Статті
Постійне посилання на розділhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7372
Переглянути
3 результатів
Результати пошуку
Документ Утилізація концентрату головної фракції методом десорбції(2019) Шевченко, Олександр Юхимович; Бедрик, Олеся Володимирівна; Малета, Володимир МиколайовичЦя стаття є прикладом промислового використання іноваційної технології циклічної дистиляції для утилізації відходів у спиртовій галузі. Використаний режим масообміну базується на роздільному русі фаз у колоні, що призводить до важливих практичних переваг стаціонарного процесу: збільшення пропускної здатності колони, зменшення енергетичних витрат і підвищення ефективності розділення компонентів (ефективність тарілки за Мерфрі може досягати значень більше 200%). Отримані експериментальні дані дають змогу масштабувати апарати для їх практичного використання, оскільки утилізуються домішки головного (ефіри, альдегіди) та проміжного характерів (спирти), які утворюються при виробництві харчового етанолу та біоетанолу шляхом бродіння. Розроблено метод утилізації концентрату головної фракції методом десорбції з використанням диспергованого інертного газу або повітря. Розглянуто етапи концентрування цих домішок, як-от: головна фракція, концентрат головної фракції. Завершальним етапом очистки є процес десорбції домішок повітрям з 10% розчину концентрату головної фракції. Вилучені з десорбера домішки змішуються з повітрям, що подаються в заводський котел та згорають. Дослідження проводилися з використанням технології циклічної дистиляції, яка забезпечує умови проведення роботи з утилізації домішок. Експериментальні дані отримані на скляній пілотній установці із внутрішнім діаметром 145 мм. Адсорбційна колона виготовлена з органічного скла, висотою 1,5 м, та розташованими в ній 5 тарілками типу Maleta trays. Досліди проводились при різних навантаженнях по рідині, вміст домішок у пробах визначали за допомогою хроматографа. В результаті проведених експериментів доведено, що етанол очищається практично від усіх типів домішок, тож цілком можливе використання розробленого методу у виробництві без шкоди для навколишнього середовища. This article is an example of the industrial use of innovative cyclic distillation technology for the disposal of waste in the alcohol industry. The used mass transfer mode is based on the separation of phases in the column, which leads to important practical advantages of the stationary process: increasing the capacity of the column, reducing energy costs and increasing the efficiency of component separation (efficiency of the Merfrey plate can reach values of more than 200%). The obtained experimental data make it possible to scale the apparatus for their practical use, since the impurities of the main (ethers, aldehydes) and intermediate (alcohols) formed during the production of food ethanol and bioethanol by fermentation are utilized. The method of utilization of the concentrate of the main fraction by the method of desorption with the use of dispersed inert gas or air was developed. The stages of concentration of these impurities, such as: main fraction, concentrate of main fraction, are considered. The final stage of purification is the process of desorption of impurities by air from 10% solution of concentrate of the main fraction. The impurities removed from the desorber are mixed with the air supplied to the factory boiler and burned. The studies were conducted using cyclic distillation technology, which provides conditions for the work on the disposal of impurities. Experimental data were obtained on a glass pilot unit with an inside diameter of 145 mm. The adsorption column is made of organic glass, 1.5 m high and has 5 plates of type Maleta trays. The experiments were carried out at different loading in the liquid, the content of impurities in the samples was determined using chromatograph. The experiments show that ethanol is purified from virtually all types of impurities, so it is possible to use the developed method in production without harming the environment.Документ Моделювання ректифікаційної колони з циклічним режимом роботи при виробництві етанолу(2020) Шевченко, Олександр Юхимович; Бедрик, Олеся Володимирівна; Малета, Володимир МиколайовичУ технологічній схемі очистки етанолу ректифікаційна колона концентрує етиловий спирт, вилучає проміжні, кінцеві домішки та залишок головних. При цьому концентрація етанолу піднімається до значень, близьких до азеотропної точки. При виробництві етанолу на роботу колони затрачається до 40% витрати пари. Враховуючи особливості роботи таких колон, як епюраційна та колона концентрації домішок, слід зазначити, що використання ректифікаційної колони у циклічному режимі також забезпечить належний економічний ефект. Моделювання колони проводилося для таких продуктів, як біоетанол