книги из ГПНТБ / Масликов, В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел учеб. пособие

Вал тостера ниже днища нижнего чана опирается па упор­ ный подшипник 7. Приводится во вращение вал от электродви­ гателя через вертикальный редуктор.

Вытяжные патрубки всех чанов подсоединяются к вертикаль­ ному трубчатому коллектору 8 , который направляет пары в воз­ душное пространство первого чана, а из него они отводятся по трубопроводу на конденсацию.

Нижняя часть трубчатого коллектора соединена с неболь­ шим горизонтальным отрезком трубы 9, вваренным в обечайку нижнего чана. Внутри этого патрубка помещен шнек. Это уст­ ройство предназначено для сбора частиц шрота, которые выно­ сятся с парами в коллектор н которые в нем осаждаются. Осев­ шие частицы шнеком подаются в нижний чан.

Редуктор вала ножей вертикального типа с цилиндрическими шестернями и общим передаточным отношением г ==1:70 обес­ печивает частоту вращения вала 2 0 об/мин.

Редуктор привода шнека для шрота горизонтального типа — двухступенчатый с общим передаточным числом г = 1 : 29 — со­ общает частоту вращения 49 об/мин.

Работает тостер следующим образом. Шрот из экстрактора поступает в первый (верхний) чан тостера. Здесь он подогрева­ ется за счет имеющейся поверхности нагрева, куда подается пар давлением до 1 МПа. Во время нахождения в чане шрот подвер­ гается перемешиванию ножами и увлажнению водой из распы­ лительных форсунок.

Как только уровень шрота в чане достигнет заданной вели­ чины, перепуск выпустит излишек шрота во второй чан, где процесс увлажнения и нагрева продолжается.

При попадании в четвертый чан шрот не увлажняется,

издесь протекает обычный процесс удаления бензина и излиш­ ней влаги из него.

Врезультате ввода большого количества воды в начальный период обработки шрота при нагреве его образуется бинарная смесь (бензин — вода), понижающая температуру, при которой происходит парообразование имеющегося бензина; это ускоряет

иулучшает процесс его отгона. Кроме того, образующиеся пары

воды и бензина частично уходят из чана через отводные патруб­ ки в коллектор, а частично проходят через решетки в днище и пронизывают слой шрота, находящийся в вышележащем чане, чем способствуют отгонке бензина.

Работа тостера при производительности 200 т семян сои в сутки хорошая, что характеризуется малым остаточным содер­

381

7. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЭКСТРАКЦИОННЫХ ЦЕХОВ

ОБОРУДОВАНИЕ К ЭКСТРАКТОРУ НД-1000

Вспомогательным оборудованием экстракционной установки НД-1000 являются: бензоподогреватель, мисцеллоподогреватель, конденсатор к дистиллятору н шнековому испарителю, охлади­ тель для конденсата и водоотделитель.

БЕНЗОПОДОГРЕВАТЕЛЬ ПБ-10

Для увеличения коэффициента диффузии, т. е. для ускорения экстракции, поступающий в экстрактор бензин нагревается. Обычная температура бензина после бензоподогревателя состав­ ляет 50—60° С, хотя ее можно легко повысить до 65—68° С, что ускорило бы процесс экстракции.

Бензоподогреватель (рис. VI—39) представляет собой гори­ зонтальный трубчатый теплообменник жесткой конструкции.

Пар

382

2 0 0 мм до другой трубной решетки. Перегородка предназначена для удлинения пути прохождения греющего пара. На корпусе теплообменника имеется четыре патрубка: для подвода греюще­ го пара 3, для установки предохранительного клапана, маномет­ ра 4 и воздушного крана 5. Снизу корпуса приварен патрубок для отвода конденсата греющего пара.

