Производство поликапроамида. Характеристика производимой продукции. Технологическая схема получения поликапроамида, страница 7

Непрерывная технологическая линия получения поликапроамида позволяет широко автоматизировать технологический процесс, что приводит к увеличению выпуска продукции по сравнению с периодическим процессом, а также позволяет повысить качество полимера.

2.6. Расчет химико – технологических процессов и оборудования

2.6.1. Расчет сушильного аппарата

Исходные данные:

·  Процесс сушки длится 12 часов

τ= 12 час.                        τ= 720 мин.

·  Относительная влажность продукта, %ПКА-6.

                             

·  Диаметр частиц материала, форма цилиндрическая, мм

                               

·  Производительность 18тонн в сутки переводим в кг/с:

·  Температура материала, 0С:

На входе в аппарат -20 0С

На выходе - 95 0С

·  Плотность ПКА-6

ρ = 1140

·  Давление в аппарате

Р = 1,6 ат

·  Вместимость геометрическая - 22

·  Теплоемкость поликапроамида

·  Теплоемкость воды

·  Удельная скрытая теплота парообразования при давлении Р=1,2 ат

r = 2249

·  Массовая удельная изобарная теплоемкость азота

 

·  Критическая температура в сушильной камере не более  200 0С

·  Температура газа поступающего в сушилку

 0С

 0С

·  Принимаем потери тепла в окружающую среду 30 %

·  Молярная масса     

·  ε0 – порозность неподвижного слоя равна 0,4.

1. Материальный баланс сушилки:

Производительность аппарата по материалу,  поступающему на сушку

где: производительность аппарата по высушенному аппарату, кг/с; ,начальная и конечная относительная влажность продукта.

Количество испаряемой влаги:

W =

W =- 

где:  - производительность аппарата по влажному материалу, кг/с;  - производительность аппарата по высушенному материалу.

2. Тепловой баланс сушилки:

Расход теплоты:

где: t2 - nемпература газа на выходе из сушилки, 0С; -количество испаряемой влаги. кг/с; - теплота парообразования, кДж/кг;  - теплоемкость воды, кДж/(кг К); -температура материала на входе в сушилку, 0С.

Количество теплоты на нагрев материала:

где: - производительность аппарата по высушенному аппарату, кг/с; -теплоемкость ПКА-6, кДж/(кг К).

Принимаем потери тепла в окружающую среду 30 %

123

где:  - расход тепла на испарение влаги, кВт; - расход тепла на нагрев влаги, кВт.

Находим среднюю температуру:

Рассчитаем теплоемкость азота :

 

Расход сухого азота находим по формуле:

где:  - требуемое количество тепла, кВт; - теплоемкость азота.

Удельный расход сухого азота:

где:  - расход сухого азота, кг/с; - количество испаряемой влаги, кг/с; - удельный расход сухого азота, кг/кг влаги.

Влагосодержание воздуха на выходе из сушилки:

      

3. Гидравлический расчет

Определение параметров сушильного агента:

·  плотность:

·  коэффициент кинематической вязкости:

·  коэффициент динамической вязкости:

 

·  плотность поликапроамида при 60 0С:

=   1126

Критерий Архимеда:

·  средний диаметр частиц

·  g - ускорение свободного падения

g = 9,81 м/с2

Определение первой критической скорости:

Рабочая скорость псевдоожижения:

Рабочее значение критерия Рейнольдса:

4. Площадь сечения аппарата:

·  -рабочая скорость псевдоожижения;

·   -расход сухого азота;

· 

5. Диаметр решетки:

6. Масса слоя:

где: - время сушки,с; - производительность, кг/с.

7. Высота слоя

где: - масса слоя,кг; - плотность поликапроамида, кг/м3; ε – порозность слоя; D-диаметр аппарата,м.

8. Высота сепарационного пространства:

-высота аппарата

- высота слоя

Критерий Архимеда для малых частиц:

g - ускорение свободного падения

 - минимальный диаметр частиц

- плотность ПКА-6

Критерий Рейнольдса:

Скорость уноса частиц с

 - следовательно, унос частиц отсутствует

2.6.1. Конструктивный расчет сушильного аппарата

Исходные данные:

D – внутренний диаметр обечайки корпуса сушилки, мм - 1800;