RU129014U1

RU129014U1 - EXTERNAL-SAVING INSTALLATION FOR OBTAINING RECTIFIED ETHYL ALCOHOL AND FODDER DRY BARD

Info

Publication number: RU129014U1
Application number: RU2013108158/05U
Authority: RU
Inventors: Хазрет Русланович Сиюхов; Станислав Сергеевич Мариненко; Светлана Юрьевна Ксандопуло; Татьяна Германовна Короткова
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2013-06-20

Abstract

Эксергосберегающая установка для получения из бражки этилового ректификованного спирта и кормовой сухой барды, включающая бражную, эпюрационную, ректификационную колонны, дефлегматоры, конденсаторы и выносные кипятильники к этим колоннам, циркуляционный насос барды, сепаратор диоксида углерода, декантер для отделения дробины от фильтрата барды, отличающаяся тем, что на линии паров, отбираемых с верха ректификационной колонны, установлен винтовой компрессор для их сжатия, после выпарного аппарата для упаривания фильтрата барды установлен ротационный компрессор для компримирования вторичного пара, коллектор вторичного пара с четырьмя штуцерами: первый штуцер для подачи скомпримированного вторичного пара в коллектор, второй - для подачи скомпримированного вторичного пара из коллектора в выносной кипятильник бражной колонны, третий - для подачи скомпримированного вторичного пара из коллектора в выносной кипятильник эпюрационной колонны, четвертый - для подачи скомпримированного вторичного пара из коллектора в дисковую сушилку, а после выпарного аппарата установлен смеситель для смешения упаренной барды и дробины и дисковая сушилка для получения кормовой сухой барды.An exergy-saving installation for the production of ethyl rectified alcohol and fodder dry vinasse from the mash, including mash, distillation, distillation columns, reflux condensers, condensers and external boilers for these columns, distillery circulation pump, carbon dioxide separator, decanter for separating grains from vinasse filtrate, different that on the line of vapors taken from the top of the distillation column, a screw compressor is installed to compress them, after the evaporation apparatus for evaporation of the stillage filtrate is installed a rotary compressor has been introduced for compressing the secondary steam, a secondary steam collector with four fittings: the first fitting for supplying a compressed secondary steam to the collector, the second for supplying a compressed secondary steam from the collector to the external boiler column boiler, the third for supplying the compressed second steam from the collector to remote boiler of the recovery column, the fourth - for supplying compressed secondary steam from the collector to the disk dryer, and after the evaporation apparatus a mixer for mixing the evaporated vinasse and pellet and disk dryer to obtain dry fodder stillage.

Description

Полезная модель предназначена для получения из бражки этилового ректификованного спирта и кормовой сухой барды и может быть использована в спиртовом производстве.The utility model is intended for the production of rectified ethyl alcohol and fodder dry stillage from the mash and can be used in alcohol production.

Известна ресурсосберегающая установка непрерывного действия для одновременного получения из бражки этилового ректификованного спирта, дробины и сгущенной барды (Патент РФ на полезную модель №106554 Ресурсосберегающая установка непрерывного действия для получения из бражки этилового ректификованного спирта, дробины и сгущенной барды / Л.М.Левашова, Х.Р.Сиюхов, Т.Г.Короткова, Е.Н.Константинов по заявке №2011101343/05 от 13.01.2011. Зарег. 20.07.2011 г. Опубл. 20.07.2011 Бюл. №20), состоящая из бражной, эпюрационной, спиртовой колонн, дефлегматоров, конденсаторов и выносных кипятильников к этим колоннам, на линии рециркуляции барды последовательно установленных циркуляционного насоса барды и выносного ребойлера бражной колонны, на линии отвода углекислоты из конденсатора бражной колонны - сепаратора, снабженного нижним боковым штуцером для ввода углекислоты, верхним боковым штуцером для ввода гидроселекционной воды, нижним штуцером для слива воды в межтрубное пространство бражного конденсатора, верхним штуцером для отвода углекислоты на вакуум-насос, на линии подачи барды на выпаривание - декантера, двухкорпусной выпарной установки, коллектора вторичного пара с пятью штуцерами.Known resource-saving installation of continuous operation for the simultaneous production of rectified ethyl alcohol, grains and condensed vinasse from the mash (RF Patent for utility model No. 106554 Resource-saving installation of continuous operation for the production of rectified ethyl alcohol, grains and condensed vinasse / L.M. Levashova, X .R.Siyukhov, T.G. Korotkova, E.N.Konstantinov according to the application No. 2011101343/05 dated 01/13/2011. Registered on July 20, 2011. Publish. July 20, 2011 Bull. No. 20), consisting of mash, epure alcohol columns, reflux condensers, and remote boilers to these columns, on the bard recycling line of a sequentially installed bard circulation pump and a distillation column reboiler, on a carbon dioxide removal line from a condenser of a distillation column, a separator equipped with a lower side fitting for carbon dioxide input, an upper side fitting for introducing hydroselective water, a lower fitting for draining water into the annulus of the condenser, the top fitting for the removal of carbon dioxide to the vacuum pump, on the supply line of the stillage for evaporation - deck tera, doublecase evaporator, the vapor collector with five fittings.

