατανομή σε ολόκληρο το δέμαΟ σχεδιασμός πρέπει να περιλαμβάνει πλάκα επιπέδου εισόδου ατμού για την πρόληψη της διάβρωσης του σωλήνα, επαρκείς συνδέσεις εξαερισμού και έξοδος συμπύκνωσης μεγέθους ώστε να αποφεύγεται η πλημμύρα των κατώτερων σωλήνων,που θα μειώσει την αποτελεσματική έκταση.
• Συσσωρευτές ψύξης με αέρα:Επιλέγεται όταν το νερό είναι σπάνιο, όταν η απόρριψη αποβλήτων είναι περιορισμένη ή όταν η θερμοκρασία του νερού ψύξης είναι πολύ υψηλή για να επιτευχθεί η απαιτούμενη θερμοκρασία συμπύκνωσης.Οι μονάδες ψύξης με αέρα έχουν χαμηλότερο συνολικό συντελεστή, συνήθως 300-600 W/m2·K που αναφέρεται στην περιοχή γυμνού σωλήνα, έτσι είναι φυσικά μεγαλύτερα και η απόδοσή τους ποικίλλει έντονα με την θερμοκρασία περιβάλλοντος:μια εγκατάσταση σχεδιασμένη για 35°C σχεδιαστικό αέρα μπορεί να αντιμετωπίσει προβλήματα κατά τη διάρκεια κύματος θερμότητας 45°CΗ μείωση περιλαμβάνει υπερμεγέθυνση κατά 15-25%, ανεμιστήρες μεταβλητής ταχύτητας με έλεγχο θερμοκρασίας και προψύξη του εισερχόμενου αέρα κατά τη διάρκεια των συνθηκών αιχμής.
• Συσσωρευτές κενού για ενσωμάτωση ενέργειας:Η λειτουργία των κολώνων διόρθωσης και αφυδάτωσης υπό κενό σε απόλυτη θερμοκρασία 10-30 kPa μειώνει το σημείο βρασμού, γεγονός που μειώνει τη θερμική υποβάθμιση,επιτρέπει την ενσωμάτωση θερμότητας πολλαπλών επιδράσεων και ανάσυρσης με ατμό, και μειώνει την κατανάλωση ατμού κατά 20-40%, μειώνει επίσης τη θερμοκρασία συμπύκνωσης, έτσι ώστε ο συμπυκνωτής χρειάζεται ψυχρό νερό ή μεγαλύτερη έκταση,και το σύστημα κενού πρέπει να είναι μεγέθους για το μη συμπυκνωτέο φορτίοΗ οικονομική άποψη ευνοεί συνήθως τη λειτουργία υπό κενό σε εργοστάσια αιθανόλης καυσίμων, όπου κυριαρχεί το κόστος ενέργειας και η προδιαγραφή του προϊόντος είναι λιγότερο απαιτητική.
• Επιλογή υλικού και ψύξη:Ο χάλυβας άνθρακα είναι κατάλληλος για καθαρούς ατμούς αιθανόλης-νερού, αλλά ο αριθμός 304 ή 316L ορίζεται για το συμπυκνωμένο που έρχεται σε επαφή με το προϊόν και για ρεύματα που περιέχουν οργανικά οξέα,επειδή το περιβάλλον ζύμωσης και απόσταξης μεταφέρει οξικό οξύ και άλλα οργανικά οξέα που επιτίθενται στον ατσάλι άνθρακα και μολύνουν το προϊόν με σίδηροΟι συντελεστές μόλυνσης 0,0001-0,0002 m2·K/W εφαρμόζονται συνήθως στην πλευρά του νερού, με πρόγραμμα επεξεργασίας νερού και, για μεγαλύτερες εγκαταστάσεις,σύστημα καθαρισμού σε απευθείας σύνδεση για τη διατήρηση της απόδοσης μεταξύ προγραμματισμένων μηχανικών καθαρισμών.

Ε: Πώς υπολογίζεται η απαιτούμενη έκταση συμπυκνωτή για ατμούς αιθανόλης;

Α: Χρησιμοποιήστε την τυποποιημένη εξίσωση του εναλλάκτη θερμότητας A = Q/(U·LMTD·F), ξεκινώντας από το καθήκον.000 kg/h αιθανόλης σε 846 kJ/kg δίνει 2Στη συνέχεια προσδιορίζεται η LMTD από τη θερμοκρασία συμπύκνωσης και τις θερμοκρασίες εισόδου και εξόδου του ψυκτικού νερού: με ατμό σε 78,4°C και νερό που αυξάνεται από 28°C σε 38°C, η LMTD είναι περίπου 44°C.Με U 900 W/m2·K, η απαιτούμενη έκταση είναι περίπου 60 m2. Προσθέστε μια ζώνη υποψύξης 10-20% της έκτασης, εφαρμόστε τον κατάλληλο συντελεστή διόρθωσης LMTD για τη διαμόρφωση του κελύφους και του σωλήνα και προσθέστε έναν συντελεστή μόλυνσης 0.0001-00,0002 m2·K/W στην πλευρά του νερού.

