Гулієнко С. В.

Сортировать по умолчанию названию
  • Дослідження гідродинаміки та теплообміну в щілинних мікроканалах

    Обмеженість запасів паливно-енергетичних ресурсів висуває на перший план питання енергозбереження, тому актуальним є завдання максимально повної утилізації теплоти. Успішне рішення цих задач неможливе без застосування вдосконалених теплообмінних пристроїв з високою інтенсивністю теплообміну. В традиційних теплообмінниках, як правило, реалізується турбулентний режим, який характеризується більшими значеннями коефіцієнтів тепловіддачі. Але навіть при високих ступенях турбулентності біля поверхні теплообміну існує ламінарний в’язкий підшар [1], який з точки зору теплообміну основним термічним опором. Існуючі методи інтенсифікації теплообміну спрямовані на зменшення, руйнування або відрив цього підшару [2]. В основу роботи покладено метод інтенсифікації теплообміну шляхом створення систем з геометричними розмірами, меншими поперечних лінійних розмірів примежових шарів. Проте, в літературі цьому питанню присвячена невелика кількість робіт. Тому подальше теоретичне і експериментальне вивчення механізму і закономірностей гідродинаміки і теплообміну в мікрощілинних каналах є актуальною задачею. На рис. 1 представлений експериментальний стенд для дослідження гідродинаміки при русі в циліндричних мікроканалах, який складається з таких основних частин – робочої ділянки (1), теплогенератора (2), вимірювальниз блоків (3), (4) та (5) регулюючих та контрольно-вимірювальних приладів, живильного (6) та циркуляційного (7) трубопроводів, водяного насосу (8). Робоча ділянка являє собою циліндричний мікроканал, утворений зовнішньою поверхнею поршня (9) та внутрішньою поверхнею патрубка (10). Метою даного дослідження є вивчення закономірностей гідродинаміки при русі рідини в щілинних мікроканалах та розробка на їх базі методики дослідження процесів теплообміну. Для досягнення поставленої мети формулювались наступні задачі: - вивчити умови течії та теплообміну потоку рідини в каналах з геометричними розмірами, меншими за розміри примежових шарів; - вивчити умови можливого переходу між режимами течії рідини; - обґрунтування оптимальних режимів руху рідини для дослідження тепловіддачі в щілинних мікроканалах. Дослідження проводились на водопровідній воді в діапазонах масових швидкостей (0,75⋅102 –2,49⋅104 ) кг/(м2 ·с) та температур (18– 122)°С. Під час досліду вимірювався статичний надлишковий тиск перед входом та на виході з циліндричного мікроканалу, витрата, та фіксувалося середня температура потоку на вході і на виході з каналу. На рис. 2 представлені фрагменти результатів досліджень у вигляді графічних залежностей ∆ = p f ( Re) (а) та Eu (Re) = f (б) для циліндричного мікроканалу шириною 0,223 мм довжиною 20 мм. Також проведені дослідження для каналів з іншими геометричними розмірами і проводиться узагальнення результатів експерименту.

    Переглянути
  • СУШИЛЬНА ШАФА ДЛЯ СУШКИ МАТЕРІАЛІВ РОСЛИННОГО ПОХОДЖЕННЯ

    Дана сушильна шафа (рисунок 1) призначена для сушки матеріалів рослинного походження (термолабільних матеріалів). Вона складається з металевого каркасу облицьованого з зовні ламінованою водостійкою фанерою, внутрішня поверхня якої теплоізольована матеріалом Пенофол. Сушильна шафа умовно розділена на два відсіки: технологічний та агрегатний. Технологічний відсік призначений для сушіння дослідних матеріалів, облаштований полицями для розміщення піддонів та прозорими дверцятами для завантаження та нагляду за процесом сушіння. Агрегатний відсік призначений для встановлення теплонасосного агрегату. Зневоджувальний матеріал розміщується на піддонах і завантажується в технологічний відсік сушарки. Під час роботи потік сушильного агента прямує в технологічний відсік сушарки і проходить над зневоджувальним матеріалом. При контакті з матеріалом сушильний агент зволожується та охолоджується. Відпрацьований сушильний агент з технологічного відсіку прямує до агрегатного відсіку сушарки, де розподіляється на два потоки, перший з яких прямує до контуру тепловологісної обробки і послідовно, за допомогою відцентрового вентилятора, проходить зону випаровування рекуперативного теплообмінника, випарник холодильного агрегату та зону конденсації рекуперативного теплообмінника. В результаті сушильний агент проходить процеси охолодження, зневоднення та нагріву. Зкраплена на зовнішній поверхні випарника волога стікає до конденсатозбірника і вилучається з сушарки. Зневоднений потік змішується з потоком повітря і прямує до конденсатора теплового насосу, де нагрівається до заданої температури і подається знову в контур циркуляції сушильного агенту. Тепловологісні параметри сушильного агента в сушарці задаються за допомогою приладу «Измеритель-регулятор МТ2», положення шиберів в контурі, тепловологісної обробки повітря та зміни витрат теплоносія за допомогою головного та додаткових циркуляційних вентиляторів. За мету поставлено підвищити ефективність вилучення вологи з відпрацьованого сушильного агенту.

    Переглянути
  • ПЛАСТИНЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК ДЛЯ СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА ПИВА

    Пластинчастий теплообмінник SIGMA M 26 NAL використовується на лінії виробництва пива, а саме у системі утилізації низькопотенційної енергії холодоагенту пивного сусла. На сьогодні питання про ощадливе використання енергії та ресурсів є дуже важливим для всіх виробництв ,а використання ефективних теплообмінних апаратів у системах утилізації низькопотенційної енергії дозволить відібрати залишки енергії у холодоагенту пивного сусла, для подальшого її використання. Для такої цілі як найкраще підходять пластинчасті теплообмінники.  У робочому положенні пластини щільно притиснуті одна до одної і утворюють канали. Кожна пластина пластинчастого теплообмінника з ущільненнями прокладена окремим ущільненням. Ущільнення в теплообміннику дозволяють продуктам проходити через пакет пластин, не змішуючись між собою. Кожна пластина теплообмінника прокладена двома кільцевими і двома ущільненнями контуру. Винятки становлять пластини, встановлені відразу за лицевими плитами Два з чотирьох отворів у пластині забезпечують підведення і відведення гарячого або холодного середовища до каналу. Два інших отвори, додатково ізольовані малими контурами прокладки запобігають змішання (перетікання) гарячого і холодного середовищ. Для попередження змішування середовищ в разі прориву одного з малих контурів, у прокладки передбачені дренажні пази. Просторова звивиста течія рідини в каналах сприяє турбулізації потоків, а протиток між гарячим і холодним середовищами сприяє збільшенню рушійної сили (різниці температур) і, як наслідок, інтенсифікації теплообміну при порівняно малих витратах енергії на подолання гідравлічних опорів. Така організація потоку сприяє зменшенню забруднень поверхні теплообміну, зокрема відкладенню накипу. Технічні характеристики: Об'єм – 16л Кількість пластин – 31 Площа тепловіддачі – 7.6 м 2 Продуктивність – 351.64 кВт Товщина пластин – 0.6мм Максимальний Допустимий тиск – 6 бар

    Переглянути
  • ПЛАСТИНЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК НА ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА БРОВАРНОЇ ПРОДУКЦІЇ

