LV14612B - Bioetanola pussausās kongruentās dehidratēšanas iekārtas adsorbenta granulu reģenerācijas bloks - Google Patents

Bioetanola pussausās kongruentās dehidratēšanas iekārtas adsorbenta granulu reģenerācijas bloks Download PDF

Info

Publication number
LV14612B
LV14612B LVP-11-68A LV110068A LV14612B LV 14612 B LV14612 B LV 14612B LV 110068 A LV110068 A LV 110068A LV 14612 B LV14612 B LV 14612B
Authority
LV
Latvia
Prior art keywords
block
granules
alcohol
adsorbent
bioethanol
Prior art date
Application number
LVP-11-68A
Other languages
English (en)
Other versions
LV14612A (lv
Inventor
Gunārs BRĒMERS
Ādolfs RUCIŅŠ
Arnolds ŠĶĒLE
Gints Birzietis
Arturs BALTIŅŠ
Original Assignee
Latvijas Lauksaimniecības Universitātes Aģentūra 'lauksaimniecības Tehnikas Zinātniskais Institūts'
Latvijas Lauksaimniecības Universitāte
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Latvijas Lauksaimniecības Universitātes Aģentūra 'lauksaimniecības Tehnikas Zinātniskais Institūts', Latvijas Lauksaimniecības Universitāte filed Critical Latvijas Lauksaimniecības Universitātes Aģentūra 'lauksaimniecības Tehnikas Zinātniskais Institūts'
Priority to LVP-11-68A priority Critical patent/LV14612B/lv
Publication of LV14612A publication Critical patent/LV14612A/lv
Publication of LV14612B publication Critical patent/LV14612B/lv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/001Processes specially adapted for distillation or rectification of fermented solutions
    • B01D3/002Processes specially adapted for distillation or rectification of fermented solutions by continuous methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/34Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
    • B01D3/36Azeotropic distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/34Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
    • B01D3/40Extractive distillation

