Nhà sản xuất máy ngưng tụ ethanol Trung Quốc cung cấp giải pháp ngưng tụ hơi cho các nhà máy sản xuất ethanol

Nhà sản xuất máy ngưng tụ ethanol Trung Quốc cung cấp các giải pháp ngưng tụ hơi cho các cơ sở sản xuất ethanol

Trả lời câu hỏi chính:Một bộ ngưng tụ ethanol từ Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd cung cấp cho một cơ sở sản xuất ethanol?Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) thiết kế và sản xuất vỏ và ống, đĩa và chất ngưng tụ làm mát bằng không khí để chưng cất ethanol, chỉnh sửa, khử nước,và nhiệm vụ phục hồi hơiThiết kế bắt đầu từ các hằng số vật lý chi phối dịch vụ: ethanol đun sôi ở 78.37 °C ở áp suất khí quyển với nhiệt bay tiềm ẩn 846 kJ/kg, và hệ thống ethanol-nước tạo thành một azeotrope ở 95,6% ethanol và 78,2 °C, đặt ra giới hạn thực tế của chưng cất thông thường.Các máy ngưng tụ được xây dựng theo ASME VIII Division 1 với vỏ được phân loại TEMA, có kích thước cho nhiệt độ tiếp cận 5-10 °C đối với nước làm mát ở 25-33 °C.

Hiệu suất của máy ngưng tụ được xác định bởi cân bằng nhiệt và ba quyết định thiết kế.

• Tính toán thuế và giới hạn azeotrope:Công suất của máy ngưng tụ là Q = m·lambda cộng với làm mát thấp, trong đó m là dòng chảy khối lượng hơi và lambda là 846 kJ/kg cho ethanol ở áp suất khí quyển.000 kg/h của hơi ethanol 95% do đó cần khoảng 2.4 MW công suất ngưng tụ, cộng với 100-300 kW làm mát để đưa cất xuống dưới điểm bong bóng của nó và ngăn ngừa tổn thất nhấp nháy trong máy thu.azeotrope làm cho việc tách tiếp theo bằng cách chưng cất không thể, do đó, thực vật thêm khử nước lọc phân tử, chưng cất chiết xuất hoặc bốc hơi, mỗi loại đặt một chất ngưng tụ bổ sung hoặc một chất ngưng tụ tái tạo trên dòng hơi.
• Nhiệt độ tiếp cận và môi trường làm mát:Vùng condenser theo A = Q / ((U·LMTD), do đó nhiệt độ tiếp cận, sự khác biệt giữa nhiệt độ ngưng tụ và lối thoát nước làm mát, thúc đẩy chi phí vốn trực tiếp.Một phương pháp 5 ° C cho hiệu quả nhiệt động lực cao và mất hơi thấp nhưng một bộ trao đổi lớnMột phương pháp 15 ° C rẻ hơn để xây dựng nhưng làm tăng sự mất mát của hơi ethanol, mà ở mức sản xuất điển hình có giá trị hơn một năm so với thép bổ sung.Nước làm mát ở 25-33 °C là tiêu chuẩn, nước lạnh ở 5-15 ° C được sử dụng khi cột chạy dưới chân không, và máy làm mát không khí được chọn khi nước khan hiếm mặc dù có lượng nước lớn hơn 20-40%.
• Những người không bị kết án và giải phóng:Ngay cả một máy ngưng tụ được thiết kế tốt cũng tích lũy khí không ngưng tụ từ không khí hòa tan trong thức ăn, từ CO2 có nguồn gốc từ quá trình lên men và từ rò rỉ dưới chân không.Các khí này bao phủ bề mặt ống và có thể làm giảm hệ số chuyển nhiệt hiệu quả từ 30-60%, đó là nguyên nhân phổ biến nhất của một máy ngưng tụ hoạt động tốt khi khởi động và xuống cấp trong một ca chuyển động.thông gió liên tục hoặc tự động đến máy lọc hoặc đơn vị phục hồi, và một máy ngưng tụ hoặc bẫy làm mát để thu giữ ethanol được mang theo luồng thông hơi thay vì mất nó vào khí quyển.

Ba loại chất ngưng tụ phục vụ các nhà máy ethanol, và việc lựa chọn vật liệu phụ thuộc vào thành phần luồng và sự hiện diện của axit hữu cơ.

• Vỏ và ống với nước làm mát:Phương thức mặc định cho công suất lớn: Máy trao đổi TEMA BEU hoặc BEM với hơi trên mặt vỏ và nước trong ống cung cấp U 600-1,400 W / m2 · K và xử lý công suất từ 500 kW đến 20 MW trong một vỏ duy nhất.Khí trên mặt vỏ được ưa thích vì nó giảm thiểu áp suất giảm trên dòng hơi áp suất thấp và cung cấp sự phân phối tốt trên toàn bộ góiThiết kế phải bao gồm một tấm đâm vào ống hút hơi để ngăn ngừa xói mòn ống, kết nối thông hơi phù hợp và một ổ thoát ngưng tụ có kích thước để tránh ngập nước các ống dưới.mà sẽ làm giảm diện tích hiệu quả.
• Máy làm mát bằng không khí:Chọn nơi nước khan hiếm, nơi xả nước thải bị hạn chế hoặc khi nhiệt độ nước làm mát quá cao để đạt được nhiệt độ ngưng tụ cần thiết.Các đơn vị làm mát bằng không khí có hệ số tổng thể thấp hơn, thường 300-600 W/m2·K đề cập đến diện tích ống trần, vì vậy chúng lớn hơn về mặt vật lý và hiệu suất của chúng thay đổi mạnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh:một nhà máy được thiết kế cho không khí thiết kế 35 °C có thể đấu tranh trong một đợt nhiệt 45 °CGiảm thiểu bao gồm kích thước lớn hơn 15-25%, quạt tốc độ biến đổi với điều khiển nhiệt độ và làm mát trước adiabatic của không khí vào trong điều kiện cao điểm.
• Máy nén chân không để tích hợp năng lượng:Việc chạy các cột chỉnh sửa và khử nước dưới chân không ở nhiệt độ tuyệt đối 10-30 kPa làm giảm điểm sôi, làm giảm sự phân hủy nhiệt,cho phép tích hợp nhiệt tái nén hơi và hiệu ứng đa, và giảm tiêu thụ hơi nước bằng 20-40%. Nó cũng làm giảm nhiệt độ ngưng tụ, do đó, máy ngưng tụ cần nước lạnh hoặc một khu vực lớn hơn,và hệ thống chân không phải được kích thước cho tải không gia cốCác kinh tế thường ủng hộ hoạt động chân không trong các nhà máy ethanol nhiên liệu, nơi chi phí năng lượng chiếm ưu thế và thông số kỹ thuật sản phẩm ít đòi hỏi hơn.
• Lựa chọn vật liệu và bẩn:Thép carbon phù hợp cho hơi nước ethanol sạch, nhưng 304 hoặc 316L được chỉ định cho chất ngưng tụ tiếp xúc với sản phẩm và cho các luồng chứa axit hữu cơ,vì môi trường lên men và chưng cất mang axit acetic và các axit hữu cơ khác tấn công thép carbon và gây ô nhiễm sản phẩm bằng sắtĐồng và hợp kim đồng cần phải được tránh trong dịch vụ ethanol.,một hệ thống làm sạch trực tuyến để duy trì hiệu suất giữa các lần làm sạch cơ khí theo lịch trình.

Q: Làm thế nào để tính toán diện tích nồng độ cần thiết cho hơi ethanol?

