Texnologik ishlab chiqarishdagi asosiy jixoz hisobi

6. Texnologik ishlab chiqarishdagi asosiy jixoz hisobi
6.1Moddiy va issiqlik hisobi
Qurilmaning ish unumi G=55000 t/s Qurilmaning yillik ish kuni 335 kun.
G
yil
= 335*55000 = t/s
Qurilmaga tushayotgan xom-ashyo ELOU AVT 1,2,3,4 qurilmalarida
xaydalgan benzin 185
0
C.
Tarkibi:
Jadval № 6.1.1
Massa
konsentratsiya X
i
Massa sarfi
G
1
kg/s
Molyar
massa
M
i
Molyar sarf N
i
Fraksiya 185
0
C
1.000
55000
146
43.6
Jami:
1.000
55000
146
43.6
Maxsulot chiqishi
Jadval
№6.1.2
Komponentlar
Massa
konsentratsiya
X
i
Massa
sarfi G
1
kg/s
Molya
r massa
M
i
Molya
r sarf
N
i
Molyar
konsentratsiya
X
i
Fraksiyalar
70
0
S
28
1782.48
95
18.76
0.33
70-185
0
S
72
4583.52
120.5
38.03
0.67
Jami:
1.000
6366
56.9
1.000
12
1
1
Xom-ashyo va olinadigon maxsulotni xaydash
Jadval № 6.1.3
Maxsulot nomi
Fraksiya 185
0
S
Qaynashni
boshlanishi
343 K (70
0
S)
Qaynash 10 %
368 K (95 S)
Qaynash 50 %
383 K (110
0
S)
Qaynash 90 %
423 K (150
0
S)
Qaynashni tugashi
458 K (185
0
S)
Qaynash boshlanishi 458 K (185
0
S) fraksiyasini o’rtacha qaynash xarorati.
T
T
10
T
50
T
90
368
383
423
391
K (118
0
S)
o‘rt
3
3
Kalonnada T = 401 K (128
0
S)
Mutloq bosim R = 500 Pa qabul qilindi.Bu xarorat suyuqik ustidagi bug’ bosimi
xarorati:
R
1
= 20*10
5
Pa
R
2
= 0.34*10
5
Pa
Molyar qismini ye
1
= 0.075 qabul qilib , suyuq fazani muvozanat tarkibini aniqlaymiz:
Fazalar
X
'
X
i
1
e
1
(
P
i
1)
P
X
'
X
'
0.033
1
0.075(
20
1)
4
0.67
0.2538
0.7462
1
1
0.
075(
0.34
1)
4
Bir martta bug’lanishda suyuq fazaning molyar zichligi.
N
syuuk
N
o‘rt
* (1
ye
1
)
0.1685 * (1
0.075)
0.1568
Suyuq fazani xar bir komponentlari miqdori
13
N
1
= 0.1568*0.2538 = 0.03979 kmol/s
N
2
= 0.1568*0.7462 = 0.117 kmol/s
14
суюк
i
i
Suyuq fazani o’rtacha molekulyar massasi:
Mr
M X
'
95 * 0.33
120.5 * 0.67
112.085
Suyuq fazaning massaviy zichligi.
G = N
suyuq
* M
suyuq
= 0.1568*112.085 = 17.57 kg/s
Suyuq fazani komponentlarini massaviy konsentratsiyasi
X
G
i
i
G
X
'
7.2914
0.4149
1
17.57
'
11.4526
0.6518
2
17.57
Suyuq fazani tarkibi.
Jadval № 6.1.4
Komponentlar X
i
N
kmol
i
s
M
i
G
i
kg/s
X
i
Fraksiyalar
70
0
C
0.33
0.03979
95
7.2914
0.4149
70-185
0
C
0.67
0.117
120.5
11.4526
0.6518
Jami:
1.000
0.1568
-
18.744
1.000
Bug’ fazani tarkibi
Jadval № 6.1.5
Komponentlar
G
i
kg/s
X
i
M
i
N
kmoll
i
s
X
i
Fraksiyalar
70
0
C
0.816
0.589
95
0.01124
0.707
70-185
0
C
0.569
0.411
120.5
0.00466
0.293
Jami:
1.385
1.000
-
0.0159
1.000
X
15
Kalonnani konsentratsiya qismi materiallarini issiqlik balansi:
Jadval № 6.1.6
Oqimlar nomi
G kg/s
T.K
288
288
faza
J
kJ
i
kg
Issiqlik
miqdori
G
i
, L
i
, J
i
kVt
Tushdi: bug’lar
70
0
C
0.816
408
0.642
n
638.4
521
70-185
0
C
0.569
408
0.714
n
610.06
347
Jami:
-
-
-
-
-
868
Xosil bo’ldi:
1. 70
0
C
0.816
408
0.642
n
547,89
447
2.70-185
0
C
0.569
408
0.714
j
298,71
170
Jami:
-
-
-
-
-
1463
Sug’orish issiqligi:
1
su
g
868
617
251
kVt
Sug’orish issiqligi 70
0
C fraktsiyani kolonnani bug’latish qismida suyuq fazadan
bug’latish issiqligiga mo ravishda ortadi.