Трубные решетки закрыты сферическими крышками. Перед­ няя крышка 6 имеет две перегородки и два патрубка для под­ вода и отвода бензина. На задней крышке 7 имеется одна пере­ городка, а в верхней части крышки — патрубок для отвода накапливающихся паров бензина. Перегородки в крышках обра­ зуют четыре хода для бензина. В первом и четвертом ходах бен­ зин движется по 17 трубкам, а во втором и третьем ходах — по 27 трубкам.

При работе бензоподогревателя бензин насосом подается во входной патрубок и из него поступает в трубы первого хода; от­ сюда бензин поступает последовательно во все ходы теплообмен­ ника и выходит нагретым в выходной патрубок.

Теплообменник обогревается свежим водяным паром, кото­ рый подается в межтрубное пространство. Здесь благодаря пе­ регородкам он проходит вдоль верхнего ряда, а затем вдоль нижнего ряда труб.

По мере накопления паров бензина они пружинным клапа­ ном выпускаются в конденсатор шнекового испарителя.

При расчете бензоподогревателя определяют, какой расход пара необходим для его работы и какая поверхность нагрева необходима для передачи этого тепла.

Для определения количества пара, необходимого для работы теплообменника, составим его тепловой баланс.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС БЕНЗОПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Пр и х о д

1.Тепло, вносимое поступающим бензином,

3 8 3

Ра с х о д

1.Тепло, уносимое нагретым бензином,

<2з = сб *2 > (VI—135)

где сб— удельная теплоемкость жидкого бензина при температуре выходяще­

Приравнивая приходную и расходную части баланса, полу­ чаем уравнение с одним неизвестным D, которое и определяем.

*

Потребная поверхность нагрева определяется по известному уравнению теплопередачи. Наибольшие трудности при решении уравнения встречает определение коэффициентов теплоотдачи.

Критерий Нуссельта для конденсирующегося водяного пара на горизонтальных трубах выражается уравнением

\ Р Гст/

где Ь — коэффициент Яновского, величина которого зависит от количества ря­ дов труб, на которых конденсируется пар.

Уравнение критерия Нуссельта для определения коэффици­ ента теплоотдачи от стенки к текущему бензину обусловливает­ ся характером движения бензина по трубам. Чаще всего это бывает турбулентный режим, поэтому нужно пользоваться урав­ нением Краусольда

384

М И С ЦЕЛЛОПОДОГРЕВАТЕЛЬ ПМ-20

Из мисцеллосборника мисцелла поступает в предваритель­ ный дистиллятор через мисцеллоподогреватель, где она подогре­ вается до температуры кипения. Такой подогрев необходим для того, чтобы в предварительном дистилляторе поверхность нагре­ ва использовалась по своему прямому назначению, т. е. для испарения бензина. Если не подогревать мисцеллу, то поверх­ ность нагрева в предварительном дистилляторе будет нагревать

Вход парод из дисти/иштора.

Зыхо ,ж ц е ,

Вход

ш сц е м ь,

конденсатор

Рис. VI—40. Мисцеллоподогреватель ПМ-20.

мисцеллу до температуры кипения, причем коэффициент тепло­ передачи будет при этом очень низкий и, следовательно, умень­ шится производительность предварительного дистиллятора.

Мисцеллоподогреватель (рис. VI—40) представляет собой горизонтальный многоходовый трубчатый теплообменник жест­ кой конструкции. Корпус теплообменника 1 изготовлен из листо­ вой стали и имеет диаметр 640 мм, а длину 2100 мм. К торцам корпуса на заклепках присоединены трубные решетки 2, в кото­ рые ввальцованы 120 труб диаметром 29/25 мм и' длиной 2170 мм; они образуют поверхность нагрева 20 м2. На верхней

щими перегородки, которые создают для мисцеллы восемь хо­ дов. В передней крышке 5 имеются два патрубка для отвода и подвода мисцеллы. Мисцеллоподогреватель подвешивается на четырех подвесках.

