Ректификационные аппараты предназначены для выделения из спирта-сырца содержащихся в нем примесей: альдегидов, эфиров, высших спиртов, фурфурола, органических кислот и других соединений.
Для ректификации спирта-сырца применяют периодически действующие (кубовые) и непрерывно действующие аппараты. Кроме того, на многих заводах имеются брагоректификационные аппараты, где совмещены процессы перегонки и ректификации.
Периодически действующих ректификационных аппаратов в промышленности практически уже не осталось. Они заменены непрерывно действующими аппаратами.
РЕКТИФИКАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
В современных ректификационных аппаратах непрерывного действия осуществляются непрерывное получение из спирта-сырца ректификованного спирта и непрерывный отбор побочных продуктов (примеси, входящие в спирт-сырец) — эфироальдегидную» фракцию и сивушные масла.
Принцип работы такого аппарата заключается в том, что спирт-сырец последовательно освобождается от примесей.
Непрерывно действующие аппараты имеют значительные преимущества перед периодическими. Они дают высокий выход ректификованного спирта (92—95%) и концентрированные головные и хвостовые продукты. На кубовых периодически действующих аппаратах выход ректификованного спирта не превышает 75% и низшие сорта требуют вторичной перегонки, что ведет к дополнительному расходу тепла. Обслуживание аппаратов непрерывного действия значительно проще.
Непрерывно действующий ректификационный аппарат легко может быть автоматизирован.
Двухколонный ректификационный аппарат (рис. 97) состоит из двух колонн: эпюрационной 1 и ректификационной 6.
Эпюрационная колонна предназначена для выделения из спирта-сырца головных примесей. В месте поступления спирта-сырца колонна делится на две части: нижнюю б — выварную (отгонную) и верхнюю а — альдегидную (укрепляющую),
Выварная часть эпюрационной колонны обычно состоит из 14— 20 тарелок, на которых отгоняются все головные примеси спирта-сырца, поступающего на верхнюю тарелку. Укрепляющая часть эпюрационной колонны, состоящая чаще всего из 10 и иногда из 14 тарелок, расположена над выварной частью.
Самая нижняя царга эпюрационной колонны представляет собой выварную камеру, в которую через барботер поступает обогревающий пар и из нее же отводится спирт, не содержащий головных примесей (эпюрат). Эпюрат отводится на верхнюю тарелку выварной части ректификационной колонны.
Паровое пространство выварной камеры соединено с манометром, показывающим давление в эпюрационной колонне. Для наблюдения за уровнем эпюрата в этой камере ставят водомерное стекло.
В паровом пространстве тринадцатой снизу тарелки эпюрационной колонны установлен дистанционный термометр для измерения температуры и определения по температуре крепости спиртового раствора при существующем в колонне давлении.
На верхнюю тарелку выварной части эпюрационной колонны кроме спирта направляют нестандартный спирт из конденсатора ректификационной колонны.
Выше эпюрационной колонны для питания ее концентрационной части ставят дефлегматор 2, за ним конденсатор 3. Погон из дефлегматора отводится на самую верхнюю тарелку альдегидной (укрепляющей) части колонны. Часть конденсата выводится из конденсатора в качестве эфироальдегидной фракции через холодильник 12 и смотровой фонарь 13. Отсюда эфиры и альдегиды направляются в спиртоприемник, а остальная их часть вместе с погоном дефлегматора отводится на верхнюю тарелку альдегидной части колонны, не сконденсировавшиеся в конденсаторе газы отводятся в атмосферу.
Ректификационная колонна 6 состоит из выварной (отгонной) части б, имеющей 16 тарелок для отгона спирта из поступающего в колонну эпюрата, и укрепляющей (концентрационной) части а.
Выварная часть служит для питания укрепительной части ректификационной колонны спиртовыми парами, не содержащими ни головных, ни хвостовых примесей, так как головные примеси уже отобраны в эпюрационной колонне, а хвостовые (сивушное масло) отобраны из выварной части с шестой и четвертой тарелок, считая снизу. Иногда сивушное масло отбирают с большего количества тарелок — с шестой, восьмой, десятой. Промежуточные примеси отбираются с четырнадцатой тарелки.