''
su
g
G
'
( J
J
2
)
kVt
Bu erda J
1
q 638.4 kJG’kg
J
2
q 547.89 kJG’kg
70
0
C fraktsiyani 408 K (135
0
S) va 363 K (90
0
S) xaroratdagi entalpiyasi
''
su
g
7.2914 * (638.4
547.89)
660
kVt
Q
sug
'
su
g
'
su
g
251
660
911
kVt
Sug’orish sarfi
G
sug
Q
sug
J
i
911
1.977
547.89
87.09
Bu erda J =547.89 kJ/kg 70
0
C xaroratdagi entalpiyasi
i - 87.09 kJ/kg 70
0
C fraktsiyani sug’orishga berish xarorati 313 K (40
0
S)
Q
Q
Q
Q
Q
1
16
dagi entalpiyasi.
Kolonnani xaydash qismi material – isiqlik balansi.
Jadval №
6.1.7
Oqimlar nomi
G kg/s
T,K
288
288
faza
J
kJ
i
kg
Q kVt
Tushdi: suyuqlik
70
0
C
7.2941
408
0.642
J
321.065
2342
70-185
0
C
11.4526
408
0.714
J
309.195
3541
Qizdirish issiqligi
0.569
408
0.714
J
309.195
176
jami:
-
-
-
-
-
6040
Xosil bo’ldi:
1. 70
0
C
7.2941
408
0.642
n
636.35
4642
2. 70-185
0
C
12.022
419
0.714
j
337.69
4056
Jami:
-
-
-
-
-
8701
Qizdirgich orqali beriladigan issiqlik: Q
qiz
= 8701-6040 = 2661 kVt
Yuqoridagi tarelkalardan chiqadigan bug’lar xajmi:
17
6.1 Asosiy jixozning hisobi
Kolonna diametrini xisoblash uchun quyidagi fo’rmuladan foydalanamiz:
𝐷 = √
4(G1 +
V
n
)
𝜋
W
Bu yerda:
G
1=
yuqorigi maxsulot miqdori, kg/s;
V
n
=yuqori tarelka ustidagi bug’larning xajmi, m
3
/s;
W=0.401 m/s
Minimal flegmalar soni
Minimal flegmalar soni R
min
Andervu tenglamalari bilan aniqlanadi:
Bu yerda a
i
= i-chi komponentning asosiy komponentga nisbatan o'zgaruvchanlik
koeffitsienti:
Bu yerda:
P
i
- dastlabki kirishdagi xom –ashyo xosil qilgan bug’ bosimi,
Pk -kolonna ostidagi xom ashyo xosil qilgan bug’ bosimi
T
F
-haroratdagi komponentlarning to'yingan bug ' bosimi.
Nisbatan o'zgaruvchanlik koeffitsientlarini aniqlaymiz. Masalan, 70
0
C uchun
birinchi komponent:
18
𝑚𝑖𝑛
a=
𝑃1
=
68.2628
=3.827
𝑃3 17.8377
Ikkinchi component uchun:
Minimal flegmalar soni xisobi:
6.2.2-jadval
Komponent
𝑋
′
𝐹𝑖
P
i
,at
a
i
𝑎𝑖 ∗ 𝑋
′
𝑖
𝐹
𝑎𝑖 − ɵ
𝑋
′
𝐷𝑖
𝑎
𝑖 ∗ 𝑋
′
𝑖
𝐷
𝑎𝑖 − ɵ
1
0.0594
68.2628
3.827
0.077
0.2871
0.372
2
0.0884
27.8479
1.561
0.200
0.4255
0.962
Andervud tenglamasining ildizi quyidagicha ekanligini tanlab olamiz.
ɵ = 0.8709
Shundan ildizni ikkincha tenglamaga qoyamiz:
𝑎𝑖 ∗ 𝑋
′
Minimal flegmlar soni:
R
min
=2.815-1=1.815
Optimal flegmalar soni:
𝐷
𝑎𝑖 − ɵ
= 2.815 = 𝑅𝑚𝑖𝑛 + 1
R
1
=1.1+1.815=1.
996
R
2
=1.2+1.815=2.
178
Xom ashyolarni kolonnaga kiritish joyi,tarelkalar soni
Kolonnaning konsentratsiyaqismidagi nazariy jihatdan
minimal tarelkalar
sonini aniqlaymiz (
𝑁
k𝑜𝑛𝑠
). Hisoblash asosiy komponentlar uchun amalga oshiriladi
19
Bizning holatlarimizda bu 70
0
C va 185 0C fraksiyalari:
Bu yerda-bu erda 70 va 185 xomashyo kirish haroratida komponentlarning nisbiy
o'zgaruvchanlik koeffitsientlari
Kolonnaning yuqori qismidagi nazariy tarelkalarning optimal soni:
Bundan :
Kalonnadagi ishchi tarelkalar soni:
Bu yerda
tarelkalar orasidagi masofa, biz
=0.5 tanlaymiz. Unda:
N =
12
= 24
0.5
Kalonnaning yuqori, kontsentratsion qismida joylashgan tarelkalar soni:
Kalonnaning pastki qismidagi tarelkalar soni:
20
Kalonna diametri eng ko'p bug' fazasi nagruzka qism bo'yicha hisoblanadi.
