Дахненко В. Л.

Сортировать по умолчанию названию
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ УСТАНОВКИ ВИРОБНИЦТВА СПИРТУ З РОЗРОБКОЮ ХОЛОДИЛЬНИКА

    Етиловий спирт широко використовують у різних областях промисловості і насамперед у хімічній. Спирт є гарним розчинником і антисептиком. Завдяки цьому він знаходить застосування в медицині, парфумерії. Тому розробка устаткування для виробництва цього вуглеводню, що відповідає сучасним вимогам, є актуальною і важливою задачею. В теплообміннику 4 нагрівається вхідна суміш. У холодильнику 7 відбувається конденсація продуктів реакції, а в сепараторі 8 розділяються рідкі та газові потоки. Для додаткового виділення спирту, його відмивають водою в абсорбері 9. Непрореагувавший газ рециркулюють компресором 2. Водний конденсат після сепаратора 8 і рідина з абсорбера 9 дроселюють, в результаті чого виділяються розчинені гази, які розділяються в сепараторі низького тиску 10 і відправляються в паливну лінію. Рідка фаза з сепаратора 10 представляє собою 15%-вий водний розчин етанолу, який містить домішки діетилового ефіру, ацетальдегіду та низькомолекулярних полімерів етилену. Цей розчин підлягає ректифікації в ректифікаційних колонах 11 і 12. Виробництво спирту потребує затрати значної кількості енергії, тому вдосконалення обладнання, що входить до складу в технологію виробництва спирту в напрямі ефективності та енергозбереження є актуальною. Метою даного проекту є розрахунок холодильника для інтенсифікації процесу теплообміну та досягнення найменших теплових та матеріальних витрат. Варіантом реалізації може бути поліпшення теплообмінного процесу при охолодженні кінцевого продукту.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА СПИРТУ ІЗ РОЗРОБКОЮ КОНДЕНСАТОРА

    В економіці України ринок спиртової продукції займає вагоме місце. Нині вітчизняна спиртова промисловість за рік може випускати більше 60 млн. дал спирту. Усі питання, які пов’язані з виробництвом, реалізацією і споживанням спирту регулюються державою. Найбільш великотоннажними напрямками використання спиртів є (в довільному порядку): - проміжні продукти для основного органічного синтезу; - застосування як палива; - виробництво розчинників; - виробництво синтетичних миючих засобів, парфумерії та косметики; - використання в харчовій і фармацевтичній промисловості. Залежно від вмісту води, способу отримання та мети використання існує багато різних етаноловмісних продуктів. Найбільш широкого вжитку набула суміш 95,6 мас. % етанолу та 4,4 мас. % води, такий вміст етилового спирту максимально можливий за звичайної фракційної перегонки, бо це співвідношення утворює азеотропну суміш з температурою кипіння 78,15 °C. Виробництво якісного харчового спирту в потрібних обсягах потребує постійної наявності сировини. Технологія виробництва спирту – це багатоетапний технологічний процес, який складається з різних за характером і походженням операціями від механічних (підготовка сировини) до тепло-масообмінних (ректифікація) [1], а також використання ферментів мікробіологічного та біологічного походження разом з дріжджами. Існує безліч способів удосконалення виробництва (рисунок 1) і збільшення виходу та якості продукції: модернізація старого обладнання, розробка нових апаратів, поліпшення штамів мікроорганізмів і дріжджів, ведення селекційної роботи з отриманням високоякісної сировини. Метою даної роботи є модернізація спиртового виробництва з розробкою конденсатора. Можливим шляхом модернізації є збільшення поверхні теплообміну у конденсаторі за рахунок зміни форми труб.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА СПИРТУ З РОЗРОБКОЮ ПАРОГЕНЕРАТОРА

    Виробництво якісного етилового спирту в потрібних обсягах потребує постійної наявності сировини, будь то зерно або картопля. Технологія виробництва спирту - це багатоетапний технологічний процес[1]. Технологія виробництва спирту складається з різних за характером і походження операціями від механічних (підготовка сировини) до тепло-масообмінних (ректифікація), а також використання ферментів мікробіологічного та біологічного походження разом з дріжджами. Залежно від вмісту води, способу отримання та мети використання існує багато різних етаноловмісних продуктів. Найбільш широкого вжитку набула суміш 95,6 мас. % етанолу та 4,4 мас. % води, такий вміст етилового спирту максимально можливий за звичайної фракційної перегонки, бо це співвідношення утворює азеотропну суміш з температурою кипіння 78,15 °C. Крім харчових продуктів етиловий спирт у великій кількості використовується як пальне, розчинник та як сировина в різноманітних промислових процесах. Для промислових потреб етиловий спирт часто виробляютьз нафтової та газовоїсировини каталітичною гідратацією етилену. Технологія отримання спирту включає в себе наступні етапи: - підготовка сировини; - розварювання зерна водою; - охолодження та засахарювання; - зброджування; - відгонка спирту; - ректифікація. Завданням на дипломне проектування є модернізація парогенератора, з метою підвищення інтенсифікації теплообміну.

