Технологія виробництва спирту на спиртовому заводі "Nemiroff" (стр. 10 из 16)
(4.1.19.)де n – кількість одночасно працюючих патрубків;
n=4.
Приймаємо діаметр патрубка 45 мм.
Діаметр патрубка для вводу флегми становитиме (4.1.20.):
(4.1.20.)де n – кількість одночасно працюючих патрубків;
n=1.
Приймаємо діаметр патрубка 150 мм.
Діаметр патрубка для відведення лютерної води:
Приймаємо діаметр патрубка 500 мм.
Кількість рідинної суміші, що циркулює через кип’ятильник знаходимо по формулі (4.1.21.):
(4.1.21.)Тоді діаметр патрубка для підключення кип’ятильника становитиме:
Приймаємо діаметр патрубка 75 мм.
Площу поперечного перерізу ковпачків приймаємо рівною площі всього перерізу колони, тоді швидкість пари в горловинах ковпачків становитиме (4.1.22.):
Визначаємо необхідне число ковпачків на тарілці колони (4.1.23.):
(4.1.23.)де Д1 – прийнятий діаметр ковпачків, мм;
Д1=100 мм.
До установки приймаємо типову тарілку ТСК – Р з діаметром 1600 мм, числом ковпачків 66 шт. та діаметром ковпачка 100 мм.
Для стікання рідини встановлюємо три зливні стакани, при цьому висота їх над тарілкою становитиме 5 мм.
Діаметр зливного стакану (4.1.24.):
(4.1.24.)Приймаємо діаметр зливного стакану 50 мм.
4.2 Матеріальний баланс ректифікаційної колони
Враховуючи, що густина безводного спирту складає ρ = 0,79 кг/дм3, продуктивність ректифікаційної колони по безводному спирту згідно з рівнянням (4.2.1.) складає:
(4.2.1.)При цьому, враховуючи, що масовий вміст абсолютного спирту в спирті-ректифікаті складає 94,2% мас, кількість дистиляту відповідно рівнянню (4.2.2.) становитиме:
(4.2.2.)Так, як в ректифікаційній колоні здійснюється відбір безводного спирту з непастеризованими спиртами, сивушним спиртом, сивушним маслом, та враховуючи його втрати в лютері визначаємо витрати вищезгаданих продуктів за формулою (4.2.3.):
(4.2.3.)де: G'n – витрати відповідного продукту; кг/с
xn – процентний вміст безводного спирту у відповідному продукті; % мас.
Таким чином кількість безводного спирту, який виходить з колони разом з непастеризованим спиртом відповідно до формули (4.2.4.) складає:
(4.2.4.)Тоді витрати непастеризованого спирту відповідно до формули (4.2.5.) становитимуть:
(4.2.5.)Визначаємо кількість безводного спирту у сивушному спирті за формулою (4.2.6.):
(4.2.6.)Звідси витрати сивушного спирту відповідно до формули (4.2.7.) складуть:
(4.2.7.)Кількість безводного спирту у погонах парів сивушного масла згідно з формулою (4.2.8.) становитиме:
(4.2.8.)Звідси витрати погону парів сивушного масла відповідно до формули (4.2.9.) складуть:
(4.2.9.)Витрати спирту при ректифікації складуть 0,8%, таким чином за формулою (4.2.10.) визначаємо кількість вторинної пари:
(4.2.10.)Необхідна кількість елюрату для забезпечення роботи колони за формулою (4.2.11.) становитиме при умові вмісту спирту в ньому 43,93% мас:
(4.2.11.)Таким чином витрати лютерної води визначаємо з рівняння (4.2.12.):
(4.2.12.) 
Приймаємо, що флегмове число для ректифікаційної колони складає V=4, при цьому витрати флегми, що повертається в колону, відповідно до формули (4.2.13.) складатимуть:
(4.2.13.)Величина парового потоку у верхній частині колони відповідно до формули (4.2.14.) має значення:
(4.2.14.)4.3 Тепловий баланс ректифікаційної колони
Рівняння теплового балансу ректифікаційної колони відповідно до формули (4.3.1.) має вигляд:
(4.3.1.)де Qдод – тепло для забезпечення процесу ректифікації, кВт;
Q1 – тепло, що вноситься в колону з елюратом, кВт;
Q2 – тепло, що вноситься в колону з флегмою, кВт;
Q3 – тепло, що виходить з колони разом з парами дистиляту та флегми, кВт;
Q4 – тепло, що виходить із колони з сивушним спиртом, кВт;
Q5 – тепло, що виходить із колони з сивушним маслом, кВт;
Q6 – тепло, що виходить із лютерною водою, кВт;
Qвт. – втрати тепла в навколишнє середовище, кВт.
Тепло, що вноситься в колону з елюратом визначається за формулою (4.3.2.):
(4.3.2.)де Се – питома теплоємність елюрату, кДж/кг град;
Се = 1,183 кДж/кг град;
te – температура елюрату, 0С.
Тоді:
Тепло, що вноситься в колону з флегмою, визначаємо за формулою (4.3.3.):
(4.3.3.)де Cf – питома теплоємкість флегми, кДж/кг.град;
Cf =3,31 кДж/кг град;
Витрати тепла, яке виходить з парами флегми та дистиляту, визначаємо за формулою (4.3.4.):
(4.3.4.)де if – ентальпія флегми, кДж/кг
Витрати тепла, яке виходить з колони із сивушним спиртом визначаємо за формулою (4.3.5.):
(4.3.5.)де Cn2 –теплоємкість сивушного спирту, кДж/кг.град;
Cn2 =3,939 кДж/кг град;
Витрати тепла, яке виноситься з потоком сивушного масла визначаємо за формулою (4.3.6.):
(4.3.6.)де in3 – ентальпія парів сивушного масла, кДж/кг;
in3=1964,5 кДж/кг;
Витрати тепла з лютерною водою визначаємо за формулою (4.3.7.):
(4.3.7.)де Cл –питома теплоємкість лютерної води, кДж/кг.град;
Cл =4,187 кДж/кг град;
tл – температура лютерної води, 0С.
tл=1030С;
Таким чином витрати граючої пари складуть (4.3.8.):
(4.3.8.)де J – ентальпія граючої пари, кДж/кг;
J=2724,8 кДж/кг;
tл – температура конденсату, 0С;
tл=128 0С.
(4.3.9.)де х- коефіцієнт, що враховує витрати тепла в навколишнє середовище;
х=1,05.
Питомі витрати граючої пари на 1 кг безводного спирту визначаємо за формулою (4.3.10.):
(4.3.10.) 
4.4 Гідравлічний розрахунок ректифікаційної колони
Загальні втрати тиску на тарільці визначається за формулою (4.4.1.):
(4.4.1.)де Δрп – опр сухих тарілок, Па;
Δрп.р. – опір паро рідинного прошарку, Па;
Δрб – опір за рахунок наявності поверхневого натягу, для ковпачкових тарілок ним можна знехтувати.
Опір сухої тарілки становитиме (4.4.2.):
(4.4.2.)де – Σβ – сума коефіцієнтів місцевих опорів.
Для ковпачкових тарілок величину Σβ можна визначити за формулою (4.4.3.):
(4.4.3.)