    Теплообмінні апарати призначені для здійснення процесу передачі теплоти від гарячого теплоносія (гріюча сторона) до холодного (сторона, що нагрівається) між середовищами “вода-вода”, “пара-вода” тощо. Застосовують теплообмінні апарати в хімічній, нафтопереробній, харчовій та інших галузях промисловості. [1] Прагнення інтенсифікувати процеси конвективного теплообміну та створити найтехнологічніші у виготовленні та економічні теплообмінні апарати призвело до швидкого удосконалення їх конструкцій, виготовлених з листового прокату. Одними з найбільш прогресивних теплообмінних апаратів в цей час є пластинчасті теплообмінники, складальні одиниці та деталі яких повністю уніфіковані і виготовляються переважно штампуванням та зваркою. Це створює можливості економічного масового виготовлення цих апаратів при мінімальній металоємкості. У пластинчастих теплообмінниках теплообмін здійснюється через тонку стінку, що розділяє два теплоносії. В основному використовуються для нагріву води в системах опалювання і гарячого водопостачання житлових, адміністративних і промислових будівель. На сьогодні конструкція пластинчастих теплообмінників є однією з найефектиніших у області рішення задач теплообміну (рисунок 1). Принцип роботи пластинчастого теплообмінника досить простий. При стягуванні пакету пластин утворюється ряд каналів, по яких протікають рідини що беруть участь в процесі теплообміну. Всі пластини пластинчастого теплообмінника в пакеті однакові, тільки розгорнуті одна відносно іншої на 180 градусів. Така установка пластин в пластинчастому теплообміннику забезпечує чергування гарячих і холодних каналів. У процесі теплообміну рідини рухаються, частіше всього, назустріч один одному , і гаряча рідина передає тепло через стінку пластини. У місцях їх можливого перетікання знаходиться подвійне гумове ущільнення, що виключає змішування рідин. Такий принцип побудови пластинчастого теплообмінника дозволяє його швидко модифікувати, як у бік збільшення кількості пластин, і тим самим збільшити потужність пластинчастого теплообмінника, так і легко відремонтувати його у разі виходу з ладу ущільнення або теплообмінної пластини. Переваги пластинчастого теплообмінника при вживанні в харчовій і інших галузях промисловості: - Зручність очищення і експлуатації; - Можливість зміни конфігурації пластинчастих теплообмінників при змінах в технологічному процесі; - Ефективна робота; - Висока теплоеффектівность дозволяє отримати економію за рахунок зниження поверхні теплопередачі; - Малий внутрішній об'єм знижує час запуску і витрати на експлуатацію; - Немає необхідності в складних методах контролю, таких як рентген, ультразвук і інші методи неруйнівного контролю; - Відсутність рухливих частин виключає вібрацію і скорочує обслуговування; - Менші капітальні витрати в порівнянні з кожухотрубчатими теплообмінниками; - Компактна конструкція економить простір; - Зниження витрат за термін експлуатації;

    Переглянути
  • НАПРЯМКИ ВИКОРИСТАННЯ ТЕПЛООБМІНОГО ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ПРОЦЕСІВ ВИРОБНИЦТВА ВОДНЮ

    Водень є одним із найважливіших вихідних компонентів великої кількості хіміко-технологічних процесів. Отже розроблення нового і модернізація діючого, зокрема теплообмінного обладнення є актуальною задачею. Водень використовуюється при синтезі аміаку NH3, хлороводню HCl, метанолу СН3ОН, при гідрокрекінзі (крекінг у атмосфері водню) природних вуглеводнів, як відновлювач при отриманні деяких металів. Гідруванням природних рослинних олій отримують твердий жир — маргарин. Рідкий водень застосовується як ракетне паливо та як охолоджувач, оскільки має найвищу теплопровідність з усіх газів. Суміш кисню з воднем використовують при зварюванні. Дуже перспективним напрямком є використання водня як палива для двигунів нового типу, так званих паливних елементів. У США та в Європі вже існують водневі заправні станції, які забезпечують воднем автомобілі та автобуси, що на ньому працюють. Природний водень практично весь знаходиться у зв`язаному стані, тому для його отримання застосовують хімічні методи, зокрема, можуть бути використані реакції розкладу. Основний промисловий спосіб отримання водню – високотемпературна реакція водою метану, який входить до складу природного газу. СН4 + 2Н2O = CO2 ↑ + 4Н2 −165 кДж Водень, що отримується з води - один з найбільш єфєктивних. Зокрема теплота згоряння 1 кг H2 становить (за нижчого межі) 120 МДж / кг, у той час як теплота згоряння бензину або кращого вуглеводневої авіаційного палива - 46 - 50 МДж / кг, тобто в 2,5 рази менше 1 т водню відповідає за своїм енергетичного еквіваленту 4,1 тут, до того ж водень – легко відтворювальне паливо. Одержання водню із конвертованого газу є досить поширеним процесом. Цей метод застосовується також на Казенному заводі порошкової металургії в м. Бровари. Технологічний процес одержання водню на цьому підприємстві складається з декількох ділянок: ділянки конверсії окису вуглецю, ділянки охолодження газового конденсату, ділянки десорбції розчину МЕА, ділянки холодильної машини, ділянки глибокої осушки водню, ділянки збору парового конденсату та ділянки зберігання азоту. Розглянемо ділянку десорбції розчину МЕА (рис.1), бо Із ємності 1 розчин МЕА надходить в теплообмінник 2, де нагрівається до температури 100˚С, а потім подається у верхню частину десорбера 3. Остаточна десорбція розчину відбувається при кип’ятінні його у виносному кип’ятильнику 4. З метою очищення розчину МЕА від продуктів розпаду та неорганічних домішок передбачена його розгонка у смоловідокремлювачі 5. Після десорбції пари МЕА остаточно охолоджується в теплообміннику 6. Після цього розчин МЕА знову подається в робочий цикл. При цьому для забезпечення якісної роботи необхідно дотримуватись вказаних температурних режимів. Метою роботи є проектний вибір теплообмінника для охолодження зконденсованого розчину моноетаноламіна (МЕА) після десорбера до 40˚С за допомогою технічної води. Основними вимогами при конструюванні теплообмінного апарата є: забезпечення інтенсивного теплообміну при оптимальних гідравлічних режимах; мала металоємність; надійність у поєднанні з доступністю поверхні теплообміну для механічного очищення від забруднень. Тому задачі, які ставляться при розробці та проектуванні даного теплообмінного обладнення для охолодження зконденсованого розчину МЕА після десорбера є інтенсифікація теплообміну шляхом обґрунтування та вибору конструкції апарата та оптимальних режимів роботи.

    Переглянути
  • ІНТЕНСИФІКАЦІЯ РОБОТИ БЛОКУ ПІДГОТОВКИ ПАЛИВА У ТЕХНОЛОГІЧНІЙ СХЕМІ ВІСБРЕКІНГУ

    На всіх підприємствах нафтопереробки в результаті перегонки із нафти при атмосферному тиску та під вакуумом залишаються деякі речовини і досить в великій кількості, одним з таких є гудрон. Ця речовина є дуже токсичною і спричиняє важкі захворювання шкіри. Тому процес вісбрекінгу є дуже актуальний, дозволяючи не тільки усунути важку нафтову сировину, а ще перетворити її у інший продукт споживання, наприклад – мазут. Вісбрекінг - один з ефективних і гнучких вторинних процесів переробки мазуту і гудронів, його відмінними особливостями, порівняно з іншими вторинними процесами переробки нафти і нафтопродуктів, є низькі капітальні та енергетичні витрати. Вісбрекінг при відносній простоті технологічного і апаратурного оформлення дозволяє переробляти залишкові фракції в дистилятні, одержувати деяку кількість середніх і легких фракцій. Включення процесу вісбрекінгу до схеми нафтопереробних заводів особливо актуально у зв'язку із залученням до переробки важких нафт, а також підвищенням попиту на дистилятні продукти. У промисловості вісбрекінг здійснюють по двом базовим технологічним схемам. Нафтові залишки, нагріті в печі до високої температури, надходять при заданому тиску в реакційну зону, що знаходиться або в печі, або в зовнішньому апараті. При виході з цієї зони потік швидко охолоджується за допомогою холодного струменя. Також є інша схема – змієвикова. У цьому випадку високотемпературний крекінг здійснюється в спеціальному реакційному змійовику печі. Оскільки конверсія сировини в першу чергу залежить від її температури і часу перебування в зоні реакції, змієвиковий вісбрекінг можна визначити як високотемпературний короткочасний процес. Основна перевага змієвиковий печі - наявність двох зон нагріву. Така конструкція забезпечує: велику гнучкість підведення тепла, що дозволяє краще регулювати температуру нагрівання сировини; легке видалення коксу з труб печі паро-повітряним способом. В цих обох випадках, в схемі присутня піч, тому в обох випадках для підвищення економічності доцільно перед подаванням палива у піч, підігрівати його використовуючи теплообмінник. Метою даної роботи є проектування і модернізація теплообмінника для попереднього нагрівання газового палива. Даний теплообмінник знаходиться на Рис. 1.

