Статті
Постійне посилання колекціїhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7522
Переглянути
10 результатів
Результати пошуку
Документ Особливості попередньої підготовки соломи пшеничної для гідролізу(2024) Булій, Юрій Володимирович; Сидоренко, Віталій ВолодимировичВ роботі наведено результати застосування різних способів проведення лужної попередньої підготовки лігноцелюлозної сировини (соломи пшеничної) до гідролізу в технології отримання паливного етанолу. Досліджені способи обробки в автоклаві та в роторно-пульсаційному апараті. Ефект обробки визначали за кількістю видаленого із сировини лігніну. Параметрами варіювання були тривалість обробки, концентрація лугу та температура процесу. Процес відокремлення лігніну та геміцелюлози від лігноцелюлозного комплексу є невід'ємною частиною попередньої підготовки сировини до гідролізу, проте є найбільш енерговитратним в процесі отримання паливного етанолу. Високі енерговитрати обумовлені тим, що цей процес відбувається за підвищених температур та тиску. В роботі наведено приклади основних способів попередньої підготовки рослинної біомаси до гідролізу: розчиненою сірчаною кислотою, лугами, амонійні методи та органосольвентна попередня обробка. Для інтенсифікації процесу попередньої обробки лужних розчинів соломи пшеничної запропоновано використання роторно-пульсаційного апарату. Метою даної роботи було порівняння впливу температури, концентрації лугу та часу обробки лужних розчинів соломи пшеничної в роторно-пульсаційному апараті (далі РПА) та автоклавування на процес видалення лігніну протягом попередньої підготовки сировини до гідролізу. Кислоторозчинний лігнін визначали у фільтраті, що залишився після вилучення кислотонерозчинного лігніну шляхом вимірювання оптичної густини. В ході роботи визначали залежність ступеню видалення лігніну від концентрації лугу, температури і тривалості обробки подрібненої сировини. Досліджекно, що використання РПА прискорює вивільнення лігніну порівняно з автоклавуванням для всього діапазону концентрацій лугу (0,5-4,0 % мас.). З підвищенням концентрації лугу від 0,5 до 4 % мас. вміст лігніну в зразку зменшується до 4,17 % від загальної кількості твердих речовин для автоклавування при 90 ºС; при автоклавуванні за температури 121 ºС вміст лігніну зменшувався до 2,98 %. Обробка соломи пшеничної за температури 90 ºС в РПА призводить до зменшення вмісту лігніну до 3,15 %. Оптамальними параметрами попередньої обробки сировини в РПА є концентрація лугу 4 % мас., температиура 90 оС, тримвалість 60 хв.Документ Енергоефективна технологія ректифікованого етилового спирту(2024) Булій, Юрій Володимирович; Ободович, Олександр Миколайович; Степанова, Олеся ЄвгенівнаУ виробничих умовах визначена ефективність інноваційної технології ректифікованого спирту, яка передбачає подачу на тарілку живлення розгінної колони спиртовмісних фракцій у вигляді несконденсованої в дефлегматорах основних колон пари. Технічне рішення дозволяє зменшити загальні витрати води на охолодження на 0,032 м3/дал (5,1 %), а гріючої пари на ьрагоректифікаційну установку на 1,2 кг/дал (1,9 %) в перерахунку на безводний спирт у порівнянні з відомим способом брагоректифікації. Очікуваний прибуток для заводу потужністю 3000 дал спирту на добу становитиме близько 1,5 млн грн на рік. Збільшення кількості несконденсованої пари в дефлегматорах бражної, епюраційної і спиртової колон від 2 до 5 % і подача їх на тарілку живлення розгінної колони дозволить зменшити витрату гріючої пари від 10 до 8,8 кг/дал, а прибуток збільшити на 33,3 %. Під час випробувань якісні показники ректифікованого спирту відповідали нормативним для сорту «Люкс»Документ Технологія та обладнання для одержання універсального водовугільного палива(2024) Ободович, Олександр Миколайович; Целень, Богдан Ярославович; Степанова, Олеся Євгенівна; Недбайло, Анна Євгенівна; Булій, Юрій ВолодимировичПроведений аналіз способів та обладнання для отримання водовугільного палива. Метою роботи є розробка технології та тепломасообмінного обладнання виготовлення універсального водовугільного палива (УВВП), придатного для застосування в усіх типах теплоенергетичних установок. Розроблено тепломасообмінне обладнання, за допомогою якого можна отримати УВВП з максимальним розміром частинок вугілля не більше 3 мкм. Застосування водовугільних суспензій в якості енергетичного палива дозволяє підвищити техніко-економічні та екологічні показники енергетичних установок. Так, під час переведення на водовугільне паливо котла вдалося збільшити його теплову потужність з 13,2 до 21,1 МВт при заміні 70 % вугілля водовугільним