Kapacita rektifikačnej kolóny závisí od priemeru bočnej steny alebo objemu kocky

Srdcom každého RK je cára s tesnením, sú to jeho schopnosti, ktoré do veľkej miery určujú výkonnosť kolóny ako celku. Pre analýzu sa dohodneme, že tak, ako to má byť počas rektifikácie, má cár výšku trysky 150 cm a naleje sa do nej SPN 3,5 x 3,5 x 0,25 mm a kocka sa naplní do troch štvrtín 40% surový alkohol.

Teória

Jeden a pol palcový stĺp môže mať bočné steny s vnútorným priemerom 35 alebo 38 mm a 2-palcový stĺp môže mať 48 alebo 50 mm. Štandardná sada možných kociek pre dnešok: 20, 30, 37 a 50 litrov.

Maximálna separačná kapacita kolóny sa dosahuje pri výkone pred zaplavením, ktorý poskytuje aj maximálnu rýchlosť vzletu pri danom pomere spätného toku. Mnoho začínajúcich liehovarníkov nie celkom správne porovnáva výkon pred pitím s výkonom kolóny. V skutočnosti náprava zahŕňa niekoľko etáp, z ktorých každá trvá nejaký čas..

Pri výbere priemeru kolóny a objemu kocky je dôležité pochopiť, ako ich kombinácia ovplyvní zložitosť procesu a čas strávený opravou.

Fázy nápravy

1. Príprava vybavenia pre prácu. Montáž zariadenia, nalievanie surového alkoholu do kocky a ďalšie prípravné operácie. Zvyčajne všetko trvá asi 0,5 hodiny, T1 = 0,5.

2. Zahrievanie na varenie. Ak je vykurovací článok vybraný správne, na základe pomeru výkonu 1 kW na 10 litrov objemu, potom bude vykurovanie trvať asi 40 minút alebo T2 = 0,7 hodiny.

3. Stabilizácia. Táto fáza trvá od 30 minút do 1 hodiny. Nech je to 45 minút alebo T3 = 0,75 hodiny.

4. Výber frakcie hlavy. Čas výberu „hláv“ (T4) nezávisí od rýchlosti výberu. Aby sa z kocky odstránili všetky nečistoty hlavy, musí sa každý liter objemu aspoň raz odpariť a byť v kolóne. Aby ste to dosiahli, musíte dodať 1 kW vykurovacieho výkonu na každý liter absolútneho alkoholu v kocke..

Prevádzkový výkon vo wattoch sa číselne rovná ploche prierezu stĺpca (S) v štvorcových milimetroch.

Množstvo absolútneho alkoholu (AC) sa stanoví na základe objemového objemu (CC) a jeho sily.

T4 = AC / N (hodiny), kde:

AC = 0,4 * CC (liter)-

N = 3,14 * d2 / 4/1000 (kW)-

d - vnútorný priemer stĺpa (mm).

Odtiaľto dostaneme:

T4 = 510 * CC / d2 (hodiny), kde:

SS - 40% objemu v litroch,

d - vnútorný priemer stĺpca (mm²).

5. Výber opierok hlavy. Táto fáza je potrebná na vyčistenie obalu od zvyškov hlavovej frakcie. Počet opierok hlavy závisí od zadržiavacej kapacity a objemu opierky hlavy. Zachytávacia kapacita SPN 3,5 x 3,5 x 0,25 sa rovná približne 150 ml refluxu na 1 liter dýzy. Aby ste to mohli efektívne opláchnuť, musíte zvoliť 2-3 objemy, pre výpočty vezmeme - 2,5.

Odber vzorky tohto objemu trvá 2 hodiny rýchlosťou 0,5 l / h. Ak zvýšite rýchlosť na polovicu menovitej hodnoty, potom bude stačiť 1,2 hodiny bez ohľadu na priemer bočného panela.

Príliš nízka rýchlosť znižuje účinnosť čistenia a kvalitu alkoholu. Ale teraz to nie je o tom, pre dnešnú úlohu si vezmeme maximálny čas výberu: T5 = 2 hodiny.

