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Este post fue editado por última vez por 我爱毛毛染 el 19-12-2015 a las 16:53. Quisiera preguntarles: ¿existen algunos principios para determinar la altura de una torre de destilación? Según mi entendimiento personal, al diseñar una torre se deben considerar en conjunto los costos de la inversión en equipos y el consumo energético después de su puesta en funcionamiento. Pero la inversión en equipos es única, mientras que el consumo de energía es permanente. Supongamos que una torre cuesta 1 millón; el reboiler en la parte inferior de la torre se calienta con vapor. El costo anual por esto también es de 1 millón. Si ahora se duplica la altura de la torre, haciéndola más alta y delgada, aunque el costo de los equipos aumente a 2 millones, el consumo de vapor disminuirá en 200 mil unidades al año. Con el paso del tiempo, este costo se recuperará. Sigue siendo una buena opción. ¿Tengo razón al pensar así? Lo que me deja perplejo es si, al aumentar la altura de la torre y mantener invariables los parámetros del producto destilado, realmente se puede utilizar menos vapor.
A mi humilde opinión, esta metáfora no es buena. El vapor se calcula a partir del balance de entalpía de la materia, y no tiene mucha relación con elevarlo. En la producción real, es posible que, debido a la superficie de la torre, a la cantidad de calor disipado y a la capacidad de transferencia de calor, la cantidad de vapor utilizada varíe. Pero esto no constituye el factor fundamental en los cálculos. (Aunque también consideramos la pérdida por Q)
Gracias por su respuesta. No se trata de considerar los problemas de disipación de calor. Por ejemplo, en el caso de las columnas de destilación, ¿mejora el efecto de destilación cuando la altura de la columna aumenta? Entonces, ¿el vapor no podría reducir el consumo?
El impacto no será muy grande. Puedes calcularlo de dos maneras: 1. Calor introducido en la torre + calor introducido por el reboiler + calor introducido por el flujo de retorno = Calor que sale en la parte superior de la torre + Calor que sale en la parte inferior de la torre + Pérdidas de Q. 2. Calor introducido en la torre + calor introducido por el reboiler = Calor que sale en la salida + Calor extraído por el condensador + Calor que sale en la parte inferior de la torre + Pérdidas de Q. En realidad, todos los cambios se refieren a las pérdidas de Q; personalmente creo que no habrá grandes variaciones. La altura de la torre se determina principalmente en función de los requisitos de separación; el consumo energético no es un factor importante a considerar.
A partir de factores como la velocidad del gas y la relación gas-líquido, se obtuvo una relación altura-diámetro empírica para las tablas individuales; Para lograr el efecto de separación deseado, se calcula la cantidad necesaria de placas de torre; al multiplicar estos valores, se obtiene la altura requerida para la torre. No es conveniente cambiar la torre, una vez calculada, para que sea más alargada. El diámetro de la torre no cambia; si se aumenta su altura, se puede reducir algo la cantidad de vapor. Dado que aumenta el número de placas, es más fácil lograr el efecto de separación deseado; además, se puede reducir la cantidad de reflux, lo que a su vez disminuye la cantidad de vapor necesario
Bueno, si el diámetro de la torre disminuye, no necesariamente se logra un ahorro, ¿verdad?
Si el diámetro de la torre es pequeño, es necesario aumentar la velocidad del gas; esto puede causar problemas como el fenómeno de transbordamiento del líquido. Para que funcione correctamente, solo queda reducir la producción
Sí, lo estudiaré con más detenimiento. ¡Gracias por su respuesta!