Description

IZGUDROJUMA APRAKSTS
Tehnikas joma
Izgudrojums attiecas uz spirta rūpniecību, konkrēti, uz bioetanola dehidratēšanu izmantojot pussausās kongruentās dehidratēšanas tehnoloģiju.
Tehnikas līmenis
Bioetanola pussausās kongruentās dehidratēšanas tehnoloģija balstās uz principa, ka ūdens atdalīšana no spirta notiek vienlaicīgas ūdens adsorbcijas un rektifikācijas ceļā, birstoša, lejup kustoša mitra adsorbenta granulu slānī, kad granulu slāni pastāvīgi atjauno, tā augšdaļā pievadot svaigas, aktīvas granulas, kas kustībā uz leju pakāpeniski piesātinās ar ūdeni, uzsūcot to no slāņa vidusdaļā ievadīta dehidratējamā spirta tvaika, kas plūstot cauri slānim uz augšu, tiek no ūdens atbrīvots, bet no slāņa apakšdaļas novada atstrādājušās, ar ūdeni piesātinātās granulas. Slāņa šķērsgriezumos, kur šķidrās fāzes spirta koncentrācija ir virs azeotropās 97,2%tilp, notiek tikai ūdens adsorbcija. Slāņa šķērsgriezumos, kur šķidrās fāzes spirta koncentrācija ir zem azeotropās 97,2%tilp, uz kustīgā slāņa granulu virsmas notiek masas un siltuma apmaiņa, kas nodrošina arī rektifikācijas procesa realizēšanos.
LV patenta iesniegumā Nr P-09-138, 05.08.2009 ir ieteikti bioetanola pussausās dehidratēšanas tehnoloģijas bloki, bet LV patenta iesniegumā Nr. P- 09-135, 03.08.2009. - bioetanola dehidratēšanas kolonnas izveidojums. Uz šo iesniegumu kā prioritāro dokumentu pamata Eiropas patentu birojā 13.07.2010 ir iesniegts un ar Nr. EP10169387.7 piereģistrēts E-patenta pieteikums Metode bioetanola pussausai kongruentai dehidratēšanai.
Minētajā E-patenta pieteikumā ir demonstrēts ūdens adsorbcijas granulu reģenerēšanas iekārtas variants, ( šeit tas parādīts Fig.l) ar sekojošu aprakstu:
“Piedāvātās metodes otrais posms ir atstrādājušo granulu reģenerācija blokā 2. Sadedzinot kurināmo kurtuvē 20 veidojās dūmgāzes, kas ieplūst dūmgāzu kanālā 26. Dūmgāžu kanāli 26 ir abās pusēs iekšējai, granulu pārvietošanās kamerai 23. Abu pušu dūmgāžu kanālos 26 ir izveidotas slīpas barjersieniņas 29, kas gāzu plūsmu virza cauri ejām 30 uz pretējo kameras 23 pusi, vēlams ..cik-caE' vai spirāles kustībā, tādējādi, apsildot slīpos granulu pārvietošanās kanālus 28 un, panākot garāku dūmgāžu pārvietošanās ceļu, pilnīgāk izmantojot siltuma potenciālu. Mitrās granulas slīpajos kanālos 28 iekļūst caur ievadu 24. Atdzisušās dūmgāzes izvada caur dūmeni 27, bet no granulām atdalītais ūdens tvaiks tiek aizvākts caur izvadu 22. Aizvākšanai noder ar saspiestu ūdens tvaiku darbināms inžektors, un tad abu tvaiku maisījums var tikt izmantots iejava pārtvaices kolonnas sildīšanai”.
Aprakstītais granulu reģenerators ir mūsu izgudrojuma prototips.
Aprakstītā granulu reģeneratora (prototipa) ekspluatēšanas grūtības var būt:
1. Plakanās sildvirsmas {ροζ 28} augstās temperatūrās (ap 600°C) var ievērojami deformēties traucējot vienmērīgu reģenerējamo granulu pārbiršanu, kā ari var samazināties sildvirsmu mehāniskā izturība.
2. Iekārtas ražīguma palielināšana var notikt vai nu palielinot plakano sildvirsmu laukumu, kad vēl vairāk izpaudīsies 1. punktā uzrādītie trūkumi vai palielinot iekārtas augstumu, kas prasīs arī palielinātu to uzstādīšanas telpu augstumu.
3. Lielgabarīta detaļu izgatavošana un to savstarpēja savienošana, kāda vajadzīga prototipa konstrukcijai, ir apgrūtināta.
4. Iekārtas izmantošanas laikā nevar mainīt aktīvo sildvirsmas laukumu.
Uzrādīto trūkumu novēršanai ir izstrādāta adsorbenta granulu reģeneratora konstrukcija, kura pamatsastāvdaļas ir slīpas caurules, kas ar slīpiem kolektoriem sasaistītas režģos. Principiāli konstrukcijas darbība ir pārbaudīta modeļiekārtā, kas parādīta Fig. 2. Izveidojot slīpu cauruļu komplektu, kurā cauruļu slīpums bija lielāks par granulu dabīgās biršanas leņķi, kaltējamās granulas šajā komplektā pārvietojās bez aizķeršanās, ja caurulēm, kuru iekšējais diametrs bija 28 mm, slīpuma leņķis bija 25°.
Modeļa darbības pārbaude notika sekojoši:
Aktīvās ūdens adsorbcijas granulas ievadīja spirta dehidratēšanas kolonnas augšdaļā 5, bet kolonnas vidusdaļā 12 vadīja dehidratējamā spirta tvaiku. Tvaikam virzoties pretī lejup kustošām granulām notika ūdens adsorbcijas un rektifikācijas, respektīvi, spirta dehidratēšanas procesi. Kolonnas apakšdaļā 13 granulas atbrīvojās no spirta atliekām un ar ūdeni piesātinātās, atstrādājušās granulas cauri kolonnas granulu izvadam 1 un slēgvārstam 2, iekļuva granulu reģeneratora stūrainas spirāles veidā saslēgtu slīpu cauruļu komplektā 3. Komplekts bija ieslēgts termoizolējošā apvalkā 6, kura iekšējo telpu ar relatīvi slēgtiem (neblīviem) plauktiem 8 sadalīja trijās kamerās. Slīpo cauruļu komplekta apakšdaļu pastāvīgi karsēja ar elektrisko sildītāju 7, kas atradās apakšējā kamerā, tādējādi uz caurules ārējās virsmas temperatūra sasniedza 500°C. Tas nodrošināja, ka reģeneratora apakšējā kamerā, caurules iekšpusē pārvietojošās granulas sakarsa līdz pilnīgas tajās piesaistītās gaistošās daļas, tai skaitā ūdens, atdalīšanas temperatūrai, kas ir 250°C [D. Brek. Ceolitovie molekulamie sita. - Moskva: Mir, 1976, 390 s.]. Šādos apstākļos izveidojās tvaiks, kuru novadīja pa komplektā dažādos augstumos izveidotiem sānu izvadiem 4 un kondensējot varēja kontrolēt spirta saturu tvaikā. Tvaika kondensāta pārbaude uzrādīja paredzamo rezultātu - no apakšējā tvaika izvada noņemtajos paraugos spirta piejaukuma nebija, vai bija minimāls piejaukums (zem 1%), augstāk ņemtajos paraugos spirta piejaukums jau bija lielāks.
