Transcript 0,0% 0,0% 0,0%0,0%

Industrilaboration
Förberedelser måndag 10-12
)
Grupp A Perstorp 1
KT Bibliotek
Grupp B Perstorp 2
KT Bibliotek
Grupp C Örtofta
Cicero
Grupp D Nymölla
Laplace
Dagens föreläsning
Tema 4
Indunstning, forts
Kap 3-6
Olika typer av indunstare
Tvåfasströmning
Beräkning av värmegenomgångstal
Energieffektivisering
Tre exempel på industriella anläggningar
Gå till:
ra.ombea.com
ID: 866314
31
Vilket alternativ är felaktigt ?
Indunstarens kapacitet påverkas av:
A) Primärångans tryck
B) Temperaturen i kondensorn
C) Flashning av kondensat
0,0% 0,0% 0,0% 0,0%
D) Kokpunktsförhöjningarna
A
B
C
D
38
Vilket alternativ är felaktigt ?
Indunstarens energieffektivitet på verkas av:
A) Antalet steg i indunstaren
B) Värmeöverföringstalen i
indunstaren
C) Flashning av kondensat
D) Förvärmning av feeden
0,0% 0,0% 0,0% 0,0%
A
B
C
D
Hur strömmar kondensatet ??
V1
T1
P1
V2
T2
P2
V3
T3
P3
S
L1
Ps
L2
2
1
K1
L3
3
Vflash 3
K2
Ventil !!
P1
K3
F
111.4 °C
Pannhus
123.3 °C
Vilka typer av indunstare är möjliga ?
ul
-
+
Stigfilmsindunstare
ug
+
+
Fallfilmsindunstare
Apparattyp: Fallfilmsindunstare
Rör med diametern 25-50 mm
Längden 10-15 m
Areor på upp till 10 000 m2
Vätskefördelning
Plåtar (se Figur)
Spraymunstycken
Rosenblad lamell från Andritz
Lösning på rörens utsida
Fördelar med fallfilmsindunstare
-typen har höga värmegenomgångstal vilket minskar areabehovet
-vätskevolymen är låg vilket ger en förhållandevis kort uppehållstid
-indunstartypen kan drivas med låga temperaturskillnader vilket möjliggör ett
större antal steg för samma totala tillgängliga temperaturskillnad
-apparater med ytor på till 10 000 m2 kan konstrueras
-golvbehovet för en given yta är begränsat
-indunstarna kan köras över ett relativt brett kapacitetsområde, normalt 50-100
%, förutsatt att vätningen på rören säkerställs
-enkel reglering av indunstarna
Stigfilmsindunstare (Kestnerindunstare)
Plattindunstare
Tvångscirkulationsindunstare
Tunnfilmsindunstare
Skrapindunstare
Korttubsindunstare (Robertindunstare)
Kondensor
Separation av koncentrerad lösning och ånga
Problem
Separation av koncentrerad lösning och ånga, forts
Gravitations- och centrifugalavskiljare
Separation av koncentrerad lösning och ånga, forts
Tröghetsavskiljare
Filmbildning
Tvåfasströmning
Gas – Vätska
Destillation
Absorption
Indunstning
Gas – Fast ämne
Torkning
Adsorption
Pneumatisk transport
Vätska – Vätska
Vätska – Fast ämne
Vätske extraktion
Adsorption - HPLC
Kristallisation
Olika strömningstyper
Strömningstyper vid vertikal tvåfasströmning
Strömning och kokning i vertikal indunstare
Kvalitet:
x
Gg
Gg
Gl
Void:
Vg
Vg
Vl
Lockhart-Martinelli parameter:
X tt
dp/dz l
dp/dz g
1- x
x
0.9
0.1
0.5
g
l
l
g
Bestämning av värmegenomgångstal
Q
ktot A TS - TL
Utspädd
lösning
VVX
För plana ytor gäller:
Kondensat VVX Lösning
1
TS
Sekundärånga
ktot
1
hy
d
k
1
hi
Primärånga
För rör gäller:
TL
1
ktot , y
Kondensat
Koncentrerad
lösning
hy
d
hi
1
hy
Dy
2k
ln
Dy
Dy
Di
Di hi
Några definitioner
Ånga kondenserar på utsidan av
ett vertikalt rör
Filmens medelhastighet ges av:
G
D
v film l
Hydraulisk diameter beräknas enligt:
Dh
4 tvärsnitts arean
rörets omkrets
4 D
D
4
Reynolds tal ges av:
Re
Dh v film l
l
4
G
D
l
4
G
D
l
4
l
Nusselts ekvation
Filmens tjocklek och värmeöverföringstal ges av:
1/4
4 l kl z TS - TW
l l - g g H
z
h(z)
Ts
q
kl
l
-
l
g
g
3 1/4
Hkl
4 l z TS - TW
Tw
3
l l - g g Hkl
4 l L TS - TW
L
h
h
1
h(z)dz
L0
1.47ReL-1/3
0.943
l
l
3 1/3
g gkl
2
l
1/4
Nusselts ekvation !!
Nusselts ekvation, forts
Nusselts ekvation i diagramform
Laminär
Turbulent
Används i praktiken för både
kondensation och kokning
Energianvändning vid indunstning
1.Energianvändning omvänt proportionell mot antalet steg !!
Tabell 5.1 Specifik ångförbrukning för olika antal steg i indunstaren.
Specifik ångförbrukning, Antal steg
Teoretisk
Verklig
1
1
1.1 – 1.3
2
0.5
0.6
3
0.33
0.4
4
0.25
0.3 – 0.35
5
0.20
0.25
6
0.17
0.20 – 0.22
Energianvändning vid indunstning, forts
2. Optimal processutformning (förvärmning, kondensatexpansion,
ångavtappning etc.
Energianvändning vid indunstning, forts
3. Mekanisk ångkompression
Energianvändning vid indunstning, forts
4. Termisk ångkompression
Ex. 1 Indunstning av svartlut och CTMP-avlopp
Ex. 2 Indunstning av mjölk
S2
V2
V3
V1
P
T1
T2
T3
66 °C
S1
53 °C
L1
L2
2
1
L3
Energiekonomi:
(per kg vatten)
48 % TS
3
70 kJ termisk energi
40 kJ elektrisk energi
K1
K3
F
12 % TS
K2
Ex. 3 Indunstning av vegetabilisk olja
V1
S
300 kPa (abs)
T1
T2
L1
1
P = 650
kPa(abs)
K1
V3 till acetonkondensor
V2
T3
L3, 115 °C
99 % veg. olja
< 1 % aceton
L2
2
P = 600
kPa(abs)
K2
3
P = 70
kPa(abs)
Vflash 3
120 °C
125 °C
K3, 25 °C
100 % aceton
70 °C
Pannhus
F, 15 °C
25 % veg. olja
75 % aceton
Dagens aha …
Why not ‘’fallfilmsindunstare’’ ??
Effektiv droppavskilning viktigt
Energianvändningen omvänt proportinonell mot
antalet steg
Integrera indunstningen med andra processer