Rajzolja fel a desztillációs oszlop diagramját! A desztilláló oszlopok berendezése és működése
Előbb vagy utóbb szinte minden házi készítésű alkohol szerelmese gondolkodik egy desztillációs oszlop (RK) - egy tiszta alkohol előállítására szolgáló eszköz - megvásárlásán vagy gyártásán. Az alapvető paraméterek átfogó kiszámításával kell kezdenie: teljesítmény, magasság, fiókátmérő, kocka térfogata stb. Ez az információ hasznos lesz mind azok számára, akik az összes elemet saját kezűleg szeretnék elkészíteni, mind azok számára, akik kész desztillációs oszlopot vásárolnak (segít a választásban és az eladó ellenőrzésében). Az egyes csomópontok tervezési jellemzőinek befolyásolása nélkül megvizsgáljuk az otthoni kiegyensúlyozott rendszer kiegyenlítésének általános elveit.
Oszlop működési séma A cső (tsargi) és a fúvókák jellemzői
Anyag. A cső nagymértékben meghatározza a desztillálóoszlop paramétereit és a berendezés összes egységére vonatkozó követelményeket. Az oldal gyártásának anyaga króm-nikkel rozsdamentes acél - "élelmiszer" rozsdamentes acél.
A kémiai semlegesség miatt az élelmiszer-minőségű rozsdamentes acél nem befolyásolja a termék összetételét, ami szükséges. A nyerscukor cefre vagy desztillációs hulladék („fej” és „farok”) alkohollá desztillálódik, így a rektifikáció fő célja a kibocsátás maximalizálása a szennyeződésektől, és az alkohol érzékszervi tulajdonságainak egyik vagy másik irányban történő megváltoztatása. . Nem célszerű rezet használni klasszikus desztillációs oszlopokban, mivel ez az anyag kis mértékben megváltoztatja az ital kémiai összetételét, és alkalmas lepárló (közönséges holdfény) vagy söroszlop (rektifikáció speciális esete) gyártására.
Szétszerelt oszlopcső az egyik fiókba szerelt fúvókával Vastagság. A fiók oldala 1-1,5 mm falvastagságú rozsdamentes acél csőből készült. Nincs szükség vastagabb falra, mivel ez megnöveli a szerkezet költségét és súlyát anélkül, hogy bármilyen előnyhöz jutna.
Fúvóka opciók. Nem helyes az oszlop jellemzőiről a csomagolásra való hivatkozás nélkül beszélni. Az otthoni javítás során 1,5-4 négyzetméter érintkezési felületű fúvókákat használnak. m/liter. Az érintkezési felület területének növekedésével az elválasztó képesség is nő, de a termelékenység csökken. A terület csökkentése az elválasztó és erősítő képesség csökkenéséhez vezet.
Az oszlop termelékenysége kezdetben növekszik, de aztán a kimenet erősségének megőrzése érdekében a kezelő kénytelen csökkenteni a kiválasztási arányt. Ez azt jelenti, hogy van egy bizonyos optimális tömítésméret, amely az oszlop átmérőjétől függ, és lehetővé teszi a paraméterek legjobb kombinációjának elérését.
A spirálprizmás töltet (SPN) mérete körülbelül 12-15-ször kisebb legyen, mint az oszlop belső átmérője. 50 mm-es csőátmérőhöz - 3,5x3,5x0,25 mm, 40 - 3x3x0,25 mm-hez és 32 és 28-hoz - 2x2x0,25 mm.
A feladatoktól függően különböző fúvókákat célszerű használni. Például dúsított desztillátumok előállításakor gyakran 10 mm átmérőjű és magasságú rézgyűrűket használnak. Nyilvánvaló, hogy ebben az esetben nem a rendszer elválasztó és erősítő képessége a cél, hanem egy teljesen más kritérium - a réz katalitikus képessége a kénvegyületek alkoholból való eltávolítására.
Spirálprizmás fúvókák változatai Nem szabad egyetlen, még a legjobb fúvókára sem korlátozni az arzenálját, egyszerűen nincsenek ilyenek. Minden konkrét feladathoz megvannak a legmegfelelőbbek.
Már az oszlopátmérő kis változása is komolyan befolyásolja a paramétereket. Az értékeléshez elegendő megjegyezni, hogy a névleges teljesítmény (W) és a termelékenység (ml / h) számszerűen megegyezik az oszlop keresztmetszeti területével (m2), és ezért arányos a az átmérő négyzete. Ügyeljen erre a fiók kiválasztásakor, mindig vegye figyelembe a belső átmérőt, és ennek segítségével hasonlítsa össze a lehetőségeket.
A teljesítmény függése a csőátmérőtől
Csőmagasság. A jó tartó- és leválasztóképesség biztosítása érdekében az átmérőtől függetlenül a desztillálóoszlop magassága 1-1,5 m legyen. Ha ez kisebb, akkor nem lesz elég hely az üzem közben felgyülemlett fúzelóolajoknak, emiatt a tüzelőolaj elkezd betörni a választékba. Egy másik hátránya, hogy a fejek nem lesznek egyértelműen frakciókra osztva. Ha nagyobb a csőmagasság, akkor ez nem vezet jelentős javuláshoz a rendszer leválasztó- és tartóképességében, de növeli a menetidőt, valamint a „fejek” és „fejtámlák” számát. a csőmagasság növekedésével a desztillálóoszlop leválasztóképességének növekedése minden további centiméterre csökken. A cső 50 cm-ről 60 cm-re történő növelésének hatása nagyságrenddel nagyobb, mint 140 cm-ről 150 cm-re.
A kocka térfogata a desztillációs oszlophoz
A jó minőségű alkohol hozamának növelése, de a fúeloszlop túltöltésének megakadályozása érdekében a nyers alkohol tömegét (töltését) a kockában 10-20 kiszerelési térfogatban korlátozzák. 1,5 m magas és 50 mm átmérőjű oszlopokhoz - 30-60 l, 40 mm - 17-34 l, 32 mm - 10-20 l, 28 mm - 7-14 l.
A kocka térfogatának 2/3-os kitöltését figyelembe véve 40-80 literes tartály alkalmas 50 mm-es cárga belső átmérőjű oszlopra, 30-50 literes tartály 40 mm-re, 20 -30 literes kocka 32 mm-hez és gyorsfőző 28 mm-hez.
Ha olyan kockát használ, amelynek térfogata közelebb van az ajánlott tartomány alsó határához, biztonságosan eltávolíthatja az egyik oldalt, és csökkentheti a magasságot 1-1,2 méterre. Ennek köszönhetően viszonylag kevés lesz a törzs az áttöréshez a választékban, de a „fejtámlák” hangereje érezhetően csökkenni fog.
Az oszlopfűtés forrása és teljesítménye
Lemez típusa. A holdfényes múlt sok kezdőt kísért, akik úgy gondolják, hogy ha korábban gáz-, indukciós vagy hagyományos elektromos tűzhelyet használtak a holdfény melegítésére, akkor ezt a forrást hagyhatja az oszlop számára.
A rektifikációs folyamat jelentősen eltér a desztillációtól, minden sokkal bonyolultabb, és a tűz nem fog működni. Biztosítani kell a szolgáltatott fűtési teljesítmény zökkenőmentes beállítását és stabilitását.
A termosztáttal működő, start-stop üzemmódban működő elektromos tűzhelyeket nem használják, mert amint rövid ideig tartó áramszünet következik be, a gőz abbahagyja az oszlopba való bejutást, és a váladék kockává omlik. Ebben az esetben újra el kell kezdenie a helyesbítést - a saját oszlop munkájával és a "fejek" kiválasztásával.
Az indukciós tűzhely egy rendkívül durva berendezés, 100-200 W fokozatos teljesítményváltozással, és az egyenirányítás során a teljesítményt simán, szó szerint 5-10 W-tal kell változtatni. Igen, és nem valószínű, hogy sikerül stabilizálni a fűtést, függetlenül a bemeneti feszültség ingadozásától.
A kockába öntött 40%-os nyersszesz gáztűzhely és a kifolyónál 96 fokos termék halálos veszélyt jelent, a fűtési hőmérséklet ingadozásáról nem is beszélve.
Az optimális megoldás a kívánt teljesítményű fűtőelem beágyazása a kockába, és a beállításhoz használjon kimeneti feszültségstabilizáló relét, például RM-2 16A. Szedhet analógokat. A lényeg az, hogy stabilizált feszültséget kapjon a kimeneten, és képes legyen a fűtési hőmérséklet zökkenőmentes megváltoztatására 5-10 watttal.
Áramellátás. A kocka elfogadható időn belüli felmelegítéséhez 1 kW teljesítményről kell indulni 10 liter nyers alkoholra. Ez azt jelenti, hogy egy 50 literes, 40 literrel megtöltött kockához minimum 4 kW, 40 l - 3 kW, 30 l - 2-2,5 kW, 20 l - 1,5 kW szükséges.
Azonos hangerő mellett a kockák lehetnek alacsonyak és szélesek, keskenyek és magasak. A megfelelő tartály kiválasztásakor figyelembe kell venni, hogy a kockát gyakran nem csak rektifikálásra, hanem desztillációra is használják, ezért a legsúlyosabb körülményekből indulnak ki, hogy a bemeneti teljesítmény ne vezessen gyorsan fröccsenő habzáshoz. a kockából a gőzvezetékbe.
Kísérletileg megállapították, hogy körülbelül 40-50 cm-es fűtőelem elhelyezési mélységnél a normál forrás akkor következik be, ha 1 négyzetméterenként. A cm-es ömlesztett tükrök teljesítménye nem haladja meg a 4-5 wattot. A mélység csökkenésével a megengedett teljesítmény növekszik, növekedésével pedig csökken.
A forrás jellegét más tényezők is befolyásolják: a folyadék sűrűsége, viszkozitása és felületi feszültsége. Előfordul, hogy a kibocsátás a cefre desztillációjának végén, a sűrűség növekedésével történik. Ezért a hibajavítási folyamat a megengedett tartomány határán történő lefolytatása mindig nehézségekkel jár.
A szokásos hengeres kockák átmérője 26, 32, 40 cm. A kocka ömlesztett tükör 26 cm-es felületére megengedett teljesítmény alapján a kocka normálisan működik 2,5 kW fűtőteljesítményig , 30 cm - 3,5 kW, 40 cm - 5 kW .
A harmadik tényező, amely meghatározza a fűtőteljesítményt, az egyik fúvóka nélküli cároszlop szárazgőzös használata a permetezés elleni küzdelemben. Ehhez az szükséges, hogy a gőz sebessége a csőben ne haladja meg az 1 m/s-ot, 2-3 m/s-nál a védőhatás gyengüljön, és nagy értékeknél a gőz felhajtsa a váladékot a csövön, és kidobja. be a választékba.
Képlet a gőz sebességének kiszámításához:
V \u003d N * 750/S (m/s),
- N – teljesítmény, kW;
- 750 - párologtatás (cub. cm / sec kW);
- S az oszlop keresztmetszete (m2).
Az 50 mm átmérőjű cső 4 kW-ig melegítve megbirkózik a permetezéssel, 40-42 mm - 3 kW-ig, 38 - 2 kW-ig, 32 - 1,5 kW-ig.
A fenti szempontok alapján választjuk ki a térfogatot, a kockaméreteket, a fűtési és desztillációs teljesítményt. Mindezek a paraméterek összhangban vannak az oszlop átmérőjével és magasságával.
A desztillációs oszlop deflegmátor paramétereinek kiszámítása
A refluxkondenzátor teljesítményét a desztillálóoszlop típusától függően határozzuk meg. Ha a refluxkondenzátor alá folyadék- vagy gőzelszívású oszlopot építünk, akkor a szükséges teljesítmény nem lehet kisebb, mint az oszlop névleges teljesítménye. Általában ezekben az esetekben egy Dimroth hűtőszekrény 4-5 watt/1 négyzetméter kihasználtsággal. lásd a felületet.
Ha a gőzelszívó oszlop magasabb, mint a refluxkondenzátor, akkor a számított kapacitás a névleges 2/3-a. Ebben az esetben használhatja a Dimroth-ot vagy az "inget". Az ing kihasználtsága alacsonyabb, mint a dimrothé, és körülbelül 2 watt négyzetcentiméterenként.
Példa Dimroth hűtőre egy oszlophoz Továbbá minden egyszerű: a névleges teljesítményt elosztjuk a kihasználtsággal. Például egy 50 mm belső átmérőjű oszlopnál: 1950/5 = 390 négyzetméter. cm területű Dimroth vagy 975 négyzetméter. lásd ing. Ez azt jelenti, hogy a Dimrot hűtőszekrény 6x1 mm-es csőből készülhet, 487 / (0,6 * 3,14) = 2,58 cm hosszú az első opciónál, figyelembe véve a 3 méteres biztonsági tényezőt. A második lehetőségnél megszorozzuk a kétharmaddal: 258 * 2/3 = 172 cm, figyelembe véve a 2 méteres biztonsági tényezőt.
Oszloping 52 x 1 - 975 / 5,2 / 3,14 \u003d 59 cm * 2/3 \u003d 39 cm. De ez a nagy belmagasságú szobákra vonatkozik.
"inges" Az egyszeri hűtőgép számítása
Ha az egyenes átvezetőt utóhűtőként használják egy folyadékelszívásos desztillációs oszlopban, akkor válassza a legkisebb és legkompaktabb opciót. Elegendő teljesítmény az oszlop névleges teljesítményének 30-40%-a.
A köpeny és a belső cső közötti résbe spirál nélkül készítünk egyszeri átmenő hűtőt, majd a köpenybe indítjuk a szelekciót, és a központi csövön keresztül vezetjük be a hűtővizet. Ebben az esetben az inget a vízellátó csőre hegesztik a deflegmátorhoz. Ez egy körülbelül 30 cm hosszú "ceruza".
De ha ugyanazt az egyenes átvezetést használják a desztillációhoz és a rektifikáláshoz is, mivel univerzális egység, akkor ezek nem a Kazah Köztársaság szükségleteiből indulnak ki, hanem a desztilláció során elért maximális fűtőteljesítményből.
Turbulens gőzáramlás létrehozása a hűtőszekrényben, amely lehetővé teszi legalább 10 watt / négyzetméter hőátadási sebesség biztosítását. cm, körülbelül 10-20 m / s gőzsebességet kell biztosítani.
A lehetséges átmérők tartománya meglehetősen széles. A minimális átmérőt azokból a feltételekből kell meghatározni, hogy ne keletkezzen nagy túlnyomás a kockában (legfeljebb 50 mm vízoszlop), a maximumot pedig a Reynolds-szám kiszámításával, a gőzök minimális sebessége és maximális kinematikai viszkozitásának együtthatója alapján. .
Egyszer átmenő hűtő lehetséges kialakítása Annak érdekében, hogy ne menjünk bele a felesleges részletekbe, megadjuk a leggyakoribb definíciót: „Ahhoz, hogy a gőzmozgás turbulens módja megmaradjon a csőben, elegendő, ha a belső átmérő (milliméterben) legfeljebb 6 a fűtési teljesítmény szorzata (kilowattban).
A vízköpeny szellőzésének megakadályozása érdekében legalább 11 cm / s lineáris vízsebességet kell fenntartani, de a sebesség túlzott növekedéséhez nagy nyomásra van szükség a vízellátásban. Ezért a 12-20 cm/s tartomány tekinthető optimálisnak.
A gőz kondenzálásához és a kondenzátum elfogadható hőmérsékletre történő lehűtéséhez 20°C-os vizet kell adagolni körülbelül 4,8 cm3/s (17 liter/óra) sebességgel minden egyes kilowatt teljesítményre. Ebben az esetben a víz 50 fokkal felmelegszik - 70 ° C-ig. Természetesen télen kevesebb vízre lesz szükség, autonóm hűtőrendszerek használatakor pedig körülbelül másfélszer többre.
A korábbi adatok alapján kiszámítható a köpeny gyűrűs keresztmetszete és belső átmérője. Figyelembe kell venni a rendelkezésre álló csövek választékot. A számítások és a gyakorlat azt mutatta, hogy az 1-1,5 mm-es rés elegendő az összes szükséges feltétel teljesítéséhez. Ez a következő csőpároknak felel meg: 10x1 - 14x1, 12x1 - 16x1, 14x1 - 18x1, 16x1 - 20x1 és 20x1 - 25x1,5, amelyek lefedik a teljes otthoni teljesítménytartományt.
Van még egy fontos részlete az egyenes átvezetésnek - egy gőzcsőre tekercselt spirál. Az ilyen spirál olyan átmérőjű huzalból készül, amely 0,2-0,3 mm-es rést biztosít az ing belső felületéhez. A gőzcső 2-3 átmérőjével megegyező lépcsővel tekerjük fel. A fő cél a gőzcső központosítása, amelyben működés közben a hőmérséklet magasabb, mint a köpenycsőben. Ez azt jelenti, hogy a hőtágulás hatására a gőzcső megnyúlik és meghajlik, a köpenynek támaszkodva holt zónák jelennek meg, amelyeket nem mos le a hűtővíz, ennek következtében a hűtő hatásfoka meredeken csökken. A spirális tekercselés további előnyei az út meghosszabbítása és turbulencia létrehozása a hűtővíz áramlásában.
Egy jól elkészített egyenes átvezetés akár 15 wattot/m2 is hasznosíthat. cm hőcserélő terület, amit a tapasztalat is igazol. A közvetlen áramlás hűtött részének hosszának meghatározásához 10 W / négyzetméter névleges teljesítményt használunk. cm (100 négyzetcm / kW).
A szükséges hőcserélő terület egyenlő a kilowattban megadott fűtési teljesítmény 100-zal szorozva:
S = P * 100 (négyzetcm).
Gőzcső külső kerülete:
Locr = 3,14 * D.