Установка позволяет получить из бражки этиловый ректификованный спирт, дробину и сгущенную барду и рекуперировать теплоту вторичного пара выпарной установки.The installation allows you to get rectified ethyl alcohol, pellet and condensed vinasse from the mash and recover the heat of the secondary steam of the evaporator.

Недостатком данной установки является повышенный расход греющего пара из котельной для обогрева спиртовой колонны и необходимость поддержания высокого давления в первом корпусе двухкорпусной выпарной установки, а, следовательно, высокой температуры кипения барды, что отрицательно сказывается на качестве упаренной барды.The disadvantage of this installation is the increased consumption of heating steam from the boiler room for heating the alcohol column and the need to maintain high pressure in the first building of the double-shell evaporator, and, therefore, the high boiling point of the stillage, which negatively affects the quality of the stripped distillery stillage.

Эксергосберегающие установки для получения из бражки этилового ректификованного спирта и кормовой сухой барды не известны.Exergosaving installations for producing ethyl rectified alcohol and fodder dry stillage are not known.

Задачей полезной модели является разработка конструкции эксергосбе-регающей установки для получения из бражки этилового ректификованного спирта и кормовой сухой барды.The objective of the utility model is to develop the design of an exerter-saving plant for producing ethyl rectified alcohol and fodder dry stillage from the mash.

Техническим результатом полезной модели является снижение расхода греющего пара из котельной за счет эксергосбережения и повышение кормовой ценности сухой барды.The technical result of the utility model is to reduce the consumption of heating steam from the boiler room due to exergy conservation and increase the feed value of dry bard.

Технический результат достигается тем, что эксергосберегающая установка для получения из бражки этилового ректификованного спирта и кормовой сухой барды содержитThe technical result is achieved by the fact that the exergy-saving installation for producing ethyl rectified alcohol and fodder dry distillery stillage contains

Эксергосберегающая установка для получения из бражки этилового ректификованного спирта и кормовой сухой барды, включающая бражную, эпюрационную, ректификационную колонны, дефлегматоры, конденсаторы и выносные кипятильники к этим колоннам, циркуляционный насос барды, сепаратор диоксида углерода, декантер для отделения дробины от фильтрата барды, на линии паров, отбираемых с верха ректификационной колонны установлен винтовой компрессор для их сжатия, после выпарного аппарата для упаривания фильтрата барды установлен ротационный компрессор для ком-примирования вторичного пара, коллектор вторичного пара с четырьмя штуцерами: первый штуцер для подачи скомпримированного вторичного пара в коллектор, второй - для подачи скомпримированного вторичного пара из коллектора в выносной кипятильник бражной колонны, третий - для подачи скомпримированного вторичного пара из коллектора в выносной кипятильник An exergy-saving unit for producing ethyl rectified alcohol and dry distillery stillage from a mash, including mash, distillation, distillation columns, reflux condensers, condensers and external boilers for these columns, a distillery circulation pump, carbon dioxide separator, and a decanter to separate the pellet from the distillery stillage on the line vapors taken from the top of the distillation column a screw compressor is installed to compress them; after the evaporation apparatus for evaporation of the stillage filtrate, a rotational compressor is installed essor for compressing secondary steam, secondary steam collector with four fittings: the first fitting for supplying a compressed secondary steam to the collector, the second for supplying a compressed secondary steam from the collector to the external boiler column boiler, the third for supplying the compressed secondary steam from the collector to remote boiler

