反応釜のジャケット式蒸気加熱工程に関する問題
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この投稿は最終的に、天蓬元帥によって2017年3月6日14時43分に編集されました。反応釜のジャケットに蒸気を流して加熱する際の問題です。私たちの工場では、90度以上に加熱する必要がある反応釜があり、その際には減圧過熱蒸気を使用しています。1MPAから0.4MPAまで減圧させます。ASPENを使って計算してみると、減圧後の温度は178度になります。これは実際の温度とそれほど変わらないはずです。しかし、私が疑問に思っているのは、ジャケットの底部の出口から出てくるのは凝縮水であるはずですが、現在は過熱蒸気が使われているため、一部の蒸気が十分に凝縮されない可能性があるのではないかということです。私たちの工場では間欠式の反応を行っているため、定常状態を正確に算出するのは難しいです。私は一応、凝縮水の出口温度を100度と仮定していますが、実際には100度よりも高いのではないかと感じています。また、底部の出口から出てくるのは、おそらく気液混合状態のもので、凝縮水中には蒸気も含まれているはずです； えっと、自分でもうまく説明できない気がして、混乱しています。この分野の工程設計について経験や知識のある方々、どうかご教授ください〜{:3_57:}
まずい、また投稿が沈んでいきそうだ。。。
そんなに心配しなくても、通常通りに操作できます。蒸気バルブの開度を制御すればよいのです。よく考えてみれば、理解しにくくはない。
操作自体に問題はないのですが、蒸気の消費量を正確に計算するのが少し難しいです。また、使った蒸気は他の場所でも使わなければならないので、もちろんそれ自体は大きな問題ではありません。たぶん、また考えすぎているだけでしょう。。。{:3_59:}
飽和状態で考えると、この熱量は主に凝縮の潜熱によるもので、過熱分の熱量はごくわずかです。4キログラムを150度として計算すると、出口の凝縮水も150度であり、出口には排水弁があります。
凝縮とは、一定の圧力下での凝縮温度のことです。したがって、あなたの凝縮水の温度はこの凝縮温度になり、蒸気が過熱しているかどうかは関係ありません。たとえ過熱蒸気であっても、まず過熱分の熱を奪われて飽和状態になり、その後で凝縮されます。つまり、凝縮水の温度はジャケット内の圧力と、凝縮水がジャケット内に留まる時間によって決まります
理論的には問題ないが、実際の操作ではうまく制御できず、非常に不安定で、90度に調整するのは難しい：lol
この投稿は最後にgoldliyangによって2017年3月8日11時23分に編集されました。まず、1MPAの飽和蒸気の温度は184℃です。過熱蒸気だと言うのなら、蒸気の温度は必ず184℃を超えているはずです。減圧したらどうして178℃になるのでしょうか？これは間違っています。温度は計算で求められるものではなく、測定する必要があります。減圧後は過熱度がさらに高くなります！これにはいくつか問題がある：1）過熱蒸気の熱交換効率は非常に低く、装置の寿命も短くなる。熱交換用の装置として使用するには飽和蒸気にしなければならない；2）理想的な状態では、ドライバルブの前の凝縮水の温度は、その点での蒸気圧に対応する飽和温度になければならない（140℃以上であるべき）。ドライバルブの後ろには二次蒸気と凝縮水があり、温度はどこに排出されるかと後段の背圧によって決まります
ありがとう。凝縮水は150度と考えるべきだと思います。えっ、この問題、なんで自分で混乱してしまったんだろう。そうです、ジャケットでは凝縮熱交換によって温度が下がるので、凝縮水は熱交換する間もなく排出されるんでしょうね～三人行れば、必ず私の師匠がいる！うん！
実は私は滞留時間のことで悩んでいるんです。こちらは間歇式反応器なので、凝縮水は蒸気と一緒に排出すべきなのか、それとも上の方の専門家が言っていたように150℃とする方が現実的なのか~
実際の過熱蒸気による加熱過程は、「過熱－飽和－凝縮－冷却」と段階的に進む理論的な過程ではなく、ほぼ同時に行われる、交互に起こる複雑な過程である。この分析に基づけば、凝縮水もほぼ間違いなく150度ではなく、それよりもはるかに低いはずです。よく考えてみなさい！
それほど下がりません。私たちの装置は間欠式の釜で、熱交換も簡単なもので、凝縮水の液面を制御したりしません。凝縮水は十分に冷却される前に、蒸気と一緒に排出されてしまうのです。{:3_59:}
ジャケット式反応釜で過熱蒸気を使用する際、最も一般的な方法は——過熱蒸気に水を加えて飽和状態にし、それをジャケットに送り込むことです。。 現在、多くのメーカーがソーダ飽和器を製造しており、それはウェンチュリーチューブの一種で、負圧によって水を吸い込み過熱蒸気を飽和させるものです。ジャケット自体の伝熱面積では過熱蒸気を凝縮させるには不十分で、たとえわずかに凝縮できたとしても、生産ニーズを満たすことはできません。飽和蒸気を使えば済む話なのに、わざわざこんな手間をかける必要はありません。。。。:lol
あなたがそうする方が、より手間がかかりそうですね。。。。。{:3_59:}
蒸気が凝縮されずに排出されていますが、あなたの排水弁に問題があるのでしょうか？あるいは、撥水パイプも間接的にすべきだろう。まるでスチームパックのように、凝縮水が一定量に達したら排出すればよいのです。
私の頭に問題があるんだ。。。。{:3_48:}以前は工程設計をしたことがなく、蒸気加熱のやり方がわかりませんでした。。。。その後、蒸気システムの設計を見て、どういうことか理解できました。以前の問題はもう問題ではありませんでした~
大神のアドバイスは、全く聞かない。:L。 減圧減温器のセット品は、買ってすぐに使えて、全く面倒ではありません。
物は良いものですが、場所をたくさん取るのでしょうか？自力式調節弁で直接減圧するのがいいと思います。良いものですが、使う場所にもよります。私のこのプロジェクトは精密化学の工房なので、良いものを使ってももったいないですね。。。オーナーは私のことをバカだと思ってるんだ。。。。{:3_50:}
大きくない。見た目はただの管のようだ。 直接減圧の場合、バルブの後ろが過熱蒸気だと凝縮する間もなく、蒸気の使用量が多くなり、無駄が生じます。
ちょっと自分で調べてみたんですが、蒸気の圧力を下げるための配管設備を一体化していて、さらに飽和水を供給する装置も追加されています。これはかなり手間が省けて便利ですね。自分のプロジェクトの状況次第ですが、私の場合は実際には必要ないかもしれません~