    Переглянути
  • РОЗРОБКА ХОЛОДИЛЬНИКА УСТАНОВКИ ВИРОБНИЦТВА СПИРТУ

    При виробництві етилового спирту одним із основних видів обладнання є теплообмінні апарати. Їх доля може сягати до 50% сумарної маси всієї технологічної апаратури. Тому процес інтенсифікації процесу теплообміну супроводжується зменшенням металомісткості основного обладнання і впливає на основні техніко-економічні показники виробництва, що, у кінцевому підсумку, впливає на конкурентоздатність виробництва продукції [1]. Для вибору напряму інтенсифікації враховувалися наступні особливості: - що є основним завданням інтенсифікації теплообміну для конкретного класу обладнання (охолоджувача); - величину припустимих енергетичних витрат на інтенсифікацію; - гідродинамічні характеристики потоку у поєднанні із можливим полем температур в в конкретному типі обладнання; - технологічність виготовлення теплообмінного обладнання з інтенсифікацією тепловіддачі, зручність і надійність його в експлуатації. Враховуючи ці вимоги була поставлена задача підвищити теплопередачу між середовищами в кожухотрубному холодильнику за рахунок додаткового обладнання трубного простору пружним елементом виконаним із пластичного матеріалу у вигляді профільованої смуги, що утворює непаралельні поверхні і розташований у трубі таким чином, що одна з поверхонь контактує із теплообмінною трубою забезпечити збільшення внутрішньої поверхні теплообміну із турбулізацією потоку всередині труб, що сприяє підвищенню коефіцієнта тепловіддачі в трубному просторі теплообмінника (рис.1). Профіль поверхні, котра не контактує із теплообмінною трубою може виконуватися змінною. Виконання пружного елементу із пластичного матеріалу у вигляді профільованої смуги, розташованої у трубі, що утворює непаралельні поверхні і таким чином, що одна з поверхонь контактує із теплообмінною трубою досягається зростання площі поверхні тепловіддачі у внутрішньому просторі труби. Розташування контактної поверхні профільованої смуги уздовж направляючої поверхні теплообмінної труби із якою утворює щільний контакт по гвинтовій лінії сприяю турбулізації потоку середовища, що знаходиться у внутрішньому просторі труби за рахунок його обертання, а виконання профілю поверхні, котра не контактує із теплообмінною трубою змінною підсилює ефект завдяки змінному режиму протікання (зміни значень Re). Виконання пружного елементу у вигляді профільованої смуги, що утворює непаралельні поверхні і контактом однієї поверхні із теплообмінною трубою по гвинтовій лінії та змінний профіль поверхні поєднують можливість інтенсифікації процесу теплообміну за рахунок комплексного впливу на середовище шляхом його турбулізації (у відповідній межі, не створюючи суттєвого додаткового гідравлічного опору), а також збільшення поверхні теплообміну [2,3]. Важливим є оцінка ефективності такого методу інтенсифікації. Ним може бути співвідношенням між ростом тепловіддачі Nu/Nu0 і коефіцієнтами опору /0. Для трубчатого теплообмінника, у якого теплоносій „1" тече в трубах, а теплоносій „2" – в міжтрубному просторі, габарити теплообмінника будуть зменшені. Звідки випливає, що розташування елементів інтенсифікації усередині труб є більш ефективним методу зростає, якщо його застосування супроводжується інтенсифікацією теплообміну зовні труб при 2>>1, що також впливає на схему спрямування потоків теплоносіїв у трубному і міжтрубному просторі.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА СПИРТУ ІЗ РОЗРОБКОЮ КОНДЕНСАТОРА

    Теплообмінне обладнання для ряду галузей, наприклад, спиртової, нафтохімічної становить близько 35-40% сумарної маси всієї технологічної апаратури. Тому створення більш ефективних і компактних теплообмінників здатне забезпечити значну економію енергетичних ресурсів, металів, зниження витрат на експлуатацію [1]. Важливим є напрям інтенсифікації теплообмінну в каналах конденсаційного обладнання спиртового виробництва може бути поєднання пасивного методу, наприклад, розвиток контактної поверхні теплообміну із активним методом, який полягає у штучній турбулізації середовищ в контактній зоні [2-4]. Пропонується модернізувати теплообмінник-конденсатор шляхом обладнання теплообмінних труб внутрішніми повздовжніми каналами, виконаними у вигляді взаємно перпендикулярних перемичок, за рахунок чого поверхня труб деформована вздовж утворюючої в зонах між перпендикулярними перемичками і має складний профіль (рис.1). Обладнання теплообмінної труби перемичками дозволяє забезпечити її міцність а тому можливо деформувати уздовж утворюючої в зонах між перпендикулярними перемичками. Утворення складного, деформованого профілю збільшує площу контакту теплопередачі, а у поєднанні із наявністю жорстких перемичок досягається зменшення її товщини. Таким чином, зменшується термічний опір теплопередачі, а самі перемички, що контактують із теплообмінною поверхнею виконують функцію додаткової поверхні теплопередачі. Виконання перемичок вздовж профільованої труби є не суцільним, тому  характер протікання теплоносія (і Re) змінюється залежно від характерного розміру каналу d (в зоні перемичок Reп і на ділянці без них Reс), при цьому Reп<Reс , що сприяє перемішуванню потоку. Особливістю конструкції слід віднести і те, що схема використання може бути й іншою, коли охолоджувач омиває зовнішню поверхню труби, а конденсування пари відбувається всередині труби, залежно від співвідношення коефіцієнтів тепловіддачі середовищ, що знаходяться в трубному 1 і міжтрубному 2 просторі. Запропоноване рішення поєднує конструктивне сполучення елементів: наявність і виконання взаємно перпендикулярних перемичок, що дозволяє отримати поверхню теплообмінної труби складного профілю, площа контакту якої зростає на 10-18% по відношенню до циліндричної труби. Конструктивне рішення дозволяє отримати збільшення міцності і жорсткості поверхні теплообміну, за рахунок чого зменшується необхідна товщина стінки труби (5- 12%) і, відповідно, термічний опір теплопередачі стінки. Важливим моментом є те що, перемички (як укріплювач) одночасно виконують функцію поверхні теплопередачі. Реалізація запропонованого рішення дозволить підвищити ефективність теплообміну, зменшити загальні габарити та металоємність пристрою.