эпюрационной колонны, четвертый - для подачи скомпримированного вторичного пара из коллектора в дисковую сушилку, а после выпарного аппарата установлен смеситель для смешения упаренной барды и дробины и дисковая сушилка для получения кормовой сухой барды.a scrubbing column, the fourth - for supplying a compressed secondary steam from the collector to a disk dryer, and after the evaporation apparatus there is a mixer for mixing one stripped vinasse and grains and a disk dryer to obtain fodder dry vinasse.

Повышение кормовой ценности сухой барды достигается за счет установки ротационного компрессора, обеспечивающего снижение давления и температуры выпаривания барды, вследствие чего уменьшается денатурация белков, жиров и углеводов, кроме того позволяет повысить давление вторичных паров выпаривания и использовать их взамен греющего пара.An increase in the feed value of dry vinasse is achieved by installing a rotary compressor, which reduces the pressure and temperature of evaporation of vinasse, which reduces the denaturation of proteins, fats and carbohydrates, in addition, allows you to increase the pressure of the secondary evaporation vapors and use them instead of heating steam.

На современных спиртзаводах тепловая энергия паров ректификационной колонны, имеющих температуру 79°С, не используется, а снимается охлаждающей водой в процессе конденсации этих паров в дефлегматоре и конденсаторе. Это связано с тем, что температура этих паров ниже, чем температура в кубе ректификационной колонны (порядок которой 105°С). Вторичный пар выпарного аппарата имеет температуру конденсации около 100°С, но все равно эта температура меньше, чем температура низа колонны. Следовательно, указанные пары при содержании в них достаточно большого количества теплоты парообразования характеризуются сравнительно низкой эксергией, т.е. в принципе способны совершать работу с коэффициентом полезного действия цикла Карно при условии, что хладагент имеет температуру окружающей среды. Величину этой работы называют эксергией, и эта эксергия теряется безвозвратно в конденсаторах, охлаждаемых водой. С целью эксергосбережения необходимо повысить до требуемого уровня температуру конденсации паров, т.е. повысить их эксергию. Это достигается путем компримирования до давления, при котором температура конденсации выше, чем температура в кубе колонны. По существу на это повышение расходуются эксергетические затраты на компримирование. Поскольку компрессора приводятся в действие электродвигателями, потребляющими электроэнергию, коэффициент полезного действия которой равен единице, то значит, затраченная эксергия равна мощности привода компрессоров. Эксергия 1 кВт.ч электроэнергии значительно выше, чем эксергия 1 кВт.ч греющего пара. Несмотря на это экономия от повышения эксергии паров существенно превышает затраты эксергии на компримирование. Таким образом, в итоге имеет место эксергосбережение.In modern distilleries, the thermal energy of distillation column vapors having a temperature of 79 ° C is not used, but is removed by cooling water during the condensation of these vapors in a reflux condenser and condenser. This is due to the fact that the temperature of these vapors is lower than the temperature in the cube of the distillation column (the order of which is 105 ° C). The secondary vapor of the evaporator has a condensation temperature of about 100 ° C, but still this temperature is lower than the temperature of the bottom of the column. Therefore, these pairs, when they contain a sufficiently large amount of heat of vaporization, are characterized by a relatively low exergy, i.e. in principle, they are able to do work with the efficiency of the Carnot cycle, provided that the refrigerant has an ambient temperature. The magnitude of this work is called exergy, and this exergy is lost irrevocably in condensers cooled by water. In order to save energy, it is necessary to increase the vapor condensation temperature to the required level, i.e. increase their exergy. This is achieved by compression to a pressure at which the condensation temperature is higher than the temperature in the bottom of the column. In essence, the exergy costs of compression are expended on this increase. Since the compressor is driven by electric motors consuming electricity, the efficiency of which is equal to one, it means that the spent exergy is equal to the drive power of the compressors. The exergy of 1 kWh of electricity is significantly higher than the exergy of 1 kWh of heating steam. Despite this, the savings from increased vapor exergy significantly exceed the exergy costs for compression. Thus, in the end, there is exergosaving.

