книги из ГПНТБ / Стабников В.Н. Перегонка и ректификация спирта

Марине [7] приводит ряд дшных о работе аппаратов с тер­ мокомпрессором. Из этих данных следует, что применение термокомпрессора экономит до 40% пара, т. е. примерно столько же, сколько экономит многоколонный аппарат с несколькими ступенями давления. Однако .эти данные вызывают некоторые сомнения. Как известно, экономический эффект, даваемый термокомпрессором, значителен в том случае, когда разница меж­ ду температурой кипящей жидкости и температурой насыщен­ ного пара при давлении в аппарате незначительна. Иначе гово­ ря. для того чтобы применение термокомпрессора было эффек­ тивным, депрессия раствора должна быть небольшой.

В случае применения термскомпрессора к ректификационно­

качестве греющего пара. Естественно, что для конденсации па­ ра необходимо иметь некоторую разницу температур между греющим паром и кипящей жидкостью. Следовательно, вторич­ ный пар дефлегматора-кипятильника будет иметь еще меньшую температуру, чем пары, поступающие из колонны. Это поведет к тому, что разница температур пара, поступающего в компрес­ сор, и пара, греющего ректификационную колонну, станет весь­ ма значительной. Все сказанное заставляет отнестись с недове­ рием к возможности получения значительного эффекта от при­ менения термокомпреосора. М. С. Козлова под руководством ав­ тора провела расчет ректификационного аппарата производи­ тельностью 2000 дкл безводного спирта в сутки с применением термокомпрессор а.

ной А, ректификационной — Р.

Бражка, предварительно .нагретая в дефлегматоре эпюрационной колонны и в теплообменнике, использующем тепло барды, поступает в бражную колонну по трубопроводу 1. Пары спирта из бражкой колонны, пройдя ловушку Л, поступают в эпюрационную колонну. Эпюрат по трубе 2 направляется в ректифи­ кационную колонну. По трубе 3 отбирается пастеризованный спирт, по трубе 4 — сивушные масла, по трубе 5 — лютерная вода. Пары из ректификационной колонны поступают в дефлег­ матор-испаритель И, в котором испаряется лютерная вода. Па­

ры поступают в межтрубное пространство, а вода циркулирует по трубкам и циркуляционной трубе.

Конденсат спиртовых паров в виде флегмы возвращается в колонну, а часть неоконденсировавшихся паров поступает в

Рис. 183. Схема трехколонного брагоректификацнонного аппарата с компрессией вторичных паров:

А — эпюрацнонная колонна; £ —бражнзя колонна;

Р —ректификационная колонна; Л —ловушка; Я — дефлегматор-испаритель; /(—конденсатор ректи­ фикационной колонны; Л—дефлегматор эпюрационной колонны; К '—конденсатор эпюрацнонной

вод вторичного пара к компрессору.

конденсатор К, откуда конденсат частично возвращается в эпюрационную колонну, а частично — в ректификационную.

Вторичные пары из испарителя И засасываются по трубе 6 компрессором Т и сжимаются в нем. Сжатые пары идут ца обогрев бражной и ректификационной колонн. • Элюрационная колонна, как обычно, греется паром, отбираемым из выварной части ректификационной колонны (на схеме не показано). Под­ счеты показали, что для использования тепла паров ректифи­ кационной колонны необходимо иметь в дефлегматоре-испари­ теле давление паров 0,3 ата. Температура насыщенного пара.

4 3 0 Аппараты с использованием вторичного пара

греющего колонну, должна быть 1,3 ата. Таким образом, ком­ прессор должен повысить давление на одну атмосферу.

При расчетах принято давление пара, поступающего из ко­ тельной, 12 ата.

Было выполнено два варианта расчета: 1) установка с ин­ жектором, 2) установка с турбокомпрессором с использованием отработанного пара турбины [1]. В результате расчетов установ­

следует учесть, что затраты на установку турбокомпрессора бо­ лее значительны.

Практическое осуществление термокомпрессор получил в гидролизной к сульфитао-спиртовой промышленности Советско­ го Союза. В этих отраслях промышленности вследствие низкой концентрации спирта в бражке расход пара на брагоректифика­ ционные аппараты весьма велик. При этом значительная часть тепла, расходуемого в брагоперегонном аппарате, затрачивает­ ся на нагрев барды. Это прекрасно демонстрируется диаграммой

А. В. Зеленщиков предложили использовать значительную часть этого тепла при помощи 'лароинжекционной установки. Такая установка была построена на Ленинградском и Сяськом суль­ фитно-спиртовых заводах. Схема установки приведена на рис. 184.

Работа установки протекает следующим образом. Барда че­ рез регулятор уровня прямого действия 3, связанный с шибе­ ром 6, поступает в испаритель 1. Барда вводится в испаритель тангенциально, что обеспечивает более интенсивное ее самоиспарение.

Испаритель снабжен двумя инжекторами 2, которые отсасы­ вают из испарителя пары, выделившиеся из барды. Тем самым в испарителе создается разрежение, вызывающее интенсивное самоиспарение. На рис. 185 показан пароструйный инжектор си­ стемы ВТИ, примененный в установках. Инжектор сжимает вто­ ричные пары, выделившиеся из барды, и возвращает их в колон­ ну. На рис. 186 приведена диаграмма, составленная К. П. Андреевым и его сотрудниками [15]. На диаграмме весьма наглядно представлен тепловой поток брагоперегоного аппара­ та с пароинжекционной установкой.