    Переглянути
  • БАРАБАННА СУШАРКА ДЛЯ СУШІННЯ ЯЧМЕНЮ

    Останнім часом дуже гостро постала проблема виробництва якісної харчової продукції. Наявність великої сировинної бази виводить на перший план необхідність вдосконалення технологій переробки сировини та виробництва готової продукції у відповідності до світових стандартів. При підготовці рослинної сировини для переробки використовують конвективне сушіння, що реалізується у барабанних сушарках, які широко використовуються для сушіння сипучих матеріалів [1]. При нагріванні над матеріалом утворюється пара, що видаляється потоком нагрітого повітря. Волога випаровується з поверхні матеріалу. Матеріал, що надходить для сушіння, у вигляді дрібних шматків. Наприклад зерна злаків, поступає у припіднятий кінець барабана. При обертанні барабана матеріал переміщюється до нижнього краю. Теплоносій просочується через сушильний барабан за допомогою вентилятора, далі проходять через циклон та викидається в атмосферу. Для прискорення процесу сушіння на внутрішній поверхні барабана встановлюють лопаті, насадки, навішують ланцюги. Це сприяє кращому перемішуванню матеріалу, рівномірному та одночасному його нагріванню, оскільки теплоносій омиває шматки з усіх сторін. Зменшення часу перебування матеріалу у сушарці призводить до зменшення енерговитрат на проведення процесу. На рисунку 1 представлена конструкція барабанної сушарки [2], що складається з барабана 1, що обертається за допомогою вінцевої шестерні 5, яка зв’язана з шестерню на валу редуктора, який входить до складу приводної станції 7. Вісь барабана нахилена до горизонту під невеликим кутом. Тиск від усіх мас, що обертаються, передається через бандажі 4 на ролики опорно-упорної 6 та опорної станції 8. Опорні ролики застосовуються як опори, упорні – для запобігання осьового переміщення похилого барабана. Бандаж 4 являє собою кільце прямокутного перерізу, що надягається на встановлені по колу барабана башмаки. На барабані з обох боків встановлюються завантажувальна 2 та розвантажувальна 3 камери.

    Переглянути
  • РЕАКТОР З МІШАЛКОЮДЛЯ СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА ПИВА

    Реактор з мішалкою один із найпоширеніших апаратів в хімічній промисловості,оскільки даний апарат призначений для проведення різноманітних технологічних процесів рідкими середовищами в хімічній та інших галузях промисловості при перемішуванні з одночасним обігрівом (охолодженням) середовища в межах, що забезпечують необхідний температурний режим. В ньому використовується якірна мішалка. Вертикальний циліндричний апарат з перемішуючим пристроєм (рисунок 1) є найбільш розповсюдженим видом апаратів, що застосовується в хімічному машинобудуванні. Вони стандартизовані і випускаються серійно. Характерні особливості вертикального апарата: 1.Апарат комплектується одним приводом, що встановлений на його кришці таким чином, щоб вісь вихідного вала мотор-редуктора співпадала з віссю вала мішалки, а вісь вала мішалки співпадала з віссю корпусу апарата; 2.Апарат має на валу одну мішалку (в інших випадках може мати більше); 3.В даному випадку реактор виготовлений без внутрішніх пристроїв (в інших випадках можуть мати внутрішні пристрої). Апарат має в складі рухомі і нерухомі елементи, які утворюють єдину жорстку конструкцію. Ця конструкція встановлюється за допомогою опор на фундамент. Апарат має стропові пристрої, що забезпечують можливість використання вантажопідйомних механізмів при установленні апарата в робоче положення, а також при зборці та розборці. На кришці апарата розташовані технологічні штуцера, штуцера для контрольно- вимірювальних пристроїв, штуцера для запобіжних пристроїв, люк. Основними вимогами при конструюванні апарата є: забезпечення найбільш високого коефіцієнта теплопередачі при заданих витратах енергії на перемішування; компактність і найменша витрата матеріалів; надійність і можливість механічного очищення від забруднень; уніфікація вузлів і деталей; технологічність механізованого виготовлення широких рядів поверхонь теплообміну для різного діапазону робочих температур, тисків і т.д.

    Переглянути
  • РЕАКТОР З МІШАЛКОЮ ДЛЯ ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА ПИВА

    Устаткування для змішування, а саме реактори з мішалками – виконують провідну роль в технологічних лініях виробництва. Процеси в таких апаратах багато в чому визначають ефективність подальших процесів і формують якість готового продукту. Вонт призначене для отримання охолодженої суміші сусла, забезпечення однорідної консистенції при зберіганні, а також прискорення тепло - і масообміну в процесі виробництва продукції. Змішування здійснюється механічним пристроєм, що обертається – якірною мішалкою. Для змішувача конфігурацію і форму лопатей вибирають, враховуючи стан перемішуючої маси, її об'єм, продуктивність, співвідношення змішуваних компонентів, спосіб завантаження і вивантаження продукту, вимоги технології. [1] Якість роботи апаратів з мішалками оцінюється за ефективністю та інтенсивність процесу, на які форма поверхні теплообміну; еквівалентний діаметр і компонування каналів, що забезпечують оптимальні швидкості руху середовищ; середній температурний напір; наявність турбулізуючих елементів у каналах і т.д. Ефективність змішування оцінюють таким показником, як однорідність отриманої суміші, а для кількісної оцінки використовують коефіцієнт неоднорідності. Практично однорідною вважається суміш, в якій вміст компонентів в будь-якому її об'ємі не відрізняється від заданого змісту для всієї суміші. Вертикальний циліндричний апарат (Рисунок 1) є стандартизованим і випускається серійно, та являє собою найбільш розповсюджений вид апаратів з перемішуючими пристроями. Характерні особливості перемішуючого апарата: 1.Апарат має на валу якірну мішалку; 2.Апарат комплектується одним приводом, що встановлений на його кришці таким чином, щоб вісь вихідного вала мотор-редуктора співпадала з віссю вала мішалки, а вісь вала мішалки співпадала з віссю корпусу апарата; 3.В даному випадку реактор виготовлений без внутрішніх пристроїв Апарат має стропові пристрої, що забезпечують можливість використання вантажопідйомних механізмів при установленні апарата в робоче положення, а також при складанні та розбиранні. Також має в складі рухомі і нерухомі елементи, які утворюють єдину жорстку конструкцію. Ця конструкція встановлюється за допомогою опор на фундамент. На кришці апарата розташовані технологічні штуцера.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ РОБОТИ КОМПЕНСАТОРА ТЕПЛОВОГО РОЗШИРЕННЯ