Место отбора сивушного масла и промежуточных примесей изменяется в зависимости от крепости на тарелках колонны. Крепость отбираемых примесей то повышается, если в колонне находится много спирта, то понижается, если в колонне мало спирта. Сивушное масло отводится в холодильник 7, а из него через фонарь в маслоотделитель 8, где оно промывается от спирта водой и как более легкое всплывает наверх. Остающийся в результате промывки слабый спиртовой раствор при помощи сифонной трубки непрерывно удаляется из маслоотделителя в выварную часть на третью тарелку, считая снизу колонны, где и перегоняется вновь.
Промежуточные примеси (сивушный спирт) отводятся ИЗ КОЛОННЫ в конденсатор 9, откуда через фонарь направляются в спиртоприемник.
Из парового пространства над первой тарелкой, считая снизу выварной части, отбирают пар для испытания на содержание в нем спирта. При правильной работе колонны спирта в конденсате не должно быть.
Нижняя царга выварной части ректификационной колонны служит выварной камерой. Сюда поступает пар, идущий через паровой регулятор, обеспечивающий постоянное давление в колонне. Освобожденная от спирта вода (лютерная) отводится из выварной камеры через гидрозатвор и-образный формы высотой 3 м. Для использования тепла лютерной воды ее отводят в подогреватель спирта-сырца.
Концентрационную часть ректификационной колонны обычно устанавливают на выварной части. Ректификационный спирт отбирается из концентрационной части ректификационной колонные пятой, считая сверху, тарелки в виде кипящей жидкости и направляется в холодильник.
Колонны аппарата снабжены многоколпачковыми тарелками. После ремонта необходимо проверить работу аппарата на воде, обращая внимание на плотность соединений, правильность действия не только основных частей аппарата, но и вспомогательных.
Трехколонный ректификационный аппарат состоит из колон — эпюрационной, ректификационной и окончательной очистки. Колонна окончательной очистки предназначена для второй эпюрации ректификата, во время которой удаляются образовавшиеся при ректификации сложные эфиры, которые отводятся на вторичную очистку в эпюрационную колонну.
БРАГОРЕКТИФИКАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ
Этиловый спирт-сырец из пищевого сырья не имеет применения как товарный продукт, и его производство резко сокращается. Транспортирование спирта-сырца для его ректификации на другие заводы невыгодно, так как требует значительных затрат и вызывает дополнительные потери спирта. На спиртовых заводах широко используют брагоректификационные аппараты усовершенствованных конструкций, позволяющие получать ректификованный спирт высшей очистки непосредственно из бражки со значительной экономией тепла.
Брагоректификационные аппараты подразделяются на три основные типаз прямого, полупрямого и косвенного действия.
Аппарат прямого действия представлен на рис. 98. В нем головные примеси отделяют непосредственно из бражки в эпюра-ционной колонне, поставленной на бражную колонну. Вследствие низкой концентрации спирта в бражке коэффициенты испарения примесей велики и эпюрация протекает полно. После выделения основной массы головных примесей и значительной части промежуточных в эпюрационной колонне 2 эпюрированная бражка поступает в бражную колонну /, где из нее вывариваются этиловый спирт, хвостовые примеси и остатки головных примесей. Основную массу паров из бражной колонны 1 направляют в ректификационную колонну 6. Незначительная часть паров из бражной колонны по трубе, снабженной дроссельным клапаном, поступает в эпюрационную колонну 2 для ее обогревания.
Хвостовые и промежуточные продукты, а также остатки головных продуктов отбираются в ректификационной колонне 6. Ректификованный спирт отводится в жидком виде с одной из верхних тарелок ректификационной колонны.
Аппараты прямого действия наиболее экономичны в теплотехническом отношении. Углекислота, содержащаяся в бражке, выделяясь в бражной колонне, приносит в ректификационную колонну пары сивушных масел. Проникая в зону пастеризованного спирта, эти пары сообщают ректификату неприятный запах. Вследствие этих причин аппараты прямого действия, несмотря на малый расход пара, распространения не получили.
Аппарат полупрямого действия показан на рис. 99. В аппаратах этого типа бражка не подвергается предварительной эпюрации. Она поступает в бражную колонну 1, где выделяются пары, содержащие все примеси, спирт и воду. Эти пары через ловушку 9, отделяющую взвешенные частицы, поступают в среднюю часть эпюрационной колонны. Нижняя часть этой колонны 2 выварная, верхняя З— концентрационная. Дефлегматор 4 конденсирует основную массу паров, и конденсат возвращается в колонну в виде флегмы.