паливом. В даний час існують різні способи та обладнання для приготування водовугільного палива. Однак усі вони мають певні недоліки. Основними недоліками способів отримання водовугільних палив є багатостадійність, металоємність, великі енергетичні витрати, проведення фізико-механічної та дорогої хімічної демінералізації вугілля тощо. Також недоліками є обмежена частота гідроударних імпульсів при обробці за один цикл, що недостатня при приготуванні висококонцентрованих суспензій, які відповідають вимогам до рідкого композиційного палива, призначеного для прямого спалювання. З ціллю підвищенні якості одержуваної суспензії за рахунок більш ефективного подрібнення та збільшення кількості її твердої складової було розроблено тепломасообмінне обладнання, за допомогою якого можна отримати універсальне водовугільне паливо для спалювання в котлах, печах, різноманітному теплоенергетичному обладнанні, двигунах внутрішнього згоряння та ін. В якості тепломасообмінного обладнання були використані роторно-пульсаційні апарати (РПА), що працюють за методом дискретно-імпульсного введення енергії (ДІВЕ).Документ Підвищення експлуатаційних характеристик брагоректифікаційних установок шляхом оптимізації роботи теплообмінного обладнання(2023) Булій, Юрій Володимирович; Куц, Анатолій Михайлович; Форсюк, Андрій Васильович; Запорожець, Юлія ВладиславівнаВідомі способи отримання ректифікованого спирту в брагоректифікаційних установках, оснащених розгінною колоною, передбачають введення на її тарілку живлення спиртовмісних напівпродуктів і побічних продуктів у вигляді конденсату пари з температурою 25-30 оС. Для ефективного виділення і концентрування летких домішок необхідною умовою є збільшення витрати пари від 2,56 до 3,59 кг/кг безводного спирту, введеного в колону (на 28,7 %). З метою оптимізації роботи установки авторами запропоновано подавати на тарілку живлення розгінної колони спиртовмісні фракції у вигляді пари, що не сконденсувалася в сепараторі вуглекислого газу, дефлегматорах бражної, епюраційної (головну фракцію) і спиртової колон (непастеризований спирт), а також сивушну фракцію і сивушний спирт в пароподібному стані. Дослідження ефективності інноваційного способу проводили у виробничих умовах у два етапи. На першому етапі в розгінну колону подавали 2 % несконденсованої у дефлегматорах пари, на другому етапі — 5 %. Розрахунок витрати води на охолодження теплообмінного обладнання і пари проводили в перерахунку на 1 дал безводного спирту, введеного в колону. Встановлено, що технічне рішення дозволяє зменшити загальні витрати води на 0,032 м3/дал (5,1 %), а пари на 1,2 кг/дал (1,9 %) порівняно з відомим способом. При цьому якісні показники спирту етилового ректифікованого відповідали нормативним показникам для спирту сорту «Люкс». За умови організації парових потоків живлення розгінної колони прибуток для заводу потужністю 3000 дал спирту на добу становитиме близько 1,5 млн грн на рік. Збільшення кількості несконденсованої пари в дефлегматорах основних колон від 2 до 5 % для живлення колони дозволяє зменшити витрату пари від 10 до 8,8 кг/дал, а прибуток збільшити на 33,3 %.Документ Очищення стічних вод теплоелектростанцій (ТЕС)(2023) Ободович, Олександр Миколайович; Сидоренко, Віталій Володимирович; Булій, Юрій Володимирович; Степаненко, Олеся ЄвгеніївнаПроведено аналіз стічних вод ТЕС, а також технологій та обладнання для їх очищення, для вибору раціонального режиму та визначення гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин, характерних для енергетичної галузі перед скиданням у водойми. Склади перерахованих стоків різні та визначаються типом теплових електростанцій (ТЕС) та основного обладнання, його потужністю, видом палива, складом вихідної води, способом водопідготовки тощо. Наприклад, вода після охолодження конденсаторів турбін і охолоджувачів повітря зазвичай несе так звані теплові забруднення, оскільки її температура на 8-10 ºС вище температури води у вододжерелі. У деяких випадках вода, що охолоджує, може привносити в природні водойми сторонні речовини. Для зниження рівня забруднення ґрунту та ґрунтових вод на теплових електростанціях були побудовані локальні очисні споруди. Другий спосіб полягає в зборі стічних вод у спеціально створені ємності з подальшим очищенням за допомогою відстійників і фільтрів, в яких як фільтруючий матеріал використовується антрацит або активоване вугілля. В ІТТФ Національної академії наук розроблено багатоцільову аераційно-окислювальну установку (АОРТ) роторного типу, що працює за методом дискретно-імпульсного введення енергії (ДІВЕ). Ця установка дозволяє прискорити