Izvadīto granulu mitruma pārbaude parādīja, ka no modeļiekārtas izvadītās granulas bija pilnībā reģenerētas, jo atlikuma mitrums tajās bija no 0...1%, kas atbilst prasībām, un ļauj reģeneratora iekārtā aktivētās granulas atkārtoti ievadīt bioetanola dehidratēšanas ciklā.
Sekmīgie modeļiekārtas izmēģinājumu rezultāti ir pamats ieteikt jaunu ūdens adsorbcijas granulu reģeneratora konstrukciju.
Izgudrojuma atklāsme
Izgudrojuma mērķis ir optimizēt ūdens adsorbēšanas granulu reģeneratora konstrukciju veidojot to, salīdzinot ar prototipu, mehāniski stabilāku un tehnoloģiski drošāku. Izvirzītā mērķa realizēšanu var salīdzināt ar ūdens tvaika ģeneratoru konstrukciju attīstības gaitu, kad sākotnēji relatīvi plakano sildvirsmu konstrukcijas (piemēram, liesmu stobru tvaika katlu) aizstāja svelmju un, vēlāk, ūdens cauruļu katlu konstrukcijas [N.A.Kiselev, Kotelnie ustanovki.-Moskva: Viss. Skola, 1975,277s.].
Izvirzīto mērķi sasniedz ar Fig.3 parādīto konstrukciju.
Ūdens adsorbcijas granulu reģeneratora konstrukcijas apraksts
Granulu reģenerators ir tieši pievienots bioetanola dehidratēšanas kolonnas apakšdaļai 1, un granulu ievadīšanu tajā regulē ar aizbīdņiem 2. Reģeneratora konstrukcijas pamats ir slīpu cauruļu režģi 3, kurus sasaista ar slīpām kolektorcaurulēm 4. Režģi komplektēti plūsmās, kuras pieslēdz vai atslēdz ar aizbīdņiem 2. Fig.3 ir parādīta četru plūsmu reģeneratora konstrukcija. Atstrādātajām granulām piesaistītā ūdens atdalīšanai vajadzīgais siltums tiek piegādāts ar dūmgāzēm, kuras reģeneratora konstrukcijas apakšdaļai pievada no kurtuves 9. Dūmgāzēm pārvietojoties uz augšu, vienāda līmeņa kolektorcauruļu grupas vietā mainās dūmgāžu plūsmas virziens. Dūmgāžu virziena maiņu panāk šajā līmenī ievietojot plaukta veida barjeras 6. Atstrādājušās dūmgāzes no reģeneratora izplūst caur izvadu 10. Telpas starp dūmgāžu virziena maiņas plauktiem veido kameras. Kameru skaitu nosaka vajadzīgais iekārtas ražīgums un izvēlētais cauruļu skaits režģī. Kameru skaitu var samazināt, ja samazina granulu pārbiršanas caurplūdi cauruļu režģī. To panāk, ja režģī izvieto lielāku cauruļu skaitu.
Karstās dūmgāzes ievada apakšējā kamerā un tāpēc tur ir visaugstākā temperatūra (500-600°C). Dūmgāzēm pārplūstot uz augstākām kamerām, to temperatūra arvien samazinās, augšējā kamerā nepārsniedzot 150°C. Temperatūras ierobežojumi jāievēro darba drošības apsvērumu dēļ, jo granulām pārvietojoties no dehidratēšanas kolonnas uz reģeneratoru, līdz ar granulām reģeneratora augšdaļā var iekļūt arī neliels spirta daudzums (spirta koncentrācijai Šķidrumā nepārsniedzot 1%). Reģeneratora augšdaļā vājās koncentrācijas spirta šķīdums iztvaiko un veidojās tvaiks, kurā spirta koncentrācija, saskaņā ar pārtvaices norises likumsakarībām [V.N. Stabnikov. Peregonka i rektifikācijā spirta. Izd.2., 1969, s. 456, tab. 1-10], sasniedz 10%. Šis tvaiks ieplūst bioetanola dehidratēšanas kolonnas apakšdaļā, kur ieslēdzas kolonnā noritošā rektifikācijas procesā.
Granulu temperatūrai apakšējā kamerā sasniedzot 250°C, tās pilnīgi atbrīvojas no ūdens, tam iztvaikojot. Reģenerētās granulas vispirms nokļūst savācējā 11 un no iekārtas tās izkļūst cauri izvadam 7. No granulām atdalītais tvaiks no iekārtas tiek aizvadīts cauri izvadiem 5, kas ierīkoti katrā vienāda līmeņa kolektoru grupā. Tas dod iespēju izvēlēties tehnoloģiski noderīgāko izvadītā tvaika sastāvu. No paša apakšējā līmeņa izvadītā tvaika sastāvā būs tikai ūdens, no augstākiem kolektoriem izvadītā tvaika sastāvā var būt neliels spirta piejaukums. Jo augstāka līmeņa kolektors, jo spirta piejaukums būs lielāks. Ja atdalīto tvaiku tehnoloģiski izmanto iejava kolonnas apsildīšanai, neliels spirta piejaukums (līdz 1%) ir pieļaujams un šāds variants ir enerģētiski izdevīgākais, jo iejava pārtvaices iekārtas apsildīšanai tad būs izmantots sekundārais tvaiks. Ja tvaiku lieto citām vajadzībām, vai izvada kā atlikuma produktu gaisā, spirta piejaukums rada spirta zudumus. Tādā gadījumā tvaiks jānovada no zemākās kameras, kur tvaikam spirta piejaukuma nav.
Bioetanola dehidratēšanas iekārtas ražīguma izmainīšanai granulu reģeneratoru veido ar palielinātu vai samazinātu cauruļu skaitu režģos, kā arī mainot plūsmu skaitu. Fig.3 parādītajā četru plūsmu variantā noslēdzot aizbīdņus 2, var darbināt tikai divas vai trīs plūsmas. Vajadzības gadījumā granulu reģeneratoru var gatavot ar lielāku plūsmu skaitu.
Piedāvātai ūdens adsorbcijas granulu reģeneratora konstrukcijai, salīdzinot ar prototipu, ir šādas priekšrocības:
1. Mainot cauruļu skaitu un kompaktumu režģī, iekārtas tilpuma izmantošanas lietderības koeficientu, kā arī iekārtas ražīgumu var mainīt plašās robežās;
2. Cauruļu konstrukcijai ir augstāka mehāniskā izturība nekā plakanām virsmām;
3. Cauruļu konstrukcijām materiāla patēriņš sildvirsmu izgatavošanai pie vienāda platības laukuma un mehāniskās izturības, salīdzinot ar plakano virsmu konstrukcijām, ir mazāks;
4. Cauruļu un kolektoru savienošanas vietās kustības virziena maiņas dēļ granulas labāk sajaucās;
5. Tā kā reģenerējamās granulas var iekārtā ievadīt vairākās plūsmās, kādu no tām atslēdzot vai pieslēdzot, ir iespējams operatīvi manevrēt ar aktīvā sildvirsmas laukuma lielumu.