     

    Переглянути
  • ПАРОГЕНЕРАТОР ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА СПИРТУ З ЕЛЕМЕНТАМИ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ ТЕПЛОПЕРЕДАЧІ

    При виробництві спирту важливе значення має раціональне використання паливно-енергетичних ресурсів, що, в значній мірі, залежить від ефективного використання теплообмінних апаратів [1]. Для вирішення цієї проблеми може зіграти широке впровадження ефективних методів інтенсифікації теплообміну при розробці й впровадженні теплообмінних апаратів, котрі є визначальними по матеріаломісткості та енерговикористанню не тільки на об’єктах спиртового виробництва, але й теплоенергетичній галузі, технологічних процесах хімічної, нафтопереробної, металургійній та інших галузях. Метод інтенсифікації повинен бути ефективний при найменших енергетичних витратах, необхідних для відомих теплообмінних поверхонь, що повинно призвести до зменшення габаритів теплообмінних поверхонь. З цією метою був прийнятий спосіб інтенсифікації тепловіддачі за рахунок штучної додаткової турбулізації потоку теплоносія [2,3]. Задача вирішується за рахунок того, що в теплообмінній трубі парогенератора виконані додаткові кільцеві канали у вигляді вставок із полімерного матеріалу, коефіцієнт теплового розширення якого не менший аналогічного показника матеріалу труби збільшити теплопередачу між середовищами, що знаходяться у внутрішній і зовнішній поверхні труби за рахунок турбулізації теплоносія всередині труби (рис.1). Поверхня теплообмінної труби парогенератора 1 (діаметром dт); вставні кільцеві канали 2 із полімерного композиційного матеріалу, виконані у формі відокремлених гвинтових кілець (віддаль між витками l, dв – внутрішній прохідний діаметр;  - крок витків). Обладнання трубного простору кільцевими каналами, виконаними у вигляді вставок із полімерного композиційного матеріалу спрощується і здешевлюється виробництво теплообмінних елементів зі штучними турбулізаторами потоку теплоносія, виключає механічний вплив на поверхню труб. Самі ж елементи для турбулізації використані із полімерного композиційного матеріалу, наприклад, CoolPoly (теплопровідность =40 Вт/м·K) [4] із коефіцієнтом теплового розширення, що не менший аналогічного показника матеріалу труби, досягається фіксація штучних турбулізаторів за рахунок фрикційних властивостей матеріалу. Кільцеві елементи можуть розташовуватися і ззовні труб, залежно від співвідношення коефіцієнтів тепловіддачі середовищ, що знаходяться в трубному 1 і міжтрубнму 2 просторі. Виконанням кільцевих каналів у формі відокремлених гвинтових кілець, при цьому напрям гвинтового обертання у найближчих кілець може бути різнонаправлений, однак ефективність методу інтенсифікації слід оцінити співвідношенням між ростом тепловіддачі (Nu/Nu0) і коефіцієнтами опору (/0). Усередині труб ефективність методу зростає, якщо його застосування супроводжується інтенсифікацією теплообміну зовні труб або якщо 2>>1.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ УПАРЮВАННЯ ПІСЛЯСПИРТОВОЇ БАРДИ

    Випарні установки (ВУ) широко використовуються в різних галузях промисловості: хімічній, харчовій, металургійній, енергетичній, мікробіологічній та ін. У багатьох виробництвах ці установки – є основною ланкою технологічного процесу. Економія енергоресурсів спиртового заводу досягається при поєднанні теплової схеми брагоректифікаційного апарата (БРУ) з випарною установкою (ВУ) і сушкою для барди. Така теплова схема в кілька разів збільшує прибуток і рентабельність спиртового виробництва, а також знижує собівартість виробництва спирту і сухої барди. Технологічна схема упарювання післяспиртової барди представлена на рисунку 1. Перед надходженням на ВУ барда підігрівається в трьох групах підігрівачів до температури кипіння. У підігрівача першої групи барда підігрівається за рахунок теплоти конденсатів вторинних парів випарної установки (ВУ), другий - вторинним паром III корпусу випарної установки (ВУ); третій - відпрацьованою парою. Основним споживачем вторинних парів є брагоректифікаційні кип'ятильники бражної колони обігріваються вторинним паром I корпусу, кип'ятильники ректифікаційної колони - вторинним паром II корпусу. Вторинний пар III корпусу випарної установки обігріває кип'ятильники епюраційної колони; частина кип'ятильників ректифікаційної і епюраційної колон обігріваються відпрацьованою парою. Прийняте комбінування паровідбору дає можливість підтримувати оптимальний режим роботи випарної установки ВУ і отримувати в необхідних випадках без додаткових перемикань знижену концентрацію випаруваної барди до 55% сухих речовин. Розглянута теплова схема не передбачає установки конденсатора, його роль виконують кип'ятильники. При відсутності втрат пари на конденсатор при заданій кількості випарної води в ВУ будь-який розподіл вторинних парів може бути оптимальним за умовами економії пари, а тому потребує модернізації. Розглянута схема упарювання потокової барди, крім максимально можливої економії палива, зручна також з точки зору регулювання та автоматизації, яка дозволить організувати її роботу без відхилень від оптимального режиму. Особливістю теплової схеми є те, що одночасно з регулюванням подачі барди на випарки можна змінювати випарну здатність ВУ.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ФЕРМЕНТЕРА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА КОРМОВИХ ДРІЖДЖІВ

