Часовой баланс процесса гидролиза

1.Часовая производственная мощность предприятия по этанолу, Gэ:

Gэ = G:(24×N) = 1500000:(24×345)= 181,16 дал/ч

где N-число рабочих дней в году; 24-часы (сутки)

2.Выход этанола из 1 т а.с.д., Gэ(1):

Gэ₍₁₎=DPB(д)(1-zрв)×Dрв(ф) ×Gэ(рв)×(1-zэ)=42×(1-0,03) ×0,71×57×

(1-0,03):100= 15,99 дал

дал где zрв и zэ- потери РВ и этанола, масс. Доли.

3.Часовой расход сырья (а.с.д.), Р:

Р = Gэ:Gэ(1)= 181,16 : 15,99 = 11,33 т/ч

4.Годовой расход сырья заводом (в пересчете на а.с.д.), Рг:

Рг = 24РN = 24 × 11,33 × 345 = 93791,9 т/год

5.Число «варок» в час, n:

n = P:P’ = 11,33 : 9,15 = 1,24

6. Часовой расход любого из составляющих баланса (P, W, R, I, Dидр.), т/ч P=nP’; W=nW’; R=nR’; I=nI’; D=nD’, где символ со штрихом-расход любого из составляющих баланса на «варку».

Wл= 8,79 х 1,24 =10,88

Rвк(з)=1,24 х 22,88 = 28,32

Iпр=1,24 х 9,61 = 11,90

Wпп= 1,24 х 57,79 = 71,53

Iпп= 1,24 х 7,05 = 8,72

Dг(nк)= 1,24 х 77,79 = 96,28

Dг(nм)=1,24 х 18,30 = 22,66

Dг(_от)= 1,24 х 13,73 = 16,99

Zлг= 1,24 х 3,37 = 4,17

Wлг= 1,24 х 2,09= 2,58

7.Интервал времени между последовательными «варками» (фазовый сдвиг), ∆t: ∆t = 60:n = 60: 1,24 = 48,48 мин

8.Часовой расход технической H2SO4в гидролизном отделении, Rтк:

Rтк = R’тк×n= 0,507 х 1,24 = 0, 63 т/ч

9.Производительность одного гидролизаппарата по сырью Р1:

Р1 =P’: t_об= 9,15 : 3,33 = 2,75 т/ч

10.Часовая производительность одного гидролизаппарата по общим РВ Dрв(1):

Dрв(1) = D’_PB : t_об= 3,84 : 3,33 = 1,16 т/ч

11.Удельная производительность 1 м3 рабочей вместимости гидролизаппарата по общим РВ Dрв(уд):

Dрв(уд) = = = 18,04 кг/м³ч

12.Часовая производительность гидролизного отделения по общим РВ Dрв:

Dрв =D’рв×n= 3,84 х 1,24 = 4,76 т/ч

Расчет часового баланса гидролиза
показатели, обозначение	приход,т	показатели, обозначение	расход, т
сырье (а.с.д.) Р	11,33	Гидролизат при перколяции Dг(nk)	96,28
Влага сырья Wв	10,88	Гидролизат при промывке Dг(пм)	22,66
Варочная кислота на загрузку Rвк(3)	28,32	Гидролизат при отжиме Dг(от)	19,66
Пар на прогрев I'пр	11,90	Лигнин Z'лг	4,17
Вода на перколяцию и промывку W'nn	71,53	Влага лигнина W'лг	2,58
Пар на перколяцию и промывку I'nn	8,72	-	-
Итого	142,68	Итого	142,68

Испарение гидролизата и инверсия

Для охлаждения гидролизата принимаем трехступенчатую схему испарения:

Iступень: температура 155⁰С (давление 0,56 МПа);

II ступень: 130⁰С (0,28 МПа);

IIIступень: 105⁰С (0,12 МПа).

Средняя температура гидролизата в общем коллекторе при жестких параметрах гидролиза в этанольном производстве 180⁰С (1,0 МПа).

Температурный перепад между ступенями испарения 25⁰С.

1. Поступает гидролизата на испарение, Dr:

Dr = Dr(nk)+Dг(пм)+Dг(от)= 96,28 + 22,66 + 16,99 = 135,93 т/ч

2. Испаряется жидкости в испарителях по ступеням, I:

I ступень I₁ = = = 7,52 т/ч

II ступень I₂ = = =5,54 т/ч

IIIступень I₃ = = = 5,67 т/ч,

где zn- коэффициент, учитывающий потери тепла, отн.ед.;

ir-удельная энтальпия (теплосодержание) гидролизита в общем коллекторе, кДж/кг; i1,i2,i3- удельная энтальпия гидролизата в испарителях I, II, IIIступеней соответственно, кДж/кг;

r1,r2,r3- удельная теплота парообзазования в испарителях I, II, и IIIступеней соответственно, кДж/кг.

3. Всего испаряется жидкости в испарителях, Zфск(и):

Zфск(и) =I1+I2+I3= 7,52 +5,54 + 5,67 = 18,73 т/ч

4.Нагрев воды в решоферах по ступеням, ∆Т:

∆Т = I(r-iфск)(1-zn):(Wnn×Cв)

где iфск-удельная энтальпия конденсата вторичных паров, кДж/кг;

Св-теплоемкость охлаждающей воды, подаваемой в решоферы, кДж/кг·град.

I ступень ∆Т₁= = =25,76 ⁰С

II ступень ∆Т₂= = =21,58 ⁰С

III ступень ∆T₃ = = 24,69 ⁰C

5. Температура воды в сборнике оборотных вод, Тв:

Тв = Твк(3) - ∆Т3 = 80,0 - 24,69 = 55,31 ⁰С

6. Температура воды после решоферов:

III ступень Тв(3) = Тв+∆Т₃ = 55,31 + 24,69= 80⁰С

IIступень Тв(2)=Тв(3)+∆Т₂= 80 + 21,58= 101,58 ⁰С

Iступень Тв(1)=Тв(2)+∆Т₁= 101,58 + 25,76 =127,33 ⁰С

7.Поступает гидролизата на инверсию, Dr(ин):

Dr(ин) = Dr — Zфск(и)= 158,12 - 21,78 = 136,34 т/ч

8.Дополнительно испаряется жидкости при инверсии, Zфск(ин):

Zфск(ин) = = = 1,26 т/ч

где rин- удельная теплота парообразования при инверсии, кДж/кг; iин-удельная энтальпия гидролизата при температуре инверсии (990С), кДж/кг.

9. Образуется фурфуролсодержащего конденсата при испарении и инверсииZфск:

Zфск = Zфск(и) + Zфск(ин) = 18,73 + 1,26 = 19,99 т/ч

10. На нейтрализацию поступает гидролизата, Dг(н):

Dг(н) = Dг- Zфск = 135,93 – 19,99 = 115,94

Показатели, обозначение	приход, т/ч	показатели, обозначение	расход т/ч
гидролизат на испарении, Dr	135.93	пары по ступеням : I, I1	7.517
		II,I2	5.545
		III, I3	5.67
		пары при инверсии, Zфск(ин)	1.26
		гидролизат на нейтрализацию, Dr(н)	115.94
Итого	135.93	Итого	135.93