КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Расчет числа единиц и производительности оборудованияЛекция 14 Расчет основного технологического оборудования (2 ч) 1.1 Расчет числа единиц и производительности оборудования 1.2 Примеры расчета 1.3 Физико-химические основы технологического процесса 1.4 Расчет реактора периодического действия
После выполнения материального расчета для всех технологических стадий проводят расчет числа единиц и производительности оборудования, необходимого для обеспечения заданной мощности по готовому продукту. Мощность производства представляет собой годовую производительность, которую должно обеспечить оборудование в условиях нормальной эксплуатации, и выражается в единицах массы готового технического продукта или в пересчете на 100%-е вещество. С учетом затрат времени на капитальный ремонт продолжительность работы оборудования принимают равной 330 сут. в течение года. С учетом остановок на текущие и планово-предупредительные ремонты для непрерывных процессов продолжительность работы оборудования уменьшают до 300 сут. для периодических процессов вводят запас производительности оборудования (г), компенсирующий простои во время ремонтов и зависящий от типа аппаратуры. В случай применения емкостных аппаратов учитывают коэффициент заполнения, т. е. отношение объема реакционной массы в аппарате (рабочего объема аппарата Vp) к объему аппарата по ГОСТу: j = Vp / Van. Он зависит от особенностей процесса: при кипении, вспенивании реакционной массы коэффициент заполнения составляет 0,3-0,5, при перемешивании - 0,5-0,8, для стадий хранения жидкостей - 0,9. Для технологического расчета оборудования периодических процессов необходимо знать общую продолжительность операции (tоп), которая определяется режимом работы аппарата. Данные по продолжительности процесса на каждой технологической стадии берут из регламента производства и оставляют без изменения при установке аппаратов с регламентной производительностью (объемом). Если при проектирований увеличивают объем аппарата с рубашкой по сравнению с регламентированным объемом, то пересчитывают продолжительность стадий операции, связанных с теплообменом, а затем и общую продолжительность операции. Это обусловлено тем, что с увеличением объема подобных аппаратов поверхность теплообмена рубашки увеличивается в меньшей степени. Продолжительность стадий теплообмена в регламентном и проектируемом аппаратах при условии сохранения коэффициента теплопередачи и средней полезной разности температур между теплоносителем (хладагентом) и реакционной массой связаны соотношением: t2 = S1 Vp2 t1 / S2 Vp1 где t1 и t2 — продолжительность стадий теплообмена по регламенту и в проектируемом аппарате соответственно; Vp1 и Vp2 - объемы реакционных масс соответственно; S1 и S2 — поверхности теплообмена (поверхностью теплообмена считается поверхность, которая смачивается реакционной массой при данном коэффициенте заполнения аппаратов) соответственно. Необходимое число аппаратов на стадии процесса для выполнения заданной мощности по готовому продукту определяется уравнением
n(i) = Gc [1 + z(i)] / qc(i) где Gc = G/330; G - годовая мощность производства, т/год; Gc - суточная мощность производства, т/сут; n(i) - число аппаратов на i -й стадии процесса; qc(i) - суточная производительность одного аппарата i -й стадии в пересчете на готовый продукт, т/сут. Для емкостных реакционных аппаратов значение Gc рассчитывают из соотношения Gc = Vc(i)/ VТ(i) а qc(i) по уравнению qc(i) = 24 Vp(i) /[ VТ(i) tоп (i)] В итоге уравнение для расчета числа единиц оборудования на i -й стадии преобразуется к виду n(i) = Vc(i) [1 + z(i) tоп (i)] / 24[ Vап (i) j (i] (1.1) где Vc(i) - суточный объем реакционной массы, перерабатываемый на i-й стадии, м /сут; Vап(i) - объем аппарата, м3; tоп (i) - продолжительность операции. При этом вводят два обозначения: β(i) - число операций в одном аппарате i-й стадии в сутки и α(i) - число операций на i-й стадии в сутки: β(i) = 24 / tоп (i) (1.2) α(i) = Vc(i)/ [ Vап (i) j (i ] (1.3)