Мисцеллоподогреватель работает следующим образом. Мисцелла поступает в подводящий патрубок и из него проходит в трубы. Совершив восемь ходов в теплообменнике, мисцелла нагревается до 60—65° С и по отводному патрубку выходит из

в межтрубное пространство, где они частично конденсируются, и в виде влажного пара удаляются из теплообменника.

При расчете мисцеллоподогревателя определяют количество тепла, выносимое влажными парами бензина, отходящими из не­ го, и потребную поверхность нагрева.

Количество тепла, поглощаемое мисцеллой в мисцеллоподогревателе,

_ С

Ср — о ■

здесь 6 и t2— температура поступающей и уходящей мисцеллы.

Количество тепла, приносимое парами бензина в подогрева­ тель,

где Б г— количество испаренного бензина в предварительном дистилляторе:

г‘б — энтальпия паров бензина, отходящих из предварительного дистилля­ тора; 16 вычисляется, как для насыщенного пара:

й> = СбКр + г.

Количество тепла, уносимое влажными парами бензина из подогревателя в конденсатор,

<?з = < ? * - « ! • ( V I - М 2)

При расчете поверхности нагрева мисцеллоподогревателя трудности представляет определение коэффициента теплоотдачи.

Критерий Нуссельта определяют по критериальному уравне­ нию, обусловленному характером движения мисцеллы по тру­ бам теплообменника. Чаще всего оно турбулентное, поэтому сле­ дует использовать уравнение Краусольда (VI—139).

Для нахождения критериального уравнения при определении коэффициента теплоотдачи от стенки к парам бензина следует уяснить процесс их прохождения по межтрубному пространству. Поступающие пары бензина, встречаясь с относительно холод­ ными стенками труб, по которым течет мисцелла, будут конден­ сироваться. Однако пары бензина вносят в мисцеллоподогрева­ тель тепла значительно больше, чем нужно для его работы; по­ этому пары будут частично испарять образовавшийся конденсат

3 8 6 ,

бензина и будут выходить из теплообменника в виде влажного пара.

Таким образом, для нахождения критерия Нуссельта нужно воспользоваться уравнением Нуссельта для случая конденсации на гбризонтальной трубе

КОНДЕНСАТОР К-100 К ДИСТИЛЛЯТОРУ

В конденсатор для конденсации поступают влажные пары бензина из мисцеллоподогревателя, пары бензина и водяные па­ ры из окончательного дистиллятора.

На рис. VI—41 представлен горизонтальный трубчатый кон­ денсатор жесткой конструкции.

Корпус конденсатора 1 выполнен из листовой стали в виде цилиндра диаметром 1255 мм и длиной 1980 мм. Корпус сверху имеет два патрубка 2 диаметром 230 мм для подвода конденси­ руемых паров и люк 3 диаметром 400 мм для возможности чист­ ки конденсатора. В нижней части установлено два патрубка 4 диаметром 100 мм для спуска грязи при чистке конденсатора и патрубок 5 диаметром 155 мм для отвода конденсата. Отвод­ ное отверстие для конденсата с внутренней стороны закрыто сет­

кой, предотвращающей проникновение частичек грязи вместе

сконденсатом.

Кторцам корпуса прикреплены трубные решетки, имеющие

100 м2. Трубки в трубной решетке расположены таким образом, что в верхней части остается свободный сектор, в который засы­ паются кольца Рашита для улавливания частичек грязи. В ниж­ ней части решетки установлен барботер для пропарки межтруб­ ного пространства перед открытием конденсатора.

Трубные решетки закрыты крышками, имеющими перегород­ ки, образующие четыре хода. В передней крышке отлиты четы­ ре патрубка—два для ввода и два для вывода воды. Задняя крышка не имеет патрубков.

Работает конденсатор следующим образом. Вода, поступаю­ щая в патрубки, проходит в трубы и, совершив четыре хода, вы­

Обычный перепад температур в охлаждающей воде 3—5° С; кон­ денсат выходит при температуре 35—40° С. Таким образом, кон­ денсатор работает на две зоны — зону конденсации и зону ох­ лаждения конденсата.

