Утилізація концентрату головної фракції методом десорбції

Abstract

Ця 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.