A: Sử dụng phương trình trao đổi nhiệt tiêu chuẩn A = Q/(U·LMTD·F), bắt đầu với công suất.000 kg/h ethanol ở 846 kJ/kg cho 2Sau đó xác định LMTD từ nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ nước làm mát vào và ra: với hơi ở 78,4 °C và nước tăng từ 28 đến 38 °C, LMTD là khoảng 44 °C.Với U 900 W/m2·K, diện tích cần thiết là khoảng 60 m2. Thêm một vùng làm mát thấp 10-20% diện tích, áp dụng hệ số điều chỉnh LMTD thích hợp cho cấu hình vỏ và ống và thêm một hệ số bẩn 0.0001-0.0002 m2 · K / W ở phía nước.

Hỏi: Tại sao chưng cất ethanol dừng lại ở độ tinh khiết khoảng 95%?

A: Bởi vì ethanol và nước tạo thành một azeotrope sôi tối thiểu ở 95,6% ethanol và 78,2 ° C ở áp suất khí quyển.do đó, không có một số lượng tiếp tục hoặc các giai đoạn lý thuyết sẽ làm tăng nồng độ ethanol; hơi rời khỏi đỉnh cột có cùng độ mạnh như chất lỏng sôi trong lò sưởi. tạo ra ethanol anhidrơ trên 99.Do đó, 5 wt% đòi hỏi phải phá vỡ azeotrope bằng một cơ chế khác: hấp thụ lọc phân tử, đó là con đường công nghiệp phổ biến nhất; chưng cất chiết xuất bằng dung môi như ethylene glycol; chưng cất azeotropic bằng chất dẫn như cyclohexane;hoặc bốc hơi qua màngMỗi tuyến đường thêm chi phí thiết bị và năng lượng, đó là lý do tại sao ethanol cấp nhiên liệu thường được chỉ định ở khoảng 99,5% trọng lượng và cấp công nghiệp ở mức 95%.

Hỏi: Điều gì làm cho một bộ ngưng tụ ethanol mất hiệu suất theo thời gian?

A: Bốn nguyên nhân, theo thứ tự tần suất.Không khí và CO2 có nguồn gốc từ quá trình lên men tích lũy trên mặt vỏ và tạo thành một lớp cách nhiệt có thể giảm giá trị U hiệu quả 30-60%, và nó được cố định bằng cách thông gió thích hợp ở điểm lạnh nhất của vỏ.hoặc chất rắn lơ lửng làm giảm hệ số bên ống và được quản lý thông qua xử lý nước và làm sạch định kỳ. tràn ngập ngưng tụ xảy ra khi ổ cắm không đủ kích thước hoặc bẫy thất bại, ngập ống mà nên là hơi ngưng tụ.ăn mòn hoặc trầm tích ở phía hơi giảm hệ số ngưng tụ, thường là một vấn đề lựa chọn vật liệu và chỉ ra rằng 304 hoặc 316L nên được xác định trên thép cacbon.

Hỏi: Máy ngưng tụ ethanol nên được lắp trên hay dưới cột?

Đáp: Hầu hết các nhà máy gắn máy ngưng tụ ở bậc hoặc trên một nền tảng thấp bên cạnh cột, với máy thu ngưng tụ bên dưới nó, bởi vì sự sắp xếp này giữ cho vỏ thoát nước tự do,đơn giản hóa bảo trì và rút gói ống, và tránh các công trình thép cao và đường ống hơi dài cần thiết cho một máy ngưng tụ được gắn trên đỉnh.mà tăng nhẹ áp suất hoạt động cột, và sự cần thiết của một máy bơm ngưng tụ để cung cấp trào ngược.Máy ngưng tụ gắn trên hoặc tích hợp loại bỏ đường hơi dài và máy bơm trào ngược nhưng đòi hỏi một cấu trúc cao và loại bỏ gói phức tạp, vì vậy chúng thường được dành riêng cho các cột nhỏ hoặc nơi không gian biểu đồ bị hạn chế nghiêm trọng.

Tags:Các lò phản ứng thép không gỉ,Hệ thống lò phản ứng hóa học,Các lò phản ứng hóa học công nghiệp