Брагоректификационная установка

 

Использование: в спиртовой отрасли. Сущность изобретения: брагоректификационная установка содержит соединенный системой трубопроводов бражную, эпюрационную и ректификационную колонны, дефлегматоры, конденсаторы, патрубки для ввода и вывода бражки, нагревательного агента, барды, эфиральдегидной фракции, эпюрата, спирта-ректификата и конденсата. Корпус каждой колонны выполнен в виде параллелепипеда, разделенного на горизонтальные секции, дефлегматоры расположены с верхней стороны каждой секции эпюрационной и ректификационной колонн и отделены от секции стенкой. Каждая секция колонны имеет переливные и паровые перегородки. Переливные перегородки расположены в шахматном порядке и жестко соединены одними концами с днищем каждой секции колонн, а другими расположены в одном уровне с горловиной сливного стакана секции. Паровые перегородки одними концами жестко соединены с крышкой каждой секции колонн, а другими концами расположены ниже горловины сливного стакана, причем паровые перегородки расположены под острым углом к вертикальной плоскости и выполнены криволинейной формы, ориентированными вогнутой стороной к паровой горловине секции. 12 ил.

Изобретение относится к спиртовой промышленности и может быть использовано в установках для получения ректификационного спирта.

Известен аппарат для перегонки и ректификации спирта в виде вертикальной колонны с плоскими тарелками, в котором для получения многократности барбатажа, под вышележащей тарелкой каждого отделения установлен ряд концентрически расположенных цилиндрических перегородок, причем вертикальные переливные перегородки и не доходящие до дна секции паровые перегородки расположены в шахматном порядке. (Авт.св. СССР N 82007, кл. C 12 F 1/08, 1947).

Данный аппарат не обеспечивает высокое качество спирта, а также имеет низкий его выход, так как при переработке некондиционных видов сырья, особенно остродефектного, происходит накопление таких примесей и в таком количестве, на отделение которых аппарат такого типа не рассчитан. Для получения спирта высшей очистки и экстра необходимо колонну аппарата снабдить большим количеством тарелок, что увеличивает высоту, усложняет конструкцию аппарата.

Известен также аппарат для получения спирта, содержащий выварной куб, выпарное устройство, состоящее из ряда секций, дефлегматор, холодильник, причем секции разделены перегородками, расположенными на валу так, что они образуют поочередно зазор с нижней и верхней стенками секций. (Авт. св. СССР N 825623, кл. C 12 F 1/02, 1979).

Известный аппарат имеет ряд недостатков, обусловленных отсутствием герметичности между кипятильными камерами и трубой, в которую они вставляются. Пар проходит через аппарат по линии наименьшего сопротивления между тарелками и трубой, а не зигзагообразно. Кроме того, наклонное (под углом 5-7^o к горизонтали) расположение аппарата создает застойные зоны в нижней части выварных камер.

Известна также брагоректификационная установка, содержащая соединенные системой трубопроводов бражную, эпюрационную и ректификационную колонны, каждая из которых снабжена перегородками, сливными стаканами, паровыми горловинами-трубами, дефлегматорами, конденсаторами и патрубками для ввода и вывода бражки, нагревательного агента, барды, эфироальдегидной фракции, эпюрата, спирта-ректификата и конденсата (авт.св. СССР N 912750, кл. C 12 F 1/08, 1980) [3] Данная установка для форсирования работы снабжена дополнительными колоннами, сборниками промежуточных продуктов, вакуум-насосом для отсоса продуктов перегонки. Однако по существу рабочая схема осталась такой же, т.е. недостатки, свойственные аппаратам колонного типа с кипятильными тарелками, сохранились.

Задачей, на решение которой направлено предложенное устройство, является повышение качества спирта-ректификата при увеличении его выхода, за счет использования поверхности колонн в качестве дефлегматора.

Это позволяет достичь технического результата, выражающегося в том, что достигается большая разность температур между восходящими парами и движущейся навстречу водой, где происходит постепенная дефлегмация по всему пути движения спиртовых паров, что дает возможность увеличить массообмен и постепенно отделять примеси от конечного продукта на всем протяжении технологического цикла от начала поступления продукта в аппарат до выхода его из аппарата, т.е. получать более концентрированные конечные продукты.