Не сконденсировавшиеся в дефлегматоре пары, в которых содержатся головные примеси, поступают в конденсатор 5, откуда после конденсации часть их направляется в холодильник и фонарь, а другая часть возвращается в колонну.
Жидкий эпюрат, освобожденный от головных примесей, поступает в ректификационную колонну 8, снабженную дефлегматором 7 и конденсатором 6. Пастеризованный спирт (стандартный ректификат) отбирается с верхних (четвертой — шестой) тарелок ректификационной колонны. Промежуточные продукты (сивушный спирт и сивушное масло) отбираются так же, как и в двухколонном ректификационном аппарате. Непастеризованный спирт, содержащий головные продукты, пройдя дефлегматор 7, в виде паров поступает в конденсатор 6, откуда частично возвращается в ректификационную колонну на верхнюю тарелку, а частично направляется в эпюрационную колонну 3.
Греющий пар поступает в бражную и ректификационную колонны через паровые регуляторы. В эпюрационную колонну пар подается из выварной камеры ректификационной колонны. Бражка, поступающая в аппарат, предварительно подогревается в дефлегматоре.
Аппарат косвенного действия представляет собой соединение двух аппаратов: один из них дает спирт-сырец, а второй ректификует его. На таких аппаратах получают спирт высокого качества.
Они были приняты как типовые для выработки спирта высшей очистки.
В аппаратах косвенного действия все водно-спиртовые пары, поднимающиеся из бражной колонны, полностью конденсируются в конденсаторе бражной колонны и в жидком виде поступают на эпюрадию.
Аппараты работают следующим образом. Бражка насосом подается в подогреватель 2 (рис. 100), где она обогревается водно-спиртовыми парами, поступающими из бражной колонны 1. Пары проходят при этом через ловушку, где отделяются увлеченные взвешенные частицы. Подогретая бражка поступает в сепаратор, в котором из нее выделяются углекислота и неконденсирующиеся газы. Газы через конденсатор 3' поступают в спиртоловушку, а бражка — в бражную колонну 1. Конденсат водно-спиртовых паров из конденсаторов 3 и 3', дефлегматора-подогревателя бражки 2 и спиртоловушки направляется в эпюрационную колонну 4. Эта колонна снабжена дефлегматором 5 и конденсатором 6.
Головные продукты из конденсатора 6 поступают через холодильник в фонарь 10. Освобожденная от основной части головных примесей водно-спиртовая жидкость (эпюрат) направляется в ректификационную колонну 9. Эта колонна снабжена дефлегматором 8 и конденсатором 7. Из конденсатора 7 отбираются головные примеси и непастеризованный спирт, часть которого возвращается в эпюрационную колонну, а остальной — на верхнюю тарелку ректификационной колонны. Ректификат отбирается в жидком виде с 3 4, 6 и 7 тарелок (считая сверху) ректификационной колонны, поступает в холодильник 13, откуда направляется в фонарь 14.
Сивушное масло поступает в виде паров в холодильник 12, из него направляется в маслоотделитель. Выделенное в нем (промытое н декантированное) сивушное масло направляется в хранилище. Водно-спиртовая жидкость из маслоотделителя возвращается в ректификационную колонну, где также отбираются промежуточные продукты (сивушный спирт), направляемые в холодильник 11.
Расход тепла и воды в аппаратах косвенного действия примерно такой же, как и в аппаратах полупрямого действия.
Двухпоточный брагоректификационный аппарат отличается сгем, что выделяемый из бражки спирт разделяется в нем на два потока с последующей ректификацией каждого потока в отдельных ректификационных колоннах. На нем возможно получение ректификованного спирта высокого качества независимо от вида и качества перерабатываемого сырья.
Аппарат (рис. 101) состоит из четырех колонн: бражной, зшо-рациоииой и двух ректификационных.
Бражка подается насосом в дефлегматор 4, где нагревается спиртовыми парами ректификационной колонны 15 до 65—70° С. Далее через сепаратор углекислого газа 6, снабженный конденсатором 7, бражка подается на верхнюю тарелку зпюрирующей части бражной колонны 20, и, освобожденная от головных примесей, поступает в выварную часть бражной колонны 21. Выделение примесей спирта ведется при температуре 93—95° С на верхней тарелке зпюрирующей части бражной колонны.
Эпюрированные водно-спиртовые пары в количестве 80—85% содержащегося в бражке спирта через ловушку 19 направляются в ректификационную колонну 15. С верхних тарелок этой колонны через холодильник 16 отбирается спирт высшего качества.
Второй поток водно-спиртовых паров (15—20% спирта, содержащегося в бражке) из верхней зпюрирующей части бражной колонны 20 через дефлегматор 3 и конденсатор 2 направляется в эпюрационную колонну 17 в виде дистиллята. Количество этого потока регулируется задвижкой, установленной на спиртовом паропроводе перед дефлегматором. Эпюрат из колонны 17 с содержанием спирта 30% об. поступает на вторую ректификационную колонну 18.
Отбор сивушного масла и промежуточных примесей производится обычным способом.
Спирт-ректификат высшей очистки отбирается с верхних тарелок ректификационной колонны 13 через холодильник 14.
БРАГОРЕКГИФИКАЦИОННАЯ УСТАНОВКА, РАБОТАЮЩАЯ ПОД РАЗРЕЖЕНИЕМ
Исследованиями установлено, что с понижением температуры при отгонке спирта из бражки снижается содержание в дистилляте эфиров, альдегидов и кислот, улучшаются дегустационные качества ректификованного спирта, вследствие снижения отбора эфироальдегидной фракции повышается выход спирта.
Брагоректификационные установки, работающие под вакуумом, позволяют осуществить двукратное использование греющего пара и тем самым значительно сократить общий расход пара на установку.
Брагоректификационный аппарат, в котором бражная колонна работает под разрежением, а эпюрационная и спиртовые колонны — в обычном режиме, работает на спирто-коньячном заводе «Хуторок».
Бражная колонна работает под разрежением 600—620 мм рт. ст., что соответствует температуре 36—37° С. Пониженная температура перегонки бражки позволяет почти полностью сохранить в барде аминокислоты и витамины, что значительно повышает ее кормовую ценность, сохраняется жизнедеятельность дрожжей в барде, и барда может быть направлена на сепарацию для последующего их выделения.
В установке (рис. 102) бражная колонна обогревается вторичным паром, поступающим из дефлегматора-испарителя, которым
ректификационная колонна оборудуется вместо обычного дефлегматора. Эпюрационная и ректификационная колонны обогреваются глухим паром через кипятильники, что предотвращает отрицательное влияние примесей пара на качество получаемого продукта, а также позволяет использовать конденсат, отходящий из кипятильников, для получения из него чистого вторичного пара в дефлегматоре-испарителе. Кроме того, в схеме рационально используется тепло горячего лютера, отходящего из ректификационной колонны.
Все это в сочетании с двукратным использованием тепла греющего пара позволяет значительно сократить общий расход пара на установку.
Аппарат работает следующим образом. Зрелая бражка подается насосом в дефлагматор 5 эпюрационной колонны, где она нагревается до температуры кипения, равной 54—56° С, и направляется на верхнюю тарелку бражной колонны 14, обогреваемой вторичным паром, поступающим из паросепаратора 8 дефлегматора-испарителя 9. Недостающая для обогрева колонны часть пара (около 2 кг из необходимых 21 кг/дал) вводится в колонну через барбо-тер из парового коллектора.
Водно-спиртовые пары из верхней части бражной колонны поступают в ловушку 4 и, отделившись в ней от капельной жидкости, направляются в межтрубное пространство трехбаранного конденсатора 3 для конденсации холодной водой температурой не выше 14—15° С.
Окончательная сушка несконденсировавшихся газов происходит в осушителе 2, а охлаждение их до 22—25° С — в холодильнике 1. Полученный в конденсаторах и осушителе погон кре-лостью 42—45% об. и температурой 40—45° С отводится по барометрической трубе 16 в сборник бражного дистиллята 19.
Газы и увлеченная ими часть спиртовых паров из холодильника 1 откачиваются водокольцевым вакуум-насосом 15, в котором одновременно с образованием необходимого разрежения происходит улавливание спиртовых паров водой, поступающей для работы насоса. Полученная при этом водно-спиртовая жидкость крепостью 2—3% об. направляется в сборник бражки, а газы — в атмосферу.
Бражной дистиллят из сборника центробежным насосом 20 подается в подогреватель 21, в котором нагревается до 70—72° С горячим лютером, а затем до 80—82° С паром в теплообменнике 22 и направляется на двадцатую тарелку (считая снизу) эпюрационной колонны 13.