Для периодических действующих производств число операций в сутки α рекомендуется сохранять постоянным на всех стадиях производства (если позволяют технологические особенности процесса и объемы оборудования). Это имеет свои преимущества: облегчается контроль за процессом и учет расходуемого сырья; при получении на одной из стадий недоброкачественного продукта исключается возможность смешения испорченной партии с остальными партиями; отпадает необходимость в дополнительной дозировке промежуточных продуктов, которая становится необходимой в случае дробления или укрупнения партий. При выборе и расчете емкостного оборудования для периодических процессов поступают следующим образом. 1. Выбирают объем основного аппарата Vап (1), используя промышленные данные об объемах аппаратов, применяемых для проведения подобных стадий; по уравнению (1.1) рассчитывают число аппаратов для основной стадии n (1) = Vс (1) [1 + z (1)] tоп (1) /[24 Vап (1)j (1) ]
где V с(1) = Gc / VТ(1), и округляют полученное значение n (1) до целого числа в сторону увеличения. 2. По уравнению (1.3) определяют число операций в сутки на основной стадии α(1) = Vc(1)/ [ Vап (1) j (1 ] 3. По уравнению (1.2) определяют число операций в одном аппарате на любой другой стадии процесса. 4. Рассчитывают требуемое число аппаратов на этой стадии n(i) = α (1) [1 + z(i) ] / β(i) 5. Определяют объем аппаратов, которые необходимо установить на i -й стадии: Vап (i) = Vc(i) [1 + z(i) tоп (i)] / 24 n(i) j (i) (1.4)
где Vc(i) = Gc / VТ[I; i при этом в уравнении (1.4) используют n(i) без округления до целого числа. 6. Подбирают равный или ближайший больший по объему аппарат по существующим ГОСТам или каталогам на емкостное оборудование.
При наличии выпускаемых аппаратов только меньших объемов по сравнению с расчетными приходится увеличивать число операций на данной стадии, что приводит к дроблению первоначальной операции. При выборе цеховых хранилищ следует в первую очередь установить нормы запасов сырья, промежуточных и готовых продуктов. Так как общезаводские склады в большинстве случаев работают в дневную смену, нижний предел запаса емкости прицеховых хранилищ должен быть рассчитан примерно на 1,5 сут. Число хранилищ рассчитывают по формуле: n = VcК3 / Vап j где Vc - суточный расход сырья (реагента), л/сут или м3/сут; К3 - коэффициент запаса сырья, сут; Vап - объем аппарата, л или м3.
Нормы запасов хранения промежуточных продуктов зависят от технологии производства. Такие хранилища играют важную роль в производствах, где осуществляется переход от периодической стадии к непрерывной (и наоборот): они должны обеспечить бесперебойную работу оборудования до и после себя. В периодических процессах хранилища промежуточных продуктов или реакционных масс (например, сборники фильтрата, промежуточные емкости перед той стадией, загрузка для которой проводится продолжительное время) рассчитывают, исходя из объема соответствующей (одной) операции, чтобы не изменять величину α. В производстве органических красителей и промежуточных продуктов распространены стадии фильтрации, технологический расчет которых заключается в определении размера фильтрующей поверхности и числа фильтратов. Расчет проводится на основании данных о производительности стадии фильтрации (Gon, кг за 1 операцию, или Gc, кг/сут), продолжительности фильтрования (tф, ч) и производительности фильтра (q ф, кг/(м3 • ч)). Последняя величина зависит от типа фильтра, материала фильтрующей поверхности, природы фильтруемой суспензии; определяется экспериментально и/или приводится в исходных материалах для проектирования. Расчет стадии фильтрации проводят в такой последовательности: β = 24 / tф n= α(1)(1+ z) / β S = Gоп / (q ф tф n) или S = Gc/ 24 q ф n Затем подбирают по каталогу необходимый фильтр. При очистной фильтрации расчет проводят, исходя из объема фильтрата и производительности оборудования по фильтрату. Для непрерывных процессов объем оборудования рассчитывают на основании данных о часовой производительности (G ч, кг готового продукта/ч, или W, м3 реакц. массы/ч) и среднем времени пребывания (t, ч). Время пребывания регламентируется (так как определяет степень превращения реагентов, выход продуктов реакции) и при проектировании сохраняется, если при переходе к аппаратам большего объема остается неизменным гидродинамический режим реактора (например, критерий Рейнольдса). Объем аппарата рассчитывают по формуле Vап = W t / j с учетом того, что W = Gч V т. При использовании каскада реакторов число аппаратов принимают таким, какое указано в регламенте.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 1333; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |