Енергозберігаюча ректифікаційна установка для виробництва спирту етилового-сирцю

1. Енергозберігаюча ректифікаційна установка для виробництва спирту етилового-сирцю, що містить бражну, спиртову колону, дефлегматор та систему тр убопроводів, яка відрізняється тим, що верхня частина бражної колони сполучена паровою комунікацією з нижньою частиною спиртової колони, а нижня частина спиртової колони з'єднана флегмовою комунікацією з верхньою частиною бражної колони. 2. Енергозберігаюча ректифікаційна установка для виробництва спирту етилового-сирцю за п.1, яка відрізняє ться тим, що верх спиртової колони з'єднаний через дефлегматор, конденсаторспиртоуловлювач та барометричний конденсатор з вакуум-насосом, а комунікація бражки зв'язана з верхом бражної колони через дефлегматор та рекуперативний теплообмінник барди. Корисна модель відноситься до спиртової промисловості, а саме до брагоректифікаційних установок для виробництва спирту з спиртових бражок. Відома одноколонна сирцева ректифікаційна установка для виробництва спирту-сирцю [Технологія спирту. В.О.Маринченко, В.А.Домарецький, П.Л.Шиян (Під ред. проф. В.О.Маринченка. - Вінниця: „Поділля-2000”, 2003. - 496с, стор.218-223)]. В установку входить повна ректифікаційна колона, дефлегматор і холодильник. Колона складається з верхньої - концентраційної частини, яка має 9...20 тарілок та нижньої - бражної частини, яка має 18...22 тарілки. Недоліком цієї установки є те, що повна ректифікаційна колона має велику висоту, потребує будівництва високих споруд та має невелику потужність, через те, що в одній колоні відбувається і вилучення спирту з бражки і його концентрування, що потребує повернення на верхню тарілку колони частки дистиляту (флегми), що утворюється в дефлегматорі. Установка призначена для роботи під атмосферним тиском, що призводить до значних витрат теплової енергії на процес отримання спирту етилового-сирцю з бражки, в установці не передбачено рекуперативне використання тепла барди для зменшення витрат енергії. Відома ректифікаційна установка для виробництва спирту-сирцю [Патент України на винахід №72681 МПК В01D3/16. Ректифікаційна установка для виробництва спирту-сирцю (Жолнер І.Д., Сосницький В.В., Олійнічук С.Т. та інші. Опубл. 15.03.2005р. Бюл. №3)], яка складається з трьох колон - бражної, епюраційної, спиртової та відповідної теплообмінної апаратури. Недоліком цієї установки є те, що вона має значну металоємність та потребує значних витрат гріючої пари та охолоджувальної води. Як прототип вибрано за найбільшою кількістю співпадаючих суттєвих ознак та досягнутим результатам двоколонна ректифікаційна установка для виробництва спирту-сирцю [Те хнологія спирту. В.О.Маринченко, В.А.Домарецький, П.Л.Шиян (Під ред. проф. В.О.Маринченка. - Вінниця: „Поділля2000”, 2003. - 496с, стор.218-223)]. В установку входить бражна, спиртова колони, дефлегматор, холодильник спирту. Верхня частина бражної колони зв’язана рідинною комунікацією (19) UA (11) 38301 (13) U (21) u200812059 (22) 09.07.2008 (24) 25.12.2008 (62) 200812058, 09.07.2008 (46) 25.12.2008, Бюл.№ 24, 2008 р. (72) УКРАЇНЕЦЬ АНАТОЛІЙ ІВАНОВИЧ, UA, ЯКОВЕЦЬ ІВАН ІВАНОВИЧ, U A, СОСНИЦЬКИЙ ВІТАЛІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, U A, ШИЯН ПЕТРО ЛЕОНІДОВИЧ, UA, ОЛІЙНІЧУК СЕРГІЙ ТИМОФІЙОВИЧ, UA, КИЗЮН ГРИГОРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA, МІЩЕНКО ОЛЕКСІЙ СЕМЕНОВИЧ, UA, СИЗЬКО ВАЛЕРІЙ БОРИСОВИЧ, UA, РУДАКОВ ВОЛОДИ МИР КОСТЯНТИНОВИЧ, UA, БОЙКО ПЕТРО МИКОЛАЙОВИЧ, U A (73) НАУКОВО-ВИРОБНИЧЕ ТОВАРИСТВО "ІНТЕРМАШ", U A 3 38301 з тарілкою живлення спиртової колони. Спирт та суп утні йому леткі органічні домішки вилучаються в бражній колоні гріючою парою. З кубу колони відводиться звільнена від спирту барда. Концентрування спирту відбувається в спиртовій колоні за рахунок флегми, яка поступає на верхню тарілку спиртової колони з дефлегматора. У відгонній частині спиртової колони спирт вилучається за допомогою гріючої пари. Недоліком цієї установки є її енергоємність (значні питомі витрати гріючої пари), що погіршує конкурентоспроможність виробництва спирту етилового-сирцю, як на внутрішньому, так і на зовнішньому ринках. Спільним з винаходом, що заявляється, є такі суттєві ознаки прототипу: наявність бражної, спиртової колони та дефлегматора. В основу корисної моделі поставлена задача створення енергозберігаючої ректифікаційної установки для виробництва спирту етиловогосирцю шляхом введення нових взаємозв’язків між елементами установки для забезпечення підвищеної ефективності використання теплової енергії та зменшення питомих енерговитрат на процес перегонки бражки та ректифікації спирту. Технічний результат від реалізації запропонованої корисної моделі полягає в створенні умов, за яких зменшується температура кипіння рідини в окремих елементах установки за рахунок створення в останніх тиску нижче за атмосферний та рекуперативного використання теплоти водноспиртової пари бражної колони та барди. Споживчі властивості, які пов’язані з технічним результатом - зменшення питомих енерговитрат на процес. Технічний результат досягається тим, що в енергозберігаючій ректифікаційній установці для виробництва спирту етилового-сирцю, що включає бражну, спиртову колону, дефлегматор та систему трубопроводів, згідно з корисною моделлю верхня частина бражної колони сполучена паровою комунікацією з нижньою частиною спиртової колони, а нижня частина спиртової колони з’єднана флегмовою комунікацією з верхньою частиною бражної колони, можливо верх спиртової колони з’єднати через дефлегматор, конденсаторспиртоуловлювач та барометричний конденсатор з вакуум-насосом, а комунікацію бражки зв’язати з верхом бражної колони через дефлегматор та рекуперативний теплообмінник барди. Послідовне з’єднання верха спиртової колони через дефлегматор, конденсаторспиртовловлювач та барометричний конденсатор з вакуум-насосом створюють умови для зменшення тиску та температури кипіння у відповідному обладнанні та зменшення за рахунок цього енерговитрат на процес. 4 В установці передбачено сполучення верхньої частини бражної колони паровою комунікацією з нижньою частиною спиртової колони, що дає змогу повністю рекуперувати тепло водно-спиртової пари з бражної колони і за рахунок цього повністю обігріти спиртову колону, комунікація бражки зв’язана з верхом бражної колони через дефлегматор та рекуперативний теплообмінник барди. З’єднання кубу бражної колони з рекуперативним теплообмінником барди дозволяє використати її для догріву бражки до температури кипіння і знизити загальні енерговитрати. На Фіг. представлений варіант принципової схеми енергозберігаючої ректифікаційної установки для виробництва спирту етилового-сирцю. Енергозберігаюча ректифікаційна установка (Фіг.) включає бражну 1 та спиртову 2 колони, сполучені системою трубопроводів, дефлегматор 3, конденсатор-спиртоуловлювач 4, барометричний конденсатор 5, вакуум-насос 6, насос флегми 7 та рекуперативний теплообмінник барди 8. Верхня частина бражної колони 1 сполучена паровою комунікацією з нижньою частиною спиртової колони 2, а нижня частина спиртової колони 2 з’єднана флегмоною комунікацією з верхньою частиною бражної колони 1. Можливо верх спиртової колони 2 з’єднати через дефлегматор 3, конденсаторспиртовловлювач 4 та барометричний конденсатор 5 з вакуум-насосом, а комунікація бражки зв’язана з верхом бражної колони 1 через дефлегматор 3 та рекуперативний теплообмінник барди 8. Установка працює наступним чином. Дозрілу бражку спочатку нагрівають в дефлегматорі 3 до температури 50-70°С, а потім, в рекуперативному теплообміннику барди 8, бражку догрівають до температури 75-95°С. Водно-спиртова пара з бражної колони 1 з температурою 80-95°С поступає в нижню частину спиртової колони 2 для повного її обігріву. Флегму з нижньої частини колони подають у верхню частину бражної колони 1. Водно-спиртову пару зі спиртової колони 1 послідовно конденсують в дефлегматорі 3, нагріваючи при цьому бражку, і остаточно в конденсаторіспиртоуловлювачі 4. Для подальшого зменшення енерговитрат в спиртовій та бражній колонах за допомогою барометричного конденсатора 5 і вакуум-насоса 6 створюють вакуум, який забезпечує температуру кипіння на верхній тарілці спиртової колони 2 від 60 до 70°С, а в нижній частині бражної колони 1 від 90 до 100°С. Лютерна вода відбирається у суміші з бардою. Спирт-сирець відбирається в з верху спиртової колони. Показники, що підтверджують досягнення технічного результату і переваги заявленої установки в порівнянні з прототипом, представлені в таблиці. Таблиця Показник Питома витрата гріючої пари, кг/дал Установка-прототип 32-34 Заявлена установка 16-17 5 Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 38301 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601