Вивчення впливу деяких факторів на флегмове число, витрату гріючої пари та продуктивність ректифікаційної колони енергозбережної брагоректифікаційної установки. Визначення оптимальної кількості тепла для відведення в дефлегматорах повітряного охолодження.
Аннотация к работе
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана в Українському науково-дослідному інституті спирту і біотехнології продовольчих продуктів Міністерства аграрної політики України. Науковий керівник: кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, академік УТА Міхненко Євгеній Олександрович, Український науково-дослідний інститут спирту і біотехнології продовольчих продуктів, заступник директора з наукової роботи Маринченко Віктор Опанасович, Національний університет харчових технологій, професор кафедри біотехнології продуктів бродіння, екстрактів і напоїв кандидат технічних наук, академік УТАРобота виконувалась згідно з цільовим науково-технічним проектом Міннауки України „Розробка високоефективної технології виробництва ректифікованого спирту з вуглеводвмісної сировини” (ДР № 0197U015051), завданням програми Державного концерну „Укрспирт” по прискоренню науково-технічного прогресу в спиртовій галузі „Розробити та впровадити раціональну енергозберігаючу техніку і технологію ректифікації спирту з організацією виробництва БРУ в Україні” (ДР № 0194U016633), господарчими договорами з підприємствами спиртової галузі і планами НД та ДКР УКРНДІСПИРТБІОПРОД. дослідити вплив деяких факторів на флегмове число, витрату гріючої пари та продуктивність ректифікаційної колони енергозбережної низькоінвестиційної БРУ при виробництві спирту етилового технічного марки А і Б з пониженою концентрацією (до 90% об.); виконати експериментальні дослідження теплообмінників з повітряним охолодженням для застосування їх в якості дефлегматорів повітряного охолодження в системі конденсації водно-спиртової пари з колон БРУ. дослідити розподіл концентрацій домішок спирту по висоті теплообмінних труб дефлегматора повітряного охолодження за різних схем його підключення в систему конденсації водно-спиртової пари з колон БРУ; з урахуванням технологічних особливостей виробництва спирту етилового ректифікованого вперше розроблено дефлегматор повітряного охолодження для конденсаційної системи брагоректифікаційних установок, визначено оптимальні умови його роботи при конденсації водно-спиртової пари з колон БРУ та визначено розподіл домішок спирту по висоті теплообмінних труб ДПО.У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, звязок роботи з науковими програмами, планами, темами, визначено мету і завдання досліджень, визначено наукову та практичну цінність роботи. У першому розділі „СУЧАСНІ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖНІ ТЕХНОЛОГІЇ БРАГОРЕКТИФІКАЦІЇ ЕТИЛОВОГО СПИРТУ” на підставі даних науково-технічної і патентної інформації проаналізовано сучасний стан вітчизняних та зарубіжних енергозбережних технологій брагоректифікації спирту та установок. Розглянуто відомі прийоми енергозбереження: багатократне ступінчато-послідовне використання тепла гріючої пари; застосування термо-та турбокомпресії; рекуперацію тепла водно-спиртової пари, барди та лютерної води; оптимізацію взаємозвязку між елементами БРУ та умов проведення брагоректифікації; роботу окремих елементів БРУ під вакуумом; виробництво спирту зі зменшеною концентрацією; використання розділення домішок спирту в підігрівниках бражки і дефлегматорах. Особливістю дослідно-промислової ректифікаційної установки є те, що конденсацію водно-спиртової пари з ректифікаційної колони здійснювали повітрям в дефлегматорі повітряного охолодження, який працював в режимі прямотечії і протитечії парової і рідкої фаз. Аналіз теплових балансів колон БРУ з урахуванням явища парціальної конденсації пари бражного дистиляту в кипятильнику епюраційної колони (ЕК), підігрівнику бражки бражної колони (БК) та конденсаторі здійснювали за відомими методиками з використанням розроблених нами математичних моделей фазової рівноваги системи етиловий спирт - вода, побудованої в координатах температура - склад (t - Х,У) та розроблених залежностей температури кипіння (t), ізобарної теплоємності (Ср) та теплоти пароутворення (r) суміші етиловий спирт - вода за різних умов.З метою застосування у ректифікаційній колоні БРУВАК-М принципу концентрування спирту за тиску нижче атмосферного, а виварювання - за тиску вище атмосферного проведено розрахунки ректифікаційної колони, яка містить 37 теоретичних тарілок (т.т.), в тому числі 8 т.т. вичерпуючих і 4 т.т. пастеризуючих з урахуванням гідравлічного опору DP, для значень: тиску над верхньою тарілкою Рв = 75, 80, 85 КПА; концентрацій етанолу в ректифікованому спирті - ХДР = 96,2; 96,3; 96,5 % об., в епюраті Хе = 20; 35; 40; 60 % об. і в лютерній воді - Хл = 0,005 % об. Визначено залежність витрати гріючої пари (Пр) і флегмового числа (V) від тиску над верхньою тарілкою РК (Рв) (рис.2).