Kapacita rektifikační kolony závisí na průměru bočnice nebo objemu krychle
Srdcem každého RK je tsarga s obalem, jeho schopnosti do značné míry určují výkon sloupce jako celku. Pro analýzu souhlasíme s tím, že jak by to mělo být během rektifikace, má car výšku trysky 150 cm a nalije se do ní SPN 3,5 x 3,5 x 0,25 mm a kostka je naplněna do tří čtvrtin 40% surový alkohol.
Teorie
Jeden a půl palcový sloup může mít boční stěny s vnitřním průměrem 35 nebo 38 mm a 2palcový sloup může mít 48 nebo 50 mm. Standardní sada možných kostek pro dnešek: 20, 30, 37 a 50 litrů.
Maximální separační kapacity kolony je dosaženo při výkonu před zaplavením, který také poskytuje maximální rychlost vzletu při daném refluxním poměru. Mnoho začínajících lihovarníků zcela správně nesrovnává výkon před pitím s výkonem kolony. Ve skutečnosti náprava zahrnuje několik fází, z nichž každá vyžaduje čas..
Při výběru průměru kolony a objemu krychle je důležité pochopit, jak jejich kombinace ovlivní složitost procesu a množství času stráveného opravou.
Fáze opravy
1. Příprava vybavení pro práci. Montáž zařízení, nalití surového alkoholu do kostky a další přípravné operace. Obvykle vše trvá asi 0,5 hodiny, T1 = 0,5.
2. Zahřívání k varu. Pokud je topný článek zvolen správně, na základě poměru 1 kW výkonu na 10 litrů objemu, bude topení trvat asi 40 minut nebo T2 = 0,7 hodiny.
3. Stabilizace. Tato fáze trvá od 30 minut do 1 hodiny. Nechte to být 45 minut nebo T3 = 0,75 hodiny.
4. Volba zlomku hlavy. Čas výběru „hlav“ (T4) nezávisí na rychlosti výběru. Aby se z kostky odstranily všechny nečistoty hlavy, musí se každý litr objemu alespoň jednou odpařit a být ve sloupci. K tomu je třeba dodat 1 kW topného výkonu na každý litr absolutního alkoholu v krychli..
Provozní výkon ve wattech se číselně rovná ploše průřezu sloupu (S) v milimetrech čtverečních.
Množství absolutního alkoholu (AC) se stanoví na základě objemového objemu (CC) a jeho síly.
T4 = AC / N (hodiny), kde:
AC = 0,4 * CC (litr)-
N = 3,14 * d2 / 4/1000 (kW)-
d - vnitřní průměr sloupu (mm).
Odtud dostaneme:
T4 = 510 * CC / d2 (hodiny), kde:
SS - 40% objemu v litrech,
d - vnitřní průměr sloupu (mm2).
5. Výběr opěrek hlavy. Tato fáze je nutná k vyčištění obalu od zbytků frakce hlavy. Počet opěrek hlavy závisí na únosnosti a objemu opěrky hlavy. Udržovací kapacita SPN 3,5 x 3,5 x 0,25 se přibližně rovná 150 ml refluxu na 1 litr trysky. Chcete-li jej účinně opláchnout, musíte vybrat 2-3 objemy, pro výpočty vezmeme - 2,5.
Vzorkování tohoto objemu trvá 2 hodiny rychlostí 0,5 l / h. Pokud zvýšíte rychlost na polovinu jmenovité hodnoty, pak bude stačit 1,2 hodiny bez ohledu na průměr postranního panelu.
Příliš nízká rychlost snižuje účinnost čištění a kvalitu alkoholu. Ale teď to není o tom, pro dnešní úkol si vezmeme maximální čas výběru: T5 = 2 hodiny.
Objem vzorku v litrech:
Votb = 2,5 * 0,15 * Vn = 0,375 Vn, kde:
VN - objem trysky v litrech.
Pokud je vzorkovací frekvence odebrána rovna 0,5 l / h, pak je doba vzorkování:
T5 = 0,75 * Vn.
Pokud se rychlost odběru rovná polovině jmenovité rychlosti, pak se vezme v úvahu, že jmenovitá rychlost odběru Wnom v ml / h se číselně rovná ploše průřezu sloupce v mm2, doba výběru opěrky 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 sloupu v metrech.
Při rychlosti výběru opěrky hlavy, která se rovná polovině nominální hodnoty, je doba výběru v hodinách číselně rovna ¾ výšky sloupu v metrech a nezávisí na průměru sloupce nebo objemu hromadného nákladu.
6. Výběr obchodního alkoholu. Počáteční rychlost odběru v ml / h se číselně rovná průřezové ploše sloupce (S) v mm. Na konci vzorkování snížíme rychlost vzorkování 2,5krát, abychom zvýšili poměr zpětného toku a zvýšili separační schopnost. Průměrná míra výběru „těla“ bude přibližně jeden a půlkrát nižší než nominální.
Objem obchodního alkoholu je přibližně 80% objemového alkoholu.
Odtud tedy čas výběru „těla“:
T6 = 0,8 * 0,4 * CC / (S / (1000 * 1,5)) = 480 * CC / S-
T6 = 611 * CC / d2, kde:
CC - množství 40% surového alkoholu (l)-
d - průměr strany zásuvky (mm).
7. Výběr „ocasů“. Počet „ocasů“ je přibližně 10% objemu reproduktoru v krychli. Vzorkovací frekvence se přibližně rovná polovině nominální hodnoty.