Objem vzorky v litroch:

Votb = 2,5 * 0,15 * Vn = 0,375 Vn, kde:

Vн - objem trysky v litroch.

Ak sa vzorkovacia rýchlosť rovná 0,5 l / h, potom je vzorkovacia doba:

T5 = 0,75 * Vn.

Ak sa rýchlosť odberu rovná polovici nominálnej rýchlosti, potom sa vezme do úvahy, že nominálna rýchlosť odberu Wnom v ml / h sa číselne rovná ploche prierezu stĺpca v mm², čas výberu opierky hlavy:

T5 = (0,375 * Vn) / (0,5 * S) = 0,75 * Vn / S = 0,75 * L * S / S

T5 = 0,75 * L (hodina), kde:

L - výška stĺpika v metroch.

Pri rýchlosti výberu opierky hlavy, ktorá sa rovná polovici nominálnej hodnoty, je čas výberu v hodinách číselne rovný ¾ výšky stĺpca v metroch a nezávisí od priemeru stĺpca alebo objemu objemovej látky.

6. Výber komerčného alkoholu. Počiatočná rýchlosť odberu v ml / h sa číselne rovná ploche prierezu stĺpca (S) v mm. Na konci vzorkovania znížime rýchlosť vzorkovania o 2,5 krát, aby sme zvýšili refluxný pomer a zvýšili separačnú schopnosť. Priemerná miera výberu „tela“ bude približne jeden a polkrát nižšia ako nominálna.

Objem komerčného alkoholu je približne 80% surového alkoholu.

Preto je čas na výber „tela“:

T6 = 0,8 * 0,4 * CC / (S / (1 000 * 1,5)) = 480 * CC / S-

T6 = 611 * CC / d2, kde:

CC - množstvo 40% surového alkoholu (l)-

d - priemer strany zásuvky (mm).

7. Výber „chvostov“. Počet „chvostov“ sa rovná približne 10% objemu reproduktora v kocke. Vzorkovacia frekvencia sa rovná približne polovici nominálnej hodnoty.

T7 = 0,1 * 0,4 * CC / (S / (1 000 * 2)) = 80 * CC / S-

T7 = 102 * CC / d2.

8. Vytlačenie nečistôt z kolóny. Táto operácia trvá pol hodiny, T8 = 0,5.

9. Demontáž zariadenia a vyčistenie priestorov. Najnepríjemnejšia etapa, zvyčajne trvá až 1 hodinu, T9 = 1.

Celkový čas nápravy

Celkový čas potrebný na jeden opravný cyklus:

T = T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T6 + T7 + T8 + T9-

0,5 + 0,7 + 0,75 + 510 * CC / d2 + 2 + 611 * CC / d2 + 102 * CC / d2 + 0,5 + 1.

Zjednodušujeme a získavame:

T = 5,45 + 1223 CC / d2.

Objem alkoholu (Vc) získaného počas tejto doby sa rovná približne 0,8 AC v kocke, straty pre neopraviteľné „hlavy“ a zvyšok v kocke sa zanedbajú..

Vc = 0,8 * 0,4 * CC.

Produktivitu, s ktorou môžeme získať alkohol za hodinu práce so stĺpcom, je možné vypočítať pomocou vzorca:

Pr = Vc / T.

Praktické aspekty nápravy

Na základe výsledného modelu sa pokúsime odpovedať na vzrušujúce otázky..

1. Skutočná produktivita kolóny v závislosti od jej priemeru a objemového objemu (l / h).

Počiatočná rýchlosť odberu „tela“ je oveľa vyššia ako skutočná produktivita kolóny. Je jednoducho naivné si myslieť, že pri nominálnej kapacite 2-palcového stĺpca 1 800 ml / hodinu je destilácia 40 litrov ropy alkohol so silou 40% je možné dokončiť za 9 hodín..

