2.6 Тепловой баланс колонны

По фазовой диаграмме находим температуру кипения исходной смеси

.

Температура кипения дистиллята

Температура кипения остатка

Приход теплоты:

Количество тепла, вносимое начальной смесью

, (2.37)

где - удельные теплоемкости этилового спирта и воды при , из [4]

.

Теплота, вносимая с флегмой

, (2.38)

где - удельные теплоемкости при , из [4]

.

.

Количество тепла, вносимое в колонну греющим паром

, (2.39)

где – энтальпии водяного пара и его конденсата при давлении , из [4] ;

– расход греющего пара.

Расход тепла:

Тепло, уносимое парами, поднимающимися с верхней тарелки в дефлегматор

, (2.40)

где - скрытая удельная теплота парообразования этилового спирта и воды при , по [4]

.

Тепло, уносимое кубовыми остатками

, (2.41)

где - удельные теплоемкости этилового спирта и воды при , из [4]

.

Потери в окружающую среду принимаем от всех потерь теплоты.

(2.42)

.

Уравнение теплового баланса для колонны

(2.43)

Расход греющего пара

(2.44)

.

Сведем тепловой баланс колонны в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Статьи баланса	Обозначение	кВт	%
со свежей смесью		185,5	7,1
с флегмой		404,04	15,46
с паром		2023,33	77,44
ИТОГО		2612,87	100
в дефлегматор		2478,47	94,8
с кубовыми остатками		82,45	3,3
в окружающую среду		52.26	1,9
ИТОГО		2613,18	100

3. Тепловой и конструктивный расчет теплообменных аппаратов

3.1 Расчет испарителя

Тепловой и конструктивный расчет.

Назначение испарителя – испарить жидкость в куб колонны. Образующийся пар поступает к кипящей тарелке. Испарители выполняются в виде вертикальных кожухотрубных теплообменников. В данном курсовом проекте испаритель вынесен за пределы колонны в качестве самостоятельного теплообменника в целях облегчения его ремонта и замены.

Из теплового баланса колонны необходимое тепло .

С учетом потерь в окружающую среду тепловая нагрузка испарителя

, (3.1)

где - КПД теплообменников.

.

Расход греющего пара

, (3.2)

-скрытая теплота фазового перехода обогреваемого пара;

Задаемся значением коэффициента теплопередачи К_зад= 1200 Вт/м^{2 0}С.

Ориентировочное значение требуемой поверхности, м²:

, (3.3)

Выбираем по ГОСТ 14246-76 выбираем кожухотрубчатый испаритель с неподвижными трубными решетками с температурным компенсатором на кожухе ИН-600, одноходовой, с поверхностью теплообмена 61 м², длиной труб 3000 мм, общей длиной аппарата 4080 мм, стальными трубами 23/25 мм, внутренним диаметром кожуха 600 мм, число труб в испарителе 195, разбивка труб по шестиугольникам.