    Вісбрекінг - один з ефективних і гнучких вторинних процесів переробки мазуту і гудронів. В схемі вісбрекінгу нафтові залишки, перед потраплянням у піч, підігріваються теплообмінником. Під час експлуатації теплообмінника, виникає висока різниця температур його окремих частин, що призводить до додаткових температурних напружень. А як відомо, жорсткі конструкції не допустимі, якщо сумарне напруження буде більшим за допустиме. В таких випадках застосовуються компенсатори. Даний тип компенсатора належить до компенсаторів теплового розширення, що з'єднує між собою кінці двох ділянок трубопроводу, призначеного для транспортування гарячого рідко текучого середовища чи гасу, а також теплообмінних апаратів. Цей компенсатор розроблявся для того, щоб забезпечити поглинання поздовжніх диференційних теплових розширень з’єднаних ділянок трубопроводу, завдяки своїй кривизні і вигину, а також завдяки своїй простій конструкції легко проводити розбирання для чистки, ремонту, заміни елементів тощо. Компенсатор теплового розширення (Рис.1.) з'єднує між собою кінці двох трубопроводів 1 і 1', призначених для транспортування гарячої рідко текучого середовища або газу і має квадратний або круглий поперечні перерізи. Кожен з кінців трубопроводів забезпечений кінцевими фланцями 2, 2', звареним до кожного з кінців відповідного трубопроводу. Компенсатор теплового розширення містить муфту 3, утворену гнучкою стрічкою, яка охоплює обидва зварених один до одного кінця трубопроводів і жорстко пов'язаної з елементами 4, 4', які приєднані до пазів 5, 5 ' на гвинтах. Згадана стрічка 3 може складатися з кількох керамічних композиції шарів і прошарків тефлону. Трубопроводи 1 і 1' теплоізольовані за допомогою шару термоізоляційного матеріалу 9, 9', розташованого зовні або зсередини згаданих трубопроводів 1, 1'. Шари термоізоляційного матеріалу 10 розташовуються також всередині пропонованого компенсатора теплового розширення. З’єднувальний елемент 4, 4' поглинає теплові деформації, пов'язані з різницею температур між кінцевим фланцем 2, 2', який є гарячим, оскільки безпосередньо піддається впливу температури гарячого середовища, що транспортується по трубопроводам 1, 1', і пазами 5, 5'. В відповідному винаході з’єднувальні елементи 4, 4', з’єднані з пазами 5, 5' гвинтовим способом, а з кінцевими фланцями 2, 2' закріплені жорстко. Стрічки 3 жорстко закріплені на з’єднувальних елементах 4, 4' за допомогою гвинтів 6, 6' до пазів 5, 5' які щільно вставлено між двома профілями 7 і 8, привареними до зовнішньої поверхні трубопроводу 1.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ВИРОБНИЦТВА ЕТИЛОВОГО СПИРТУ КАТАЛІТИЧНОЮ ГІДРАТАЦІЄЮ ЕТИЛЕНУ В ПАРОВІЙ ФАЗІ

    Етиловий спирт є одним із важливих продуктів. Його широко використовують у різних областях промисловості і насамперед у хімічній. З нього одержують синтетичний каучук, оцтову кислоту, барвники, есенції, фотоплівку, порох, пластмаси. Спирт є гарним розчинником і антисептиком. Тому він знаходить застосування в медицині, парфумерії. У великих кількостях етиловий спирт йде для одержання спирто-горілчаних виробів. В перспективі можливе використання як палива. При такому різноманітті продукції нажаль не багато виробників може забезпечити необхідну якість цього продукту. Тому процес виробництва потребує поліпшення та удосконалення. Для виробництва етилового спирту для технічних потреб доцільно застосовувати каталітичну гідратацію етилену На рисунку 1 представлена спрощена схема виробництва етанола. Суміш стиснутих компресором етилену, циркуляційного газа і парів води проходить через теплообмінник 1, трубчату піч 2, нагрівається до 280°С і поступає в контактний апарат – гідрататор 3 (циліндрична колона висотою 10 м, діаметром 2,5 м, футерована ззовні червоною міддю), заповнена каталізатором на висоту 8,5 м. Парогазова суміш, що виходить з гідротатора, нейтралізується лугом, проходить теплообмінник 1; утворений конденсат збирається в збірнику 4; в холодильнику 5 продовжується конденсація парів, після чого в сепараторі (не показаний на схемі) і скрубері 6 відділяють етилен, певертаючий в процес, а водний розчин спирта піддають очищенню і ректифікації. Метою даної роботи є модернізація кожухотрубного теплообмінника, який в даній технологічній схемі служить для попереднього підігріву суміші парів води і етилену.

    Переглянути
  • ТЕПЛООБМІННИК ДЛЯ ОХОЛОДЖЕННЯ ЖИВИЛЬНОГО СЕРЕДОВИЩА

    Лимонна кислота є основним з підкислювачів. Її частка становить близько 75% обсягу з всіх вироблених підкислювачів. Особливо широко вона використовується у виробництві безалкогольних напоїв, яким надає фруктові і ягідні запахи і смаки. Розширюється сфера застосування лимонної кислоти в технічних цілях - в хімічній, текстильній, шкіряній, металургійній та інших галузях промисловості. Попит на лимонну кислоту безперервно зростає, але в колишніх соціалістичних країнах він задовольняється вкрай слабко, тому в даний час організовуються нові виробничі потужності з випуску цього цінного продукту. Лимонну кислоту виробляють головним чином шляхом мікробного синтезу, який є важливою галуззю біотехнології. Дана робота присвячена мікроорганізмам продуцентам лимонної кислоти і сучасним досягненням біотехнології в області біосинтезу органічних кислот та технології виробництва лимонної кислоти шляхом мікробного синтезу (рисунок 1.) Спочатку в реактор заливають воду, включають мішалку і обігрів: коли температура води досягне 850С, в апарат додають всі компоненти поживного середовища. Середовище перемішують протягом 10 хвилин. Охолодження живильного середовища проводять у теплообміннику. У даному випадку встановлений кожухотрубний теплообмінник. У труби подається живильне середовище, а в міжтрубний простір подається холодна вода. Стерилізація живильного середовища - ця oпepaція пpoвoдитьcя в cтepілізaційній ycтaнoвці безперервної дії. Живильне середовище надходить у нагрівальну колону (СК). Проводять стерилізацію гострою парою під надлишковим тиском пари, що гріє перед колонкою 0,5 МПа. Нагріте до 1250С середовище з колони безперервно надходить в витримувач (ВД). Час перебування його у колоні і у витримувачі 15 хв. Температура у витримувачі 1250С. Після стерилізації середовище охолоджують у теплообміннику (ТО) до 30-320С. Гoтoвy кyльтypy з кoлб збирають в oднy ємніcть пpи дотриманні пpaвил aceптики і пepeнocять в посівной апарат (ПА) зі cтepильнo oxолодженим середовищем. Зacів вeдyть в полум‘Ї фaкeлу чepeз пocівний пaтpyбoк апарату. Посівний матеріал з посівного апарату видавлюється стисненим повітрям і по трубопроводу надходить у ферментер. Ферментація проводиться на протязі 7 діб при температурі 32 С, проводиться аерація і піногасіння. Регулювання рН не обов'язкове, так як матеріал ферментера стійкий до кислого середовища. Стороння мікрофлора не розвивається при такій кислотності. Після ферментації культуральна рідина перекачується в спеціальні збірники, де очікує подальшої обробки. З збірників культуральна рідина потрапляє в барабанний вакуум-фільтр, де відокремлюється міцелій. З вакуум-фільтра міцелій потрапляє в спеціальний збірник, звідки він потім надходить на переробку або утилізується. Після фільтра фільтрат надходить до збірників, звідки в подальшому надходить на переробку в цех хімічної очистки. Завданням на дипломне проектування є вибір серед сучасних конструкцій теплообмінне обладнання, перевірка його патентної чистоти, модернізація устаткування, що має підвищити якість проміжного продукту та збільшити продуктивність обладнання.

    Переглянути
  • ПРОЕКТУВАННЯ ТА УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕПЛООБМІННИКА СЕКЦІЇ ГІДРООЧИСТКИ ПРЯМОГОННОГО ДИЗПАЛИВА