Конденсат из кипятильников 23 и 27 подогревателя 22 отводится в сборник конденсата 28, а из него насосом 29 подается в паросепаратор 8.
Дефлегматор-испаритель 9 кроме питания ректификационной колонны флегмой обеспечивает получение из горячего Конденсата вторичного пара, необходимого для обогрева бражной колонны.
Спиртовые пары из ректификационной колонны поступают в межтрубное пространство дефлегматора-испарителя, в котором в результате теплообмена с конденсатом температурой Около 67°С, циркулирующим в трубах, частично конденсируются и в виде -флегмы поступают на верхнюю тарелку колонны.
Наряду с этим вследствие использования скрытой теплоты конденсации спиртовых паров в дефлегматоре-испарителе происходит интенсивное испарение горячего конденсата с образованием вторичного пара. Избыток конденсата из паросепаратора отводится по барометрической трубе 24 в сборник 25, а из него на теплотехнические нужды.
Не сконденсированные в дефлегматоре-испарителе спиртовые пары поступают в конденсатор 10. Газовые оттяжки конденсатов ров эпюрационной и ректификационной колонн имеют свои собственные ловушки 7 и 11, погон из которых направляют к эфиро~ альдегидной фракции.
Спирт высшего качества отбирают с 3, 4, 5 или 6 тарелки, считая сверху ректификационной колонны. Сивушные масла отбирают с 9 и 10 тарелок, а сивушный спирт — с 17, 19 или 21 тарелки. Барда выводится из выварной части бражной колонны и при помощи насоса 18 подается на бардораздачу. Качество спирта-ректификата, даже полученного из мелассы, высокое. Некоторая сложность в конструкции, несмотря на теплотехнические выгоды и улучшение качества спирта, ограничивает распространение указанного аппарата.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ КОЛОННЫ
В целях улучшения качества спирта и увеличения его выхода, а также нормализации режимов работы основных колонн бра-горектификационные аппараты дополняют вспомогательными колоннами: сивушными, окончательной очистки и нулевыми.
Сивушные колонны предназначены для концентрации хвостовых примесей (сивушного масла) и разгрузки от них средней части ректификационных колонн. По принципу действия сивушные колонны аналогичны ректификационным, но так как на них перерабатывается всего 3—5% общего количества спирта, то и диаметр колонн значительно меньше, чем ректификационных. Применение сивушных колонн считают целесообразным на аппаратах производительностью 3000 дал спирта в сутки и более. В этих случаях стабилизируется режим работы ректификационных колонн и уменьшаются потери сивушного масла.
Колонны окончательной очистки предназначены для повторной эпюрации спирта и отделения в крепких спиртовых растворах примесей высокой летучести, в первую очередь метанола. Колонна имеет глухой обогрев, поэтому не допускается попадание в спирт примесей, обычно вносимых с греющим паром.
Нулевые колонны работают по принципу брагоперегонных аппаратов и служат для укрепления слабых водно-спиртовых жидкостей перед их перегонкой.
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
БРАГОРЕКТИФИКАЦИОННЫХ АППАРАТОВ
Ловушка-сепаратор ставится на спиртопаровой трубе из бражной колонны в дефлегматор. Она предназначена для отделения механических частиц бражки и осушения спиртового пара от жид-кости, увлеченной из кипящей на тарелках бражки. Ловушка (рис. 103) состоит из цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем 12 и сферической крышкой. Внутри корпуса на подвесках 4 и 8 расположен цилиндр 10 с раструбом и вогнутым днищем. Внутри него вставлен цилиндр 16, перекрытый колпаком 5. Патрубки 13 к 7 предназначены для подвода и отвода спиртовых паров. Через штуцера 2 и 6 подводится вода, которая через распределители 3 и 9 обмывает внутреннюю поверхность ловушки. Отделенная от пара жидкость сливается по трубам 11 и 15. Штуцер 14 служит для отвода жидкости в бражную колонну. Путь пара показан на рисунке стрелками. При изменении направления и снижении скорости парового потока выделяются увлеченные жидкие и механические частицы, которые по трубам 11 и 15 и штуцеру 14 отводятся в бражную колонну. Туда же поступают при промывке промывные воды.
Маслоотделитель служит для отделения сивушного масла от спирта и промывки его водой. Принцип действия его основан на смешивании сивушной жидкости с водой для образования эмульсии. Сивушное масло как более легкое всплывает наверх, а в нижнем слое находятся вода и этиловый спирт.