Al considerar la economía del sistema de torres, no basta con pensar solo en las torres; también es necesario tener en cuenta el tamaño del intercambiador de calor del tanque de retorno, así como los problemas relacionados con la construcción y el soporte estructural. Las instalaciones de servicios también deben tener en cuenta el vapor, la electricidad, el agua de circulación y el aire para instrumentos. En primer lugar, lo que más hay que considerar es si se puede cumplir con los requisitos del producto o con la precisión de separación necesaria. En segundo lugar, la torre se vuelve más alta y delgada; es necesario determinar si los componentes internos de la torre deben modificarse. Un diámetro demasiado pequeño de la torre hace que no sea adecuada para su uso como torre de placas. En tercer lugar, la torre se vuelve más alta y delgada; también hay que tener en cuenta el problema del viento. Si es demasiado alta, las placas superiores de la torre podrían no ser eficaces. Cuarto, la torre es gruesa y pesada; la estructura de acero de la plataforma de dos niveles debe soportar una carga adicional ; La torre es alta y necesita ser fijada; ¿es necesario añadir una plataforma de sujeción adicional? ¿Se requiere también una plataforma adicional en la ubicación del intercambiador de calor? ¿Es necesario aumentar el costo de instalación? Quinto, los cambios en el diámetro de la torre provocan ciertos cambios en la relación de retroflujo. ¿Pueden los reboilers y condensadores existentes satisfacer los requisitos? ¿Es necesario cambiar el tanque de retorno? Si cambia el caudal de retorno, ¿es necesario cambiar también la bomba? En sexto lugar, el vapor, la cantidad de agua en el ciclo, la electricidad y el aire para instrumentos están cambiando. Aunque los precios de las otras tres infraestructuras esenciales no son tan altos como el del vapor, también es necesario tenerlos en cuenta. Séptimo, la vida útil típica de los dispositivos es de 14 años. Calculemos la reducción en el precio de los servicios públicos durante 14 años, para ver en cuántos años se podrá cubrir ese gasto. No es necesario considerar demasiados detalles, ya que los precios pueden cambiar con el tiempo. Octavo, **se fomenta la reducción del consumo energético**. Será mejor calcular si es posible modificar el diámetro de esa torre. Después de hacer los cálculos con un software hidráulico, se podrá ajustar. No son tantos los cambios como piensas.
Aumentar la altura de la torre consiste principalmente en incrementar el número de placas, con el fin de mejorar el rendimiento de la destilación. Se puede ahorrar vapor sin que la calidad de los productos se vea afectada; la inversión se recupera en diez años, y lo que queda es ganancia. El plazo para recuperar la inversión es un poco largo.
¡Todas las respuestas anteriores son bastante completas! ¡Lo aprendí! ¡Opinión personal! La torre que hemos calculado se basa en su capacidad de separación. Por supuesto, al obtener los resultados también es necesario calcular el consumo energético. Al cambiar la altura y el diámetro de la torre, se puede observar que el consumo energético sí varía, pero no tanto como uno podría pensar. Después de todo, es necesario hacer que los materiales fríos se vaporicen y así llevarse ese calor en forma de calor elevado ; La optimización de los equipos mediante el consumo energético puede ser efectiva, pero es necesario realizar un cálculo detallado antes de ponerla en práctica ; Después de todo, un diámetro de torre infinitamente grande no reduce mucho las cantidades involucradas; al reducir el diámetro de la torre, hay que tener en cuenta mucho la posibilidad de efusión del líquido Por supuesto, si la energía consumida disminuye, los costos de otras servicios públicos también disminuirán naturalmente Esto es diferente de lo que hay en el piso 9 ; De hecho, la reducción del consumo energético no se produce únicamente desde este ángulo; existen muchos otros factores que influyen en ello: reducción de presión, aumento de presión, pretratamiento, etc. Por supuesto, si se trata de reducir la presión, entonces es necesario calcular el costo del carbón utilizado para enfriar
Mientras el proceso cumpla con los requisitos, basta con que el período de recuperación de la inversión sea de 3 o 5 años para poder recuperar la inversión adicional; esto debe gestionarse según los requisitos de la empresa.
Aumentar la altura de la torre podría requerir aún más recursos que antes
En nuestra empresa, al diseñar algo, siempre tomamos en consideración tanto la inversión inicial como los costos de operación. En cuanto a si es posible reducir el consumo de vapor, puedes darme los parámetros específicos y yo les echaré un vistazo 15753506807