A hűtőköpeny magassága:
H = S / Len.
Általános számítási képlet:
H = 3183 * P / D (teljesítmény kW-ban, a gőzcső magassága és külső átmérője milliméterben).
Példa az egyenes cső kiszámítására
Fűtési teljesítmény - 2 kW.
Lehetőség van 12x1 és 14x1 csövek használatára.
Szekciós területek - 78,5 és 113 négyzetméter. mm.
Gőzmennyiség - 750 * 2 = 1500 köbméter. cm/s.
Gőzsebesség csövekben: 19,1 és 13,2 m/s.
A 14x1-es cső előnyösebbnek tűnik, mivel lehetővé teszi a teljesítménytartalékot, miközben az ajánlott gőzsebesség-tartományban marad.
Az ing gőzcsője 18x1, a gyűrűs rés 1 mm lesz.
Vízellátási sebesség: 4,8 * 2= 9,6 cm3/s.
Gyűrűs rés területe - 3,14 / 4 * (16 * 16 - 14 * 14) = 47,1 négyzetméter. mm = 0,471 négyzetméter cm.
Lineáris sebesség - 9,6 / 0,471 = 20 cm/s - az érték az ajánlott határokon belül marad.
Ha a gyűrű alakú rés 1,5 mm - 13 cm / s. Ha 2 mm, akkor a lineáris sebesség 9,6 cm/s-ra csökkenne, és a vizet a névleges térfogat felett kellene adagolni, kizárólag azért, hogy a hűtőszekrény ne szellőzzön be - pénzkidobás.
Ing magassága - 3183 * 2 / 14 = 454 mm vagy 45 cm A biztonsági tényező nem szükséges, mindent figyelembe vesznek.
Eredmény: 14x1-18x1, a hűtött rész magassága 45 cm, névleges vízhozam - 9,6 köbméter. cm/s vagy 34,5 liter óránként.
2 kW névleges fűtőteljesítménnyel a hűtőszekrény 4 liter alkoholt termel óránként, jó árréssel.
A hatékony és kiegyensúlyozott átfolyós lepárlásnál az extrakciós sebességnek a fűtési teljesítményhez és a hűtéshez szükséges vízfogyasztáshoz kell viszonyulnia 1 liter / óra - 0,5 kW - 10 liter / óra. Ha nagyobb a teljesítmény, akkor nagy hőveszteség lesz, ha kicsi, akkor a hasznos fűtőteljesítmény csökken. Ha a vízhozam nagyobb, a közvetlen áramlás nem hatékony.
A desztillációs oszlop használható mosóoszlopként. A söroszlopok berendezésének megvannak a maga sajátosságai, de a második desztilláció elsősorban technológiában különbözik. Az első desztillációhoz több funkció van, és előfordulhat, hogy az egyes csomópontok nem alkalmazhatók, de ez egy külön megbeszélés témája.
A valós háztartási igények és a meglévő csőválaszték alapján a fenti módszerrel kiszámítjuk a desztillációs oszlop tipikus lehetőségeit.
P.S. Köszönetünket fejezzük ki fórumunk felhasználójának az anyag rendszerezéséért és a cikk elkészítésében nyújtott segítségért.
A desztillációs oszlop felépítése bonyolultabb, mint a hagyományos holdfényes lepárlóé. Ezenkívül, ellentétben a berendezéssel, például egy száraz gőzölővel, az oszloppal végzett munka egyfajta „előkészítő” módot jelent magának a desztillációnak a megkezdése előtt. Ha szerencséd van (javasoljuk a márkás készülék kiválasztását), akkor valószínűleg a készletben találsz hozzá utasításokat. Feltétlenül tanulmányozza ezt a fontos dokumentumot, mivel az adott modellel való munkavégzésre vonatkozó összes utasítást ott találja. Valójában a desztillálóoszlop használata egyszerű dolog, a lényeg az, hogy pontosan megértsük, mit és miért csinálunk.
Hogyan használjunk desztilláló oszlopot
Először is meg kell jegyezni, hogy nem teljesen helyes a cefre azonnali lepárlása rektifikációs módban. Ebben az esetben nem számít. Megkockáztatja a fúvókát, amely nagyon rövid időn belül „eltömődik”, ami lehetetlenné teszi az alkoholgőzök tisztításának folyamatát. Azonban szinte minden háztartási desztillációs oszlop képes desztillációs üzemmódban működni, ami lehetővé teszi a nyers alkohol előállítását az első szakaszban. De ez már kijavítható.
Az előkészítő szakasz az oszlop működési módja "magán" 15-20 percig. Ez szükséges a felmelegedéshez, aminek köszönhetően elkerülheti az alkoholveszteséget. Ebben az üzemmódban nincs frakcióválasztás, a maximális hűtés a reflux kondenzátorba kerül, minden gőz lecsapódik benne és az úgynevezett „vad váladék” teljes egészében lefolyik a desztillációs kockába.
Mindig ne feledje, hogy a fűtés vagy hűtés hozzáadásával / csökkentésével történő hőmérséklet-beállítást zökkenőmentesen és fokozatosan kell végrehajtani, mivel a rendszer tehetetlen, és az új, stabil hőmérsékleti rendszer kialakítása az oszlopon belül nem azonnal, hanem 20-30 másodpercen belül történik.
A desztillálóoszlop „magához” való munkája elején enyhe „sóhajt” hallhat, és ez normális. Ez az a levegő, amely az oszlopban volt, mielőtt a gőzök odakerültek. Abban a pillanatban, amikor az oszlop működési módba lép (a folyadék-gőz fázis tömeg- és hőcsere folyamatának kezdete), az oszlop enyhe zajt bocsáthat ki, ami szintén a norma.
Amikor az oszlop felmelegedett, közvetlenül kezdődik a rektifikációs szakasz. Csak egy desztillációs oszlop segíthet tiszta, szennyeződések nélküli etil-alkohol előállításában.
Hogyan kell használni a desztillációs oszlopot „munkamódban”?