В заявляемой модели снижение расхода греющего пара из котельной за счет эксергосбережения достигается установкой винтового компрессора на линии паров после ректификационной колонны и использованием вместо греющего пара из котельной теплоты паров ректификационной колонны для обогрева низа ректификационной же колонны, а также установкой ротационного компрессора на линии вторичного пара и использование скомпримированного в ротационном компрессоре вторичного пара на обогрев бражной, эпюрационной колонн и сушилки для сушки смеси дробины и упаренной барды.In the claimed model, a reduction in the consumption of heating steam from the boiler room due to exergy saving is achieved by installing a screw compressor on the vapor line after the distillation column and using instead of heating steam from the boiler heat the vapor of the distillation column to heat the bottom of the distillation column, as well as by installing a rotary compressor on the secondary steam line and the use of secondary steam, compressed in a rotary compressor, to heat mash, epilation columns and a dryer for drying a mixture of shots Ina and one stripped off bard.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели, позволяет достичь желаемый технический результат.Thus, the set of essential features set forth in the formula of the utility model, allows to achieve the desired technical result.

На чертеже представлена схема эксергосберегающей установки для получения из бражки этилового ректификованного спирта и кормовой сухой барды, состоящая из бражной колонны (БК) 1, эпюрационной колонны (ЭК) 2, ректификационной колонны (РК) 3, нагревателя бражки 4, дефлегматоров 5, 6, конденсаторов 7, 8, выносных кипятильников 11, 12, 13, 14, декантера 16 (известных, приведенных в монографии Колосков С.П., Яровенко В.Л., Стабников В.Н. и др. Оборудование спиртовых заводов. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 295 с.), выпарного аппарата 17, винтового компрессора 10, ротационного компрессора 18 (известных, приведенных в Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971. - 784 с.), циркуляционного насоса барды 15, сепаратора 9, коллектора вторичного пара 19 с четырьмя штуцерами: первый штуцер 20 для подачи скомпримированного вторичного пара в коллектор, второй 21 - для подачи скомпримированного вторичного пара из коллектора в выносной кипятильник бражной колонны, третий 22 - для подачи скомпримированного вторичного пара из коллектора в выносной кипятильник эпюрационной колонны, четвертый 23 - для подачи скомпримированного вторичного пара из коллектора в дисковую сушилку, клапанов 24, 25, 26, 27, смесителя 28 (известных, приведенных в монографии Колосков С.П., Яровенко В.Л., Стабников В.Н. и др. Оборудование спиртовых заводов. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 295 с.), дисковой сушилки 29 (известной, приведенной в Коновалов В.И., Кудра Т., Колиух А.Н., Романова Е.В. Современное оборудование для комбинированной кондуктивно-конвективной сушки и термообработки // Вестник ТТТУ, 2008. - Том 14. - №3. - С.579-583).The drawing shows a diagram of an exergy-saving plant for producing ethyl rectified alcohol and dry fodder bard consisting of a mash column (BK) 1, a distillation column (EC) 2, a distillation column (RK) 3, a mash heater 4, reflux condensers 5, 6, condensers 7, 8, remote boilers 11, 12, 13, 14, decanter 16 (well-known, listed in the monograph Koloskov SP, Yarovenko VL, Stabnikov VN, etc. Equipment for distilleries. - M. : Food industry, 1975. - 295 p.), Evaporator 17, screw compressor 10, company compressor 18 (known, given in Kasatkin AG. The main processes and apparatuses of chemical technology. - M .: Chemistry, 1971. - 784 pp.), circulation pump bard 15, separator 9, secondary steam manifold 19 with four fittings: the first fitting 20 for supplying a compressed second steam to the collector, the second 21 for supplying a compressed second steam from the collector to the external boiler of the waste column, the third 22 - for feeding the compressed second steam from the collector to the remote boiler of the recovery column, fourth d 23 - for supplying compressed secondary steam from the collector to the disk dryer, valves 24, 25, 26, 27, mixer 28 (known, presented in the monograph Koloskov S.P., Yarovenko V.L., Stabnikov V.N. and other equipment of distilleries. - M .: Food industry, 1975. - 295 p.), Disk dryer 29 (known, cited in Konovalov V.I., Kudra T., Koliukh A.N., Romanova E.V. Modern equipment for combined conductive convective drying and heat treatment // Vestnik TTTU, 2008. - Volume 14. - No. 3. - S.579-583).