Ak vezmeme do úvahy všetky potrebné operácie, skutočná produktivita bude takmer trikrát nižšia. Rozdiel v kapacite medzi stĺpcom 35 mm a 48 mm nie je v skutočnosti 800 ml / h, ako sa zdá na prvý pohľad, ale iba 250 ml / h. A to je veľa, pretože proces trvá viac ako jednu hodinu..

2. Čas pracovného cyklu (hodiny).

Graf zobrazuje vplyv objemov kociek (os X) na celkový čas opravy (os Y) pre rôzne priemery kolóny. Prevažná časť je štandardná - tri štvrtiny objemu kocky. Je zjavná nerozumnosť niektorých možností konfigurácie. Aby bolo možné posúdiť, ako pohodlné bude použitie tejto alebo tej možnosti, zvážte trvanie hlavných operácií.

3. Kľúčové pracovné body vyžadujúce zásah obsluhy.

3.1. Čas od začiatku procesu do konca výberu „hláv“ alebo prvého prístupu k kocke na výmenu kontajnerov.

3.2. Ďalej vyberáme opierky hlavy na 2 hodiny pri polovičnej cestovnej rýchlosti (nominálnej). Pristúpime k stĺpiku a zmeníme kontajner, pokračujeme výberom „tela“.

3.3. Výber tela sa ukončí a budete musieť prejsť na stĺpec, aby ste vymenili riad.

3.4. Výber „chvostov“ bude trvať.

3.5. Potom sa priblížime k stĺpiku a dokončíme prácu, ktorá trvá 1,5 hodiny.

zistenia

1. Čím väčšia je veľkosť kocky, tým vyššia je skutočná produktivita. Ale jeho nekonečné zväčšovanie nebude fungovať. Keď teplota v kocke dosiahne 90 - 92 stupňov, trup a ďalšie medziľahlé nečistoty začnú masívne opúšťať kocku a hromadiť sa v tryske. Ak je objem príliš veľký, potom po nahromadení v spodnej časti kolóny začnú nečistoty stúpať stále vyššie a vyššie a preniknú do výberu. Budeme musieť prejsť na „chvosty“ skôr. Aby sa dosiahol normálny výkon, objem by mal byť viac ako 10 objemov balenia, ale menej ako 20 - aby sa nezmeškali „chvosty“.

2. Optimálny objem 40% SS počas opravy je 15 baliacich objemov.

Priemer stĺpca, mm	Objem trysky, l	Objemový objem, l
od	predtým
35	1.44	14	29
38	1.7	17	34
48	2,71	27	54
päťdesiat	2,95	tridsať	59

S minimálnym objemom môžete prepnúť na výber „hlušiny“ pri spodnej teplote 96 - 97 stupňov, s maximálnym objemom - 92 - 93 stupňov.

3. Trvanie rektifikácie sa zvyšuje so zmenšením priemeru kolóny a so zväčšením objemu jednorazového objemu. Ale použitie veľkých priemerov kolón s malým objemom znamená získanie relatívne veľkého objemu recyklovaného alkoholu a malého výťažku použiteľného..

4. Bez automatizačných nástrojov, ktoré vám umožnia nechať zariadenie bez dozoru dlhšiu dobu, je možné používať súpravy s relatívne krátkym časom cyklu. To zužuje škálu možných možností a vysvetľuje skutočnosť, že mnoho liehovarníkov jednoducho neodoberá „chvosty“ na ich zariadeniach alebo radšej vyrába NDRF - sily nie sú neobmedzené.

5. Všeobecne platí, že ak proces trvá celkovo viac ako 12 - 15 hodín, je potrebná automatizácia. Prinajmenšom ten najjednoduchší s bezpečnostným blokom, ktorý vám umožní dať signál o povodni, odstávke vody alebo zvýšení teploty v TCA. Ak to nie je možné, mali by ste sa obmedziť na minimálny objem kociek.

6. Výsledné závislosti a grafy umožňujú kvalitatívnu a do istej miery aj kvantitatívnu analýzu rôznych možností pre kompletný súbor RK. Hlavnou vecou nie je zabudnúť na potrebu ich porovnania s časom, ktorý je pálenica pripravená venovať svojmu koníčku..