швидкість тепло- та масообміну хімічних реакцій у воді та водних системах на 25-30 %. Це дає можливість скоротити тривалість процесів очищення, знизити енергоспоживання у 2-3 рази та витрати реагентів на 20-25 %. Установка АОРТ використовується для очищення стічних вод від заліза, марганцю, сірководню, вуглекислого газу, сульфатів та нітратів. An analysis of TPP wastewater, as well as technologies and equipment for their treatment, for choosing a rational mode and determining the maximum permissible concentrations of harmful substances characteristic of the energy industry before discharge into reservoirs was carried out. The compositions of the listed effluents are different and are determined by the type of thermal power plants (TPP) and the main equipment, its capacity, type of fuel, composition of the source water, method of water treatment, etc. For example, water after cooling turbine condensers and air coolers usually carries so-called thermal pollution, since its temperature is 8-10 ºС higher than the temperature of water in the water source. In some cases, cooling water can introduce foreign substances into natural reservoirs. In order to reduce the level of soil and groundwater pollution, local wastewater treatment facilities were constructed at thermal power stations. The second method is the collection of waste water in specially created containers with subsequent purification using sedimentation tanks and filters, which have anthracite or activated carbon as a filter material. The ITTF of the National Academy of Sciences has developed a multi-purpose rotor-type aeration and oxidation plant (AORT), which works according to the method of discrete-pulse energy input (DPEI). This installation makes it possible to speed up the rate of heat and mass exchange of chemical reactions in water and water systems by 25-30 %. It makes it possible to reduce the duration of cleaning processes, reduce energy consumption by 2-3 times and consumption of reagents by 20-25 %. The AORT installation is used to clean sewage from iron, manganese, hydrogen sulfide, carbon dioxide, sulfates, and nitrates.Документ Пілотне тепломасообмінне обладнання для комплексної переробки рослинних відходів в біопаливо і побічні продукти(2022) Ободович, Олександр Миколайович; Сидоренко, Віталій Володимирович; Булій, Юрій Володимирович; Азаров, Сергій ПавловичВ статті представлено пілотне, дослідно-промислове тепломасообмінне обладнання для проведення комплексної переробки рослинних відходів сільськогосподарського виробництва в тверде (лігнін) та рідке (біоетанол) біопаливо і побічні продукти. Описано конструкцію та принцип роботи установки. Представлено результати досліджень по делігніфікації соломи пшеничної на пілотній дослідно-промисловій установці. The most significant source of biomass is wood and agricultural crops. The experience of a number of productions, in particular hydrolysis, allows solving the problem of the profitability of processing organic biomass by means of its deep complex processing with obtaining components, the cost of which exceeds the cost of the original organic raw materials, such as fuel. The main results of the complex processing of organic raw materials are increasingly energy-containing products, namely bioethanol and hydrolyzed lignin, which have energy characteristics comparable to fossil fuels. One of the stages of bioethanol production is the hydrolysis stage, which consists of the pretreatment of raw materials before hydrolysis and direct hydrolysis (acidic or enzymatic).Документ Інноваційна технологія комплексної переробки зернової післяспиртової барди(2022) Булій, Юрій Володимирович; Мукоїд, Роман Миколайович; Ольшаковський, Ігор Михайлович; Михайлов Ігор Миколайович; Іванчук, Віктор Гнатович; Іванчук, Василь ВікторовичРозробка раціональних способів переробки зернової післяспиртової барди є актуальною задачею. Для її вирішення запропонована енергозберігаюча технологія, яка передбачає отримання вологого кеку з вмістом сухих речовин 30…35 %, згущення фугату від 6…9 до 28…32 % в SE-декантері, а фугату після SE-декантера від 3…4 до 14…18 % в ультрафільтраційній установці та висушування кеку і концентрату з отриманням сухої барди (DDGS) вологістю 10…12 % і вмістом протеїну 30…35 %. Очищення і знесолення суміші фільтрату після ультрафільтраційної установки, лютерної води і конденсату після сушильної установки шляхом нанофільтрації дозволило отримати воду, придатну для використання на технологічні потреби. Після виробничих досліджень інноваційна технологія була впроваджена на спиртових заводах. Development of rational methods of processing of grain post-alcohol bard is an urgent task. For its solution the energy-saving technology has been suggested, which envisages obtaining a wet cake with solids content of 30 ... 