Конденсатор снабжается мановакуумметром для определе­ ния давления в межтрубном пространстве и термометром для за­ мера температуры охлаждающей воды.

При расчете конденсатора определяют количество потребной воды и потребную поверхность охлаждения.

Для определения количества потребной воды составим теп­ ловой баланс конденсатора.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОНДЕНСАТОРА К-100 К ДИСТИЛЛЯТОРУ

Пр и х о д

1.Тепло, вносимое парами бензина из мисцеллоподогревателя [см. уравнение (VI —140)],

Фпод —Ql'

2. Тепло, вносимое парами бензина из окончательного дистил­ лятора,

ного дистиллятора; Б3— количество бензина, испаренное острым паром в окончательном дис­

тилляторе; !б— энтальпия паров бензина, отходящих из окончательного дистиллято-

3 8 8

ра; пары бензина уходят из него перегретые при температуре /ух; по­ этому энтальпия их вычисляется по полной формуле энтальпии паров

3. Тепло, вносимое острым паром из окончательного дистил­ лятора,

Ра с х о д

1.Тепло, уносимое конденсатором бензина,

где Бх— количество бензина, испаренное в предварительном дистилляторе; Сб — удельная теплоемкость бензина при температуре отходящего конден­

сата tк.

где t2 — температура уходящей из конденсатора воды.

Теплопотери не учитываем, так как они способствуют кон­

с одним неизвестным W, которое и определяем.

*

* *

Потребную поверхность охлаждения конденсатора в настоя­ щее время определить нельзя. Вызвано это тем, что в конденса­ торе происходит конденсация паров и охлаждение конденсата. Расчет поверхности зоны конденсации не вызывает затруднений.

Однако поверхность зоны охлаждения конденсата определить трудно, так как неизвестно, как конденсат течет в зоне охлажде­ ния: обтекает ли конденсат трубы в виде пленки или же запол­ няет все межтрубное пространство, поэтому нельзя подобрать соответствующего критерия Нуссельта для определения коэффи­ циента теплоотдачи. Поверхность охлаждения подбирают на ос­ нове опытных данных.

Техническая характеристика конденсатора

К О Н Д ЕН С А Т О Р К-100 К Ш Н ЕКО В О М У И С П А Р И Т ЕЛ Ю

Для конденсации паров, отходящих из шнекового испарите­ ля, применяются такие же конденсаторы, как и для конденсации паров из дистиллятора. Однако пары, отходящие из шнекового испарителя, содержат мелкие частички шрота, которые отлага­ ются на трубах и ухудшают коэффициент теплопередачи. Поэто­ му конденсатор перегревается и конденсат имеет повышенную температуру, что повышает потери бензина. Обычно конденса­ тор работает в течение 7— 8 дней, после чего его поверхность промывают водой, спуская шлам через нижние патрубки. Раз в три месяца поверхность охлаждения нужно отваривать содой. Для этого в межтрубное пространство заливают содовый рас­ твор, через барботер пускают острый пар и кипятят некоторое время. По окончании кипячения раствор и грязь сливают, а кон­ денсатор промывают 2—3 раза чистой водой.

Если в охлаждающей воде содержится много загрязнений, то они осаждаются в охлаждающих трубах и также уменьшают ко­ эффициент теплопередачи. Поэтому при очистке межтрубного пространства нужно промывать и трубы от осевших примесей.

Конденсатор к шнековому испарителю рассчитывают так же, как конденсатор, рассмотренный выше, т. е. определяют только потребный расход воды. Для этого составляют тепловой баланс.

Т Е П Л О В О Й БАЛАНС К О Н Д ЕН С А Т О Р А К-100 К Ш Н ЕК О В О М У И С П А Р И Т Е Л Ю

Пр и х о д

1.Тепло, вносимое парами бензина, испаренного из шрота,

390