    В наш час виробляють велику кількість кормових дріжджів (понад 1 млн.т.). За обсягом виробництва ферменти займають третє місце після амінокислот та антибіотиків. В виготовлене з вирощених мікроорганізмів живильне середовище додають макро- і мікроелементи, необхідні вітаміни й амінокислоти, а як джерело азоту аміачну воду. Висушена дріжджова маса гранулюється і використовується як білково-вітамінний концентрат (БВК) для годівлі сільськогосподарських тварин. Технологія отримання дріжджів включає в себе такі етапи, як: підготовка сировини, ферментація, сепарація, сушка. Зернову барду направляють у збірник 1. Далі насосом 2 барду прокачують через теплообмінник 3. Охолоджену барду після теплообмінника 3 направляють на барабанне сито 4 на першу стадію фільтрації, де з барди відокремлюють найбільш велику частину дробини. Після першої стадії відділення барду фільтрат направляють на другу додаткову стадію фільтрації на барабанне сито 5, обладнане сіткою з більш дрібними отворами. Дробину після першої стадії відділення направляють в екстрактор 6. Виділену з барди на ситі 5 дробину направляють на барабанну сушарку 7, де висушують гарячими газами, що надходять з топки 8. Висушену дробину подрібнюють в дробарці 9 і далі змішують з кормовими дріжджами в бункері 10. Фільтрат барди після барабанного сита 5 зливають у збірник 11 і насосом 12 відкачують в дріжджеростильне відділення. Фугат, що представляє собою відсепаровану дріжджову суспензію, після підігріву теплом барди в теплообміннику 3 направляють у збірник 13 фугату і насосом 14 по трубопроводу 15 подають в концентратор на 16 концентрування. Отриманий розчин відстоюють і рідку фракцію по трубопроводу 21 направляють у збірник 1 барди, додатково збагачуючи її поживними речовинами барди. В технології виробництва кормових дріжджів центральне місце займає процес ферментації, а тому його модернізація дозволить вплинути на продуктивність процесу, зменшення енерговитрат та матеріалоємності обладнання.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ХОЛОДИЛЬНИКА МАЗУТУ УСТАНОВКИ ПЕРВИННОЇ ПЕРЕРОБКИ НАФТИ

    Рідке паливо одержують, головним чином, у результаті переробки нафти - єдиного рідкого пального, яке одержують з копалин. Нафта утворюється із залишків рослинних і тваринних мікроорганізмів на дні давніх морів і являє собою маслянисту рідину жовтого чи темно-коричневого, а іноді і чорного кольору, у залежності від її складу. Продуктами переробки нафти є високоефективні палива, мастильні і спеціальні олії, бітуми, парафін, сажа й ін. З продуктів нафтопереробки виробляють пластмаси, синтетичні волокна, каучук, барвники, миючі засоби, отруйні хімікати. Технологія первинної переробки нафти включає в себе наступні етапи: дистиляція, ректифікація. Процес розділення нафти на паливні, а мазуту на масляні дистиляти відбувається так: нафта, що подається помпою 7, проходить через теплообмінники дистилятів 6 і далі у невелику випарювальну колону 8, звідки газоподібна частина нафти надходить у ректифікаційну колону, а головна маса – у трубчасту піч 1. У печі нафта нагрівається і частково випаровується. Суміш випаруваної нафти та її частина, що не випарувалася, надходить в ректифікаційну колону 2. У ректифікаційній колоні відбувається розділення пари нафти на фракції. Продуктами такої переробки є: вуглеводневий газ, бензинова, гасова, дизельна фракції та мазут. Мазут нагрівають у вакуумній трубчастій печі 9, що дозволяє знизити температуру кипіння та випаровувати без розщеплення масляні фракції. У ректифікаційній колоні 5 одержують вакуумний газойль. Залишок – гудрон, після відповідної очистки використовують для виготовлення високов’язких (залишкових) масел. Для забезпечення енергоефективності виробництва нафтопродуктів необхідно досягти оптимального балансу процесу теплопередачі на кожній стадії процесу, особливо це стосується лінії охолодження важких фракцій, зокрема, мазуту, адже теплова енергія, накопичена в лінії мазуту може бути рекуперована і використана для підготовки сировини для процесу ректифікації, що суттєво здешевить затрати на виробництво кінцевого продукту.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ УСТАНОВКИ ПІДГОТОВКИ НАФТОПРОДУКТІВ З РОЗРОБКОЮ ПАРОГЕНЕРАТОРА

    Енергозабезпечення об’єктів промисловості, підприємств комунальної сфери включає не тільки безпосереднє використання енергоресурсів, але й їх транспортування. Так, використання мазуту у якості палива є ефективним з економічних показників, але значну частку в його вартості складають транспортні операції. Транспортування мазуту (в’язкого нафтопродукту) здійснюється залізничним транспортом, а розвантаження передбачає його температурне корегування (нагрівання) для забезпечення необхідної текучості. При перевезенні нафтопродуктів в залізничних цистернах відбувається їх загустіння, тому постає проблема зливу таких речовин. Для відновлення текучості нафтопродуктів їх необхідно нагріти. Підігрів в’язких рідин являє собоюскладну технологічну операцію, яка досі немає ефективного вирішення. На сьогодні цей процес в основному здійснюють або нерухомими нагрівачами, або подачею гострого пару в об’єм в’язкого загустілого продукту [1]. Враховуючи, що масштаби використання в’язких рідин великі і маса удосконалень методів нагріву їх приводить до невиправданих великих втрат енергії і часу [2]. На рис.1 зображена технологічна схема розвантаження (зливання) мазуту із цистерни, згідно якої проводиться процес багатостадійний процес температурного корегування продукту, очищення від зважених речовин, дозування. Традиційний підхід пов’язаний із значними втратами енергії в оточуюче середовище, особливо в зимовий період, що знижує ефективність використання мазуту, як високоенергетичного продукту, а в цінових характеристиках наближає до вартості використання газового енергетичного ресурсу, транспортування якого є значно дешевшим і не потребує додаткових значних енерговитрат для транспортування всередині промислового об’єкту. Враховуючи, що значні масштаби використання в’язких рідин, а методи їх нагріву приводить до невиправдано великих втрат енергії та часу, розробка ефективних методів підігріву в’язких нафтопродуктів для розвантаження залізничних цистерн є актуальною задачею, здатною через енергозбереження процесу розвантаження зробити більш дешевим використання мазуту, що безпосередньо впливає на економічні показники об’єктів промисловості та соціально-комунальної сфери.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ВИПАРНОЇ УСТАНОВКИ ВІДДІЛЕНЯ ВИРОБНИЦТВА МЕТАНОВОЇ БРАЖКИ