Ε: Γιατί η απόσταξη της αιθανόλης σταματά σε καθαρότητα περίπου 95%;

Απάντηση: Επειδή η αιθανόλη και το νερό σχηματίζουν ένα αζεότροπο με ελάχιστη θέρμανση στο 95,6% κατά βάρος αιθανόλης και 78,2 °C σε ατμοσφαιρική πίεση.Έτσι, καμία ποσότητα πρόσθετης ανάρροιας ή θεωρητικών σταδίων δεν θα αυξήσει τη συγκέντρωση αιθανόληςΟ ατμός που βγαίνει από την κορυφή της στήλης έχει την ίδια αντοχή με το υγρό που βράζει στον επαναθέρμανση.Το 5% κατά βάρος απαιτεί επομένως τη διάσπαση του αζεοτρόπου με διαφορετικό μηχανισμό.: απορρόφηση με μοριακό φίλτρο, η οποία είναι η πιο συνηθισμένη βιομηχανική μέθοδος· εκχυλιστική απόσταξη με διαλύτη όπως η αιθυλενογλυκόλη· αζεοτροπική απόσταξη με ενδεχόμενο όπως το κυκλοεξάνιο·ή διάπλυση μεμβράνηςΚάθε διαδρομή προσθέτει το κόστος εξοπλισμού και ενέργειας, γι' αυτό η αιθανόλη ποιότητας καυσίμου καθορίζεται συνήθως σε περίπου 99,5% κατά βάρος και βιομηχανική ποιότητα σε 95% κατά βάρος.

Ε: Τι προκαλεί την απώλεια της απόδοσης ενός συμπυκνωτή αιθανόλης με την πάροδο του χρόνου;

Απάντηση: Τέσσερις αιτίες, με σειρά συχνότητας.ο αέρας και το διοξείδιο του άνθρακα που προέρχεται από τη ζύμωση συσσωρεύονται στην πλευρά του κελύφους και σχηματίζουν ένα μονωτικό στρώμα που μπορεί να μειώσει την αποτελεσματική τιμή U κατά 30-60%Η ακαθαρσία από το νερό από την κλίμακα, η βιολογική ανάπτυξη,ή αιωρούμενα στερεά στοιχεία μειώνει τον συντελεστή στην πλευρά του σωλήνα και διαχειρίζεταιται μέσω επεξεργασίας νερού και περιοδικού καθαρισμούΗ πλημμύρα συμπύκνωσης συμβαίνει όταν η έξοδος είναι χαμηλού μεγέθους ή η παγίδα αποτυγχάνει, βυθίζοντας σωλήνες που θα πρέπει να συμπυκνώνονται ατμούς.η διάβρωση ή οι εναποθέσεις στην πλευρά του ατμού μειώνουν τον συντελεστή συμπύκνωσης, η οποία είναι συνήθως θέμα επιλογής υλικού και υποδηλώνει ότι το 304 ή το 316L θα έπρεπε να έχει προσδιοριστεί σε σχέση με το χάλυβα άνθρακα.

Ε: Ο συμπυκνωτής αιθανόλης πρέπει να τοποθετείται πάνω ή κάτω από τη στήλη;

Α: Τα περισσότερα εργοστάσια τοποθετούν τον συμπυκνωτή σε βαθμίδα ή σε μια χαμηλή πλατφόρμα δίπλα στη στήλη, με τον δέκτη συμπυκνωμένου κάτω από αυτό, επειδή αυτή η διάταξη διατηρεί το κέλυφος ελεύθερη αποστράγγιση,απλοποιεί τη συντήρηση και την απομάκρυνση των σωλήνωνΗ εξισορρόπηση είναι μια μεγαλύτερη γραμμή ατμού με δική της πτώση πίεσης.που αυξάνει ελαφρά την πίεση λειτουργίας της στήλης, και την ανάγκη για μια αντλία συμπύκνωσης για την παροχή ανάρροπησης.Οι κορυφαία ή ολοκληρωμένα συμπυκνωτές εξαλείφουν τη μακρά γραμμή ατμού και την αντλία ανάποδου, αλλά απαιτούν μια ανυψωμένη δομή και περίπλοκη αφαίρεση δέσμης, έτσι ώστε να διατηρούνται συνήθως για μικρές στήλες ή όπου ο χώρος του σχεδίου είναι αυστηρά περιορισμένος.

Ετικέτες:Πυρηνικός αντιδραστήρας από ανοξείδωτο χάλυβα,Σύστημα χημικού αντιδραστήρα,Βιομηχανικός χημικός αντιδραστήρας