Маслоотделитель (рис. 104) состоит из медного цилиндрического корпуса 1, к фланцу которого болтами прижат стеклянный цилиндр 2, накрытый сверху крышкой 3. На крышке находится пробный фонарь 4. Сивушная жидкость поступает из холодильника в фонарь 4, а из него по трубе 5 направляется в маслоотделитель. Вода поступает в ту же трубу, по которой стекает сивушная жидкость, смешивается с ней, образуя эмульсию. Для промывки масла вода подается через кольцевой барботер 8. В маслоотделителе происходит расслоение эмульсии. Легкое масло всплывает вверх и отводится по трубке 7. Нижний водно-спиртовой слой через сифон 6 отводится в колонну. Чтобы улучшить условия отделения сивушного масла от водно-спиртовой жидкости, корпус маслоотделителя иногда наполняют фарфоровыми цилиндрическим кольцами диаметром 20 мм и высотой 20 мм.
Сивушное масло может плохо или совсем не расслаиваться в маслоотделителе. Одной из причин этого является недостаточное количество воды для разбавления масла. В результате в маслоотделителе собирается крепкая спиртовая жидкость, которая растворяет сивушное масло, и оно уходит обратно в колонну. Другой причиной является перемещение зоны концентрации сивушного масла в колонне выше или ниже отводящих кранов при ненормальной загрузке колонны. В этом случае нужно загрузить колонну спиртом, и сивушное масло начнет расслаиваться.
Не рекомендуется открывать все краники на гребенке отбора сивушного масла, отбор сивушного масла следует вести не более чем из двух тарелок. В противном случае помимо сивушного масла будет отбираться значительное количество этилового спирта, что также влияет отрицательно на расслоение.
Недостаточная дисперсность (раздробление) сивушного масла в воде часто вызывает необходимость повторной промывки для доведения его качества до стандартного. В этих случаях его дополнительно промывают водой или обрабатывают поваренной солью.
Промывка сивушного масла ведется в цилиндрической емкости, куда подаются масло и вода. После длительного и тщательного перемешивания образуется эмульсия, которая отстаивается в течение 10—14 ч. После этого
сивушное масло всплывает, и его декантируют, а подсивушную воду, содержащую следы спирта, направляют в бражку для перегонки.
Для ускорения процесса отстаивания в воду добавляют поваренную соль из расчета 0,35 кг на 1 дал отмываемого масла. Существует способ обработки сивушного масла солью в концентраторе. В цилиндрический сосуд с коническим дном загружают сухую поваренную соль и пропускают через нее масло.
В отдельных случаях, когда в сивушном масле содержится примесь минеральных масел, для перегонки применяют установки, состоящие из куба и холодильника. Куб оборудуется змеевиком для обогрева, вакуум-прерывателем и гидрозатвором. На трубе,, подводящей пар в змеевик, устанавливается редукционный вентиль, отрегулированный на давление 0,07 МПа (0,7 кгс/см2).
На некоторых спиртовых заводах при промывке сивушного масла применяют гидродинамическое перемешивание без добавления поваренной соли. Использование гидродинамического эффекта направленных навстречу друг другу струй позволяет получать высокодисперсную эмульсию сивушного масла в воде. Поверхность соприкосновения сивушного масла с водой увеличивается и, следовательно, находящиеся в нем примеси более полно переходят в водный раствор, повышая тем самым чистоту отмываемого масла. Этот способ позволяет не только получать сивушное масло хорошего качества, но и механизировать данный процесс.
Установка для гидродинамической промывки (рис. 105) проста и может быть изготовлена на любом спиртовом заводе. Она состоит из резервуара (эмульсатора) 1, центробежного циркуляционного насоса 3, двух пар встречно направленных сопел 2. Расстояние между соплами одной пары составляет 0,8 диаметра резервуара, а между соплами другой пары — 0,4—0,5. Сопла с меньшим расстоянием незначительно подняты (5—15°), а сопла другой пары наклонены вниз. Сопла погружаются в перемешиваемую жидкость на lU высоты ее слоя. Насос засасывает перемешиваемую жидкость у дна и под давлением нагнетает ее через сопла в жидкость. Струи жидкости вытекают из сопел со скоростью 7—10 м/с. При истечении в жидкость они увлекают частицы окру-жащей среды и смешиваются с ней. Образование эмульсии сивушнего масла в воде наступает через 50—70 с. Практически
Таблица 6