Как видно из диаграммы, таким путем удается использовать только часть тепла, содержащегося в барде, а большая часть его остается неиспользованной, однако и имеющаяся экономия тепла достаточно значительна.

432 Аппараты с использованием вторичного пара

Как известно, коэффициент инжекции и показывает, какое количество вторичного пара (в кг) засасывается я сжимается в инжекторе на каждый килограмм поступившего в инжектор ра­ бочего пара.

Из данных табл. 104 видно, что величина коэффициента ин­ жекции при работе установки колеблется в пределах 0,2— 0,3 кг/кг.

Коэффициент полезного действия л характеризует эффектив­ ность пароструйного инжектора. Теоретически он не превышает 0,35. Обычные его значения для производственных установок 0,2—0,25. Сравнительно низкое значение к.п.д. при проведенных

ленная на заводе, дала экономию пара до 20%. 'Поэтому есть все основания считать предложенный метод утилизации от­ бросного тепла барды перспективным и для спиртовой промыш­ ленности.

Имеются также предложения об использовании тепла барды для подогрева воды, идущей на отопительные цели, однако и эти предложения реализованы на немногих заводах. Поэтому представляется целесообразным использовать описанный выше опыт сульфитно-спиртовых заводов.

Вопрос о многократном использовании тепла в ректифика­ ционных и брагоректификационных установках в настоящее время может считаться достаточно хорошо разработанным. При­ менение этого принципа сулит значительные экономические вы­ годы, обоснованные теоретическими расчетами и производствен­ ными опытами. Необходимо перейти к внедрению принципа многократного использования тепла в практику спиртовых и ликеро-водочных заводов Союза, а также заводов гидролизной и сульфитно-спиртовой промышленности.

При внедрении принципа многократного использования теп­ ла, конечно, возникнет ряд вопросов я затруднений, но они мо­ гут и должны быть разрешены, поскольку с .несомненностью до­ казана экономическая целесообразность предлагаемого принци­

ГЛ А В А XVI

АВ Т О М А Т И ЗА Ц И Я К О НТРОЛЯ И У П Р А В Л Е Н И Я

АПП А РА ТА М И

§ 1. ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ

Внедрение автоматизации управления производственными процессами является определяющим фактором технического прогресса. Автоматическое управление аппаратом устраняет субъективные ошибки обслуживающего персонала и создает не­ обходимую предпосылку для ритмичной работы аппарата.

Внедрение автоматизации управления и контроля повышает производительность труда и улучшает его условия.

Брагоперегонные и бра горектификационные аппараты яв­ ляются аппаратами непрерывного действия. Ректификационные аппараты могут быть как непрерывного, так и периодического действия, однако последние относятся к отживающему типу оборудования и их заменяют аппаратами непрерывного дейст­ вия. Поэтому можноутверждать, что аппаратура для перегон­ ки и ректификации, работающая в промышленности, непрерыв­ ного действия.

Непрерывность производственного процесса — одна из ос­ новных предпосылок автоматизации производства. Непрерыв­ ность и автоматизация производственных процессов — факто­ ры взаимосвязанные, так как непрерывное производство стано­ вится наиболее эффективным при его комплексной автоматиза­ ции.

Непрерывно действующие брагоперегшные, ректификацион­ ные и брагоректификационные аппа|раты с этой точки зрения можно считать объектом, вполне подготовленным к полной ав­ томатизации контроля и управления. Следует, однако, заметить, что до настоящего времени аппараты для перегонки и ректифи­ кации в спиртовой промышленности еще недостаточно автома­ тизированы, хотя некоторые узлы аппаратов управляются ав­ томатически издавна. Из автоматизированных узлов следует указать подачу пара в аппараты, отвод барды и лютера нз бражной и ректификационной колони, подвод воды к дефлег­ маторам.

В большинстве случаев для регулировки их использовались регуляторы прямого действия. В настоящее время перед про­ мышленностью -стала задача комплексной автоматизации алпа-

Рис. 187. Схема потоков в ректификационной колонне.

3)отходящий снизу колонны отход, который может быть либо отходом производства (барда), либо нижним продуктом (эпюрат в эпюрационной колонне);

4)дистиллят, являющийся верхним продуктом, содержащим нижекипящую фракцию;

5)холодная вода, поступающая «а дефлегматор (или деф­

легматор и конденсатор). Этот поток определяет поток флегмы

вколонне.

Стеми или другими незначительными вариациями эта схема потоков повторяется в каждой колонне любого аппарата.

Рассмотрим теперь применительно к указанной схеме ос­ новные причины отклонения работы аппарата от заданного ре­

жима, или, как их принято называть, «источники возмуще­ ния».

Эти источники возмущения связаны с изменением количе­ ственной или качественной характеристики того или иного пото­ ка, поступающего в колонну. Такие возмущения происходят при следующих условиях:

1) изменении количества исходной смеси (питания), посту пающей в колонну;