    Метанова бражка має найважливіше місце у виробництві кормового концентрату вітаміну В12. Вітамін В12, в свою чергу, є найбільш ефективним при використанні його як кормової добавки що підвищує продуктивність і знижає обсяги використання кормів. Для спиртового виробництва продуктивністю 10000 дал спирту на добу при метановому бродінні барди виділяєься 13440 м3 метану на добу, що еквівалентно 16 т умовного палива. Споживання пари на заводі такої продуктивності зазвичай становить 650 т./добу, тобто 23-25% теплоти може бути отримано за рахунок метанового бродіння відходів спиртового виробництва. Технологічна схема виробництва включає в себе наступні основні стадії та операції: - зброджування мелассної барди метаноутворюючими бактеріями; - підкислення метанової бражки до рН 5,5 ... 6,5; - упарювання метанової бражки; - висушування; - На рисунку 1 зображено технологічну схему виробництва і упарювання метанової бражки. - Вторинний пар першого корпусу ВУ, проходячи через вловлювач 15, очищається від летких речовин, подається на обігрів другого корпусу 16, підігрівача 12, а конденсат з них збирається в збірнику 19. - Вторинний пар від другого корпусу, проходячи через вловлювач 17, також очищається від летких речовин, потім подається на кип'ятильники брагоректифікаційний установки і на підігрівач 9, а з них збирається в збірнику конденсату 20. У цей же збірник подається через конденсатовідвідник конденсат вторинної пари першого корпусу з збірника 19. Конденсат вторинних парів зі збірки 20 насосом 21 подається на підігрів барди в підігрівач 1, а з нього на виробництво. Технологія виробництва метанової бражки, її техніко-економічні показники, безпосередньо залежать від ефективності процесу випарювання. Тому модернізація випарної установки є доцільною в напрямі підвищення ефективності процесу та зниження експлуатаційних витрат за рахунок економії енерговитрат.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ЛІНІЇ ПЕРЕРОБКИ НАДСМОЛЬНОЇ ВОДИ

    Надсмольна вода (надсмольна аміачна вода)– водна частина конденсату, який утворюється при охолодженні прямого коксового газу. Переробка надсмольної води є важливою задачею, адже спрямована на вирішення комплексу завдань: - захистити навколишнє середовище від шкідливих викидів; - отримують аміак, феноли, із подальшим їх використанням, а очищена вода використовується для гасіння коксу. Особливо важливим є вилучення аміаку із коксового газу, адже у присутності кисню, водяної пари, сірководню й ціаністого водню в коксовому газі аміак виявляє сильну кородуючу дію на апаратуру й газопроводи; перешкоджаєвилучення бензольних вуглеводнів з коксового газу, адже викликає швидке руйнування структуриабсобційного масла, робить неможливим використання коксового газу як енергоносія, аджепри його спалюванні утворюються отруйні оксиди азоту [1,2]. Сучасні технологічні схеми переробки надсмольної води передбачають звичайно виділення леткого і зв’язаного аміаку, а також фенолів і періодичних сполук, що знаходяться у цих водах. Зокрема включає наступні технологічні операції: відгін з надсмольної води летучого аміаку у випарній колоні; знефенолювання води паровим методом; розкладання солей зв'язаного аміаку в реакторі розчином їдкого натру з утворенням фенолятів [1]. Технологічна схема переробки надсмольної аміачної води представлена на рисунку 1 і складається з випарної дистиляційної колони, реактора, відстійника та двох приколонків, з яких робочим є один. Надсмольна вода з відділу конденсації направляється в дефлегматор 1 для попереднього її нагріву до 70-90° С. За рахунок конденсації парів, що йдуть з випарної колони 2. Після дефлегматора над смольна вода поступає у випарну колону 2, в якій дистилюється водяною парою для виділення леткого аміаку. Паро-аміачна суміш з випарної колони з температурою 101-102°С надходить в дефлегматор. Надсмольна вода після випарної колони поступає в проміжний збірник, з якого відцентровим насосом подається на установку знефенолювання, де проходить десорбція фенолів із води за допомогою водяної пари. Знефенолена вода зі скрубера поступає в реактор 4, куди безперервно вводиться вапняне молоко для розкладання зв’язаних солей, а також гостра водяна пара. Із реактора суміш над смольної води та вапняного молока поступає у відстійник 5 і далі в один з працюючих приколонників 3, в якому дистилюється за допомогою водяної пари. Основними апаратами відділення є дистиляційна аміачна колона, продуктивність якої визначає ступінь десорбції аміаку з надсмольної води шляхом відгону аміаку. Для забезпечення оптимальних умов вилучення аміаку передбачається модернізація випарної колони шляхом удосконалення переливних пристроїв у кожній тарілцідля забезпеченняавтоматичногорегулювання висоти переливу, залежно від температури зони кожної із тарілок, що безпосередньо впливає на ефективність процесу ректифікації.

