第十五章 发酵工厂工艺计算-5.ppt

15.6 抽真空量计算 一、抽真空量计算的意义、方法和步骤 二、计算实例 一、抽真空量计算的意义、方法和步骤 1、抽真空量计算的意义 ■发酵生产要求 真空过滤、真空蒸发、真空冷却、真空干燥 减压蒸馏 ■类型 低真空（Pa）：P﹥100 中真空：0.1-100 高真空：10－5-0.1 超高真空：﹤10－5 ■真空设备类型 ▲真空压强作用 脱气、脱泡、过滤、输送、成型、包装 ▲真空气化作用 浓缩、冷却、干燥、蒸馏 ▲其他 真空反应、热处理 ■真空设备选型 2、抽真空量计算的方法和步骤 （1）步骤 ■明确抽真空操作的目的 ■计算所要求的真空度 ■通过物料和热量衡算，确定负荷量 ■对分批操作，计算抽真空操作时间 ■设计真空设备的结构、真空泵选型 （2）方法 ①真空冷却器的抽真空量计算 物料产生的二次蒸汽量： W=Gc(t1－t2)/(I－ct2) （kg/h） G：进入冷却器的物料流量， kg/h； c：物料的比热， kJ/(kg·K)； t1、t2：进入和离开的物料温度，℃； I：二次蒸汽的焓， kJ/kg； ●假定c在冷却前后不变 ●查出二次蒸汽的比容V 待求的抽真空量为： B1=Gc V(t1－t2)/(I－ct2) （m3/h） 考虑溶解、渗漏进入的空气； 不凝性气体（空气）的抽出量： B2=2.5 ×10－5 (W+W’) +AW （kg/h） W’：水喷射泵耗水量，kg/h； A：空气渗漏系数； 2.5 ×10－5：水中溶解的空气量； 真空冷却器的抽真空量： B=B1+B2 =Gc (t1－t2)(V+ 2.5 ×10－5 +A)/(I－ct2) + 2.5 ×10－5 W’ ②真空过滤抽真空量 设过滤面积为F（m2） 抽真空量： ■连续操作 B’=αF （m3/h） ■间隙操作 每批操作 B=αFτ （m3） 每天操作 B=αFτn （m3） α：操作系数，取15-18； τ：每批抽滤时间，h； n：每天抽滤操作的次数； ③真空输送料液耗真空量 间隙操作，每次操作耗真空量 B=V(－2.3lgP) （m3） 每天耗真空量 B=Vn(－2.3lgP) （m3） 每次操作时间τ（h），抽真空速率 B=V(－2.3lgP)/τ （m3/h） V：需抽真空设备体积，m3； P：设备内残余压强，atm； ④抽真空时间与真空泵的选择 P1→P2 所需时间： t=2.3(V/S) lg(P1/P2) V：需抽真空设备体积，m3； S：真空泵有效抽气速率，m3/h； 可确定抽气速率： S=2.3(V/t) lg(P1/P2) m3/h 二、计算实例 10000t/a淀粉原料酒精厂的糖化车间抽真空量； 1、蒸煮醪真空冷却器物料流程图 蒸煮醪100 ℃→60℃； 2、蒸煮醪真空冷却器抽真空量的计算 物料衡算和热量衡算式： G1=G2+W G1c1t1= G2c2t2+Wi (1)、真空冷却过程产生的二次蒸汽量 由上述两式得： W1=Gc(t1－t2)/(I－ct2) =15833×3.62×(104.3－63)/[2614.8－3.62×63] =992 （kg/h） 蒸汽比容Vg=6.743 m3/kg，蒸汽体积： V=VgW1=6689（m3/h） (2)、水喷射真空泵循环水量 循环水t3=34 ℃ ，t4 =42 ℃ W2=W1 ( I－cmt4) /cw(t4－t3) =992(2614.8－42×4.186)/[4.186×(42－34)] =72105 （kg/h） = 72.105 （m3/h） (3)、抽气量验算 蒸汽压力Ps=22.877kPa, 泵工作水压P1=0.4MPa, 泵吸入口P2=0.1MPa, 气体渗漏量A=0.3%W1, ■应排除的不凝性气体量 Ga=2.5 ×10－5 (W+W’) +AW = 2.5 ×10－5（992+72105）+0.3% ×992 =4.8 （kg/h） 喷射泵排除的空气量计算 ■喷射泵引射系数