Íme egy rövid útmutató:
- Az oszlop felső részén a hőmérsékletet úgy állítjuk be (a refluxkondenzátor hűtésének beállításával és a kocka melegítésével), hogy a fejfrakciók elkezdjenek elpárologni. Általában 65-68°C. Olyan információkat találhat, amelyek szerint a hőmérő leolvasása jelentéktelen „fésűt” adhat. De a lényeg az, hogy szűk határokon belül legyen, és általában a hőmérsékleti rendszer stabil marad.
- A fejeket másodpercenként legfeljebb egy csepp sebességgel veszik. Egyébként a kritériumok ugyanazok, mint a hagyományos lepárlóban történő lepárlásnál (a fejek térfogata kiszámítható, vagy szag alapján navigálhat).
- A fejek kiválasztása után az oszlop hőmérsékletét 77-78 °C-ra emeljük. A kiválasztási sebesség itt kissé növelhető. Kissé fokozzuk a hűtést és adjunk hozzá hőt.
- Amint a hőmérséklet az oszlopban a „test” kiválasztása során emelkedni kezdett, ideje volt kicserélni a fogadótartályt és kiválasztani a farokat, természetesen, ha érdekelnek.
Általánosságban elmondható, hogy nem olyan nehéz a desztillációs oszloppal dolgozni, fontos, hogy egy-két alkalommal állítsuk be a hőmérsékleti rendszert, mert ettől nagyobb mértékben függ a kiválasztott frakciók minősége. Ami a kapott ital felhasználását illeti, itt minden tulajdonos maga dönti el: lesz-e az, vagy tiszta etanolt használnak-e gyógyászati vagy műszaki célokra.
A desztillálóoszlop berendezése meglehetősen bonyolult, és nem valószínű, hogy otthon lehet szimulálni. A speciális internetes oldalakon azonban nagyon kedvező áron vásárolhat működőképes telepítést, amelyhez csak a holdfény kismértékű újrafelszerelése szükséges.
Az átalakítás csak az elpárologtató tartályra vonatkozik - megfelelő átmérőjű karimát kell felszerelni, hogy az oszlopot szigorúan függőlegesen lehessen rögzíteni. Ha nem volt hőmérő a tartályon, akkor telepítenie kell. Az elpárologtató hőmérsékletének mérése nélkül az oszlop működését rendkívül nehéz ellenőrizni, és elvileg egyáltalán nem.
Hogyan működik az oszlop
Az oszlop hő- és tömegcserélő, amelyben bonyolult fizikai és kémiai folyamatok mennek végbe. A különböző folyadékok forráspontjainak különbségén és a fázisátalakulások látens hőkapacitásán alapulnak. Nagyon titokzatosan hangzik, de a gyakorlatban egy kicsit egyszerűbbnek tűnik.
Az elmélet nagyon egyszerű - az alkoholt és különféle szennyeződéseket tartalmazó gőz, amely különböző hőmérsékleteken forr, amelyek több fokkal különböznek egymástól, felemelkedik és lecsapódik az oszlop felső részében. A kapott folyadék lefolyik, és útközben egy új adag forró gőzzel találkoznak. A magasabb forráspontú folyadékok újra elpárolognak. És azok, akiknek nem volt elég hőenergiája, folyékony állapotban maradnak.
A desztillációs oszlop folyamatosan a gőz és a folyadék dinamikus egyensúlyi állapotában van, sok esetben nehéz elválasztani a folyékony és a gáznemű fázist - minden forr és forr. De a sűrűség szempontjából, magasságtól függően, minden anyag nagyon jól elkülönül - felül könnyű, majd nehezebb, legalul pedig - fúvóolajok, egyéb magas forráspontú szennyeződések, víz. A frakciók szerinti elválasztás nagyon gyorsan megtörténik, és ez az állapot szinte korlátlanul fennmarad, az oszlop hőmérsékleti rendszerétől függően.
A maximális alkoholgőz-tartalomnak megfelelő magasságban egy szívócső van felszerelve, amelyen keresztül gőz szabadul fel, és belép a kondenzátorba (hűtőbe), ahonnan az alkohol a gyűjtőedénybe folyik. A holdfény desztillációs oszlopa nagyon lassan működik - általában a kiválasztás csepegtetve történik, ugyanakkor biztosított a magas szintű tisztítás.
Az oszlop atmoszferikus nyomáson vagy valamivel magasabban működik. Ehhez légköri szelepet vagy csak nyitott csövet kell felszerelni a felső pontra - a gőzök, amelyeknek még nem volt ideje lecsapódni, elhagyják az oszlopot. Általános szabály, hogy gyakorlatilag nincs bennük alkohol.
A gőz-folyadék komponensek állapota az oszlop különböző magasságaiban
A grafikonon az oszlop különböző magasságaiban lévő gőz-folyadék komponensek fix állapotai láthatók, amelyek egy adott pont hőmérsékletével szabályozhatók. A grafikon vízszintes része az anyag maximális koncentrációjának felel meg. Az elválasztásnak nincsenek egyértelmű határai - a függőleges vonal az alsó és felső frakció keverékének felel meg. Amint látható, a határzónák térfogata sokkal kisebb, mint a töredékeké, ami bizonyos visszalépést ad a hőmérsékleti rendszerben.
Desztillációs oszlop berendezés
Az oszlop alapja egy rozsdamentes acélból vagy rézből készült függőleges cső. Más fémek, különösen az alumínium nem alkalmasak erre a célra. A cső kívülről alacsony hővezető képességű anyaggal van szigetelve - az energiaszivárgás felboríthatja a kialakult egyensúlyt és csökkentheti a hőcserélő folyamatok hatékonyságát.
Az oszlop felső részébe deflegmátor előhűtő van felszerelve. Ez jellemzően egy belső vagy külső tekercs, amely az oszlop magasságának körülbelül 1/8-1/10-ét hűti le. Vízköpennyel vagy komplex golyós hűtővel ellátott desztillációs oszlopokat is találhat az interneten. Az árakon kívül semmi mást nem befolyásolnak. A klasszikus szerpentin tökéletesen teszi a dolgát.
