Розробка та впровадження енергозберігаючих технологій ректифікації етилового спирту - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконувалась згідно з цільовим науково - технічним проектом Міннауки України “Розробка високоефективної технології виробництва спирту із вуглеводвмісної відновлюваної сировини” № 0197U015051, завданнями державного концерну “Укрспирт” “Розробити і впровадити технологію і нормативно - технічну документацію на одержання ректифікованого спирту зі зменшеним вмістом алкоголю” № 0192U011865 і “Розробити та впровадити раціональну енергозберігаючу техніку і технологію ректифікації етанолу з організацією виробництва БРУ в Україні”, господарчими договорами з підприємствами галузі і планами НД і ДКР УКРНДІСПИРТБІОПРОД. розробити математичні моделі залежностей температури кипіння суміші етанол-вода від концентрації і тиску та ізобарної теплоємності і теплоти пароутворення цієї суміші від температури і складу; розробити та впровадити технологію брагоректифікації для виробництва спирту зі зменшеним вмістом алкоголю; Розроблено уточнені математичні моделі фазової рівноваги в системі рідина-пара для суміші етанол-вода за різних тисків, залежності температури кипіння від тиску і складу, а також залежності ізобарної теплоємності і теплоти пароутворення від температури та складу суміші етанол-вода і за їх допомогою вивчено вплив тиску, складу дистиляту та кількості теоретичних тарілок на флегмове число ректифікаційної колони з врахуванням гідравлічного опору масообмінних тарілок, а також вплив величини останнього на параметри роботи РК. Науково обгрунтовано технологію ректифікованого спирту зі зменшеним вмістом алкоголю, показано ступінь підвищення термодинамічної ефективності ректифікаційної колони при його виробництві.Розглянуто відомі технологічні та конструктивні прийоми енергозбереження: оснащення колон більш ефективними масообмінними тарілками; збільшення концентрації спирту в бражці і підвищення температури її нагріву; використання тепла барди для нагріву бражки та обігріву колон БРУ; використання лютерної води для обігріву бражної колони та нагріву напівпродуктів ректифікації; робота окремих колон під вакуумом, що надає ряд теплотехнічних та технологічних переваг; виробництво спирту зі зменшеним вмістом алкоголю; раціональне проектування БРУ і оптимізація параметрів процесу. Розглянуто методи аналізу енерготехнологічних систем і обгрунтовано перспективність застосування ексергетичного методу термодинамічної оцінки БРУ з рекуперацією тепла, вказано на необхідність уточнення математичної моделі фазової рівноваги суміші етанол - вода, як бази для розрахунків процесу ректифікації. Аналіз теплових балансів колон БРУ здійснювали за відомими методиками з використанням розроблених нами математичних моделей фазової рівноваги, температури кипіння t, ізобарної теплоємності Cp та теплоти пароутворення r суміші етанол - вода за різних умов. Аналіз взаємозалежності параметрів ректифікаційної колони (РК) виконували з використанням методики розрахунку по теоретичних ступенях “від тарілки до тарілки” з врахуванням гідравлічного опору масообмінних тарілок. Обчислення флегмового числа (V) і витрати гріючої пари (П)р виконано для колони, що містить 31, 33, 35, 37, 39, 41 теоретичну тарілку (т.т.), в тому числі 8 вичерпуючих та 4 пастеризуючих, для яких DP = 0,8 КПА/т.т., для значень Рв = 25,3; 50,6; 75,9; 101,3; 126,7 КПА, концентрації етанолу в ректифікованому спирті хдр= 96,0; 96,2; 96,3; 96,5 % об., в живленні хе = 20, 40, 60 %об., в лютерній воді хл=0,005 %об.

Основний зміст роботи