Дефект

Фактор, влияющий иа качеств0 спирта

Причина

Способ устранения

Пониженная крепость. Наличие осадка, мути, опалесценции или голубоватой окраски

Попадание воды в верхнюю часть колонны, голубая окраска вызвана растворением меди

Течь в дефлегматоре или хо-холодильиике. Наличие аммиака в греющем паре

Проверить и отремонтировать аппарат. Применить выносные кипятильники

Пониженная окисляемость

проба на

Присутствие непредельных и

сернистых соединений: акролеина, кротонового альдегида, сероводорода, меркаптанов и сернистого ангидрида

Переработка остродефектного сырья. Неправильный отбор побочных продуктов ректификации. Использование в основной технологии низкокачественных вспомогательных материалов, например соапстока

Увеличить расход пара и флегмово-го числа в ректификационной колонне. Усилить эпюрацию, отбор сивушного спирта. Проверить состояние водоисточников и качество вспомогательных материалов

Повышенное эфир 08

содержание

Присутствие сложных эфиров, относящихся к промежуточным и головным примесям

Неудовлетворительная эпюрация. Может быть следствием переработки остродефектного зерна и картофеля, закисших меласс, а также развития инфекции в основном производстве

Увеличить расход пара в эпюрационной и ректификационной колоннах, отбор сивушного спирта. Провести термообработку и усиленное дезинфицирование меласс, а также подсортировку (смешивание) дефектной мелассы с нормальной. Предупреждать развитие и подавление инфекции в производстве

Повышенное альдегидов

содержание

Присутствие альдегидов: муравьиного, уксусного, масляного, а также непредельных — акролеина и кротонового

Неудовлетворительная эпюра-цня. Недостаточный или неправильный отбор непастеризованного спирта. Загрязнение сырья (мелассы) и вспомогательных материалов. Неправильное ведение дрожжегене-рирования

Переработка сырья с повышенным содержанием пектиновых

Усилить эпюрацию. Повысить флег-мовое число ректификационной колонны и концентрацию непастеризованного спирта. Повысить расход пара в окончательной колонне

Увеличенное метанола

содержание

Наличие метанола в количествах, превышающих допустимое

Повысить крепость непастеризованного спирта, отбираемого из ректи-


по ГОСТу (недостаток, свой

веществ. Недостаточный отбор

фикациоииой и окончательной ко


ственный только спирту, про

экстрапара при разваривании.

лонн. Усилить эпюрацию


изведенному из крахмалистого

Неудовлетворительная эпюра-



сырья и сахарной свеклы)

ция и коцентрирование метанола в непастеризованном спирте


Запах и вкус, несвойственный спирту из пище

Повышенное содержание эфи-

Переработка дефектного сырья.

Провести термообработку мелассы

ров, относящихся к промежу

Возврат или недостаточный от

Улучшить работу водоочистки и

вого сырья

точным примесям (масляной и

бор эфирно-альдегидной фрак

проверить состояние водоисточников.


валериановой кислотам), аце-

ции. Неудовлетворительная

Применить выносные кипятильники.


талей н других летучих орга

эпюрация. Накопление проме

Установить маслоловушки на паро


нических соединений (фрукто

жуточных примесей в нижней

проводах. Усилить эпюрацию. Ото


вый запах). Наличие углево

части окончательной колонны,

брать и вывести сивушный спирт.


