Хладагенты

• жидкие

• газообразные

Газообразные хладагенты в химической технологии представлены в основном воздухом. Несмотря на все недостатки воздуха как хладагента (низкая плотность и теплоёмкость, низкий коэффициент теплоотдачи), он находит широкое применение благодаря дешевизне и доступности. В малотоннажных процессах находят своё применение в качестве хладагентов и другие газы, обладающие большей плотностью и теплоёмкостью, например, элегаз (SF 6), плотность которого в пять раз больше плотности воздуха, а мольная изобарная теплоёмкость в три раза больше, чем у воздуха. Однако такие газы дороги, что ограничивает их использование.

Из жидких хладагентов наиболее широко в химической технологии применяется вода, которая является вторым после воздуха по доступности хладагентом. Воздух и вода, обладая каждый своими достоинствами и недостатками, полностью обеспечивают потребности химических производств в хладагентах, когда требуется охлаждение до 30 °С. При этом «источником холода» служит окружающая среда, что существенно снижает стоимость процесса охлаждения.

Охлаждение до более низких температур требует уже специальных источников холода – холодильных машин. Здесь в качестве хладагента, обеспечивающего «доставку холода» от холодильной машины к потребляющему аппарату, также может служить вода, однако ее применение ограничено температурой замерзания. Чтобы предотвратить замерзание переохлажденной воды, в нее добавляют различные соли, например, хлорид кальция. Водные растворы солей называют холодильными рассолами, они играют роль промежуточных теплоносителей, получая холод от рабочего тела холодильной машины (источник холода) и доставляя его к охлаждаемой среде (потребитель холода).

Расчет поверхности теплообмена

После того как определены величины Q₁, Q₃, Q₄, Q₅ и Q₆, рассчитывают величину Q₂, из которой определяют необходимую поверхность теплообмена:

где К – коэффициент теплопередачи [ккал/м²·град·с];

Δt_ср – средняя разность температур теплоносителя и реакционной массы в аппарате [град];

τ – продолжительность операции [с].

Величину поверхности теплообмена, F, рассчитывают для каждой стадии процесса в соответствии с температурным графиком. Поверхность теплообмена в аппаратах лимитируется ГОСТом или НТД на соответствующие аппараты. Выбирают максимальное расчетное значение поверхности теплообмена. Если расчетное значение меньше или равно заявленной в НТД поверхности теплообмена, то аппарат удовлетворяет условиям теплообмена. Если расчетное значение превышает заявленное в НТД значение, то необходимо рассматривать возможность увеличение поверхности теплообмена. Можно использовать дополнительный змеевик. В этом случае определяют геометрические размеры и число элементов поверхности теплообмена, например, число витков змеевика.

4. Технологические расчеты оборудования. Их назначение, последовательность выполнения и представление результатов. (Аня)

Назначение технологических расчетов – определение для всех стадий процесса производительности и числа единиц оборудования, необходимого для обеспечения заданной мощности по конечному продукту. Исходные данные

1. Последовательность стадий процесса. 2. Данные материального баланса

3. Стандарты на оборудование

4. Мощность производства

5. Мощность оборудования

Мощность производства представляет собой годовую производительность, которую должно обеспечить оборудование в условиях нормальной эксплуатации. Мощность производства выражается в единицах массы готового технического продукта или в пересчете на 100%-ное вещество.

С учетом затрат времени на капитальный ремонт продолжительность работы оборудования составляет 330 суток. Для непрерывных процессов с учетом остановок оборудования на текущие и планово-предупредительные

ремонты продолжительность работы сокращают до 300 суток.

Последовательность выполнения технологического расчета

Периодический процесс

При этом в уравнение подставляют значение n(i), полученное в разделе 4, 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 размеров приходится увеличивать число операций на стадии, что приводит к дроблению первоначальной операции и осложнениям в организации процесса.