35 %, thickening of the centrifuges from 6 ... 9 to 28 ... 32 % in an SE-decanter, and the substrate after the SE-decanter from 3 ... 4 to 14 ... 18 % in ultrafiltration installation and drying of cake and concentrate with obtaining dry bard (DDGS) with humidity 10 ... 12 % and protein content 30 ... 35 %. Purification and desalination of a mixture of filtrate after the ultrafiltration unit, luther water and condensate after the drying by nanofiltration made it possible to get water, suitable for use for technological needs. After production research, the innovative technology was introduced in distilleries.Документ Оптимізація процесу перегонки спиртової бражки(2022) Булій, Юрій Володимирович; Куц, Анатолій Михайлович; Форсюк, Андрій Васильович; Ободович, Олександр МиколайовичКритеріями оптимізації процесу перегонки спиртової бражки є якісний склад бражного дистиляту, концентрація етилового спирту в дистиляті і барді та питома витрата гріючої пари в бражній колоні. Вказані показники залежать від якісного складу бражки, кількості і типу тарілок, гідравлічного режиму їх роботи, температурного режиму процесу перегонки, способу обігріву колони, ступеню декарбонізації бражки та ефективності системи автоматизації для управління і контролю технологічних параметрів. Вагомим фактором оптимізації є збільшення тривалості контакту пари і бражки на тарілках колони задля досягнення стану фаз, близького до рівноважного. Авторами запропонована енергозберігаюча технологія перегонки бражки в режимі контрольованих циклів затримки і переливу її, розроблена конструкція бражної колони для реалізації інноваційного способу та апаратурно-технологічна схема включення її в роботу. У виробничих умовах встановлено оптимальні технологічні параметри і гідравлічні режими роботи експериментальної колони циклічної дії. Доведено, що інноваційний спосіб дозволяє збільшити тривалість контакту пари та бражки на кожній тарілці до 35—40 с і скоротити час переливу її з тарілки на тарілку до 1,5—1,7 с, завдяки чому концентрація етилового спирту в бражному дистиляті зросла на 33 % (до 60 % об.), пропускна здатність колони по рідині — на 17 % (від 15000 до 18000 дм3/год), а питома витрата гріючої пари на процес брагоперегонки зменшилась на 60 % (від 25 до 10 кг/дал в перерахунку на безводний спирт, введеного на тарілку живлення). Для досягнення вищевказаних показників в бражній колоні достатньо встановити 24 лускоподібні тарілки із змінним вільним перерізом, що дозволяє зменшити металоємність технологічного обладнання. Criteria for optimization of the distillation process of the distillated liquor are qualitative composition of the liquor distillate, concentration of ethyl alcohol in the distillate and bard and specific flow rate of heating steam in the distillation column. These characteristics depend on the quality composition of the mash, the number and type of plates, the hydraulic mode of their operation, the temperature mode of the distillation process, the method of heating the column, the degree of decarbonization of the mash and the effectiveness of automation of control and monitoring of technological parameters. An important optimization factor is to increase the contact time of steam and mash on the column plates in order to achieve a phase state close to equilibrium. The authors proposed an energy-saving technology for distillation of the mash in the mode of controlled cycles of its delay and overflow, developed a design of distillation column for the implementation of the innovative method and hardware-technological scheme of inclusion it to work. Under production conditions, the optimal technological parameters and hydraulic operating modes of the experimental column of cyclic action are established. It is proved that the innovative way allows to prolong time of contact of steam and mash on each plate to 35—40 s and to reduce time of its overflow from plate to plate to 1,5—1,7 s, due to this the concentration of ethyl alcohol in the distillate was increased by 33% (up to 60% vol.), the column capacity by 17% (from 15000 to 18000 dm3/h) and specific consumption of heating steam for distillation process was decreased by 60% (from 25 to 10 kg/dl in terms of anhydrous alcohol, introduced to the feed plate). In order to achieve the above-mentioned indicators, it is sufficient to install 24 flake plates with variable free cross-section, which allows reducing the metal-intensity of the technological equipment.