дородов жирного ряда

работающей по принципу эпю-рациониой. Загрязнение сырья нефтепродуктами и ядохимикатами. Использование загрязненной воды в технологии основного производства н питания котлов

Перевести (полностью или периодически) окончательные колой иы на режим повторной ректификации

Неприятный запах и

Присутствие в спирте летучих

Переработка загрязненного и

Не давать на переработку сильно

вкус спирта

азотистых соединений (аминов), солей масляной и валериановой кислот, углеводоро

инфицированного сырья. При

загрязненное сырье. Контролировать


менение недоброкачественных

процессы хранения и транспортиро


вспомогательных материалов.

вания сырья и вспомогательных ма


дов нефти, фенолов. Повышен

Загрязнение водоисточников

териалов. Наблюдать за состоянием


ное содержание альдегидов,

промышленными и другими

водоисточников и водоочистных


в том числе масляного, выс

стоками. Неудовлетворительная

установок. Нормализовать работу


ших кислот и сернистых соединений БОг. Присутствие

работа маслоловушек на па

всех колоин брагоректификационно-


ропроводе. Нарушение режи

го аппарата. Содержать в исправ


высших спиртов в количестве,

мов работы эпюрационной и

ном состоянии маслоловушки на


превышающем допустимое по ГОСТу. Щелочная реакция

ректификационных колонн. Чрезмерное форсирование ап

паропроводах


спирта

парата. Чрезмерный и неправильный (по высоте) ввод щелочи в колонны


гидродинамическое перемешивание производится в течение 15—30 мин. Эмульсия отстаивается 16—24 ч, после чего ее декантируют.
Пробный холодильник. Служит для определения содержания спирта в барде, отходящей из аппарата, или лютерной воде. Содержание спирта в паре будет значительно выше, чем в жидкости, н конденсирование его позволяет определять содержание спирта спиртомером.
Пары из бардяного регулятора поступают в сосуд, где оседают механические примеси, после чего пары проходят холодильную камеру, где они конденсируются, и направляются в фонарь.
Аппаратчик, наблюдая за показанием спиртомера, опущенного в конденсат, может осуществлять постоянный контроль за потерями спирта в отходящей барде или лютерной воде.
ПОДГОТОВКА ВОДЫ
Для стабильной работы брагоректификационных установок, получения спирта хорошего качества, сокращения потерь спирта -большое значение имеет жесткость воды, идущей на дефлегматоры и конденсаторы.
Дефлегматоры и конденсаторы работают при повышенном температурном режиме. Отлагающиеся на поверхностях охлаждения соли жесткости снижают теплопередачу, нарушая тем самым режим работы аппарата. Необходимо периодически останавливать аппараты на чистку от отложений солей. Механическая очистка при помощи сверл и скребков является очень трудоемкой и -неизбежно вызывает в той или иной степени повреждение поверхностей очищаемых труб.
Некоторые спиртовые заводы для предотвращения отложения солей жесткости вводят в воду перед теплообменной аппаратурой углекислый газ. Другие заводы очищают поверхности охлаждения путем прокачивания так называемого водного конденсата.
Но более целесообразны и экономически выгодным является умягчение холодной воды в катионитовых фильтрах перед подачей ее на дефлегматоры и конденсаторы. В этом случае аппарат работает стабильно без длительных остановок на чистку поверхностей охлаждения. Горячая вода, идущая из аппаратного отделения, может быть использована непосредственно для питания паровых котлов без дополнительной химводоочистки. Умягчение горячей воды, идущей на питание паровых котлов, что мы имеем сейчас на большинстве спиртовых заводов, преждевременно разрушает катиониты, усложняя и удорожая эксплуатацию химводоочистки. С предварительным умягчением воды, идущей на брагоректифи-кационную установку, работают Молмыжский и Корыстовский спиртовые заводы.
Возможные дефекты в качестве ректификованного спирта, их причины и способы устранения приведены в табл. 6.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как работает аппарат косвенного действия?
2. Каково устройство непрерывно действующего ректификационного аппарата?
3. Как устроены аппараты прямого действия?
4. Каково назначение пробных холодильников?
5. Каковы преимущества брагоректификационного аппарата, работающего под
вакуумом?
6. Какова схема работы трехколонного ректификационного аппарата?
7. Почему в брагоректификационных установках монтируют вспомогательные колонны?
Источник: Оборудование спиртового производства. Иванов А.И., Зотов В.Н.

__________________________