    Неможливо недооцінити важливість нафтопродуктів, які у наш час є однією з найнеобхідніших людству промислових сировинних баз. Важливу роль відіграє паливо, зокрема газойлева фракція сирої нафти. Але ринкові умови виключають можливість використання прямогонного палива, яке не відповідає сучасним стандартам якості. Вирішенням даної проблеми є використання методу гідроочитки палива. Технологічне призначення секції гідроочистки – переробка низькоякісної сировинної суміші, що складається із прямогонного дизпалива, легкого газойля коксування і дистиляту термічного крекінгу, вміст сірки в котрих перевищує допустиму величину, у товарний продукт – дизельне паливо із ультра низьким вмістом сірки – не більше 10 мг/л, a також можливість отримання гасу – реактивного палива, що відповідає по якості марці Jet А-1. Секція гідроочистки дизпалива розрахована на переробку 1200 000 тон/рік сировини. Апаратура, обладнання та система контролю та керування розраховані на роботу в межах 50’110% від номінальної продуктивності. Сировиною секції є суміш прямогонного дизпалива з установок АВТ-1, АВТ-2, АТ-2, легкого газойля з установки сповільненого коксування та крекінг- дистиляту з установки термічного крекінга. Сировина із тиском 0,5 МПа через фільтри Ф-1 А/В і теплообмінник Т-2, в якому нагрівається з 40 С до 91 С за рахунок тепла верхнього потоку колони К- 10, надходить в ємність сировини Є-3. Ємність сировини Є-3 обладнана "грязьовиком" для збору води, що виділилась із сировини. Надлишковий тиск 0,15 МПа в сировинній ємності Є-3 забезпечується системою подачі в ємність свіжого водневмісного газу. Сировина із ємності Є-3 поступає на прийом насосів Н-1001 А/В. Потік сировини у викидному колекторі насосів Н-5 А/В змішується з потоком циркулюючого водневмісного газу (ЦВВГ), послідовно проходить через теплообмінники Т-6А/В/С/D/E, де підігрівається до температури 323 -369 С за рахунок тепла газопродуктової суміші, та із тиском 6,6-6,8 МПа поступає на подальший нагрів до температури реакції в піч П-7. Для активації свіжого каталізатора, якщо він не є в активній формі, а також для активації після кожної регенерації, передбачена подача диметилдисульфіду (ДМДС) в прийомний колектор сировинних насосів Н-5 А/В. ДМДС поставляється в секцію гідроочистки ДП в спеціальних контейнерах, із яких дозувальним насосом Н-4 подається на прийом насосів Н-5 А/В. Нагріта до температури реакції ГСС із печі П-7 поступає на гідроочистку в реактор Р-8. Реактор Р-8 – вертикальний циліндричний апарат із двома секціями каталізаторів. В верхній секції розташовані каталізатори ТК-10, ТК-711, ТК-551, ТК-743, ТК-575 BRIMTM, в нижній секції – ТК-10, ТК-575 BRIMTM . Режим роботи реактора Р-1001: Тиск , МПа - вхід - 6.29-6.49, - вихід - 6.00-6.20. Температура, С - вхід 323-369, - вихід - 357-389 ГПС знизу реактора поступає в трубні пучки теплообмінників Т- 6E/D/C/B/A, віддаючи тепло ГСС. Далі ГПС поступає на охолодження в паралельно розташовані апарати повітряного охолодження (АПО) ВКХ-11 А/В/С/D. Метою роботи є проектування та удосконалення кожухотрубного теплообмінника з U-подібними трубами, який в даній технологічній схемі служить для підігріву сировинної суміші. Прямогонна сировина поступає в міжтрубний простір, тоді як продукт гідроочистки в трубний простір. Це дає змогу значно зменшити інтенсивність роботи печі, що у свою чергу здешевлює та стабілізує роботу реактора.

    Переглянути
  • ПРОЕКТУВАННЯ ТА УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕПЛООБМІННИКА БЛОКУ ПОПЕРЕДНЬОГО НАГРІВУ СИРОВИНИ УСТАНОВКИ ВІСБРЕКІНГУ

    Мазут М100 – дуже важливий вид нафтового палива, яке використовується у якості котельного палива в енергетиці, хімічній промисловості та інших галузях господарства. Його виготовляють з продуктів прямої перегонки нафти з залученням крекінг залишків,екстрактів, гудронів, напівгудронів, асфальтосмолистих речовин та інших важких продуктів переробки нафти. Технологічна схема процесу вісбрекінгу дає змогу отримувати корисні речовини з кінцевих продуктів перегонки нафти. Таким чином зменшується вихід гудронів після переробки вхідної нафти. Сировиною установки вісбрекінгу є гудрон з установок вакуумної перегонки. Гудрон поступає на установку вісбрекінгу з температурою 150 С (Тмакс=200 С) в сировинну ємність 1. Гудрон з ємності 1 з сировинним насосом 6 А/В подається послідовно в між трубний простір теплообмінника 2-А/В, 2-С/D, 2-Е/F, де нагрівається за рахунок утилізації тепла вісбрекінг-залишку, що виводиться з кубу вакуумної колони, і з температурою 273 С поступає в реакційну секцію. Реакційна секція складається з печі 4 и сокінг-камера 5. Перед піччю загальний потік гудрону розділяється на 4-ри потоки. Гудрон з камери конвекції направляється в нагріваючу секцію радіації. З нагріваючої секції гудрон також чотирма потоками направляється в змійовики сокінг секції радіації, де починається процес термічного крекінгу. Після печі 4 чотири потоку частково крекінгового продукту об‘єднуються в один трубопровід і направляються в сокінг камеру 5. Обраний апарат (3А-С) використовується для виробництва пари середнього тиску. Вісбрекінг-залишок надходить в генератори пари середнього тиску 3 А-С, де за рахунок тепла вісбрекінг-залишку виробляється пар середнього тиску Р=1,43 МПа. Температура вісбрекінг-залишку після 3-С становить 210 С. Метою роботи є проектування та модернізація кожухотрубного теплообмінника, який в даній технологічній схемі служить для виробництва пари середнього тиску. Яка далі використовується для попереднього нагріву сировини. Попередній нагрів сировини потрібен для посилення процесу і зростання конверсії. Тому робота є актуальною.

    Переглянути
  • ПРОЕКТУВАННЯ ТА УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕПЛООБМІННИКА БЛОК СЕПАРАЦІЇ ГПС ТА АМІНОВОЇ ОЧИСТКИ ВВГ

    Неможливо недооцінити важливість нафтопродуктів, які у наш час є однією з найнеобхідніших людству промислових сировинних баз. Важливу роль відіграє паливо, зокрема газойлева фракція сирої нафти. Але ринкові умови виключають можливість використання прямогонного палива, яке не відповідає сучасним стандартам якості. Вирішенням даної проблеми є використання методу гідроочитки палива. Для захисту від сольових відкладень в трубках повітряних холодильників та корозії обладнання, що розташоване далі по потоку, а також розчинення аміаку, що утворився в реакторі гідроочистки, в ГПС подається промивна вода. В якості промивної води використовується відпарена вода з блоку відпарки кислої води секції амінової очистки тит.600 та вода, що виділяється в ємностях. Промивна вода в колектор ГПС та в кожний апарат АПО подається насосами. Частково охолоджена в теплообмінниках ГПС з температурою 170 С і тиском 5,89 МПа змішується з промивною водою в змішувачі і з температурою 147 С поступає на охолодження в АПО. Охолоджена в АПО до 55 С ГПС далі доохолоджується в водяному холодильнику Х-1002 до температури 45 С. Охолоджена ГПС після Х-1002 з тиском 5,81 МПа поступає в холодний сепаратор високого тиску в якому проходить відділення циркуляційного водневмісного газу від рідкої фази – вуглеводневого гідрогенізату та кислої води. ВВГ направляється на очистку від сірководню в абсорбер, гідрогенізат через теплообмінники відводиться на подальше розділення, а кисла вода виводиться за межі секції в блок відпарки кислої води секції амінової очистки тит.600. Неочищений ВВГ з верха сепаратора поступає на очистку в аміновий абсорбер , де очищається 30%-м водним розчином диетаноламіну (ДЕА). Ненасичений розчин ДЕА із секції амінової очистки з тиском 0,8 МПа і температурою 20 С поступає в ємність. Із ємності насосами через теплообмінник, де відбувається підігрів водяною парою, розчин ДЕА подається на верх амінового абсорбера в якості зрошення. Аміновий абсорбер – вертикальний циліндричний апарат, обладнаний 16 тарілками, каплевідбійником і відділенням для збору вуглеводнів. Очищений ЦВВГ зверху абсорбера поступає в сепаратор на прийомі циркуляційного компресора. Періодично, при зниженні концентрації водню, водневмісний газ скидається в паливну систему (в подальшому – на блок концентрації водню). В нижній частині абсорбера передбачений відсік для збору рідких вуглеводнів. Рівень вловлених в абсорбері вуглеводнів, що з періодичністю раз у день вручну відводяться в ємність вловлених вуглеводнів. З низу абсорбера насичений розчин ДЕА під власним тиском перетікає в ємність насиченого розчину аміну, де при тиску в 0,8 МПа проходить виділення розчиненого кислого газу та відділення від розчину аміну вловлених рідких вуглеводнів. Насичений амін під власним тиском відводиться в блок регенерації аміну секції амінової очистки, кислий газ скидається в колектор кислого газу, вуглеводні разом із вловленими в абсорбері періодично вручну скидаються в ємність-збірник. Ємність насиченого аміну - циліндрична горизонтальна, розділена внутрішніми перегородками на 2 частини – більшу за об‘ємом - відстійну, в яку поступає насичений розчин аміну і захоплені вуглеводні, і, меншу, для збору насиченого розчину ДЕА, в яку відстояний розчин перетікає під збірником вуглеводнів. В відстійній секції змонтовано збірник вловлених вуглеводнів. Метою роботи є проектування та удосконалення кожухотрубного холодильника з U-подібними трубами Х-1002, який в даній технологічній схемі служить для охолодження ГПС після АПО.