"Baba" oszlop
A felvett kondenzátum mennyiségének a tartályba visszatérő összes visszafolyó mennyiségéhez viszonyított arányát refluxaránynak nevezzük. Ez egy adott oszlopmodell jellemzője, és leírja annak működési képességeit.
Minél alacsonyabb a refluxarány, annál hatékonyabb az oszlop. Ф=1 oszlopnál.
Az ipari üzemek nagy leválasztási frakcionáló kapacitással rendelkeznek, így számuk 1,1-1,4. Háztartási holdfény oszlop esetén az F = 3-5 az optimális.
Oszlopok típusai
A pára és a folyadék érintkezési pontjainak növelésére szolgáló holdfény lepárló oszlop, ahol hőcsere és diffúziós folyamatok zajlanak, töltőanyagokkal vannak ellátva, amelyek jelentősen növelik az érintkezési felületet. A belső szerkezet típusa szerint az oszlopokat tálcákra osztják és csomagolják. A teljesítmény vagy magasság szerinti osztályozás nem mutat valós lehetőségeket.
Az érintkezési felület növelése érdekében az oszlop belsejébe finom, spirálba csavart rozsdamentes acél hálót, laza kis golyókat, Raschig-gyűrűket és kis drótspirálokat helyeznek. Szorosan csomagolják vagy töltik fel az oszlop hosszának legfeljebb ¾ magasságáig, anélkül, hogy elérnék az alkoholfogyasztás helyét.
A hőmérőt fúvókáktól mentes zónában kell elhelyezni, és a közeg tényleges hőmérsékletét kell mutatnia. A hőmérőt elektronikusnak választják, mivel a legkisebb tehetetlenséggel rendelkezik. Egyes oszlopmodellekben a tizedfok szerepet játszik. Ahhoz, hogy tiszta alkoholt kapjunk a szelekciós zónában, a hőmérsékletet 72,5-77 C tartományban kell tartani.
A lemezes desztillációs oszlop gyártása sokkal nehezebb - kupak vagy szitalemezek kialakítása, amelyek belül vízszintes válaszfalak, amelyeken a folyadék némi késéssel áramlik át. Mindegyik lemezen buborékoló zóna jön létre, ami növeli a visszafolyatásból származó alkoholgőzök kivonási fokát. Néha a desztillációs oszlopokat erősítésnek nevezik - szinte száz százalékos alkoholhozamot érnek el minimális idegen adalékanyag hozzáadásával.
Az oszlop atmoszférikus nyomáson működik, a külső környezettel való kommunikáció érdekében az oszlop speciális szeleppel vagy nyitott csővel van felszerelve a szerkezet felső részén. Ez a tény határozza meg a holdfény desztillálóoszlopának egyik jellemzőjét - különböző légköri nyomásokon eltérően működik. A hőmérsékleti rendszer néhány fokon belül változik (különbség a tartály és az oszlop hőmérőjén). Az arányt kísérletileg határozzuk meg. Emiatt fűtőelem oszloppal.
Ha vásárolt egy működő desztillációs oszlopot, vagy saját maga felépíti, nagy tisztaságú alkoholt kaphat különösebb nehézség nélkül. Az oszlop különösen hatékony a hagyományos lepárlóból nyert holdfény desztillációjában.
A desztillációs oszlop működése az alkohol ismételt elpárologtatásán alapul a tisztításhoz. Ennek az anyagnak a feldolgozása a modern ipar fontos feladata. Az alkohol széleskörű felhasználási körrel rendelkezik, így minőségének meg kell felelnie a műszaki és élelmiszer jellegű követelményeknek.
1
A rektifikációs eljárás az alkoholtartalmú keverékek tiszta elemekre való szétválasztása. Ehhez az anyagok forrását használják, amelyek mindegyikének saját párolgási hőmérséklete van. A folyamat során gőz képződik, és minden frakció elválik a kezdeti keveréktől. A rektifikálás során általában aldehidek, víz, etil- és metil-alkoholok, fuselolajok és mások szabadulnak fel. Egy ilyen eszköz a leghatékonyabb a másodlagos szennyeződések ellen.
Alkoholtartalmú keverékek szétválasztása tiszta elemekre desztillációs oszlopban
A rektifikáció az egyes komponensek eltérő összetételi aránya miatt lehetséges a folyékony alapban és a párolgási állapotban. Mivel a rendszer egyensúlyra törekszik, minden fázisban megpróbálja kiegyenlíteni az anyag hőmérsékletét, nyomását és koncentrációját. Amikor a gőz folyadékkal érintkezik, alacsony forráspontú "illékony" komponensekben gazdagodik, és a folyadék magába szívja a magas forráspontú anyagokat.. Ezt a folyamatot hőcsere kíséri.
A desztillációs oszlop paraméterei:
- Méretek és anyag. A kialakítás fúvókákat, hengereket, lepárlókat és egy kockát tartalmaz. Az oszlophoz rozsdamentes élelmiszer-ötvözetet használnak, amely nem bocsát ki káros anyagokat a folyadékban.
- fűtési rendszer. Egy jó minőségű oszlophoz pontosan szabályozni kell a fűtési teljesítményt. A mai nap legoptimálisabb módja a fűtőelemek használata, amelyeket az oszlop alsó részébe szerelnek fel. Nem ajánlott a normál gázellátást használni, mivel annak jellemzői nem teszik lehetővé a fűtési teljesítmény zökkenőmentes beállítását.
- Teljesítmény. Ez a paraméter tartalmazza a fűtőteljesítményt, amely a szerkezeten belüli gőzmozgás intenzitásáért felelős.
- Precíz vezérlés. Minden folyamatnak megvannak a saját működési jellemzői és megengedett munkaértékei, amelyeket be kell tartani.
- A belső nyomás befolyásolja a forráspontot. Az alkohol jobb rektifikációja érdekében a nyomást 720-780 mm tartományban kell tartani. rt. Művészet. Ha ezt nem szabályozzuk, a nyomás csökken, és ez csökkenti a gőz sűrűségét, ami az oszlop "elárasztásához" vezet. Hasonló a helyzet a nagy nyomással is, ami a berendezés hatékony működése szempontjából elfogadhatatlan.
