3.3.1.2.5 Подбор вспомогательного оборудования
Подбор испарителя
Для создания парового орошения в ректификационной колонне используют испарители. В кожухотрубчатых испарителях кубовая жидкость подается и кипит в трубном пространстве, в межтрубное пространство вводится и конденсируется насыщенный водяной пар.
Поверхность испарителя определяется по уравнению
, (3.82)
где Qв – тепловая нагрузка испарителя, Вт (определяется в пункте 3.3.1.2.2)
К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 град);
- разность температур теплоносителей.
Коэффициент теплопередачи от конденсирующего водяного пара к кипящей жидкости ориентировочно можно принять в пределах 300…2500 Вт/(м2 К) (см.таблицу 3.6).
При изменении агрегатного состояния теплоносителя его температура постоянна вдоль поверхности теплопередачи и равна температуре кипения (или конденсации), зависящей от давления и состава теплоносителя. Поэтому разность температур
, (3.83)
где
- температура конденсации насыщенного
водяного пара при соответствующем
давлении (значения приведены в таблице
I
приложения);
- температура остатка, отводимо из
испарителя.
Расчетная поверхность испарителя сравнивается с поверхностью нормализованного аппарата [4, с.667] и принимается испаритель с поверхностью, близкой к расчетному значению.
Расход насыщенного водяного пара Gв.п определяется по выражению
, (3.84)
где H и h – удельная энтальпия пара и жидкости, кДж/кг;
r – скрытая удельная теплота парообразования, кДж/кг.
(Значения H, h иr даны в таблице I приложения)
При выборе температуры (давления) насыщенного водяного пара необходимо, чтобы разность температур была не менее 10оС. Так, пар при абсолютном давлении P=0,98 МПа можно использовать для жидкости, температура кипения которой не выше 160…170оС, так как температура конденсации пара равна 179оС.
Подбор конденсатора (конденсатора-холодильника)
Наиболее распространенным охлаждающим агентом является вода, используемая для охлаждения до 30…35оС. В этом случае коэффициент теплопередачи (К) выбирается в пределах 300…800 Вт/(м2 К) при свободном движении дистиллята и воды (таблица 1.3). Принимаются начальная tн и конечная tк температура хладоагента.
Принимается
направление движение теплообменивающихся
сред (чаще всего противоточное) и
рассчитывается величина среднего
температурного напора 
либо как среднеарифметическая, либо
как среднелогарифмическая в зависимости
от соотношения разностей температур
на концах конденсатора (
(уравнения 1.10 и 1.11).
Расчетное значение поверхности конденсатора
,
м2
,
где Qd – тепловая нагрузка конденсатора, Вт (определяется в пункте 1.2.2).
По [4, с.664] принимается поверхность нормализованного аппарата, близкая к расчетной.
Расход воды определяется по уравнению
(3.85)
где hк и hн – удельная энтальпия воды соответственно при температурах tн и tк, кДж/кг;
Cв
– удельная теплоемкость воды при средней
температуре tcp2=
,
кДж/(кг·К) .
Расчет и подбор центробежного насоса приведен в [1, с.21-23; 2, с.90-91; 13]. Подбор емкостного оборудования следует выбирать по рекомендациям [14].