Китайский производитель конденсаторов этанола, предоставляющий решения для конденсации паров для предприятий по производству этанола

Китайский производитель конденсаторов этанола, предоставляющий решения для конденсации паров для предприятий по производству этанола

Отвечая на главный вопрос:Что конденсатор этанола из Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd обеспечивает производству этанола?Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) разрабатывает и производит оболочки и трубы, пластины и конденсаторы с воздушным охлаждением для дистилляции этанола, ректификации, обезвоживания,и возвратные парыПроектирование начинается с физических констант, которые управляют сервисом: этанол кипит при 78.37°C при атмосферном давлении с латентной теплотой испарения 846 kJ/kg, и система этанол-вода образует азеотроп при 95,6% массового этанола и 78,2 °C, что устанавливает практический предел обычной дистилляции.Конденсаторы построены по ASME VIII Division 1 с оболочками, классифицированными TEMA, рассчитан на температуру подхода 5-10°C против охлаждающей воды при 25-33°C.

1Размер и конструкция конденсатора этанола

Производительность конденсатора определяется тепловым балансом и тремя решениями по проектированию, каждый из которых имеет измеримые последствия для пропускной способности установки и потери продукции:

• Расчет пошлины и предел азотропа:Нагрузка на конденсатор Q = m·lambda плюс чувствительный подохлаждение, где m - массовый поток пара, а lambda - 846 kJ/kg для этанола при атмосферном давлении.В результате, для получения 95 мас. % паров этанола на 1 000 кг/ч требуется примерно 2.4 МВт конденсации, плюс 100-300 кВт субохлаждения, чтобы довести дистиллят ниже точки пузыря и предотвратить вспышные потери в приемнике.Азеотроп делает дальнейшее отделение путем дистилляции невозможным., поэтому растения добавляют молекулярную сетчатую обезвоживание, экстрактивную дистилляцию или первапорацию, каждый из которых помещает дополнительный конденсатор или регенерационный конденсатор на поток пара.
• Температура подхода и охлаждающая среда:Площадь конденсатора следует A = Q/ ((U·LMTD), поэтому температура подхода, разница между температурой конденсации и выходом охлаждающей воды, напрямую влияет на стоимость капитала.Подход 5°C дает высокую термодинамическую эффективность и низкую потерю пара, но большой обменникПри этом при 15°C более дешево строить, но увеличивает потерю пара этанола, который при обычных темпах производства стоит больше, чем дополнительная сталь.Вода для охлаждения при температуре 25-33°C является стандартнойВ случае, когда колонна работает под вакуумом, используется охлажденная вода при температуре 5-15°C, а воздухоохладители выбираются там, где вода дефицитна, несмотря на увеличение объема воды на 20-40%.
• Не подлежащие осуждению и отпуск:Даже хорошо спроектированный конденсатор накапливает неконденсируемые газы от растворенного воздуха в корме, от CO2, полученного при ферментации, и от утечки под вакуумом.Эти газы покрывают поверхность трубы и могут снизить эффективный коэффициент теплопередачи на 30-60%, что является наиболее распространенной причиной конденсатора, который хорошо работает при запуске и деградирует в течение смены. Правильный ответ - это специальное соединение вентиляции в самой холодной точке оболочки,непрерывная или автоматическая вентиляция в очиститель или устройство восстановления, и конденсатор вентиляции или охлажденная ловушка для улавливания этанола, перевозимого с потоком вентиляции, а не для его потери в атмосферу.

2Типы конденсаторов и материалы для обслуживания этанола

Три типа конденсаторов обслуживают этанольные заводы, а выбор материала зависит от состава потока и наличия органических кислот.