A desztillációs oszlop fúvókákat, hengereket, lepárlókat és egy kockát tartalmaz. Az oszlophoz rozsdamentes élelmiszer-minőségű ötvözetet használnak
A cégek egyre gyakrabban szerelnek be desztillációs kolonnát, amelynek elve a folyadék áramlásán és a gőz felemelkedésén alapul, ami szükséges egy olyan egyensúly eléréséhez, amely lehetővé teszi az anyagok tiszta összetevőinek kivonását (első helyen az alacsony forráspontú folyadékok állnak). , majd egy magas). Ennek a folyamatnak a kulcsa az egyensúlyi állapot.
Fontos tudni!
Az agyra gyakorolt pusztító hatás az alkoholtartalmú italok emberre gyakorolt hatásának egyik legszörnyűbb következménye. Elena Malysheva: AZ ALKOHOLIZMUS LEGYŐZHETŐ! Mentsd meg szeretteidet, nagy veszélyben vannak!
2.2. A desztilláló oszlopok berendezése és működése,
Az egyszerű és összetett keverékek rektifikálása szakaszos vagy folyamatos oszlopokban történik.
A szakaszos oszlopokat kis kapacitású üzemekben használják, ahol nagy számú frakciót kell összegyűjteni, és az elválasztásnak nagynak kell lennie. Egy ilyen telepítés klasszikus sémája az ábrán látható. 4. A nyersanyag az 1. desztillációs kockába kerül az átmérőjének körülbelül 2/3-a magasságig, ahol süket gőzzel felmelegítik. A desztillálóegység első működési periódusában a keverék legillékonyabb komponensét, például a benzolfejet választják ki, majd a desztillációs hőmérséklet emelésével magasabb forráspontú komponenseket (benzol, toluol stb.) ). A keverék legmagasabb forráspontú összetevői a kockában maradnak, áfa-maradékot képezve. A rektifikációs folyamat végén ezt a maradékot lehűtik és kiszivattyúzzák. A kockát ismét megtöltik nyersanyagokkal, és a rektifikálás folytatódik. A folyamat gyakorisága a nagyobb hőfogyasztásnak és az alacsonyabb növényi termelékenységnek köszönhető. Tovább az ábrán: 2 - desztillációs oszlop, 3 - kondenzátor-hűtő, 4 - akkumulátor, 5 - hűtőszekrény, 6 - szivattyúk.
A folyamatos működés telepítése e hátrányok közül sok mentes. Egy ilyen telepítés vázlatos diagramja az 5. ábrán látható. A nyersanyag az 1 hőcserélőn keresztül a 2 fűtőbe, majd a 3 desztillálóoszlop különböző szintjeire jut. Az alsó frakciókat a 4 kazánban felmelegítik és visszavezetik a desztillációs oszlopba. Ebben az esetben a legnehezebb részt eltávolítjuk a kazánból az oszlop aljára, és a folyékony üledékkel együtt a nehéz frakciók további feldolgozása céljából. És a könnyű frakciókat felülről az 5 kondenzátor-hűtőbe, majd a 6 akkumulátorból részben vissza az oszlopba öntözésre, részben pedig - a könnyű frakciók további feldolgozására.
A kapott termékek számától függően egyszerű és összetett desztillációs oszlopokat különböztetnek meg. Az elsőben két terméket nyernek a rektifikálás során, például benzint és félfűtőolajat. Ez utóbbiak három vagy több termék előállítására szolgálnak. Ezek egyszerű, sorba kapcsolt oszlopok, amelyek mindegyike két komponensre választja szét a bekerülő keveréket.
Minden egyszerű oszlopnak van egy sztrippelő és egy koncentráló szakasza. A csupaszító vagy csupaszító szakasz a nyersanyagbevitel alatt található. Azt a tányért, amelyre az elválasztáshoz szükséges alapanyagot betápláljuk, előtolólapnak nevezzük. A sztrippelő szakasz célterméke egy folyékony maradék. A koncentráló vagy erősítő rész az ételtányér felett található. A szakasz céltermékei rektifikált gőzök. A desztillációs oszlop normál működéséhez öntözést kell ellátni a kolonna koncentráló szakaszának tetejére, és hőt (kazánon keresztül) vagy élő vízgőzt kell bevezetni a sztrippelő szakaszba.
A felszálló gőzök és a leszálló folyadék (reflux) közötti kapcsolatot biztosító belső berendezéstől függően a desztillációs oszlopok töltetes, tálcás, forgó stb. oszlopokra vannak osztva. Nyomástól függően nagynyomású, atmoszférikus és vákuum desztillációs oszlopokra oszthatók. . Az előbbieket az olaj és a benzin stabilizálására, a krakkolási és hidrogénező egységek gázfrakcionálására használják. Az atmoszférikus és vákuumdesztillációs oszlopokat főként olajok, olajmaradékok és desztillátorok desztillálására használják.