Claims (4)

  1. Pretenzijas
    1. Bioetanola pussausās kongruentās dehidratēšanas iekārtas adsorbenta granulu reģenerācijas bloks, kas atšķiras ar to, ka tā konstrukcijā ietilpst vairākas sekcijas un vertikālās plūsmas, kuras izveidotas kā slīpu cauruļu režģi, kas vairākos līmeņos pieslēgti slīpiem kolektoriem.
  2. 2. Bioetanola pussausās kongruentās dehidratēšanas iekārtas adsorbenta granulu reģenerācijas bloks, kas pēc p.l. atšķiras ar to, ka slīpajiem kolektoriem ir pieslēgti ar vārstiem regulējami atzarojumi no granulām atdalītā ūdens tvaika aizvadīšanai no iekārtas.
  3. 3. Bioetanola pussausās kongruentās dehidratēšanas iekārtas adsorbenta granulu reģenerācijas bloks, kas pēc p.l. atšķiras ar to, ka dūmgāžu plūsmas ceļā gar cauruļu režģa sildvirsmām ievietoti dūmgāžu plūsmas virziena maiņas plaukti.
  4. 4. Bioetanola pussausās kongruentās dehidratēšanas iekārtas adsorbenta granulu reģenerācijas bloks, kas pēc p. 1. atšķiras ar to, ka tās ražīgumu var saskaņot ar bioetanola dehidratēšanas mezgla ražīgumu, operatīvi mainot aktīvi darbojošos sildvirsmas laukumu, pieslēdzot vai atslēdzot kādu no vertikālajām plūsmām.
LVP-11-68A 2011-05-16 2011-05-16 Bioetanola pussausās kongruentās dehidratēšanas iekārtas adsorbenta granulu reģenerācijas bloks LV14612B (lv)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-11-68A LV14612B (lv) 2011-05-16 2011-05-16 Bioetanola pussausās kongruentās dehidratēšanas iekārtas adsorbenta granulu reģenerācijas bloks

