Техническая характеристика паросепаратора

Объем полный, м³ 8,5

Рабочее давление, МПа до 0,7

Диаметр корпуса, мм 1300

Толщина стенки корпуса, мм 8

Габаритные размеры, мм:

ширина 2000

высота 6935

Для скоростного разваривания применяют трубчатый разварник с контактной головкой (рис. 15.27). В нем замес подогревается паром давлением 0,8 МПа до 170 °С с помощью контактной головки, устройство которой аналогично устройству головки, приведенной на рис. 15.24.

Подогретый замес из контактной головки поступает в вертикальные трубы аппарата. Пар в аппарат не подводится, масса в трубах перемещается за счет перепада давлений к выходу, где давление снижается до 0,4 МПа. При продвижении по трубам из массы выделяется вторичный пар вследствие снижения давления. Смесь, состоящая из массы и пара, перемешивается и диспергируется при прохождении через диафрагмы и соединительные переходы.

Трубчатый разварник состоит из контактной головки 1 и батареи вертикальных труб 2, соединенных вверху и внизу переходами 3, которые прикреплены к вертикальным трубам-фланцами. Общая вместимость аппарата 1,5 м³.

Общая длина вертикальных труб 64 м; а их внутренний диаметр составляет 148 мм. Во фланцевых соединениях установлены 24 диафрагмы 4. По ходу продукта диафрагмы разбиты на четыре группы, в каждой группе шесть диафрагм. Диафрагмы каждой группы имеют одинаковый диаметр внутреннего отверстия (первой группы – 40 мм, второй – 45, третьей – 50, четвертой – 55 мм).

При снижении температуры за диафрагмой выделяется вторичный пар. Объем смеси в этом месте аппарата увеличивается в 3 раза, скорость смеси увеличивается до 4 м/с, что обусловливает диспергирование массы. Для уменьшения износа стенок переходов в последних устанавливают предохранительные сменные гильзы 5. Давление на выходе из аппарата регулируется клапаном.

Рис. 15.27. Трубчатый разварник

Инженерные расчеты. Производительность разварника по замесу П₃ (кг/ч), определяется по формуле

,

где П_с – условная производительность линии по спирту, дал/сут; q – удельная потребность объема замеса, м³/дал (q = 0,133 м³/дал);  – плотность замеса, кг/м³.

Необходимый объем варочного аппарата V (м³) рассчитывается как

,

где  – продолжительность разваривания, ч (для колонного аппарата  = 0,75...0,66, для трубчатого  = 0,03...0,05);  – коэффициент заполнения (для колонного аппарата  = 0,75...0,8, для трубчатого  = 0,32).

Диаметр колонны аппарата или труб можно определить из равенства

,

где Q_с – объемный расход продукта, м³/с; d – диаметр труб, м; v_пр – скорость движения развариваемой массы в аппарате (для трубчатого аппарата v_пр = 0,13 м/с).

Длина варочного аппарата (высота колонн или длина труб) L (м) равна

.

Расход теплоты Ф (кВт), необходимой для разваривания массы определяется как

,

где с_м – удельная теплоемкость продукта, кДж/(кгК); t₁ – начальная температура продукта, поступающего на разваривание, °С; t₂ – температура разваривания в аппарате (для колонного аппарата t₂ = 140 °С; для трубчатого t₂ = 168…165 °С).

Расход пара в контактной головке для подогревания замеса до температуры разваривания Е (кг/с) определяется по формуле

,

где i – удельная энтальпия пара, кДж/кг; i_к – удельная энтальпия конденсата, кДж/кг (для колонного аппарата i_к принимается при температуре 140 °С, для трубчатого – при 168 °С).

Объемный расход пара на разваривание Е₀ (м³/с) равен

,

где _ср – средняя плотность пара, поступающего в контактную головку, м³/кг.

Скорость истечения пара из отверстий контактной головки v_n (м/с)

,

где К_с – коэффициент скорости (К_с = 0,9); i₁ – удельная энтальпия пара при входе в отверстие, кДж/кг; i₂ – удельная энтальпия пара при выходе из отверстия при температуре нагревания продукта, кДж/кг.

Суммарная площадь отверстий в контактной головке s (м²) равна

.

Число отверстий при заданной площади одного отверстия s₀ (м²)

.

Площадь живого сечения для прохода продукта в контактной головке s_r (м²)

,

где v_пр – скорость продукта в головке (v_пр = 0,2...0,25 м/с);  – плотность продукта, кг/м³.

Продолжительность пребывания продукта в контактной головке принимаем равным 1…1,5 с.

Продолжительность пребывания замеса в смесителях составляет 10...15 мин, коэффициент заполнения 0,75...0,8.

Ориентировочное значение потребной мощности мешалки, N (кВт), при работе в установившемся режиме без учета сопротивления змеевиков определяют по эмпирической формуле

,

где К_N – критерий мощности, который зависит от интенсивности перемешивания, характеризующейся центробежным критерием Рейнольдса;  – плотность среды, кг/м³; n – частота вращения мешалки, об/мин; d – диаметр мешалки, м.

Критерий Рейнольдса равен

,

где v – скорость замеса, м/с; d_э – эффективный диаметр трубопроводов, м;  – плотность замеса, кг/м³;  – динамическая вязкость замеса, Пас.

В зависимости от найденного значения критерия Re по графику нормалей НИИхиммаша определяем коэффициент К_N.

С учетом увеличения потребной мощности при пуске и из-за наличия в аппарате вспомогательных устройств (змеевик, поплавок сигнализатора уровня и др.) рабочая мощность на валу мешалки N_p (кВт) определяется по формуле

,

где К₁ = H/D – коэффициент, учитывающий заполнение смесителя; Н – высота слоя жидкости в смесителе, м; D – диаметр смесителя, м; К₂ – коэффициент, учитывающий увеличение мощности при пуске; К – коэффициент, учитывающий увеличение мощности из-за наличия в аппарате вспомогательных устройств.

Установленная мощность приводного электродвигателя N_уст (кВт) с учетом КПД редуктора _ равна

.

Кто ничего не знает, тому и ошибаться не в чем Менандр (343–291 до н.э.), древнегреческий драматург