    Переглянути
  • ВИПАРНИЙ АПАРАТ УСТАНОВКИ ВИРОБНИЦТВА АМІАЧНОЇ СЕЛІТРИ

    Випарна установка є важливим елементом обладнання багатьох підприємств хімічної, харчової та інших галузей промисловості. Випарювання застосовують на заводах мінеральних солей, азотних добрив, содових, хлорних, цукрових, в алюмінієвій, целюлозно-паперовій промисловості і у виробництві полімерних матеріалів. Випарювання – це процес підвищення концентрації розчинів твердих нелетких речовин, шляхом часткового випаровування розчинника при кипінні рідини. Тепло для випарювання можна підводити будь-якими теплоносіями, які застосовуються для нагрівання. На рисунку 1 подана схема випарного апарата з примусовою циркуляцією. Даний тип апарату є оптимальним для концентрування нітрату амонію. Для отримання комплексних добрив, що містять гумінові складові, слабкий розчин випарюють до насиченої концентрації. Розчин після випарного апарату має температуру близьку до температури грануляції, що значно економить енергію на грануляцію. Випарний апарат містить трубчату поверхню нагрівання з низхідною плівкою рідини, та має вертикальну циліндричну нагрівальну камеру з кип’ятильними трубами з сепараційною камерою і обладнаний відцентровим сепаратором, розташований у вертикальній частині труби для відведення вторинної пари, що з’єднана з верхньою частиною розчинної камери, відцентровий сепаратор виконано у вигляді циліндрично-конічної ємності, та циліндричній частині ємності тангенціально встановлено плоскі сопла і обладнано переливною трубою, яка з’єднує його з нижньою частиною випарного апарата, в середині труб якого розміщені вставки, що кріпляться на стрижні. Ці вставки в поперечному перерізі мають форму ромба.

    Переглянути
  • СЕКЦІЯ КАТАЛІТИЧНОГО КРЕКІНГА ТА РЕКТИФІКАЦІЇ УСТАНОВКИ Г-43-107

    Технологічна схема секції крекінга і ректифікації установки Г-43-107 представлена на рисунку 1. Гідроочищення сировини після попереднього нагріву в теплообмінниках і печі змішуються з рециркулятом, водяною парою і вводиться у вузол зміщення 1 прямоточного ліфт-реактора 2. Контактуючи з гарячим регенерованим цеолітвмістким каталізатором, сировина випаровується, піддається крекінгу у прямоточному ліфт-реакторі і далі поступає в зону киплячого шару 3, назначеного для формування якості продуктів. Газокаталізована суміш подається у відстійну зону реактора 4, де основна маса каталізатора відділяється від нафтових парів. Останнє з невеликою долею захопленого потоком каталізатора проходять двоступінчасті внутрішні циклони та, від’єднавшись від каталізаторного пилу, поступають в ректифікаційну колону 10 на розділення. Закоксований каталізатор з відстійної зони реактора і спускних стояків циклона проходить десорбер 5 і по верхньому нахиленому каталізаторопроводу поступає в зону киплячого слою регенератора 6, де відбувається спалювання коксу у режимі практично повного окислення окису вуглеводня у диоксиді. Регенеративний каталізатор по нижньому нахиленому каталізаторопроводу стікає у вузол змішування прямоточного ліфт-реактора. Повітря на регенерацію нагнітається воздуходувкою. При необхідності повітря може нагріватися в топці під тиском 9. Димові гази регенерації проходять відстійну зону регенератора 7 і через двоступінчасті внутрішні циклони направляються на утилізацію теплоти. Ректифікаційна колона 10 розділяє каталізатор на необхідні цільові та проміжні продукти. В колоні для регулювання температури та відводу залишкової теплоти передбачено циркуляційне орошення. В нижній частині пара і нафтопродукти відмиваються від залишкового каталітичного пилу і відбувається часткова конденсація фракції, що кипить вище 420 С. Важкі фракції каталізатора разом з каталізованим пилом, що відстоявся, подається на змішування із сировиною і через розпилювальні форсунки нагору десорбера. У верхній частині відстійної зони колони відбирається фракція вище 420 С, що виводиться з установки після надходження. Боковими потоками через випарні колони 11 та 12 виводяться фракції 195-170 С і 270-420 С. Згори колони виводиться суміш парів, жирного газу, бензину та води, що проходить конденсатори-холодильники 13, водяний холодильник 14 і поступає в газосепаратор 15. Там вона розділяється на жирний газ, бензин и водний конденсат. Жирний газ через акумулятор 16 подається на вихід компресорів жирного газу 17 і після компримування та охолодження направляється в секцію 3. Нестабільний бензин із газосепаратора 15 також подається в секцію 3. Водний конденсат після очистки від сіркових і азотних з’єднань виводиться з установки.

    Переглянути
  • РЕКТИФІКАЦІЙНА КОЛОНА ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ОЦТОВОЇ КИСЛОТИ

    Оцтова кислота - перша з органічних кислот, яка стала відома людині. Вперше вона була отримана І.Глаубером в 1648 р і в концентрованому вигляді шляхом виморожування її водних розчинів і розкладанням ацетату кальцію сірчаною кислотою Г.Шталем в 1666-1667 рр. Елементний склад оцтової кислоти був встановлений Я.Берцеліусом в 1814 р. ЇЇ застосовують для одержання лікарських речовин, як розчинник (у виробництві ацетату целюлози), у вигляді столового оцту, при виготовленні приправ, маринадів, консервів. До початку XIX століття оцтову кислоту виробляли виключно з природної сировини: пірогенетичною обробкою деревини і окислювальним оцтовокислим бродінням харчового етанолу. Світове виробництво оцтової кислоти становить нині понад 3,5 млн. т на рік. Основна маса оцтової кислоти виробляється з ацетальдегіду, окисленням бутанової і бензинової фракцій. Технологічний процес виробництва оцтової кислоти окисленням ацетальдегіду складається з трьох послідовних стадій: 1) окислення ацетальдегіду, 2) виділення непрореагованого ацетальдегіду з паро-газу, 3)виділення оцтової кислоти з реакційної суміші та її очищення Розчини каталізатора і ацетальдегіду в циркуляційної оцтової кислоті подаються з змішувачів 1 і 2 в нижню частину окисної колони - реактора барботажного типу 3. Температурний режим в колоні підтримується за допомогою розміщених в ній охолоджуючих змійовиків, по яких циркулює вода. По всій висоті в колону через кілька труб подається під тиском 4·105 Па кисень, який барботують через рідину, що заповнює колону. Парогазова суміш, що містить продукти окислення, виводиться з колони 3 через бризко уловлювач 4 і надходить у конденсатор 5, охолоджуваний розсолом, і з нього в сепаратор 6. Із сепаратора конденсат, що складається з оцтової кислоти й ацетальдегіду, повертається в окислювальну колону, а несконденсовані гази промиваються водою і випускаються в атмосферу. Для запобігання можливості вибуху НУК парогазова суміш, що виходить з колони, розбавляється азотом, який подається в бризкоуловлювач 4. Рідка оцтова кислота, що виходить з бризко уловлювач колони 3, ділиться на два потоки. Менший з них (циркуляційна кислота) направляється в змішувачі 1 і 2 для приготування розчинів каталізатора і ацетальдегіду, а більший надходить на ректифікацію в колону 7 для отримання товарного продукту. З нижньої частини колони 7 виводиться у вигляді кубового залишку розчин каталізатора, що надходить на регенерацію. Товарним продуктом в цьому методі є оцтова кислота концентрації після двократної ректифікації 97,5 – 98,5 % мас. Вихід оцтової кислоти стає 92% при степені перетворення ацетальдегіду 0,98.

