Qual é mais econômico: a utilização de equipamentos de destilação ou os custos relacionados ao consumo de energia?
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Esta postagem foi editada pela última vez por 我爱毛毛染 em 19/12/2015 às 16:53. Gostaria de perguntar: existe algum princípio para determinar a altura de uma torre de destilação? Na minha opinião, ao projetar uma torre, é necessário levar em consideração tanto o investimento nos equipamentos quanto os custos de energia após sua entrada em operação. Mas o investimento em equipamentos é único, enquanto o consumo de energia é permanente. Suponhamos que a torre custe 1 milhão; o reator de ebulição localizado na base da torre é aquecido por vapor. O custo anual para isso também é de 1 milhão. Se agora aumentarmos a altura da torre para o dobro do valor atual, fazendo com que ela fique mais fina e longa, embora o custo dos equipamentos aumente para 2 milhões, o consumo de vapor diminuirá – em 200 mil por ano. Com o tempo, esse custo será compensado. Ainda é uma boa opção. Será que estou certo em pensar assim? O que me deixa confuso é: se a altura da torre aumenta e os parâmetros dos produtos resultantes da destilação permanecem os mesmos, será possível usar menos vapor?
Na minha opinião, essa metáfora não é boa. O vapor é obtido por meio do cálculo da entalpia térmica dos materiais, e não tem muita relação com o aumento dessa entalpia. Na produção real, pode haver diferenças no consumo final de vapor devido à área de superfície da torre, à quantidade de calor dissipado e à capacidade de transferência de calor. No entanto, isso não é o fator fundamental na análise. (Embora também consideremos a perda Q)
Obrigado pela sua resposta. Não se trata de considerar problemas de resfriamento. Como no caso da coluna de destilação: ao aumentar a altura da coluna, o efeito de destilação melhora? Então, o vapor não pode diminuir o consumo?
O impacto não será muito grande. Você pode calcular de duas maneiras: 1. Calor introduzido na coluna + calor introduzido pelo reator de ebulição + calor introduzido pelo refluxo = Calor retirado do topo da coluna + Calor retirado da base da coluna + Q_perdas. 2. Calor introduzido na coluna + calor introduzido pelo reator de ebulição = Calor retirado na saída + Calor retirado pelo condensador + Calor retirado da base da coluna + Q_perdas. Na verdade, todas as variações estão relacionadas a Q_perdas; pessoalmente, acho que as mudanças não serão muito significativas. A altura da torre leva em consideração principalmente as exigências de separação; o consumo de energia não é um fator importante nesse contexto.
A velocidade do ar na torre, a relação ar-líquido e outros fatores permitiram determinar a relação altura/comprimento empírica da placa única； Para alcançar o efeito de separação desejado, calcula-se o número necessário de placas de coluna; multiplicando esses valores, obtém-se a altura necessária da coluna. Não é recomendável transformar a torre, que já foi calculada adequadamente, em algo mais alongado. O diâmetro da torre não muda; se ela for elevada, é possível reduzir um pouco a quantidade de vapor. Como o número de placas de troca aumenta, é mais fácil alcançar o efeito de separação desejado. Isso permite reduzir a quantidade de refluxo, e, consequentemente, a quantidade de vapor necessário também diminui
Hmm, se o diâmetro da torre diminuir, nem sempre haverá economia, certo?
Se o diâmetro da torre for pequeno, a velocidade do ar precisa aumentar, o que pode causar problemas como transbordamento do líquido. Para que a torre funcione normalmente, é preciso reduzir a produção
Hmm, vou estudar isso com mais atenção. Obrigado pela resposta!