Работает заявляемая эксергосберегающая установка для получения из бражки этилового ректификованного спирта и кормовой сухой барды следующим образом.The inventive exergosaving plant is operating to obtain rectified ethyl alcohol and fodder dry distillery stillage as follows.

Бражка через нагреватель бражки 4 подается на верхнюю тарелку бражной колонны 1, обогреваемой вторичным паром выпарного аппарата 17. В сепараторе 9 отводится углекислота. Пары, обогащенные этанолом, альдегидами, эфирами, высшими спиртами, кислотами и другими спиртовыми примесями поступают в межтрубное пространство нагревателя бражки 4, где конденсируются. Бражной дистиллят поступает на питательную тарелку эпюрационной колонны 2, обогреваемой вторичным паром выпарного аппарата 17. По выходе из колонны 2 пары, содержащие летучие примеси, пройдя дефлегматор 5 и конденсатор 7, состоящие из эфиров, альдегидов, метанола и растворимых в них летучих веществ, в виде эфиро-альдегидной фракции (ЭАФ) выводятся из установки в сборник ЭАФ. Эпюрат, освобожденный от основной массы головных примесей, подается на питательную тарелку ректификационной колонны 3. С верха ректификационной колонны 3 спиртовые пары сжимаются в винтовом компрессоре 10 и направляются для конденсации в выносной кипятильник 14 ректификационной колонны 3, где после снятия теплоты перегрева, конденсируются. Конденсат под собственным давлением через дефлегматор 6 поступает на верх ректификационной колонны3 в качестве орошения. Перед дефлегматором 6 установлен клапан 24 для дросселирования конденсата. Образующиеся при этом пары (головная фракция ГФ) конденсируются в конденсаторе 8 и подаются на верх эпюрационной колонны 2. При использовании винтового компрессора 10 в качестве теплового насоса дополнительно подводится некоторое количество теплоты в низ ректификационной колонны 3. С этой целью использована циркуляция жидкости, отбираемой с первой тарелки насосом через выносной кипятильник 13 небольшой поверхности, который обогревается греющим паром. Сивушный спирт, отбираемый с тарелок выше питательной, и сивушное масло, отбираемое с тарелок ниже питательной, выводятся из установки. Ректификованный спирт отбирается с верхних тарелок ректификационной колонны 3. Принудительная циркуляция барды через выносной кипятильник 11 осуществляется насосом 15. Ее балансовый избыток подается в декантер 16, где разделяется на осадок (дробину) и фильтрат барды, отводимый в выпарной аппарат 17, обогреваемый греющим паром. Часть фильтрата барды подается на приготовление зернового замеса. Вторичный пар поступает в ротационный компрессор 18, где компримируется до более высокого давления. Скомпримированный пар подается в коллектор 19, снабженный четырьмя штуцерами: первый штуцер 20 для подачи скомпримированного вторичного пара в коллектор, второй 21 - для подачи скомпримированного вторичного пара из коллектора в выносной кипятильник 11 бражной колонны 1, третий 22 - для подачи скомпримированного вторичного пара из коллектора в выносной кипятильник 12 эпюрационной колонны 2, четвертый 23 - для подачи скомпримированного вторичного пара из коллектора 19 в дисковую сушилку 29. Клапаны 25, 26, 27 служат для дросселирования скомпримированного вторичного пара. Упаренная барда выводится из выпарного аппарата 17 в смеситель 28, где смешивается с дробиной из декантера 16. Смесь упаренной барды и дробины подается в дисковую сушилку 29. Высушенная кормовая сухая барда отводится из дисковой сушилки 29.The mash through the mash heater 4 is fed to the upper plate of the mash column 1, heated by the secondary steam of the evaporator 17. Carbon dioxide is discharged into the separator 9. Vapors enriched in ethanol, aldehydes, esters, higher alcohols, acids and other alcohol impurities enter the annulus of the mash heater 4 where they condense. The distilled distillate enters the nutrient plate of the scrubbing column 2, heated by the secondary steam of the evaporator 17. Upon leaving the column 2 vapors containing