Produttore cinese di condensatori di etanolo che fornisce soluzioni di condensazione del vapore per impianti di produzione di etanolo

Produttore cinese di condensatori di etanolo che fornisce soluzioni di condensazione del vapore per impianti di produzione di etanolo

Rispondendo alla domanda fondamentale:Che cosa fornisce un condensatore di etanolo di Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd a un impianto di produzione di etanolo?Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) progetta e fabbrica condensatori a guscio e tubo, piastre e raffreddati ad aria per la distillazione, rettificazione, disidratazione,e di recupero di vaporeLa progettazione parte dalle costanti fisiche che regolano il servizio: l'etanolo bolle a 78.37°C a pressione atmosferica con un calore latente di evaporazione di 846 kJ/kg, e il sistema etanolo-acqua forma un azeotropo a 95,6% di etanolo e 78,2°C, che stabilisce il limite pratico della distillazione ordinaria.I condensatori sono costruiti secondo la divisione 1 dell'ASME VIII con gusci classificati TEMA, dimensionato per una temperatura di avvicinamento di 5-10°C contro acqua di raffreddamento a 25-33°C.

Le prestazioni del condensatore sono determinate dal bilancio termico e da tre decisioni di progettazione, ognuna delle quali ha conseguenze misurabili per il rendimento dell'impianto e la perdita di prodotto:

• Calcolo del dazio e limite di azeotropo:Il carico del condensatore è Q = m·lambda più subraffreddamento sensibile, dove m è il flusso di massa di vapore e lambda è 846 kJ/kg per l'etanolo a pressione atmosferica.000 kg/h di vapore di etanolo del 95% in peso richiede quindi circa 2.4 MW di carico di condensazione, più 100-300 kW di sotto raffreddamento per far scendere il distillato al di sotto del suo punto di bolla e prevenire perdite improvvise nel ricevitore.l'azeotropo rende impossibile un'ulteriore separazione per distillazione, quindi le piante aggiungono disidratazione a seta molecolare, distillazione estrattiva o pervaporazione, ognuna delle quali colloca un condensatore aggiuntivo o un condensatore di rigenerazione sul flusso di vapore.
• Temperatura di avvicinamento e mezzo di raffreddamento:L'area del condensatore segue A = Q/(U·LMTD), quindi la temperatura di avvicinamento, la differenza tra la temperatura di condensazione e l'uscita dell'acqua di raffreddamento, determina direttamente il costo del capitale.Un approccio a 5°C dà un'elevata efficienza termodinamica e una bassa perdita di vapore, ma un grande scambiatoreUn approccio a 15°C è più economico da costruire, ma aumenta la perdita di ventola del vapore di etanolo, che a tassi di produzione tipici vale più di un anno dell'acciaio in più.L'acqua di raffreddamento a 25-33°C è standard, l'acqua raffreddata a 5-15°C viene utilizzata quando la colonna funziona sotto vuoto, e i raffreddatori ad aria sono scelti quando l'acqua è scarsa nonostante un'impronta maggiore del 20-40%.
• Non condenabili e ventilazione:Anche un condensatore ben progettato accumula gas non condensabili derivanti dall'aria disciolta nel mangime, dalla CO2 derivata dalla fermentazione e dalle perdite sotto vuoto.Questi gas coprono la superficie del tubo e possono ridurre il coefficiente effettivo di trasferimento del calore del 30-60%, che è la causa più comune di un condensatore che funziona bene all'avvio e si degrada durante un turno. La risposta corretta è una connessione di ventilazione dedicata al punto più freddo della conchiglia,ventilazione continua o automatica di un'unità di lavaggio o recupero, e un condensatore di ventilazione o una trappola refrigerata per catturare l'etanolo trasportato con il flusso di ventilazione piuttosto che perderlo nell'atmosfera.

Tre tipi di condensatori servono gli impianti di etanolo e la scelta del materiale dipende dalla composizione del flusso e dalla presenza di acidi organici.

