Способ подогрева бражки теплом барды посредством промежуточного теплоносителя

Способ подогрева бражки теплом барды посредством промежуточного теплоносителя

Реферат

В современных брагоректификационных установках (БРУ) бражка подогревается теплом водно-спиртовых паров одной из колонн в кожухотрубных теплообменниках [Цыганков П.С., Цыганков С.П. Руководство по ректификации спирта. М.: Пищепромиздат, 2001. - 400 с.]. Спиртоводные пары из колонны поступают в межтрубное пространство, где конденсируются, образующаяся при этом флегма стекает по внешним стенкам трубок и внутренним стенкам кожуха дефлегматора навстречу поднимающимся парам. Кожухотрубные подогреватели бражки обычно устанавливаются над бражной колонной (установки косвенного действия), ректификационной или эпюрационной (установки прямого и полупрямого действия). Описанным выше способом удается нагреть бражку до температуры 70-85°C (в аппарате косвенного действия, работающего под атмосферным давлением), что явно недостаточно, поскольку подача недогретой бражки приводит к конденсации пара на верхних тарелках колонны, увеличивает нагрузку по жидкой фазе, снижает производительность колонны, повышает расход греющего пара.

Наиболее близким к предлагаемому решению следует считать способ подогрева бражки теплом лютерной воды [Патент РФ №2409674 Способ получения ректификованного спирта / Перелыгин В.М. опубл. 20.01.2011]. Для этой цели используется горизонтальный кожухотрубный теплообменник, в трубное пространство которого подается бражка из бродильного отделения, а в межтрубное поступает жидкость, выходящая из кубовой части ректификационной колонны.

На ряде спиртовых заводов используется способ подогрева бражки теплом барды, для чего применяются стандартные спиральные и кожухотрубные теплообменники. При этом либо барда, либо бражка, подаваемые в межтрубное пространство и содержащие большое количество твердых включений и взвесей, приводят к быстрому засорению аппарата и, как следствие, к потере эффективности теплообмена, частым остановкам на чистку и обслуживание (процесс очистки межтрубного пространства кожухотрубных теплообменников требует полной их разборки в заводских условиях квалифицированным персоналом) и последующему быстрому выходу аппарата из строя, поэтому использование стандартных кожухотрубных теплообменников в качестве подогревателей типа «барда-бражка» не представляется целесообразным.

Предлагаемый способ нагрева бражки промежуточным теплоносителем лишен указанных недостатков. Устройство (фиг.1), предназначенное для этой цели, представляет собой два кожухотрубных теплообменника, межтрубное пространство которых заполнено жидким теплоносителем (вода, этанол, лютер и т.п.); в трубном пространстве одного движется барда (бражной теплообменник) (поз.1), другого - бражка (бардяной теплообменник) (поз.2). Межтрубные пространства двух указанных теплообменников соединены трубопроводами (поз.4, 5, 6). Жидкий теплоноситель постоянно перекачивается насосом (поз.3) посредством всасывающего (поз.4) и нагнетающего (поз.5) трубопроводов из межтрубного пространства бражного теплообменника (поз.1) в межтрубное пространство бардяного теплообменника (поз.2), откуда по соединительному трубопроводу (поз.6) возвращается обратно в бражный теплообменник (поз.1). Тем самым обеспечивается непрерывная циркуляция теплоносителя между двумя теплообменниками.

Горячая барда из куба бражной колонны посредством трубопровода (поз.10) подается в распределительную камеру бардяного теплообменника (поз.2). Откуда по трубам его трубного пучка попадает во вторую распределительную камеру, расположенную с противоположной стороны, и далее выводится из системы по трубопроводу (поз.9). Барда, продвигаясь по трубному пучку, отдает свое тепло промежуточному теплоносителю, находящемуся в межтрубном пространстве. Нагретый теплоноситель направляется в межтрубное пространство бражного теплообменника (поз.1), где отдает свое тепло поступающей в его трубный пучок посредством трубопровода (поз.7) бражке, подаваемой из бражного отделения. Подогретая бражка выводится из распределительной камеры бражного теплообменника (поз.1) по трубопроводу (поз.8) и далее подается в колонно-теплообменную систему бражного узла БРУ. Обвязка обоих теплообменников должна производиться «по принципу противотоков», что увеличит их эффективность.

Основным достоинством данного способа является то, что и бражка и барда движутся только по трубам трубных пучков теплообменников, что уменьшает засорение аппарата, а значит увеличивает интервал между остановками аппарата на техническое обслуживание и чистку, сокращая при этом временные затраты на него. При этом чистка межтрубного пространства не требуется, так как оно заполнено жидким неагрессивным теплоносителем, не содержащим солей жесткости и твердых включений. Все оборудование подогрева бражки бардой может быть размещено на нулевой отметке цеха брагоректификации, что упрощает как его монтаж, так и последующую эксплуатацию.

Примеры.

Пример 1. Ректификованный спирт получают согласно прототипу на четырехколонной схеме косвенного действия.

Пример 2. Ректификованный спирт получают согласно предлагаемому способу.

Как следует из приведенных примеров (табл.), применение предлагаемого устройства в системе брагоректификации позволяет получать ректификованный спирт лучшего качества и с меньшими энергозатратами по сравнению с известным способом.

Таблица
Показатели процесса брагоректификации в расчете на абсолютный спирт	Пример 1	Пример 2
Расход пара на бражную колонну	23	19
Температура бражки на входе в колонну	80	90
Концентрация органических кислот в конечном продукте, мг/дм3	7,0	4,0
Дегустационная оценка готовой продукции	9,1	9,6

Способ подогрева бражки в двух кожухотрубных теплообменниках теплом барды, предусматривающий подачу бражки в трубное пространство одного из теплообменников, отличающийся тем, что барда из бражной колонны брагоректификационной установки направляется в трубные пучки другого теплообменника, межтрубное пространство теплообменников заполняется жидким теплоносителем (лютером, технологической водой, ректификованным спиртом), который постоянно перекачивается насосом из межтрубного пространства одного теплообменника в межтрубное пространство другого, обеспечивая теплообмен в системе барда-теплоноситель-бражка.