• Шкалы и трубы с водяным охлаждением:По умолчанию для больших нагрузок. Обменник TEMA BEU или BEM с паром на стороне оболочки и водой в трубах дает U 600-1,400 W/m2·K и обрабатывает нагрузки от 500 кВт до 20 МВт в одной оболочке.Пары на стороне оболочки предпочтительнее, поскольку они минимизируют падение давления на низкое давление потока паров и обеспечивают хорошее распределение по пучке- конструкция должна включать в себя пластинку для подачи пара, чтобы предотвратить эрозию труб, адекватные соединения вентиляции и выпуск конденсата, размером, чтобы избежать затопления нижних труб,что уменьшит эффективную площадь.
• Конденсаторы с воздушным охлаждением:Выбирается там, где воды мало, где сброс сточных вод ограничен, или где температура охлаждающей воды слишком высока, чтобы достичь требуемой температуры конденсации.У устройств с воздушным охлаждением более низкий общий коэффициент, обычно 300-600 Вт/м2·К относятся к площади обнаженной трубы, поэтому они физически больше, а их производительность сильно варьируется в зависимости от температуры окружающей среды:установка, предназначенная для проектирования воздуха на температуре 35 °C, может испытывать трудности во время тепловой волны на 45 °CСнижение включает в себя увеличение размера вентиляторов на 15-25%, переменную скорость вентиляторов с регулировкой температуры и адиабатическое предварительное охлаждение входного воздуха в пиковые условия.
• Вакуумные конденсаторы для интеграции энергии:Работа ректификационных и обезвоживающих колонн под вакуумом при абсолютной температуре 10-30 кПа снижает температуру кипения, что снижает тепловое разложение,позволяет интегрировать многоэффективное и паровое тепловое восстановлениеЭто также снижает температуру конденсации, поэтому конденсатор нуждается в охлажденной воде или большей площади,и вакуумная система должна быть рассчитана на неконденсируемую нагрузкуЭкономические предпочтения, как правило, выражаются в пользу вакуумной работы на топливных этанольных заводах, где доминируют затраты на энергию и продуктовая спецификация менее требовательна.
• Выбор материала и загрязнение:Углеродистая сталь подходит для чистых паров этанола и воды, но 304 или 316L определены для конденсата, контактирующего с продуктом, и для потоков, содержащих органические кислоты.потому что в среде ферментации и дистилляции содержится уксусная и другие органические кислоты, которые атакуют углеродистую сталь и загрязняют продукт железом.При использовании этанола следует избегать использования меди и медных сплавов.,Онлайн-система очистки для поддержания производительности между запланированными механическими очистками.

Сравнительная матрица типов конденсаторов этанола

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Как рассчитывается требуемая площадь конденсатора для паров этанола?

Для конденсации чистого или почти азеотропного пара при постоянной температуре Q = m·lambda, т.е.000 кг/ч этанола при 846 кДж/кг дает 2Затем определяется LMTD из температуры конденсации и температуры входа и выхода охлаждающей воды: при паре 78,4 °C и водой, поднимающейся с 28 до 38 °C, LMTD составляет около 44 °C.С У 900 W/m2·KДобавить зону субохлаждения 10-20% площади, применить соответствующий корекционный коэффициент LMTD для конфигурации оболочки и трубы и включить коэффициент загрязнения 0.0001-0.0002 м2·К/В на водной стороне.

Вопрос: Почему этанольная дистилляция останавливается при чистоте около 95%?

Ответ: Поскольку этанол и вода образуют азеотроп с минимальным кипением при 95,6% массового этанола и 78,2 °C при атмосферном давлении.поэтому никакое количество дополнительного рефлюкса или теоретических стадий не увеличит концентрацию этанола.; пара, выходящая из верхней части колонны, имеет такую же прочность, как жидкость, кипящая в перекипячнике.5 массовых% требует разложения азеотропа другим механизмом: адсорбция молекулярным ситом, являющаяся наиболее распространенным промышленным способом; экстрактивная дистилляция с помощью растворителя, такого как этиленгликоль; азеотропная дистилляция с помощью втягивающего вещества, такого как циклогексан;или перпароровкой мембраныКаждый маршрут добавляет затраты на оборудование и энергию, поэтому этанол топливного качества обычно определяется примерно в 99,5% массы и промышленного качества в 95% массы.

Вопрос: Что заставляет этанольный конденсатор терять производительность с течением времени?

Ответ: четыре причины, в порядке частоты.воздух и CO2 от ферментации накапливаются на стороне оболочки и образуют изоляционный слой, который может снизить эффективное значение U на 30-60%Водный отстой от чешуи, биологический рост,или суспензионных твердых веществ уменьшает коэффициент на стороне трубки и управляется путем очистки воды и периодической очисткиКонденсат наводняется, когда выход недостаточно большой или ловушка не работает, погружая трубы, которые должны быть конденсирующими парами.коррозия или отложения на стороне пара снижают коэффициент конденсации, что обычно является вопросом выбора материала и указывает на то, что 304 или 316L должны были быть указаны вместо углеродной стали.

Вопрос: Конденсатор для этанола должен быть установлен выше или ниже колонны?

О: Большинство заводов устанавливают конденсатор на ступеньке или на низкой платформе рядом с колонной, с приемником конденсата под ним, потому что эта система позволяет свободно сливать воду из оболочки.упрощает техническое обслуживание и изъятие трубных узлов, и избегает тяжелой поднятой сталелитейной работы и длинной паровой линии, необходимой для конденсатора, установленного сверху.который немного повышает рабочее давление колонны, и необходимость в конденсатном насосе для обеспечения оттока.Конденсаторы, установленные в верхней части или интегрированные, устраняют длинную линию пара и насос обратного потока, но требуют повышенной структуры и сложного удаления пучка, поэтому они обычно зарезервированы для небольших столбцов или там, где пространство участка сильно ограничено.