    Переглянути
  • УДОСКОНАЛЕННЯ КОНСТРУКЦІЇ ВИПАРНОЇ КОЛОНИ ВІДДІЛЕНЯ ПЕРЕРОБКИ НАДСМОЛЬНОЇ ВОДИ

    Аміачна колона являється основним апаратом, в якому відбувається дистиляція Для інтенсифікації десорбції аміаку з надсмольної води передбачається впровадження високопродуктивних колон із ґратчастими тарілками й колон з тарілками провального типу, що забезпечують високий ступінь відгону аміаку. Недоліком більшості відомих колон є значно ускладнена конструкція колони, а регулювання рівня рідини на тарілках здійснюється виключно із середини пристрою, що можливо при монтажі пристрою і виключає оперативне регулювання під час експлуатації, що особливо актуально при нестабільному режимі подачі сировини. Вказаний недолік пропонується вирішити за рахунок того, що тарілки колони, обладнані контактними пристроями та переливними пристроями, виготовити складною із утворенням внутрішнього простору і додатково обладнати гофрованим рухомим елементом, внутрішній об’єм якого з’єднаний із внутрішнім простором тарілки, котрі заповнені рідиною, а верхня частина гофрованого рухомого елементу безпосередньо, або через важіль з’єднана із переливним пристроєм. Внутрішній простір заповнюється рідиною, котра підбирається відповідно до її коефіцієнту температурного розширення. При чому, об’єм внутрішнього простору тарілки та коефіцієнт температурного розширення рідини, що знаходиться у внутрішньому просторі тарілки узгоджується із необхідною величиною регулювання висоти переливного пристрою (Рисунок 1). Додаткове обладнання тарілки у вигляді рухомого гофрованого елемента, внутрішній об’єм якого з’єднаний з внутрішньою поверхнею тарілки, і який може бути з’єднаний важелем з переливним пристроєм, дозволяє використати компенсацію температури розширення рідини із внутрішньої поверхні тарілки шляхом збільшення або зменшення висоти переливного пристрою, залежно від температури зони ректифікаційної колони, в якій знаходиться відповідна тарілка. Такою зміною конструкції апарата досягається компенсація температурного розширення рідини зміною висоти гофрованого рухомого елементу, котрий безпосередньо, або через важіль з’єднаний із переливним пристроєм, визначаючи його положення і забезпечуючи рівень конденсованого продукту автоматично, відповідно до теплових характеристик зони ректифікації. Це дозволяє регулювати необхідний рівень рідини в тарілках автоматично, що забезпечує збільшення ККД тарілки, понизивши висоту колони ректифікації без зменшення продуктивності.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ ВИПАРОВУВАННЯ ПІСЛЯСПИРТОВОЇ БАРДИ

    В сучасному виробництві спирту важливе місце має вдосконалення обладнання упарювання післяспиртової барди. Зокрема металоємність теплообмінного обладнання складає до 30% вартості всього обладнання, а ефективність роботи впливає на загальні економічні показники виробництва. Вирішено модернізувати випарний апарат шляхом заміни трубчастої теплообмінної поверхні з циліндричних труб на конічні. Таким чином, схема випарного апарата та поздовжній переріз труб нагрівальної камери зображена на рисунку 1. Встановлення конічних труб в нагрівальну камеру призводить до збільшення ККД апарату та підвищує надійність обладнання підприємства. Робота апарата полягає в тому що, початкова суміш подається через штуцер 7 у трубний простір, що складається з конічних труб 9 які закріплені з двох сторін за допомогою трубних решіток 10 і 11. Там вона підігрівається за рахунок енергії конденсації пари, що подається у міжтрубний простір. Суміш у конічних трубах випаровується, пара, що утворилась, рухається у вигляді бульбашок і штовхає перед собою дяку кількість суміші. Чим вище підіймається суміш тим більше утворюється пари. Збільшення кількості пари компенсується збільшенням діаметру конічної труби. Тим самим забезпечується постійна кількість суміші на поверхні конічної труби. Далі суміш та пара подається у сепаратор 3 де упарена суміш відділяється від пари і відводиться через штуцер 5. Упарена суміш частково відводиться через штуцер 8 а частково потрапляє в циркуляційну трубу 2 де змішується зі свіжою сумішшю. Оскільки випарний апарат, в якому відбувається упарювання післяспиртової барди, відіграє важливу роль в технологічному процесі, то модернізація цього апарату дозволить зменшити металоємність обладнання та суттєво збільшити ефективність виробництва.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ФЕРМЕНТЕРА В ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА КОРМОВИХ ДРІЖДЖІВ

     Кормові дріжджі є необхідною складовою сучасного тваринництва і безпосередньо впливають на економічні показники сільськогосподарського виробництва, а також на продовольчу безпеку держави. Кормові дріжджі являють собою тонкий порошок світло-коричневого або світло-солом'яного кольору зі специфічним запахом, а їх виробництво передбачає проведення складного мікробілогічного процесу, основними етапами якого є підготовка сировини, ферментація, сепарація, сушіння [1]. Найважливішим етапом є стадія ферментації, а тому ферментаційні системи та обладнання являють одну із основних складових біотехнологічного процесу, як по складності реалізації, так і по впливу на рентабельність виробництва, адже вартість ферментаційного обладнання в загальній сумі обладнання складає близько 70% і, відповідно ефективна робота якого, безпосередньо впливає на техніко-економічні показники виробництва [2]. Саме тому модернізація ферментаційного обладнання з метою оптимізації процесів при створенні нового біотехнологічного обладнання і відповідного виробництва в цілому, стає вирішення проблем, які пов'язані із оптимальним підбором конструктивних характеристик та технологічних параметрів роботи ферментерів. З цією метою запропоновані конструктивні зміни ферментера шляхом заміни традиційних лопатей, котрі є основним робочим органом пристрою, на перфоровані (рис.1), здатні забезпечити циклічний і турбулентний рух оброблюваного середовища, що забезпечують підвищення ефективності масопередачі за рахунок збільшення поверхні контакту фаз і турбулізації рідини при роботі з високими швидкостями, особливо при наявності газової та рідкої фаз. Лопаті із перфороваційними турбулізаторами встановлюють на вертикальному валу в декілька рядів, що забезпечує підвищення ефективності за рахунок загального турбулізування окремо розташованих пластин – лопатей із поєднанням мікротурбулізацією перфорованими елементами на кожній пластині, що зменшує енерговитрати, підвищує ефективність установки. Запропонована модернізація ферментера дає можливість значно підвищити ефективність використання робочого простору ємності, збільшити вихід продукту (дріжджів) їх поживну цінність, а також суттєво зменшити енерговитрати процесу, що підвищує конкурентноздатність продукції.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ХОЛОДИЛЬНИКА МАЗУТУ УСТАНОВКИ ПЕРВИННОЇ ПЕРЕРОБКИ НАФТИ