Gőzök és folyadékok egyenletes elosztására töltött oszlopokban - 1 db (6. ábra), golyók, prizmák, piramisok, különféle anyagokból (általában préselt szénpor) készült hengerek, amelyek külső átmérője 6-70 mm, felületi aránya területtől térfogatig 500-tól. A fúvókát ömlesztve speciális lemezekre helyezik - 4 lyukakkal a gőz áthaladásához és a váladék elvezetéséhez - 3. A fúvóka használatának célja a váladék és a gőz érintkezési felületének növelése a kölcsönös dúsítás. A töltött oszlop megfelelő működéséhez nagyon fontos, hogy az áramló reflux és a gőzök egyenletesen oszlanak el az oszlop teljes keresztmetszetében. Ennek kedvez a tömítőtest homogenitása, a felfelé irányuló gőzáramlás lehető legnagyobb sebessége, az egyenletesen elosztott töltőrétegek és az oszlop szigorú vertikálissága. A gyakorlatban a gőzök és a váladék kezdetben elért egyenletes eloszlása sérül, mivel a gőz hajlamos a folyadékot az oszlop falaihoz nyomni, és áthaladni a töltet közepén. Ebben a tekintetben a tömítés több rétegre van osztva, és a lemezek, amelyekre a tömítést helyezik, speciális kialakításúak, amelyek lehetővé teszik az áramlások ismételt egyenletes elosztását minden egyes tömítőréteg után. A töltött oszlopok használatának hatékonysága igen magas, de vannak kellemetlenségek is: a töltetet időnként el kell távolítani az oszlopról, hogy megtisztuljon a töltetet idővel beborító, nedvesíthetőségét rontó gyantás részecskéktől, valamint A csomagolt oszlopok nagyon szigorú követelményt támasztanak bizonyos gőznyomás és a bejövő reflux mértékének elviselésére. Az oszlopban a gőznyomás csökkenése esetén a reflux lefolyás felgyorsul, és a gőz és a folyadék érintkezési területe meredeken csökken. A gőznyomás túllépése esetén a váladék áramlása lelassul, ami a töltet felső rétegeiben való felhalmozódásához és az oszlop alsó részében lévő párazáráshoz (az oszlop „elárasztásához”) vezet. Ez a gőznyomás még nagyobb növekedéséhez vezet az oszlop alsó részében, és egy kritikus pillanatban a gőz áttöréséhez vezet a váladékon keresztül az oszlop tetejére. Az oszlop "elárasztásának" következménye a gőz és a folyadék érintkezési területének éles csökkenése is.
Az 1. tálcás oszlopokban (7. ábra) a gőz és a visszafolyó áramlások közötti érintkezési terület növelése érdekében a csomagolás helyett nagyszámú speciális kialakítású lemezt használnak. A váladék lemezről lemezre áramlik a 3 lefolyócsöveken keresztül, és a 4 terelőlemezek állandó szinten tartják a folyadékréteget a lemezen. Ez a szint lehetővé teszi, hogy a kupakok széleit 2 folyamatosan visszafolyató hűtő alatt tartsa. A válaszfalak csak a bejövő váladék feleslegét engedik le a következő lemezre. A tálcás oszlop működési elve a gőzök és a reflux kölcsönös dúsítása a nyomás alatti gőz alulról felfelé történő áthaladása révén az egyes lemezeken lévő refluxrétegen. Tekintettel arra, hogy a gőz apró buborékok formájában halad át a váladékon, a gőz és a folyadék érintkezési felülete nagyon magas.
A lemezek kialakítása változatos. Háló, rács, kaszkád, szelep, befecskendező és kombinált lemezeket használnak. A tálcák kialakítását a konkrét technológiai követelmények (frakciószétválasztás tisztasági foka, munkaintenzitás követelménye, az oszlop belső szerkezetének megváltoztatásának szükségessége, a megelőző és javítási munkák gyakorisága stb.) alapján választjuk ki.
Egyes olajfinomítási eljárásokban (például a víz (gőzök) elválasztásával járó feldolgozás, a legnehezebb olajfrakciók előzetes leválasztásával történő feldolgozás) nagy termelékenységű 1. forgóoszlopokat (8. ábra) használnak. Az ilyen oszlop lemezei 40°-os dőlésszögű kúpos pajzsok, az oszlop falaihoz rögzített váltakozó lemezekkel - 2 és a központi forgótengelyhez rögzített lemezekkel - 3. 
Így a forgó lemezek váltakoznak a rögzítettekkel. A lemezek forgása a hajtásból származik - 4 240 fordulat / perc sebességgel. A váladék felülről leereszkedik a rögzített lemez mentén, és középen túlcsordul az alatta lévő forgó lemezre. A centrifugális erő hatására a váladék felfelé mozgatja a forgó lemezt a kerületére, és egy folytonos gyűrű alakú film formájában átjut az oszloptest falaihoz, majd tovább az alatta lévő lemezhez. Ezután a folyamat megismétlődik. A gőzök ellenáramban haladnak át a váladékon. Ezenkívül nagy mennyiségű váladék folyamatosan szuszpenzióban van, ami magának a váladéknak a magas illékonyságához vezet. A lemezek közötti távolság mindössze 8-10 mm, ami lehetővé teszi egy nagyon kompakt oszlop építését magas (85% feletti) hatásfokkal. Fűtött nyersanyagokat vezetünk be az oszlopba, amelynek szükséges hőmérsékletét egy fűtőberendezés tartja fenn - 6. Ez a kialakítás nagyon kényelmesen használható, gyakorlatilag nem igényel javítást és karbantartást, tartós és nem annyira érzékeny a hőmérséklet- és nyomásváltozásokra a kezdeti komponensek közül.
A projekt termelésben történő megvalósításához szükséges költségek összegének kiszámítása. Értékelje az elsődleges olajfinomító és bitumengyártás műhelyében beszerzett termékek bekerülési értékének változását. A műhelyben két kemence került beépítésre: P-1 fűtőolaj és P-3 fűtőolaj és gőz fűtésére; a rekonstrukció után olyan kemencét kell beépíteni, amely teljesen helyettesíti mindkét P-1 és P-3 kemencét. A kemence teljesítménye a...
A nyersanyagok minősége használható benzin (folyékony gáz előállítására); kerozin-szoláris frakciók és vákuumdesztillátumok (benzin, repülőgép- és dízel üzemanyagok előállításához); olajfinomítási maradéktermékek (benzin, sugárhajtómű és dízel üzemanyag előállításához); gacha és paraffinok (magas indexű olajok előállításához); savanyú olajok, savanyú és savanyú fűtőolajok (a...
Az olaj frakciókra való szétválasztásának folyamatai, amikor annak potenciálját a kapott termékek és intermedierek köre, mennyisége és minősége szempontjából használják ki - olajdesztilláció; a másodlagosak közé tartoznak a destruktív olajfinomítási és olajtermékek tisztítási folyamatok, amelyek célja a kémiai összetétel megváltoztatása termikus és katalitikus hatásokkal. Ezekkel a módszerekkel...
kapcsolódó cikkek