T7 = 0,1 * 0,4 * CC / (S / (1000 * 2)) = 80 * CC / S-
T7 = 102 * CC / d2.
8. Vytlačení nečistot z kolony. Tato operace trvá půl hodiny, T8 = 0,5.
9. Demontáž zařízení a úklid prostor. Nejméně příjemná fáze, obvykle trvá až 1 hodinu, T9 = 1.
Celková doba opravy
Celková doba potřebná pro 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 získáváme:
T = 5,45 + 1223 CC / d2.
Objem alkoholu (Vc) získaného během této doby je přibližně 0,8 AC v krychli, ztráty pro neopravitelné „hlavy“ a zbytek v krychli budou zanedbány.
Vc = 0,8 * 0,4 * CC.
Produktivitu, s níž můžeme získat alkohol za hodinu práce se sloupcem, lze vypočítat pomocí vzorce:
Pr = Vc / T.
Praktické aspekty nápravy
Na základě výsledného modelu se pokusíme odpovědět na vzrušující otázky..
1. Skutečná produktivita kolony v závislosti na jejím průměru a objemovém objemu (l / h).
Počáteční rychlost odběru „těla“ je mnohem vyšší než skutečná produktivita kolony. Je prostě naivní si myslet, že při jmenovité kapacitě 2palcové kolony 1800 ml / hod je destilace 40 litrů surové alkohol o síle 40% lze dokončit za 9 hodin..
Při zohlednění všech nezbytných operací bude skutečná produktivita téměř třikrát nižší. Rozdíl v kapacitě mezi sloupci 35 mm a 48 mm není ve skutečnosti 800 ml / h, jak se zdá na první pohled, ale pouze 250 ml / h. A to je hodně, protože proces trvá déle než jednu hodinu..
2. Doba pracovního cyklu (hodiny).
Graf ukazuje vliv objemů krychlí (osa X) na celkovou dobu opravy (osa Y) pro různé průměry sloupce. Převážná část je standardní - tři čtvrtiny objemu krychle. Je zřejmé, že některé možnosti konfigurace jsou nerozumné. Aby bylo možné posoudit, jak pohodlné bude použití té či oné možnosti, zvažte dobu trvání hlavních operací.
3. Klíčové pracovní body vyžadující zásah obsluhy.
3.1. Čas od začátku procesu do konce výběru „hlav“ nebo prvního přístupu ke krychli pro výměnu kontejnerů.
3.2. Dále volíme opěrky hlavy po dobu 2 hodin při poloviční cestovní rychlosti (nominální). Přistoupíme ke sloupci a vyměníme kontejner, pokračujeme výběrem „těla“.
3.3. Výběr těla skončí a budete muset přejít do sloupce a vyměnit jídla.
3.4. Výběr „ocasu“ bude trvat.
3.5. Poté přistoupíme ke sloupu a dokončíme práci, která trvá 1,5 hodiny.
zjištění
1. Čím větší je objem kostky, tím vyšší je skutečná produktivita. Ale jeho nekonečné zvyšování nebude fungovat. Když teplota v krychli dosáhne 90-92 stupňů, trup a další mezilehlé nečistoty začnou masivně opouštět krychli a hromadit se v trysce. Pokud je objem příliš velký, pak po akumulaci ve spodní části kolony začnou nečistoty stoupat výš a výš a pronikat do výběru. Budeme muset přepnout na „ocasy“ dříve. Abyste dosáhli normálního výkonu, objem by měl být více než 10 objemů balení, ale méně než 20 - aby vám neunikly „ocasy“.
2. Optimální objem 40% SS během opravy je 15 objemů balení.
| Průměr sloupu, mm | Objem trysky, l | Objemový objem, l | |
| z | před | ||
| 35 | 1.44 | 14 | 29 |
| 38 | 1.7 | 17 | 34 |
| 48 | 2.71 | 27 | 54 |
| padesáti | 2,95 | třicet | 59 |
S minimálním objemem můžete přepnout na výběr „hlušiny“ při spodní teplotě 96-97 stupňů, s maximálním objemem - 92-93 stupňů.
3. Doba nápravy se zvyšuje se zmenšením průměru kolony a zvětšením objemu jednorázového objemu. Ale použití velkých průměrů kolon s malým objemem znamená získání relativně velkého objemu recyklovaného alkoholu a malého výtěžku použitelného.
4. Bez automatizačních nástrojů, které vám umožní nechat zařízení bez dozoru po dlouhou dobu, je možné používat soupravy s relativně krátkou dobou cyklu. To zužuje škálu možných možností a vysvětluje skutečnost, že mnoho palíren jednoduše neodnímá „ocasy“ na jejich vybavení nebo dává přednost výrobě NDRF - síly nejsou neomezené.
5. Obecně platí, že pokud proces trvá celkem více než 12–15 hodin, je nutná automatizace. Alespoň nejjednodušší s bezpečnostním blokem, který vám umožní dát signál o povodni, uzavření vody nebo zvýšení teploty v TCA. Pokud to není možné, měli byste se omezit na minimální objem kostek.
6. Výsledné závislosti a grafy umožňují kvalitativní a do jisté míry i kvantitativní analýzu různých možností pro kompletní sadu RK. Nejdůležitější je nezapomenout na nutnost porovnávat je s dobou, kterou je lihovar připraven věnovat svému koníčku..