    Мазут відіграє важливу роль в промисловості та житлово-комунальному господарстві. Його використовують в якості палива для парових котлів, котельних установок і промислових печей. Технологія виробництва мазуту відноситься до тепло-масообмінних процесів і є результатом переробки нафти (ректифікації). При цьому вихід мазуту складає близько 50% по масі в розрахунку на вихідну масу нафти. Мазут піддають подальшій переробці, відганяючи під вакуумом дистиляти, які википають в межах 350-500°С із подальшим охолодженням мазуту, що важливао для термічного крекінгу і коксування, у виробництві залишкових мастильних масел і гудрону [1]. Метою роботи є модернізація холодильника для мазуту. Найбільш раціонально для охолодження мазуту використовувати кожухотрубні теплообмінники, головною задачею яких є зменшення температури продукту до належної для подальшої переробки або застосування в певних цілях. Тому, доцільніше використовувати кожухотрубні теплообмінники з найбільшою поверхнею контакту. Суть модернізації полягаєв тому, що на зовнішніх поверхнях теплообмінних труб розташовуємо виступи у вигляді пірамід (рис.1), матеріал яких має більшу теплопровідність за матеріал цих труб. Обладнання теплообмінних труб рельєфною поверхнею, виконаної у вигляді пірамід, розташованих на зовнішній поверхні теплообмінних труб, спрощується і здешевлюється виробництво теплообмінних елементів зі штучними турбулізаторами потоку в міжтрубному просторі, виключає механічний вплив на поверхню труб. Самі ж елементи для турбулізації виконані із полімерного композиційного матеріалу, наприклад, CoolPoly (теплопровідность =40 Вт/м·K) [2], що має меншу теплопровідність за матеріал теплообмінних труб. Елементи розташовувані ззовні труб, що обумовлено співвідношенням коефіцієнтів тепловіддачі середовищ, які знаходяться в трубному 1 і міжтрубнму 2 просторі. Ефективність методу інтенсифікації слід оцінити співвідношенням між ростом тепловіддачі (Nu/Nu0) і коефіцієнтами опору (/0). Ефективність теплопередачі зростає, якщо його застосування супроводжується інтенсифікацією теплообміну зовні труб коли 2>>1, а також збільшенню загальної площі теплообміну за рахунок поверхні рельєфної зони.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ПАРОГЕНЕРАТОРА ДЛЯ ПІДІГРІВУ НАФТОПРОДУКТІВ В ЦИСТЕРНАХ

    Транспортування високов'язких нафтопродуктів (мазуту, рідких бітумів, масел) здійснюється із використанням спеціального рухомого складу, а для забезпечення їх нормального розвантаження (зливання) вимагають попереднього розігріву (особливо в зимовий час) для забезпечення необхідної плинності продукту [1]. Pаціональним способом є зливання під тиском пари або стисненого повітря. Окрім того бажано застосовувати арматуру з обігрівом, тобто корпуси арматури, стояки додатково обладнають паровою сорочкою. Тому необхідним обладнанням естакад, окрім паропроводів, є парогенераторі установки. Їх використання безпосередньо впливає на економічні показники транспортних перевезень, а модернізація парогенераторного обладнання є актуальною задачею. Метод інтенсифікації повинен бути ефективний при найменших енергетичних витратах, необхідних для відомих теплообмінних поверхонь, що повинно призвести до зменшення габаритів теплообмінних поверхонь. Прийнятий спосіб інтенсифікації тепловіддачі за рахунок штучної додаткової турбулізації потоку теплоносія [2]. З цією метою в конструкції парогенератора оптимізується циркуляція рідини в міжтрубному просторі за рахунок додаткового обладнання колектором розподілу подачі із форсунками дозованого введення води, котрий розташований в середині корпусу і під’єднаний до штуцера підводу води. Парогенератор складається з корпусу, трубного пучка, розташованого в корпусі, штуцерів підводу води і відбору пари, а також штуцерів введення і відведення нагріваючого агенту за рахунок додаткового обладнання колектором розподілу подачі води із форсунками, котрий розташований в середині корпусу і під’єднаний до штуцера підводу води. Колектор розподілу подачі води забезпечує розподіл подачі води в зону теплообміну залежно від теплового напору в різних зонах трубного пучка, а форсунки, якими обладнаний колектор забезпечують дозовану подачу води в різні зони теплообміну залежно від температури теплообмінної поверхні, а також оптимальний гідравлічний режим за рахунок турбулизації потоку подачі струменів води, спрямованими у напрямі трубного пучка. Суть модернізації пояснюється кресленням, зображеним на рисунку 1 і 2. Парогенератор, який складається з корпусу 1, трубного пучка 2, розташованого в корпусі, штуцерів підводу води 3 і відбору пари 4, а також штуцерів введення 5 і відведення 6 нагріваючого агенту, колектора розподілу подачі води 7, який обладнаний форсунками дозованого введення води 8. Рішення поєднує пропорційну подачу води у різні зони трубного пучка із гідродинамічними характеристиками обтікання поверхні теплообміну [3] за рахунок додаткового обладнання колектором розподілу подачі води із форсунками, спрямованими у напрямі трубного пучка форсунками дозованого введення води, спрямованими у напрямі трубного пучка. В результаті досягається ефективний режим теплообміну і інтенсифікація генерування пари, що безпосередньо впливає на ефективність процесу розвантаження високов'язких нафтопродуктів і економічні показники процесу транспортування.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ВИПАРНОЇ УСТАНОВКИ НА ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА МЕТАНОВОЇ БРАЖКИ