і харчовий спирт. Результати моделювання представлені у вигляді таблиць і графіків, де в таблицях N визначає кількість теоретичних тарілок циклічної дистиляції, причому дріб показує співвідношення вичерпної в знаменнику та концентраційної в чисельнику тарілок. Незмінність мінімального флегмового числа для всіх варіантів розрахунків при отриманні спирту харчової якості пов ’язана з формою кривої рівноваги етанол-вода. Зі збільшенням флегмового числа відбувається перерозподіл співвідношення кількості тарілок у вичерпній і концентраційній частинах колони. Суттєвою відмінністю стаціонарного та циклічного процесів є кількісні показники розрахунку, такі як кількість теоретичних тарілок і флегмові числа. Моделювання ректифікаційної колони при отриманні харчового спирту 96,4% об. показало, що найбільший вплив зміни концентрації епюрату спостерігається у відгін ній частині колони. Із зменшенням концентрації епюрату з 50 до 10% об. кількість тарілок у відгінній частині колони збільшується втричі. In the ethanol purification scheme, the distillation column concentrates the ethyl alcohol, eliminates the intermediate, terminal impurities ami the residue of the major ones. The concentration of ethanol rises to values close to the azeotropic point. When producing ethanol, up to 40% of the steam consumption is spent for the work of the column. Considering the peculiarities of the operation of columns such as the ejection column and the impurity concentration column, it should be noted that the use of a distillation column in a cyclic mode will also provide a proper economic effect. Column modeling was performed for products such as bioethanol and food alcohol. The simulation results are presented in the form of tables and graphs, where in tables N determines the number of theoretical cyclical distillation plates, and the fraction shows the ratio of the plates: exhaustive in the denominator and the concentration in the numerator. The constant of the minimum reflux number for all variants of calculations on receipt of food quality alcohol is related to the shape of the ethanol-water equilibrium curve. With the increase of the reflux number, the ratio of the number of plates in the exhaustive and concentration parts of the column is redistributed. A significant difference between stationary and cyclic processes is the quantitative metrics such as the number of theoretical plates and reflux numbers. Modeling of the distillation column upon receipt of food alcohol of 96.4% vol. showed that the greatest influence of the change in the concentration of the epirate is observed in the distal part of the colunm. With a decrease in the concentration of the epirate from 50 to 10% vol. the number of plates in the top of the colunm is tripled.Документ Визначення оптимального числа флегми для ректифікаційної колони циклічної дистиляції та порівняння його із стаціонарним(2020) Шевченко, Олександр Юхимович; Бедрик, Олеся Володимирівна; Малета, Володимир МиколайовичОстаннім часом зросло виробництво та використання біопалива, яке практично не поступається бензину. Відомо, що більше 50% спирту використовується з технічною метою. Проведені експериментальні дослідження в галузі дистиляції етанолу показують, що процес розділення компонентів має значний потенціал. Як механізм інтенсифікації процесу на шляху підвищення ефективності масообмінного обладнання, наприклад ректифікаційної колони, успішно використовується метод циклічної дистиляції з роздільним рухом фаз. Проведення кількісного порівняння традиційного режиму дистиляції з циклічним було здійснене за допомогою математичного моделювання обох режимів, при якому відображався взаємозв ’язок між основними параметрами процесу. Для визначення оптимального співвідношення між капітальними та поточними витратами використовується оптимальне значення флегмового числа як мінімуму функціональної залежності умовного об ’єму колони від флегмового числа. Із збільшенням флегмового числа зменшується кількість тарілок і відбувається перерозподіл співвідношення кількості тарілок у вичерпній і концентраційній частинах колони. За результатами математичного моделювання ректифікаційної колони, при виробництві біоетанолу, за умови концентрації дистшяту 95% об. та концентрації живлення 10% об. отримана залежність кількості тарілок колони від величини флегмового числа. Оптимальне флегмове число для циклічної дистшяції на 25% менше за загальноприйняте, при умовному об’ємі колони в 2,2раза менше для циклічної дистшяції. Економічний ефект від підвищення ефективності розділення циклічної дистшяції перерозподіляється між економією пари та кількістю тарілок ректифікаційної колони. Розрахунки показали максимальну економію пари до 30% при зменшенні кількості тарілок в 1,5раза та відсутність економії пари при зменшенні кількості тарілок в 2,6раза.