Ao considerar a economia do sistema de torres, não basta levar em conta apenas as torres em si; é preciso também considerar o tamanho dos trocadores de calor localizados nos tanques de refluxo, além dos problemas relacionados à construção e ao suporte estrutural. As instalações públicas também precisam levar em consideração vapor, eletricidade, água de circulação e ar para instrumentos. Primeiro, o que mais precisa ser considerado é se é possível atingir os requisitos do produto ou a precisão de separação desejada. Em segundo lugar, a torre se torna mais alta e fina; é preciso verificar se os componentes internos da torre precisam ser alterados. Um diâmetro demasiado pequeno da torre não é adequado para o uso de torres de tipo placa. Terceiro, a torre torna-se mais alta e fina, e o problema do vento também precisa ser levado em consideração; se for muito alta, as placas localizadas na parte superior da torre podem se tornar inúteis. Quarto, a torre é grossa e pesada; a estrutura de aço das duas plataformas precisa suportar um carga adicional ； A torre é alta e precisa ser fixada. Será necessário adicionar uma plataforma de fixação extra? Será preciso também criar uma plataforma adicional na posição do trocador de calor? É necessário aumentar o custo de instalação? Quinto, as mudanças no diâmetro da torre causam determinadas alterações na relação de refluxo. Se os reboilers e condensadores existentes são capazes de atender às exigências. Se é necessário alterar o tanque de refluxo. Se houver mudança no fluxo de retorno, a bomba também precisa ser alterada? Sexto, o vapor, a quantidade de água no ciclo, a eletricidade e o ar para instrumentos estão todos mudando. Embora os preços das outras três instalações de suporte não sejam tão altos quanto o do vapor, eles também precisam ser levados em consideração. Sétimo, o uso geral de um equipamento dura 14 anos. Calcule a redução no preço das despesas com serviços públicos ao longo de 14 anos, para ver em quantos anos isso será possível de ser alcançado. Não é preciso se preocupar com detalhes excessivos, afinal, os preços podem mudar. Oitavo, **incentivar a redução do consumo de energia.** Vamos calcular se é possível alterar o diâmetro daquela torre. Depois de usar um software de hidráulica para fazer os cálculos, podemos ajustá-lo. Não é tão grave quanto você pensa; não há tantas variações assim.
Aumentar a altura da torre consiste principalmente em aumentar o número de pratos de destilação, a fim de melhorar o desempenho da destilação. Ao garantir que a qualidade dos produtos permaneça inalterada, é possível economizar vapor. O investimento é recuperado em dez anos; o que resta é o lucro. O prazo para recuperar o investimento é um pouco longo.
As respostas acima são bastante completas! Aprendi! Opinião pessoal! A torre que calculamos é baseada na capacidade de separação. Claro, ao obter os resultados, também é necessário calcular o consumo de energia. Ao alterar a altura e o diâmetro da torre, percebe-se que o consumo de energia realmente muda, mas não tanto quanto se poderia pensar. Afinal, ainda é preciso fazer com que o material frio se vaporize e levar esse calor consigo em forma de alta temperatura ； A otimização dos equipamentos por meio do consumo de energia realmente pode ser eficaz, mas é necessário fazer um cálculo cuidadoso antes de implementá-la ； Afinal, nem um diâmetro da torre infinitamente grande consegue reduzir muito a situação. Ao diminuir o diâmetro da torre, é preciso levar em consideração bastante o risco de transbordamento do líquido! Claro, se o consumo de energia diminuir, os outros custos relacionados às instalações públicas também diminuirão naturalmente! Isso é diferente do que há no 9º andar ； Na verdade, a redução do consumo de energia não se dá apenas por esse aspecto; existem muitos outros fatores envolvidos: redução da pressão, aumento da pressão, pré-tratamento, etc. Claro, se for o caso de reduzir a pressão, então é necessário levar em conta o custo do carvão utilizado para resfriamento!
Enquanto o processo atender aos requisitos, basta que o período de retorno do investimento seja de 3 ou 5 anos, de modo a recuperar o investimento adicional; isso deve ser controlado de acordo com as exigências da empresa.
O aumento da altura da torre pode exigir um custo ainda maior do que o original
Em nossa empresa, ao projetar algo, sempre levamos em consideração tanto o investimento inicial quanto os custos operacionais. Quanto à possibilidade de reduzir o consumo de vapor, você pode me passar os parâmetros específicos, e eu vou ajudá-los a analisar! 15753506807