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-11-68A LV14612B (lv) 2011-05-16 2011-05-16 Bioetanola pussausās kongruentās dehidratēšanas iekārtas adsorbenta granulu reģenerācijas bloks
EP20120160659 EP2524722B1 (en) 2011-05-16 2012-03-22 Device for semi-dry congruent dehydration of bioethanol

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LV14612A LV14612A (lv) 2012-11-20
LV14612B true LV14612B (lv) 2013-01-20

Family

ID=45888036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LVP-11-68A LV14612B (lv) 2011-05-16 2011-05-16 Bioetanola pussausās kongruentās dehidratēšanas iekārtas adsorbenta granulu reģenerācijas bloks

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2524722B1 (lv)
LV (1) LV14612B (lv)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108992960A (zh) * 2018-09-12 2018-12-14 云南中烟工业有限责任公司 一种同时蒸馏萃取装置及同时蒸馏萃取方法
CN111013179A (zh) * 2019-12-31 2020-04-17 宁夏丰华生物科技有限公司 一种处理氯化亚砜精馏用冷凝装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2696305A (en) * 1949-10-24 1954-12-07 Phillips Petroleum Co Continuous adsorption process and apparatus
US5565066A (en) * 1994-10-07 1996-10-15 Uop Single vessel distillation and adsorption apparatus
FR2907023B1 (fr) * 2006-10-17 2011-04-15 Maguin Sas Nouveau procede de deshydratation d'alcool et installation pour sa mise en oeuvre.
DK2316549T3 (da) 2009-08-03 2012-10-08 Latvijas Lauksaimniecibas Universitaete Fremgangsmåde og indretning til fjernelse af vand fra bioethanol ved kombineret adsorption og destillation

Also Published As

Publication number Publication date
EP2524722B1 (en) 2014-02-19
EP2524722A1 (en) 2012-11-21
LV14612A (lv) 2012-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102517054B (zh) 一种农林生物质连续热解及产物分段收集净化装置与方法
CN102463022B (zh) 一种沥青烟气吸收方法和装置
CN202786158U (zh) 一种煤热解气体的综合循环利用装置
CN101585535B (zh) 余能回收式生物质颗粒活性炭的制备装置
CN102816611B (zh) 一种煤热解气体的综合循环利用方法
LV14612B (lv) Bioetanola pussausās kongruentās dehidratēšanas iekārtas adsorbenta granulu reģenerācijas bloks
CN102786951A (zh) 一种煤热解炉的荒煤气导出装置
EP2683463B1 (en) Process and apparatus for removing heat and water from flue gas
CN202401028U (zh) 带气道多管螺旋式生物质干馏裂解制取燃气的装置
CN103693643A (zh) 应用于烟气脱硫的竹基活性炭
RU2537858C2 (ru) Комплексный способ и устройство для очистки и утилизации дымовых газов с конверсией диоксида углерода в кислород
CN202953980U (zh) 一种煤热解炉的荒煤气冷凝装置
CN102533294B (zh) 带气道多管螺旋式生物质干馏裂解制取燃气的装置及工艺
CN211665000U (zh) 宽粒径分布煤的复合加热式移动床热解反应装置及其并联组及其串联组及并联组串联组合
CN103343021A (zh) 一种生物质气化燃气的余热回收与净化装置及其净化方法
CN103194251B (zh) 入炉煤矸石热废气调湿脱水装置
CN103087783B (zh) 一种煤热解炉的荒煤气导出冷凝及回收净化装置
CN202382598U (zh) 全热式吸热塔
CN203256226U (zh) 入炉煤矸石热废气调湿脱水装置
CN204958814U (zh) 一种粉煤低温热解系统
CN101288840B (zh) 一种高温煤质过滤吸附料冷却方法及设备
CN103537111A (zh) 一种填料旋流复合汽提塔及应用
CN102816580A (zh) 一种热废气入炉煤预热及活性焦再生方法
CN103537110B (zh) 一种板式旋流复合汽提塔及应用
CN102786974A (zh) 一种煤热解炉的荒煤气导出冷凝自动控制方法