    Переглянути
  • ПЛАСТИНЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК СИСТЕМИ УТИЛІЗАЦІЇ НИЗЬКОПОТЕНЦІЙНОЇ ТЕПЛОТИ МОЛОКОЗАВОДІВ

    Молоко - продукт харчування, найдосконаліший за складом. Цінність молока залежить від ідеальної збалансованості поживних речовин. Молочні продукти грають величезну роль у харчуванні людини, забезпечуючи організм необхідними та корисними для здоров'я елементами. Молоко - найменш замінний продукт, особливо дитячого харчування. Вітчизняною промисловістю випускається більше 50 видів питного молока, у тому числі білкового, вітамінізованого, збагаченого білково-вуглеводними концентратами, мінеральними комплексами, лактулозой і іншими харчовими і біологічно активними добавками. По масовій частці жиру питне молоко, відповідно випускають знежирене (не більш 0,1%); нежирне (від 0,3 до 1,0%); мало жирне (від 1,2 до 2,5%); класичне (від 2,7 до 4,5%); жирне (від 4,7 до 7,0%); високо жирне молоко (від 7,2 до 9,5%). В зарубіжних країнах останні 25 років росте попит на молоко із зниженою масовою часткою жиру (0,5; 1,0 і 2,0%). Питома вага питного молока із зниженою масовою часткою жиру в Данії – 37%; в США – 40%; Фінляндії – 48%; у Франції – 50%; в Канаді – 70%. Випускають молоко, що збагачене йодом, з пониженим вмістом лактози або безлактозне (для людей, страждаючих діабетом і галактозимією. Зниження вмісту лактози здійснюють виділенням її за допомогою ультрафільтрації, а також гідролізом лактози до глюкози і галактози. Науковими дослідженнями доведено, що сучасна людина потребує більшої кількості кальцію (1,2-1,5 г/добу, проти 0,8-1,0 г/добу) [1]. Кращим джерелом легкозасвоюваного кальцію є молоко і молочні продукти, у зв’язку з цим росте випуск питного молока, що збагачено кальцієм. На молочних заводах для проведення процесів пастеризації, стерилізації, необхідна велика кількість теплової енергії. Крім того утворюється значна кількість джерел низькопотенційної теплоти, таких як пролітна пара, вторинна пара, паровий конденсат, димові гази тощо. На сьогодні через обмеженість природніх ресурсів вартість енергії невпинно зростає. В таких умовах доцільним є утилізація теплоти низькопотенційних джерел, наприклад вторинної пари. Одним із шляхів утилізації є використання низькопотенційної теплоти для попереднього підігрівання високочистої води, яка використовується для стерилізації скляної тари. Основними елементами є пластинчасті теплообмінники 1 та 2. Теплообмінний апарат 2 призначений для проведення процесу теплообміну в системі рециркуляції енергії між водою та конденсатом. Метою роботи є вдосконалення даного теплообмінника.

    Переглянути
  • ВИПАРНИЙ АПАРАТ ДЛЯ КОНЦЕНТРУВАННЯ РОЗЧИНУ ЛИМОННОЇ КИСЛОТИ

    Лимонну кислоту широко використовують у харчовій, медичній, фармацевтичній, лакофарбовій промисловості та в деяких інших галузях народного господарства. Близько 60 років тому лимонну кислоту виділяли переважно з плодів цитрусових рослин. Тепер же основну масу її виробляють за допомогою певних штамів цвілевих грибів. На сьогодні провідними виробниками лимонної кислоти є КНР, США, Франція, Росія та деякі інші країни. Раніше, починаючи з 1917 р., виробництво лимонної кислоти було засновано на поверхневому культивуванні мікроба-продуцента; в 1938-1942 рр. освоєно також глибинне культивування в герметичних ферментаторах. Завдяки цьому вдалося механізувати й автоматизувати процес, ефективніше використовувати виробничі площі і знизити собівартість цільового продукту, скоротити загальну тривалість технологічного циклу. Нині у виробництві застосовують селекціоновані штами, що дають вихід лимонної кислоти 98-99% у розрахунку на спожиту сахарозу і що володіють підвищеною осмотолерантністю. Технологічна схема виробництва лимонної кислоти представлена на рисунку 1. Найважливішою ділянкою теплової схеми будь-якого виробництва де виникає необхідність у концентруванні розчинів, є випарна установка (ВУ), призначена для згущення розчину до концентрованого сиропу із заданим відсотком змісту сухих речовин. На сьогодні в усьому світі й зокрема в Україні надзвичайно гостро стоять питання зниження енерговитрат і обмеження шкідливих викидів у навколишнє середовище практично у всіх галузях виробництв. Зниження енерговитрат і зменшення шкідливих викидів може бути досягнуто тільки розробкою й впровадженням у виробництво нових раціональних теплових схем, тепловикористовуючих апаратів і конструкцій які передбачали б такий розподіл теплоносіїв стосовно до технологічного процесу, при якому забезпечувалися б задані технологічним регламентом параметри при мінімальній витраті теплової й електричної енергії. В даній технологічній схемі зниження енергоспоживання можливо досягнути вдосконаленням конструкції випарного апарата, що і обумовило вибір мети та задач роботи.

    Переглянути
  • АБСОРБЕР ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ БІОГАЗУ ВІД ДІОКСИДУ ВУГЛЕЦЮ

    Україна використовує велику кількість природного газу. У той же час за допомогою розвитку біогазових установок нам би вдалося замінити до 8 млрд м 3 природного газу на рік, а також скоротити викиди парникових газів на 3,5 млн т СО2. Біогазові установки можуть виступати як очисні споруди на фермах, птахофабриках, спиртових та цукрових заводах, м’ясокомбінатах, сільськогосподарських угіддях тощо. На сьогодні в Україні працює п’ять біогазових установок; коли у Німеччині, для порівняння, - 7 тис. одиниць. 21 млрд м 3 на рік може становити потенціал виробництва біогазу за рахунок переробки продуктів тваринництва, рослинництва, твердих побутових відходів, продуктів промислової та харчової галузей, проте впровадження біоустановок в Україні відбувається дуже повільними темпами. Біогаз являє собою суміш метану (СН4) та вуглекислого газу (СО2), концентрація останнього компоненту може сягати 50 – 70%. Якщо отриманий біогаз при таких співвідношеннях СН4 та СО2 використовувати в якості палива для двигуна внутрішнього згорання (ДВЗ) когенераційної установки, буде ускладнюватися її запуск, а робота супроводжуватися нестабільними характеристиками (частота обертання, крутний момент, потужність). Тому використанням біогазу в якості горючого газу в ДВЗ потребує видалення з нього СО2. Метод водної очистки біогазу від СO2 належить до методів грубої очистки і є найбільш підходящим і економічно вигідним при великому виході біогазу та високому вмісті у ньому домішок вуглекислого газу. Спосіб очищення заснований на різній розчинності у воді двоокису вуглецю. На рисунку 1. зображена технологічна схема процесу. Вода в абсорбер подається у верхній його частині, вона розпилюється форсунками та рівномірним шаром стікає до низу по насадкам абсорбера. Біогаз подається в нижню частину та проходячи через канали утворені насадками відводиться з верхньої частини абсорберу. Вода в абсорбері контактує з біогазом та поглинає в себе СО2, який у ньому містився. Відводиться вода з розчиненим в ній вуглекислим газом в нижній частині абсорберу, після чого направляється в регенератор. Регенерація води, або видалення з неї вуглекислого газу відбувається за рахунок нагріву який здійснюється шляхом підведення до неї відпрацьованих газів ДВЗ. Вода в регенераторі нагрівається до температури 30 ºС. Це забезпечить виділення з неї СО2.. Виділений вуглекислий газ з регенератора направляється на компримування (стискання), або інші потреби. Очищена від СО2 вода направляється в охолоджувач де зменшує свою температуру та знову подається на зрошення насадок абсорберу, цикл повторюється. Очищений біогаз подається до ДВЗ який приводить в дію електрогенератор який в свою чергу генерує електроенергію.