    Для виробництва кормового концентрату вітаміну В12 у якості кормової добавки що підвищує продуктивність і знижає обсяги використання кормів, використовується метанова бражка спиртового виробництва. Технологія отримання продукту передбачає концентрування шляхом випарювання бражки, а тому процес залежить від ефективного використання теплообмінного обладнання. Найбільш ефективним процем випарювання метанової бражки проводити в плівковому режимі. Це обумовлено тим, що в плівковому режимі відсутня гідростатична температурна депресія, яка стрімко зростає в області вакууму, а також час перебування розчину в плівковому апараті менше, що важливо при експлуатації випарного апарата в області підвищених температур. Плівкова випарна установка потребує вдосконалення для врахування особливостей середовища, що потребує концентрування, для забезпечення високої ефективності виробництва, котре базується на використанні процесу теплоплового обміну між середовищами. Модернізація включає внесення конструктивного вдосконалення за рахунок перфорування елеметів відведення вторинної пари і додаткового обладнання апарата пристроєм формування поверхневої плівки у вигляді спіралі що намотана на поверхню трубчастих елементів відведення вторинного пару. Суть модернізації наведена на рисунку 1. Випарний апарат (рис.1а) складається з вертикального нагрівального корпусу 1 із патрубками підведення 2 і відведення нагрівального теплоносія 3, поверхні нагрівання із системи труб 4, прикріплених до трубних решіток 5, камери подачі 6 із штуцером введення речовини 7 і пристроєм введення поверхневої плівки 8, перфорованих трубчатих елементів 9, розташованих коаксіально в кожній із труб поверхні нагрівання, для відведення вторинної пари, в колекторну камеру 10, збірної камери продукту 11, пристрою формування поверхневої плівки 12, виконаного у формі спіралі, намотаної на поверхню перфорованих трубчатих елементів відведення вторинної пари. Виконання пристрою формування поверхневої плівки із змінною товщиною, а також із зростаючим кроком спіралі дозволяє враховувати зміну товщини плівки, а також зростання питомої ваги та кінематичної в’язкості продукту в процесі випаровування.

    Переглянути
  • ПРОЦЕС ПЕРЕНОСУ В ЗЕРНИСТОМУ ПСЕВДОЗРІДЖЕНОМУ ШАРІ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ КОМПЛЕКСНИХ ГУМІНОВО-МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ

    Актуальність дослідження: Ґрунт є основним джерелом забезпечення сільськогосподарських культур поживними речовинами. Погіршення якості ґрунтів в Україні особливо за рахунок змен- шення кількості гуматів призводить до різкого зменшення врожайності. Важливим засобом покращення харчування сільськогосподарських культур є застосування органічних і мінеральних добрив, тобто повернення поживних і гумінових речовин в ґрунт. Проблема виробництва добрив із заданими фізико-хімічними властивостями постала вже давно. Потрібні були апарати та установки, що дозволяли б не тільки виробництво добрив, але й забезпечили б надійне їх зберігання, транспортування, ефективне внесення в грунт. Тому створення сучасних композиційних матеріалів для покращення родючості ґрунтів є надзвичайно важливою народногосподарською проблемою. Ці проблеми було вирішено шляхом грануляції мінеральних добрив . Для чого був розроб- лений апарат сушарка-гранулятор псевдозрідженного шару, завдяки якому виробництво добрив з суміші солей сульфату амонію та гуматів шляхом гранулювання дав можливість вирішити про- блему одночасного внесення добрив і гумінових добавок. Гранульовані добрива мають кращі фізичні властивості, вони не створюють пилу під час транспортування, легко піддаються змішуванню з іншими компонентами і не злежуються при збе- ріганні. Це забезпечило надійне зберігання, зручне транспортування, незлежуванність добрив, і саме головне – зручне, ефективне та менш трудомістке внесення добрив в грунт, які тепер мож- на було вносити разом з посівами. Установка забезпечує стійке проведення процесу грануляції розчинів, отримування готового продукту заданого фракційного складу, оперативне керування процесом, зміни необхідних експе- риментальних величин і технологічних параметрів процесу. Метою роботи є: 1) Розробка фізичної та математичної моделі процесу нагрівання і сушки гранули 2) Вирішення математичної моделі процесу нагрівання гранули; 3) Перевірка адекватності математичної моделі відповідно до дослідних даних; 4) Розробка алгоритму розрахунку гранулятора з врахуванням часу сушки гранул. Результати роботи та їхня новизна. Проведено математичні дослідження процесу нагріву гранули та сушки вологи на поверхні гранули та розроблені фізична та математична моделі. Математичну модель розв’язано чисельними методами, застосовуючи явну кінцево- різницеву схему розрахунку, а також складено програму розрахунку на основі математичної моде- лі. За якою ми отримали температури прогрівання гранули по радіусах в залежності від часу. Було проведено ряд експериментальних досліджень, для яких була створена дослідна устано- вка за допомогою якої був зімітований процес сушки. На основі отриманих результатів ми отри- мали можливість для визначення часу сушки та порівняння з математичною моделлю. Порівняння нагріву гранули за математичною моделлю та експериментальними даними мож- на прослідкувати за графіком зміни температур для середнього радіусу 0,7мм (рис.1) на якому ∆х - це відхилення результатів математичної моделі та експериментальних досліджень. На основі отриманих даних був визначений час сушки, який триває від 3,5 до 11,4с в залежно- сті від складу суміші. Розбіг в результатах є незначним і спричинений рядом похибок зв’язаних з неточністю відтворення реального процесу та зняттям результатів.

    Переглянути