Документ Інноваційні способи спільної переробки головної та сивушних фракцій у виробництві ректифікованого спирту і біоетанолу(2021) Булій, Юрій Володимирович; Юрик, Іван Іванович; Ободович, Олександр Миколайович; Сидоренко, Віталій ВолодимировичУ виробничих умовах досліджена ефективність сумісної перероб-ки головної та сивушних фракцій в розгінній колоні циклічної дії. Визначені оптимальні технологічні параметри ро-боти колони. Розроблені математич-на модель, програма управління і лю-дино-машинний інтерфейс (SCADA). Інноваційні способи дозволяють суттєво зменшити енерговитрати, ви-трати гарячої технологічної води на гідроселекцію, скоротити втрати ети-лового спирту, кількість спиртовмісних відходів, в повній мірі виділяти головні домішки, підвищити ступінь вилучен-ня і кратність концентрування летких домішок сивушних фракцій і отримати спирт сорту «Люкс». В умовах зростаючих цін на енергоносії розроб-ка і впровадження інноваційних енергозберігаючих технологій, що забезпечують збільшення виходу ректифікованого етилового спирту завдяки його вилу-ченню із спиртовмісних побічних продуктів і відходів виробництва, а також зменшення об’єму останніх є пріоритетним завданням у виробництві ректифікованого спирту і біоетанолу. Побічними продуктами ректифікації є головна фракція (ГФ) етилового спирту, сивушне мас-ло і сивушний спирт. Відомо, що вихід ректифікованого спирту на ти-пових брагоректифікаційних установках непрямої дії складає 93...95 % від кількості спирту, введеного з бражкою. Частина спирту (0,8...1,2 %) втрачається з відходами - бардою, лютерною водою та неконденсова-ними газами. з головною фракцією і сивушним спир-том із установки виводиться 3...5 % етилового спирту, з сивушним маслом 0,3...0,45 % умовного спирту. У безводній частині головної фракції, що відбирається із конденсатора епюраційної колони, міститься 92...97% етилового спирту і 3...8 % летких домішок. завдяки включенню в технологічну схему розгінної колони мож-ливо виділити основну масу етанолу, а головні домішки отримати у концентрованому вигляді, внаслідок чого вихід ректифікованого спирту підвищується від 94...96 до 98...98,5 % від спирту, введеного з бражкою. У складі сивушного спирту міститься 25 - 30 % води, 45...60 % етанолу, 5...20 % вищих спиртів С3 ... С5 (в основно-му пропанол і ізобутанол), ефірів 0,3...0,8 %, невелика кількість летких азотистих речовин, альдегідів і кислот. Сивушний спирт відбирають із 18, 20, 22 і 24-ї тарілок спиртової колони у кількості 0,8...2,5 % від спирту, введеного на її тарілку живлення. Сивушну фракцію відбирають з 5, 7, 9 і 11-ї тарілок цієї колони у кількості 3...5 % від кількості спирту, введеного на тарілку жив-лення. Вміст етилового спирту в ній становить 5...40 %.Документ Підвищення якості спирту етилового ректифікованого в процесі брагоректифікації(2020) Булій, Юрій Володимирович; Куц, Анатолій Михайлович; Бондар, Микола Васильович; Мукоїд, Роман МиколайовичУ виробничих умовах проведені дослідження ефективності очищення спирту етилового ректифікованого від летких домішок в епюраційній, ректифікаційній і розгінній колонах брагоректифікаційної установки. Встановлено, що для підвищення ступеню видалення і кратності концентрування домішок в епюраційній колоні доцільно проводити глибоку гідроселекцію домішок шляхом подачі на верхню тарілку конденсату пари з температурою 90оС для забезпечення концентрації етилового спирту в епюраті в межах 26—27 % об. За таких умов повністю видаляються естери, концентрація альдегідів зменшується на 40%, ізопропілового і метилового спиртів — на 74%, а вищих спиртів сивушного масла — на 42,3%. Для зменшення витрати пом’якшеної води і енерговитрат на нагрівання води для гідроселекції доцільно використовувати кубову рідину розгінної колони циклічної дії. Збільшення зони пастеризації в ректифікаційній колоні на 10 тарілок дозволяє зменшити в товарному спирті концентрацію альдегідів на 32,3%, метилового спирту — на 30%, вищих спиртів сивушного масла — на 15%. За органолептичними та фізико-хімічними показниками отриманий ректифікованого спирту відповідав вимогам до спирту сорту «Люкс» згідно ДСТУ 4221:2003. Для отримання більш якісного спирту, наприклад, сорту «Пшенична сльоза», брагоректифікаційну установку доцільно доповнити колоною кінцевого очищення, яка повинна працювати в режимі повторної епюрації. Запропоновані заходи вимагають обов’язкового забезпечення постійного контролю технологічних параметрів і роботу технологічного обладнання в заданому автоматизованому режимі.