Буферна ємність (поз.16).

За суттю ця ємність ідентична змішувачу екстрактів поз.15. В схемі вони по черзі будуть виконувати і функцію змішувача, і функцію ресиверів для вакуум-фільтра поз.13.

Вакуум-випарний апарат (поз.17).

Масштаб виробництва є достатньо невеликим, тому можна використати роторний вакуум-випарювальний апарат. Оскільки ступінь упарювання 50, то потрібно застосувати багатоступеневий роторний випарник.

Витрата метанольної пари-конденсату G_п = 26558/(11,5*3600) = 0,64 кг/с. Вміст води в екстракті і парі незначний, тому будемо вважати, що відгін складається тільки з метанолу.

Об” ємна витрата пари при вакуумі 200 мм рт. ст. (Р = 26664 Па), температурі 30°С (Т = 303К) і при мол. масі метанолу 32 буде становити V_п =  = 1,89 м³/с.

Швидкість руху пари в роторних апаратах не повинна перевищувати 10¸20 м/с (приймемо 15 м/с). Тоді площа перерізу апарату у верхній частині повинна бути не менше 1,89/15 = 0,126 м², а діаметр, відповідно, не менше 0,4 м.

Приймемо, що тиск пари, яку подають в сорочку апарата становить 0,3МПа (температура конденсації 132°С, теплота конденсації 2171 кДж/кг)

Корисна різниця температури пари і метанолу в апараті дорівнює 132 – 30 = 102°С

Теплове навантаження Q = 0,64*1184 = 757,8 кВт (де 1184 – теплота випаровування метилового спирту, кДж/кг).

Без розрахунку орієнтовно приймемо, що коефіцієнт теплопередачі становить 800 Вт/(м^2.К).

Потрібна площа випаровування

F =  = 9,3 м²

Обираємо триступеневий випарник ИРС-12, який має діаметр першого ступеню 1000 мм і площу теплообміну 12 м².

Орієнтовний розрахунок і вибір конденсатора і холодильної машини.

В якості конденсатора оберемо кожухотрубний трубчатий теплообмінник, в міжтрубний простір якого подають метанольну пару. На виході з нього одержують метанол з температурою 5°С. В трубний простір подають охолоджений у фреоновій машині розсіл. На вході в конденсатор температура розсолу -34°С, а на виході - 9°С.

Середня різниця температур

                                                               холодоносій

                                                 -34                                     -9

                                                                      метанол

                                                    5                                      30

39                                      39

Dt_сер = 39°С

З орієнтовним поправленням на відхилення від протитоку Dt_сер = 39*0,7 = 27,3°С

Без розрахунку приймемо, що коефіцієнт теплопередачі К = 1000 Вт/(м^2.К).

Теплове навантаження на конденсатор становить Q = 757,8 + 0,64*1,38(30 – 5) = 779,9 кВт.

Поверхня теплообміну конденсатора повинна бути

F =  = 28,6 м².

Найбільша холодопродуктивність фреонової машини з температурними границями теплоносія -34°С…-9°С  194 кВт. Отже, потрібно паралельно встановити 779,9/194 = 4 машини МКТ-220-2-2. З економічної та організаційної точки зору це не може вважатись доцільним.

Проблему можна вирішити декількома способами.

1). Стадію 6 потрібно розділити на дві: на першій стадії (6а), яка триває 14 годин, екстракт упарюють на 60%, а на другій (6б) за 11,5 годин процес завершують і проводять фільтрування концентрату.

2). Використати більш потужне агрегатне холодильне обладнання, яке складається з окремих частин і не поставляється в комплекті.

3). Перенести операцію фільтрування концентрату в стадію 7, а час стадії 6 (14 годин) повністю використати на упарювання; при цьому можна застосувати найбільш потужну машину МКТ350-2-1, яка має холодопродуктивність 674 кВт, а температурні межі холодоносія -12°С…+10°С

Останній варіант є найбільш доцільним, тим більше, що стадія 7 є недовантаженою. Оскільки операцію фільтрування потрібно розглядати як періодичну з одноразовим завантаженням, тому між стадією 6 та 7 потрібно встановити буфер.

Новий варіант розбивки стадій 6 та 7 на операції:

Продовження таблиці 18.6

Стадія 6