Bizning holatimizda kalonnaning yuqori qismidagi bug' fazasining oqim tezligi
V
yuqori
= 2.88
m
3
/ ga, pastki qismida V
past
= 0.63 m
3
/ s ga bo'ladi. Shuning uchun diametrni hisoblashda
biz yuqori qismida ishlab chiqaramiz.
Kalonna diametrining va tarelalar orasidagi masofaga bog'liqligi jadvali:
6.2.3-jadval
Hisoblash uchun siz tarelkalar orasidagi masofani tanlashinmiz kerak, bu kalonna
diametriga qarab olinadi . Ko'p kalonnalar uchun bu tarelkalar orasida turish, ularni
tozalashni osonlashtiradigan tarzda tanlanadi: diametri 2 m gacha bo'lgan ustunlarda
- kamida 450 mm, kattaroq diametrli ustunlarda - kamida 600 mm, luk-lazlar kamida
600 mm.Ikki oqimli klapanli tarelkalarni orasidagi masofa plitalar 600 mm qabul
qilamiz, keyin ushbu qiymat kalonna diametriga muvofiqligini tekshiramiz.
Diametri sarf tenglamasidan hisoblanadi:
bu erda Vp - bug' hajmiy sarfi, m 3 / s;
W
max
- ruxsat etilgan maksimal bug 'tezligi, m / s.
21
Buyerda:
C
max
-koefitsient, tarelka turiga qarab ,tarelkalar orasidagi masofa, suyuqlik
nagruzkasi.
a - kalonnaning ma'lum bir qismida suyuqlik va bug' fazalarining zichligi, kg / m 3.
K
1
koeffitsienti tarelkalar konstruksiyasiga qarab olinadi:
Qalpoqchali tarelkalar ..................................................................... 1,0
S shaklidagi tarelkalar ...................................................................... 1,0
Klapanli tarelka ............................................................................... 1.15
Elak va reaktiv tarelkada ................................................................. 1,2
K
2
koeffitsienti kalonna turiga bog'liq:
Bosim ostida va atmosfera bosimidagi kalonnalari .................... 1,0
Yuvish seperatori bo'lgan vakuum kolonnalari ......................... 1,0
Yuvish separatorisiz vakuum kalonnalari .................................... 0.9
Vakuumli kalonnalari
ko'pikli va yuqori yopishqoqlik suyuqliklar.................................. 0.6
Absorberlar ........................................................................................ 1.0
Desorberlar ....................................................................................... 1.13
Bizning holatimizda K 1 = 1.15, K 2 = 1.0. Klapanli tarelkalar orasidagi masofa 600
mm, koeffitsient C 1 = 1050.
Kalonnaning dizayniga qarab C 1 koeffitsientining qiymati:
22
√
√
Buyerda :
L= kalonnaning yuqori qismidagi flegmalarning massaviy sarfi, kg/soat;
Kalonna diametri:
D =
4∗𝑉𝑘
=
4∗2.38
= 2.2m
K
3.14∗𝖶𝑚𝑎𝑥
3.14∗0.63
Kalonna balandligi quyidagi tenglama asosida topiladi:
N
K
= H
yuq
+ N
ost
+ H
kons
+ N
yoq
+ N
p
+ N
o
, m
Bu yerda:
H
yuq
= pastki qismdan yuqori tarelkagacha bo'lgan balandlik, m;
N
ost
-ostki tarelkadan pastki qismgacha bo’lgan masofa, m;
H
kons
- kalonnaning konsenratsion tarelkali qismi,m;
N
yoq
-ostki qizdirgich tarelkali qism, m ;
23
N
p
-taminlash qism balandligi, m ;
N
o
-ustun qism balandligi, m;
H
yuq
va N
ost
qiymatlarini yuqoridagi jadvallardan qabul qilamiz , bizning xolatda
H
yuq
=1.4 m , N
ost
=2.5 m
H
kons
va
N
yoq
qiymatlari shu qismda joylashgan tarelkalar orasidagi masofaga bog’liq
xolda topiladi:
N
p
qiymati esa 3 va 4 tarelkalari orasidagi masofadan kelib chiqib tanlanadi.Bu
holatda:
N
p
= (3-1)*h=(3-1)*0.6=1.2 m
Kolonnaning ostki qismi yerdan 4,5 metr atrofida qabul qilinadi, biz N
o
=4 deb qabul
qilamiz.
Kalonnaning umumiy balandligi:
H
K
=1.4+2.5+9.0+4.2+1.2+4=22.3 m
|