volatile impurities passing through reflux condenser 5 and condenser 7, consisting of esters, aldehydes, methanol and volatile substances soluble in them, the form of the ester-aldehyde fraction (EAF) is removed from the unit to the EAF collection. The epurate, freed from the bulk of the head impurities, is fed to the nutrient plate of the distillation column 3. From the top of the distillation column 3, the alcohol vapors are compressed in a screw compressor 10 and sent for condensation to the external boiler 14 of the distillation column 3, where they are condensed after removing the heat. The condensate under its own pressure through the reflux condenser 6 enters the top of the distillation column 3 as irrigation. In front of the reflux condenser 6, a valve 24 is installed for throttling the condensate. The vapors formed in this case (the main fraction of HF) are condensed in the condenser 8 and fed to the top of the scrubbing column 2. When using the screw compressor 10 as a heat pump, a certain amount of heat is added to the bottom of the distillation column 3. For this purpose, the circulation of liquid taken from the first plate by a pump through a remote boiler 13 of a small surface, which is heated by heating steam. Fusel alcohol taken from the plates above the nutritious and fusel alcohol taken from the plates below the nutritious are removed from the unit. Rectified alcohol is taken from the upper plates of the distillation column 3. Forced circulation of the stillage through the remote boiler 11 is carried out by the pump 15. Its balance excess is fed to the decanter 16, where it is separated into sediment (pellet) and the stillage filtrate discharged into the evaporator 17, heated by heating steam. Part of the stillage filtrate is fed to the preparation of grain batch. Secondary steam enters the rotary compressor 18, where it is compressed to a higher pressure. The compressed steam is supplied to a manifold 19, equipped with four fittings: the first fitting 20 for supplying a compressed secondary steam to the collector, the second 21 for supplying a compressed second steam from the collector to the external boiler 11 of the tower column 1, the third 22 for supplying the compressed second steam from the collector in the remote boiler 12 of the scrub column 2, the fourth 23 - for supplying compressed second steam from the collector 19 to the disk dryer 29. Valves 25, 26, 27 serve for throttling in a compressed manner go secondary steam. One stripped vinasse is removed from the evaporator 17 to a mixer 28 where it is mixed with grains from decanter 16. A mixture of one stripped vinasse and grains is fed into a disk dryer 29. The dried fodder dry vinasse is removed from the disk dryer 29.

Claims

An exergy-saving installation for the production of ethyl rectified alcohol and fodder dry vinasse from the mash, including mash, distillation, distillation columns, reflux condensers, condensers and external boilers for these columns, distillery circulation pump, carbon dioxide separator, decanter for separating grains from vinasse filtrate, different that on the line of vapors taken from the top of the distillation column, a screw compressor is installed to compress them, after the evaporator for evaporation of the stillage filtrate is installed a rotary compressor has been introduced for compressing the secondary steam, a secondary steam collector with four fittings: the first fitting for supplying a compressed secondary steam to the collector, the second for supplying a compressed secondary steam from the collector to the external boiler column boiler, the third for supplying the compressed second steam from the collector to remote boiler of the extraction column, the fourth - for supplying compressed secondary steam from the collector to the disk dryer, and after the evaporation apparatus a mixer for mixing the evaporated vinasse and pellet and disk dryer to obtain dry fodder stillage.