    Переглянути
  • ГІДРООЧИЩЕННЯ ДИЗЕЛЬНОГО ПАЛИВА

    Як і бензин, дизельне паливо є сумішшю парафінових, нафтенових і ароматичних вуглеводнів, які виділяються з нафтової ропи шляхом дистиляції з додаванням (не більш 20%) компонентів каталітичного крекінгу. Дизельне паливо використовується в двигунах, установлених на великовантажних автомобілях, тракторах і дорожніх машинах, на водному і залізничному транспорті, у різних енергетичних установках і випускається двох видів: легке, малов'язке паливо — для швидкохідних дизелів і важке, високов'язке паливо — для тихохідних дизелів. На установках гідро очистки дизельного палива застосовують лише циркуляційну схему подачі водневмісного газу. В схемі з рециркуляцією в реакторі легко підтримувати співвідношення водень:сировина. Наявність циркуляційного компресора в установці дає змогу проводити газоповітряну регенерацію. Зазвичай схему з рециркуляцією водневмісного газу використовують при знесірченні бензинових фракцій з підвищеним вмістом (> 1%) сірчаних з’єднань та неграничних вуглеводнів. Значний недоліком є необхідність використання забрудненої нафти,яка містить сірку. Тому необхідне вилучення сірчаних з’єднань шляхом гідроочищення. На рисунку 1 наведена технологічна схема установки гідроочищення дизельного палива з циркуляцією водневмісного газу. Циркулюючий газ змішується з сировиною,суміш нагрівається в печі 1 до температури реакції і подається в реактор 2,заповнений каталізатором. Після реактора газопродуктивна суміш, віддавши своє тепло газосировинній суміші,надходить в гарячий сепаратор 5, де проходить розділення парогазової суміші і гідрогенизату. Парогазова суміш, яка виходить з гарячого сепаратора 8, на отримання пари і після до охолодження в повітряних і водяних холодильниках надходить в холодний сепаратор. Там виділяється циркуляційний водневмісний газ. Гідрогенізати холодного і гарячого сепараторів змішуються і подаються на стабілізацію, циркулюючий водневмісний газ піддається очищенню від сірководню і повертається в цикл. Метою роботи є розробка та модернізація основних апаратів, які входять до схеми гідроочищення дизельного палива,а саме: реактора, повітряного холодильна та теплообмінника.

    Переглянути
  • ОЧИЩЕННЯ КОНВЕРТОВАНОГО ГАЗУ ВІД СО2

    В наш час виникає потреба в отриманні високоякісних продуктів. СО2 є основним з чинників, що негативно впливають на синтез аміака. Його вміст в конвернованому газі сягає близько 17 – 18%, тому виникає потреба в його вилученні. Використовують рiзнi методи очистки конвертованого газу: - обсорбція домішок твердими сорбентами; - абсорбція рідкими сорбентами; - конденсація домішок глибоким захолодженням; - каталітичне гідрування. Процес очищення відображає дана технологічна схема, що зображена на рисунку 1 [1]. Діоксид вуглецю абсорбують 19-21%-м водним розчином моноетаноламіна МН2СН2СН2ОН (МEА-очищення). Поглинання СО2 (карбонізація розчину МЕА) - оборотний процес. З підвищенням температури рівновага зсувається вліво, тобто можлива регенерація сорбенту. Технологічна схема МЕА-очистки включає в себе два основних апарата абсорбер і десорбер (рисунок 1). Над чистим МЕА-розчином рівноважний тиск СО2 малий, тому газ і рідина подають протитоком. Газ спочатку проходить через нижню секцію абсорбера, де відбувається поглинання основної кількості СО2. Ця секція зрошується неповністю (грубо) регенерованим розчином. У верхній секції, що зрошується тонко-регенерованим (чистим) МЕА-розчином, відбувається доочищення і газ виходить із залишковим вмістом СО2. Вміст якого не перевищує 0,03%. Температура абсорбції не вище 330 К. Насичений розчин, що містить вуглекислоти 80-100 г / л, нагрівається в рекуперативних теплообмінниках і трьома потоками направляється в десорбер. Теплова енергія на десорбцію подається через паровий кип'ятильник. Чистий розчин відбирають в нижній частині десорбера, грубо регенерований – з середини колони. Ці потоки після охолодження направляються в абсорбер. Така схема "регенерації з рециклом" дозволяє виділити в чистому вигляді домішки і виключити постійне споживання сорбенту (тільки на компенсацію втрат). Чистий СО2 використовують в інших виробництвах (карбамід, тверда вуглекислота та ін.).

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА ФЕНОЛУ ТА АЦЕТОНУ З РОЗРОБКОЮ ЕМУЛЬСОРА,РЕКТИФІКАЦІЙНОЇ КОЛОНИ ТА ХОЛОДИЛЬНИКА

    Фенол застосовується в багатьох галузях промисловості – хімічній, нафтопереробній, фармацевтичній, та інш. В нафтопереробній промисловості фенол застосовують в якості азеотропного агенту для виділення толуола з бензину шляхом ректифікації. В хімічній галузі фенол виступає основою для синтезу багатьох барвників. Ацетон – один з найбільш уживаних в промисловості розчинників та широко застосовується для виробництва фарб та хімічних волокон. На рисунку 1 показана технологічна схема виробництва фенолу та ацетону через гідро перекис ізопропілбензолу. В апараті 1 при інтенсивному перемішуванні готують емульсію ізопропілбензолу у воді. Для цього в апарат 1 подають свіжий ізопропілбензол з цеху алкілювання бензолу, зворотній ізопропілбензол очищенний гідруванням від α – метил стиролу, емульгатор (лаурилсульфат натрію) та воду, в якій попередньо розчинений карбонат натрію. Співвідношення свіжого і зворотнього ізопропілбензолу 1:4. Емульсію ізопропілбензолу перекачують в апарат 6 для окиснення. Тут при 130 °С через рідину під тиском пропускають повітря. Після того, як в гідропероксид перетвориться близько 25% ізопропілбензолу, реакційну рідину направляють на розклад сірчаною кислотою в апарат 9. Розкладання гідропероксиду ізопропілбензолу на фенол та ацетон протікає з виділенням великої кількості теплоти. Швидкість реакції залежить від концентрації застосованої кислоти та гідропероксиду. Надлишкове тепло відводять в зворотному холодильнику 8. З апарату 9 рідина перетікає в розділювач 11; відділена сірчана кислота знову може бути використана для розкладу гідро пероксиду. Продукти реакції що вміщують в собі після відділення сірчаної кислоти 8% ацетону, 14% фенолу, 76% непрореагованого ізопропілбензолу і до 2% домішків направляють на ректифікацію. В ректифікаційній колоні 12 відганяють ацетон; в колоні 13 за розрідження відганяють ізопропілбензол з домішками метилстирола та фенолу. Ці домішки заважають нормальному протіканню реакції окислення, тому ізопропілбензол піддають очищенню. В апараті 10 його обробляють водним розчином лугу, в результаті чого фенол перетворюється в фенолят і переходить в розчин, що в сепараторі відділяється від вуглеводного шару. В апараті 3 через ізопропілбензол в присутності суспендированого металованого нікелю(каталізатор) пропускають водень. При цьому метил стирол гідрується в ізопропілбензол. Далі ізопропілбензол через фільтр 2 направляють на змішування зі свіжим ізопропілбензолом в апарат 1. Кубовий залишок з колони 13 перетікає в ректифікаційну колону 14, де при розрідженні фенол відділяється в ацетофенона. Метою роботи є розробка емульсора, ректифікаційної колони та холодильника.

    Переглянути