• Conchiglia e tubo con raffreddamento ad acqua:Lo scambio TEMA BEU o BEM con vapore sul lato del guscio e acqua nei tubi fornisce U di 600-1.400 W/m2·K e gestisce carichi da 500 kW a 20 MW in un unico guscio.Il vapore sul lato della conchiglia è preferito perché riduce al minimo la caduta di pressione sul flusso di vapore a bassa pressione e dà una buona distribuzione in tutto il fascioLa progettazione deve comprendere una piastra di blocco dell'ingresso di vapore per evitare l'erosione del tubo, connessioni di ventilazione adeguate e un'uscita del condensato di dimensioni tali da evitare l'inondazione dei tubi inferiori.che ridurrebbe la superficie effettiva.
• Condensatori refrigerati ad aria:Scegliere dove l'acqua è scarsa, dove lo scarico degli effluenti è limitato o dove la temperatura dell'acqua di raffreddamento è troppo alta per raggiungere la temperatura di condensazione richiesta.Le unità raffreddate ad aria hanno un coefficiente complessivo inferiore, in genere 300-600 W/m2·K riferito alla superficie del tubo nudo, quindi sono fisicamente più grandi e le loro prestazioni variano fortemente con la temperatura ambiente:un impianto progettato per un'aria di progettazione a 35°C può avere difficoltà durante un'ondata di calore a 45°CLa mitigazione comprende l'oversizing del 15-25%, ventilatori a velocità variabile con controllo della temperatura e pre raffreddamento adiabatico dell'aria di ingresso durante le condizioni di picco.
• Condensatori a vuoto per integrazione energetica:L'esecuzione delle colonne di rettificazione e di disidratazione sotto vuoto a 10-30 kPa assoluti abbassa il punto di ebollizione, riducendo così la degradazione termica,consente l'integrazione di calore da ricompressione multi-effetto e a vapore, e riduce il consumo di vapore del 20-40%, riduce anche la temperatura di condensazione, quindi il condensatore ha bisogno di acqua refrigerata o di una superficie più ampia,e il sistema a vuoto deve essere dimensionato per il carico non condensabileL'economia di solito favorisce il funzionamento a vuoto negli impianti di combustibile etanolo dove il costo dell'energia domina e la specifica del prodotto è meno esigente.
• Selezione del materiale e impollinazione:L'acciaio al carbonio è idoneo per vapori di acqua e etanolo puliti, ma 304 o 316L sono specificati per il condensato in contatto con il prodotto e per i flussi contenenti acidi organici,perché l'ambiente di fermentazione e distillazione contiene acidi acetatici e altri acidi organici che attaccano l'acciaio al carbonio e contaminano il prodotto con ferroIl rame e le leghe di rame devono essere evitati nel servizio di etanolo.,un sistema di pulizia online per mantenere le prestazioni tra le pulizie meccaniche programmate.

D: Come si calcola la superficie necessaria del condensatore per il vapore di etanolo?

A: utilizzare l'equazione standard dello scambiatore di calore A = Q/(U·LMTD·F), a partire dal carico; per la condensazione di un vapore puro o quasi azetotropico a temperatura costante, Q = m·lambda, quindi 10,000 kg/h di etanolo a 846 kJ/kg dà 2Determina la LMTD a partire dalla temperatura di condensazione e dalle temperature di entrata e di uscita dell'acqua di raffreddamento: con vapore a 78,4°C e acqua che sale da 28°C a 38°C, la LMTD è di circa 44°C.Con un U di 900 W/m2·K, la superficie richiesta è di circa 60 m2. Aggiungi una zona di sotto raffreddamento del 10-20% della superficie, applica il correttivo LMTD appropriato per la configurazione del guscio e del tubo e aggiungi un fattore di inquinamento pari a 0.0001-0.0002 m2·K/W sul lato dell'acqua.

D: Perché la distillazione dell'etanolo si ferma a circa il 95% di purezza?

R: Poiché l'etanolo e l'acqua formano un azeotropo a minimo di ebollizione a 95,6% di peso di etanolo e 78,2°C a pressione atmosferica.quindi nessuna quantità di reflusso aggiuntivo o di fasi teoriche aumenterà la concentrazione di etanoloIl vapore che esce dalla parte superiore della colonna ha la stessa resistenza del liquido in ebollizione nella ribottiglia, producendo etanolo anidro superiore al 99.5 ppm richiede quindi la rottura dell'azeotropo con un meccanismo diverso: adsorbimento a setaccio molecolare, che è la via industriale più comune; distillazione estrattiva con un solvente come il glicolo di etilene; distillazione azeotropica con un entrainer come il cicloesano;o pervaporazione della membranaOgni rotta aggiunge costi di attrezzature ed energia, motivo per cui l'etanolo di qualità combustibile è tipicamente specificato a circa il 99,5% in peso e di qualità industriale al 95% in peso.

D: Cosa causa che un condensatore di etanolo perda prestazioni nel tempo?

R: Quattro cause, in ordine di frequenza.l'aria e il CO2 derivato dalla fermentazione si accumulano sul lato della conchiglia e formano uno strato isolante in grado di ridurre il valore effettivo di U del 30-60%L'acqueazione da scala, la crescita biologica, il disinfettamento, il disinfettamento, il disinfettamento, il disinfettamento.o solidi in sospensione riduce il coefficiente del lato del tubo ed è gestito mediante trattamento dell'acqua e pulizia periodicaL'inondazione del condensato si verifica quando l'uscita è di dimensioni insufficienti o la trappola non funziona, sommergendo i tubi che dovrebbero essere vapore di condensazione.la corrosione o i depositi sul lato del vapore riducono il coefficiente di condensazione, che di solito è una questione di selezione dei materiali e indica che 304 o 316L avrebbe dovuto essere specificato rispetto all'acciaio al carbonio.

D: Il condensatore di etanolo deve essere montato sopra o sotto la colonna?

R: La maggior parte degli impianti installa il condensatore a livello o su una piattaforma bassa accanto alla colonna, con il ricevitore di condensato sotto di esso, perché questa disposizione mantiene il guscio libero di drenaggio,semplifica la manutenzione e il ritiro del fascio del tubo, e evita la pesante lavorazione in acciaio elevata e la lunga linea di vapore necessaria per un condensatore montato in cima.che aumenta leggermente la pressione di funzionamento della colonna, e la necessità di una pompa di condensato per fornire il reflusso.I condensatori montati in cima o integrati eliminano la lunga linea di vapore e la pompa di reflusso, ma richiedono una struttura elevata e una complicata rimozione del fascio, quindi sono solitamente riservati a piccole colonne o dove lo spazio della trama è severamente limitato.

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