Выполнение паровых перегородок пологими с наклоном к вертикали позволит достичь технического результата, выражающегося в увеличении площади контакта паров с перегородками, что увеличивает выход конечного продукта.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в брагоректификационной установке, содержащей соединенные системой трубопроводов бражную, эпюрационную и ректификационную колонны, каждая из которых снабжена перегородками, сливными стаканами, паровыми горловинами, дефлегматорами, конденсаторами и патрубками для ввода и вывода бражки, нагревательного агента, барды, эфироальдегидной фракции, эпюрата, спирта ректификата и конденсата, корпус эпюрационной и ректификационной колонн выполнен в виде горизонтально расположенного параллелепипеда, разделенного на секции, дефлегматоры расположены с верхней стороны каждой секции и отделены от них стенкой, установка снабжена расположенными в шахматном порядке переливными перегородками и паровыми перегородками первые из которых жестко соединены одними концами с днищем секции, а другими расположены в одном уровне с горловиной сливного стакана секции, определяющей уровень жидкости. Паровые перегородки одними концами жестко соединены с крышкой секции, а другими концами расположены ниже горловины сливного стакана.

Паровые перегородки расположены с наклоном к вертикальной плоскости и выполнены криволинейной формы, ориентированными вогнутой стороной к паровой горловине секции.

На фиг.1 показана брагоректификационная установка, принципиальная схема; на фиг.2 общий вид секции эпюрационной и ректификационной колонны; на фиг.3 то же, в разрезе; на фиг.4 вид А-А на фиг.3; на фиг.5 вид Б-Б на фиг.3; на фиг.6 общий вид дефлегматора; на фиг.7 то же, в разрезе; на фиг.8 вид В-В на фиг. 7; на фиг.9 общий вид бражной колонны; на фиг.10 то же, в разрезе; на фиг.11 вид Г-Г на фиг.10; на фиг.12 вид Д-Д на фиг.10.

Брагоректификационная установка содержит соединенные системой трубопроводов бражную 1, эпюрационную 2 и ректификационную 3 колонны.

Корпус бражной эпюрационной 2 и ректификационной 3 колонны имеет форму прямоугольного параллелепипеда, разделен горизонтальными дефлегматорами 4 на секции 5. К днищу каждой секции в шахматном порядке приварены переливные перегородки 6. К крышке каждой секции приварены паровые перегородки 7, не касающиеся дна секции.

Каждая секция снабжена паровой горловиной 8 и сливным стаканом 9.

Верхние (свободные) торцы переливных перегородок 6 расположены в одном уровне с горловиной сливного стакана, которая определяет уровень жидкости в секции. Свободные концы паровых перегородок расположены ниже горловины сливного стакана.

Паровые перегородки 7 расположены под острым углом к вертикальной плоскости, что улучшает перетекание осажденных паров спирта последовательно из одной камеры в другую.

Паровые перегородки 7 выполнены криволинейной формы, ориентированными вогнутой стороной к паровой горловине секции, что увеличивает площадь осаждения паров спирта, и, в конечном итоге, увеличивает его выход.

Горизонтальные дефлегматоры 4 имеют патрубки 8 для подачи бражки, поверхность дефлегматора разделена переливными перегородками 9 обтекаемой формы. Установка снабжена патрубками для ввода нагревательного агента (пара) в выварную секцию бражки и отвода альдегидов, эпюрата и барды.

Спиртовые пары из секции в секцию кроме паровой горловины могут поступать по трубе. Аппарат имеет бражные и спиртовые секции.

Бражные секции снабжены смотровыми люками для промывки их водой.

Эпюрационная колонна содержит концентрационные секции 10 и выварные секции 11, а также конденсатор 12. Ректификационная колонна содержит концентрационные секции 13 и выварные секции 14, а также конденсатор 15. Установка содержит патрубок 16 для подачи бражки из дефлегматора в бражную колонну, патрубок 17 для отвода эфиров в холодильник 18, патрубок 19 для отвода спирта-ректификата в холодильник 18, патрубок 20 для отвода спиртовых паров в эпюрационную колонну, патрубок 21 для отвода эпюрата в ректификационную колонну, патрубок 22 для отвода осевших частиц бражки в бражную яму. Патрубок 23 служит для отвода спиртовых паров из ректификационной колонны в конденсатор, патрубок 24 для отвода флегмы из конденсатора в ректификационную колонну, патрубок 25 для отвода спиртовых паров из выварной секции в концентрационную, патрубок 26 для отвода спиртовых паров из эпюрационной колонны в конденсатор, патрубок 27 для подачи флегмы из конденсатора 12 в эпюрационную колонну. Установка содержит бражный насос 28, ловушку 29, патрубок 30 для подачи воды в оборотную систему водоснабжения, патрубок 31 для отвода спиртовых паров из секции в секцию, смотровой фонарь 32. В секциях колонн и дефлегматорах имеются отверстия 33 для сливного стакана.

