Снижение энергозатрат и модернизация установки разделения формальдегид-метанол-водной смеси

• Автор: Карпеев, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 151 с. : ил

1.5.1 Равновесная модель ступени контакта фаз

1.5.2 Не равновесная модель ступени контакта фаз.

1.5.3 Множество стационарных состояний.

.6 Моделирование процессов переноса

на барботажных тарелках

1.6.1 Метод сопряженного физического и математического моделирования

1.6.2 Двужидкостная модель процессов переноса в двухфазном потоке.

1.6.3 Модель многоскоростного континуума.

1.6.4 Характеристики турбулентного обмена

.7 Модели массо и теплообмена для двухфазных газожидкостных

систем.
1.7.1 Многокомпонентная массоотдача
1.7.2 Теплоотдача в барботажном слое.
1.7.3 Сопряженный массо и теплообмен
.8 Выводы
ЛАВА II ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБО ТЫ
СТАНОВКИ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДА
.1 Краткая характеристика процесса получения формальдегида.
.2 Анализ термодинамической эффективности
ехнологической схемы производства формальдегида
.3 Анализ термодинамической эффективности работы
ектификационной установки Кт
.4 Алгоритм расчета тарельчатых
еакционноректификационных колонн.
.5 Потарелочная процедура расчета колонны.
.6 Проверка адекватности описания процесса
атематической моделью.
.7. Выводы.
бозначения
ЛАВА III МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕАКЦИОННОЕКТИФИКАЦИОННОГО ПРОЦЕССА НА БАРБОТАЖНОЙ
.1 Двужидкостная модель процессов переноса
двухфазном потоке на барботажной тарелке
,2 Двумерная модель барботажного слоя
3 Определение коэффициентов массоопередачи в барботажном слое
4 Определение коэффициентов теплопередачи в барботажном слое.
5 Характеристики турбулентного обмена.
6 Численное решение системы уравнений переноса
мпульса, массы и тепла
7 Выводы
бозначения.
ЛАВА IV ДИАГНОСТИКА РАБОТЫ И
ЮДЕРНИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ Кт
1 Состояние формальдегида в воднометанольных растворах парожидкостное равновесие.
4.1.1 Равновесие реакций формальдегида
в воднометанольных растворах.
4.1.2 Кинетика реакций формальдегида в воднометанольных растворах
4.1.3 Парожидкостное равновесие.
2 Моделирование реакционно ректификационного процесса в ромышленной установке.
4.2.1. Результаты расчета реакционно ректификационного
процесса в промышленной колонне.
4.2.2 Моделирования процесса испарения в термосифонном кипятильнике установки
3 Разработка технических решений по модернизации колонны.
4 Разработка технических решений
о модернизации кубовой части колонны
.5 Выводы.
АКЛЮЧЕНИЕ.
ИТЕРАТУРА.
РИЛОЖЕНИЕ
РИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ


Значения внешних и внутренних потерь вычисляют на основании рвого и второго начала термодинамики, соответственно. К внешним потерям относятся те, которые связаны с потерями через пловую изоляцию, с продуктами, энергия которых не используется внутри ютемы, например с дистиллятом и кубовым остатком ректификационной тонны, охлаждающей водой и т. Потери за счет необратимости протекания процессов проявляются ледствии конечных разностей температур и концентраций при массо и плообмене, смешения неравновесных потоков, гидравлического противления и т. Снижение внутренних потерь путем уменьшения рмодинамической необратимости процессов связано с уменьшением их ижущей силы, а следовательно, с ухудшением их технологических казателей снижение выхода полезного продукта при химической реакции, гпени извлечения компонента при его выделении из смеси и тл Это отиворечие является основой для термодинамической оптимизации, цель торой сводится к минимизации энергозатрат. Основу такой оптимизации зтавляет эксергетический метод, поскольку он позволяет выразить в инаковых единицах через эксергию энергетическую ценность потоков зргии и вещества и учесть не только их количество, но и качество. Под еством потока понимается следующее 1. Высокопотенциальное тепло в ае любого процесса неизбежно превращается в низкопотенциальное, то ь его температура снижается. Проблема состоит в экономии не просто энергии, а высокопотенциальной энергии, то есть в сохранении ее качества. Эксергетический метод анализа, позволяет оценить степень спользования энергии, ее потери, а также получить распределение этих отерь по отдельным аппаратам производства, то есть выявить наименее ффективные из них. Эксергия системы определяется количеством энергии, оторое может быть получено от системы или передано ей в результате братимого перехода системы из данного состояния в состояние полного ермодинамического равновесия с окружающей средой. Обратимый роцесс процесс, который без затрат можно осуществить в ротивоположном направлении, то есть только за счет полученной в ходе рямого процесса полезной работы. ДЕТ0 ДБ 1. Т0 температура окружающей среды. В любом реальном процессе Д, что является одной из юрмулировок второго закона термодинамики. Необходимо увеличить поверхности тепло и массообмена, время протекания реакции, либо использовать эффективные аппараты, имеющие более высокие коэффициенты тепло и массопередачи. Замена веществ и материалов на альтернативные, имеющие другие свойства. Д8СР1пт2Т, 1. Для уменьшения потерь следует заменить анное вещество на другое с меньшей теплоемкостью. Отвод тепла реакции теплоносителями типа насыщенного водяного пара, которые затем будут отдавать тепло при фазовом переходе. Вести процесс в аппаратах полного вытеснения, то есть без перемешивания исходных продуктов с продуктами реакции. В аппаратах полного смешения перемешивание приводит к потере движущей силы и сопровождается соответствующим ростом энтропии. Газожидкостные реакторы противоточного типа выгоднее прямоточных, так как в последних движущая сила распределена крайне неравномерно. Необходимость уменьшения движущей силы для снижения юргозатрат следует дополнить требованием о равномерности движущей ты. Это положение было развито В. М. Платоновым применительно к эоцессам ректификации 6. Потери эксергии являются функцией ющади между рабочей и равновесной линиями. При равновесии даже в хной точке средняя движущая сила равна в пределе нулю и габариты шарата бесконечно велики. Поэтому если изменить технологию так, обы движущая сила стала более равномерной рис. Технические приемы, приводящие к уменьшению или к лравниванию движущих сил сводятся к переходу на схемы с вводом и лводом потоков вещества и энергии по зонам аппаратов, а в пределе с прерывным подводом и отводом тепла и вещества. Е,АНТ0А8 1. ЕДц 1. Рис. Рабочая у и равновесная у4 концентрации при неравномерной а и равномерной б движущей силе процесса. Лс1ЕХЕ1 1. ЕЕ 1. ДЕЕ ГЕ. В итоге нередко цс 1, к как абсолютные значения эксергии несоизмеримо выше потерь, даже смотря на то, что последние достаточно велики 7.