生产过程的热平衡
出处:按学科分类—工业技术 轻工业出版社《甜菜制糖工业手册下册》第168页(6910字)
1.热平衡计算的基本数据
表8-14 热平衡计算的基本数据(1000吨/日甜菜糖厂)
2.蒸发热力条件
表8-15 蒸发热力条件
3.制糖工艺过程热量消耗计算(以100公斤菜丝为基础)
(1)连续渗出器
进入热量:
甜菜丝 100×(-80)×15/100=-1200千卡
渗出用水 65×1×45=2920千卡
压粕水 50×1×60=3000千卡
带出热量:
渗出汁 115×0.9×30=3110千卡
废粕 90×1×48=4320千卡
总耗热量:1.1〔(3110+4320)-(2920+3000-1200)〕
=1.1×2710=2980千卡
耗汽量:2980/(640.5-101.5)=5.55
(2)压粕水加热器
耗热量 50×1×(85-40)×1.03=2320千卡
耗汽量 2320/(640.5-101.5)=4.3
(3)预灰汁加热器
第Ⅰ组
耗热量 116.05×0.9×(50-30)×1.03=2150千卡
耗汽量 2150/(631.7-78.1)=3.88
第Ⅱ组
耗热量 116.05×0.9×(85-50)×1.03=3780千卡
耗汽量 3780/(640.5-101.5)=7.0
(4)一碳汁加热器
耗热量 129.037×0.9×(95-75)×1.03=2400千卡
耗汽量 2400/(640.5-101.5)=4.45
(5)二碳前加热器
耗热量 129.037×0.9×(105-90)×1.03=1800千卡
耗汽量 1800/(644.6-113.2)=3.39
(6)蒸发前加热器
第Ⅰ组
耗热量 127.27×0.9×(103-90)×1.03=1540千卡
耗汽量 1540/(644.6-113.2)=2.9
第Ⅱ组
耗热量 127.27×0.9×(118-103)×1.03=1780千卡
耗汽量 1780/(647.8-122.5)=3.4
第Ⅲ组
耗热量 127.27×0.9×(127-118)×1.03=1060千卡
耗汽量 1060/519.5=2.05
(7)糖浆贮箱
耗热量 37.26×0.6×(85-75)×1.1=246千卡
耗汽量 246/560.5=0.44
(8)一号原洗蜜箱
耗热量 12.55×0.5×(90-55)×1.1=242千卡
耗汽量 242/560.5=0.43
(9)二号原蜜箱
耗热量 9.45×0.5×(90-55)×1.1=182千卡
耗汽量 182/560.5=0.32
(10)再溶槽
总需热量 10.54×0.6×100×1.1=696千卡
二砂糖带入热量 6.39×0.25×20=32千卡
稀汁带入热量 4.08×0.9×127=466千卡
耗热量 696-(466+32)=198千卡
耗汽量 198/531≈0.4
(11)一砂结晶罐
设:一膏锤度92.5
煮糖真空度600毫米汞柱
汁汽温度62℃ 汽化热562千卡/公斤
加热用汁汽温度115.2℃ 汽化热529.1千卡/公
蒸发1公斤水需汁汽量 526/529.1=1.06
耗汽量 11.0×1.06×1.1=12.85
(12)二砂结晶罐
设:二膏锤度93
煮糖原料稀释至锤度75
糖糊蒸发水量 8.96(1-88/93)=0.49
由一原蜜煮糖蒸发水量
(14.86-8.96-0.49)(93/75-1)=1.3
总蒸发水量 1.3+0.49=1.8
耗汽量 1.80×1.06×1.1=2.1
(13)三砂结晶罐
设:
三膏锤度94.0
煮糖原料锤度75.0
蒸发水量 8.04(94/75-1)=2.04
耗汽量 2.04×1.06×1.1=2.38
结晶罐共用汽 12.85+2.1+2.38=17.33
4.蒸发罐热力计算(以100公斤菜丝为基础)
(1)蒸发水量概算
蒸发糖浆量27.0
Ⅲ效蒸发罐糖汁沸点109.2℃
浓缩罐糖汁沸点85℃
浓缩罐中自蒸发量
27.0×0.6×(109.2-85)/(631.7-85)=0.72
进入浓缩罐的糖浆量 27.0+0.72=27.72
进入浓缩罐的糖浆锤度
27.0×65/27.72=63.3
蒸发罐总蒸发水量
据工艺过程热消耗计算各效应抽出额外汁汽
E1=3.4
E2=3.39+2.90+2.50+0.40+17.33=26.52
E3=18.8
W总<E1+E2+E3
设供结晶罐用的Ⅱ效汁汽量为x
96.2=3.4+2(9.19+x)+3×18.8
Ⅱ效罐中应抽出的汁汽量为:
9.19+9.01=18.20
在W3=E3的条件下各效蒸发水量为:
W3=18.8
W2=18.8+18.2=37.0
W1=18.8+18.2+3.4=40.4
(2)自蒸发系数β
β1=0
β2=(127-118.4)/(645.1-118.4)=0.016
β3=(118.4-108.9)/(640.7-108.9)=0.018
(3)凝结水自蒸发汁汽量
凝结水自蒸发系数=(132-125.5)/(647.8-125.5)=0.012=(123.5-116.5)/(644.6-116.5)=0.013=(114.7-104.5)/(640.5-104.5)=0.019
凝结水量
Ⅰ号排水柱 40.4+2.05=42.45
Ⅱ号排水柱 37.0+3.4=40.4
Ⅲ号排水柱 18.8+2.5+3.39+2.9+17.33+0.4=45.32
凝结水自蒸发汁汽量:
I1=42.45×0.012=0.51
12=(42.45+40.4)×0.013=1.08
I3=(42.45+40.4+45.32)×0.019=2.44
(4)考虑凝结水自蒸发校正各效抽出汁汽量
E1=3.4-0.51=2.89
E2=9.19+X-1.08=8.11+x
E3=18.8-2.44=16.36
E2=8.11+14.0=22.11
(5)蒸发罐蒸汽消耗量计算
D1=(W总-S·C·y+E1z1+E2z2)
x=3-2β2-2β3=3-2×0.016-2×0.018=2.932
y=3β1+2β2+β3=3×0+2×0.016+0.018=0.05
Z1=2-β3=2-0.018=1.982
z2=1
W1=D1+S·C·β1=40.41+(127.72-4.08)×0.9×0
=40.41
D2=W1-E1=40.41-2.89=37.52
W2=D2+(S·C-W1)β2=37.52+〔(127.72-4.08)×0.9-40.41〕×0.016=37.52+1.13=38.65
D3=W2-E2=38.65-22.11=16.54
W3=D3+(S·C-W1-W2)×0.018=16.54+〔(127.72-4.08)×0.9-40.41-38.65〕×0.018
=16.54+0.58=17.12
∑W=W1+W2+W3=40.41+38.65+17.12=96.18
(6)蒸发罐加热面积计算
蒸发耗热量:
Q1=40.41×(650.5-132)=21000千卡
Q2=37.52×(647.8-123.5)=19700千卡
Q3=16.54×(644.6-114.7)=8780千卡
Q浓=6×(640.5-102.5)=3230千卡
加工能力为1000吨/日糖厂的所需加热面积
取200米2〔注〕0.83为不均衡系数
加热面积总计
550+700+700+200=2150米2