Для подачи бражки из бражной ямы 34 через насос 28 в дефлегматор служит патрубок 35. Для отбора спиртов первого сорта служит патрубок 36, для отбора сивушных масел патрубок 37. Установка снабжена также сборником альдегидов 38 и сборником спиртов-экстра 39.

Брагоректификационная установка действует следующим образом.

Бражку бражным насосом через дефлегматоры 4 закачивают в бражные секции на 2/3 объема секций. Подают пар через паровые патрубки в бражную 1 и ректификационную 3 колонны и в выварную секцию ректификационной колонны до тех пор, пока в смотровом фонаре 32 не появится струя спирта.

После прогрева установки открывают подачу воды на дефлегматоры 4, конденсаторы 10 и 15 и холодильник 12 и начинают непрерывно качать бражку в установку, при этом следят за температурным режимом и после погружения спиртомера до заданной крепости начинают отбор спирта-ректификата.

В связи с тем, что дефлегматоры находятся на поверхности секций колонн, за счет противотока в секциях колонн движущихся спиртовых паров и воды происходит постепенная дефлегмация по всему пути движения спиртовых паров. Такое решение дает возможность постепенно отделять примеси от конечного продукта от начала поступления в аппарат продукта до выхода его из установки, что позволяет получать более концентрированные продукты.

За счет расположения дефлегматора в контакте с верхней плоскостью каждой секции достигается большая разность температур между восходящими парами и идущей навстречу водой. Разность температур и постепенная дефлегмация увеличивают массообмен.

Переливные перегородки в секциях колонн служат линией барбатажа и одновременно направлением движения жидкости по секциям колонн. Такое сочетание движения жидкости по всей плоскости секции и одновременно барбатажа навстречу движению жидкости не позволяет создавать в установке застойных зон, не снижая массообмена.

Выполнение же паровых перегородок 7 криволинейной формы под острым углом к вертикали увеличивает площадь осаждения паров и улучшает перетекание осажденных паров спирта из одной камеры в соседнюю камеру.

Таким образом, вместо однократной дефлегмации в предложенной установке достигается постепенная дефлегмация от камеры к камере, от спиртонизкой крепости к спиртам концентрированным. При этом увеличивается продолжительность контакта между жидкостью и паром.

Постепенная дефлегмация дает возможность получать более концентрированную эфиральдегидную фракцию и увеличивает отбор конечной продукции спирта высшей очистки.

Бражка и флегма по колонне от камеры к камере продвигается по горизонтальному пути, при этом восходящие потоки пара непрерывно из камеры в камеру под паровую перегородку движутся навстречу движению флегмы и бражки, что также увеличивает контакт между фазами и уменьшает расход энергозатрат.

Формула изобретения

Брагоректификационная установка, содержащая соединенные системой трубопроводов бражную, эпюрационную и ректификационную колонны, дефлегматоры, конденсаторы, патрубки для ввода и вывода бражки, нагревательного агента, барды, эфиральдегидной фракции, эпюрата, спирта-ректификата и конденсата, отличающаяся тем, что корпус каждой колонны выполнен в виде параллелепипеда, разделенного на горизонтальные секции, дефлегматоры расположены с верхней стороны каждой секции эпюрационной и ректификационной колонн и отделены от секции стенкой, каждая секция колонн имеет переливные и паровые перегородки, причем переливные перегородки расположены в шахматном порядке и жестко соединены одними концами с днищем каждой секции колонн, а другими расположены в одном уровне с горловиной сливного стакана секции, а паровые перегородки одними концами жестко соединены с крышкой каждой секции колонн, а другими концами расположены ниже горловины сливного стакана, причем паровые перегородки расположены под острым углом к вертикальной плоскости и выполнены криволинейными, ориентированными вогнутой стороной к паровой горловине секции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12