Перегонно-ректификационная система с паровым отбором

Игорь!
У меня игольчатый кран,который управляется шаговиком.Параметры пид подобраны под него конкретно.Отрабатывал не только форточку,но и слив воды в унитазе.

Но я прекрасно осознаю, что если бы я открыл или закрыл форточку, температура остановилась бы на другой величине в разрешенном диапазоне, но отбор при этом либо обнулился, либо стал бы слишком большим для отбора голов.Игорь, 29 Дек. 10, 05:28

По моему ошибка в том что здесь температура фиксируется на какой то величине.При старт стопном режиме стабилизации мы имеем циклическую регулировку температуры в каком то обозначенном коридоре температур и чем чаще циклы повторяются тем больше температура становится независима от внешних воздействий.Циклы зависят от величины подачи воды.
Но каждый идет сам по своим граблям.

Михаил, могу предложить тебе конструкцию короткого и достаточно эффективного димрота из шестерки для 70-й трубы из шестерки длиной 3.0 метра.
1 слой мотай на оправку 3/4 дюйма - 5 витков виток к витку, а затем с помощью пары мощных отверток не снимая с оправки сделай зазор между витками по 3-4 миллиметра. Этот слой займет 50 миллиметров высоты, в нем будет 0,5 м трубы - шестерки.
Второй слой мотай виток к витку на первый. Это будет 8 витков, те-же 50 миллиметров высоты и 1,2 метра трубы.
Третий слой мотай на первый с зазором между витками 3-4 миллиметра, получится 5 витков - примерно 1 метр трубы. Общая длина трубы в змеевике - около 2.7 метра, оставшиеся 30 см - два "хвостика". Наружный диаметр получится 65-66 миллиметров - как раз нормально для 70-тки. Внутрь нужно будет припаять кусок заглушенной трубки д.25 мм
Получится два спиральных канала для пара, ограниченных посредине трубой, намотанной виток к витку, внутри - заглушенной трубкой, и снаружи - рубашкой - 70-ткой. Так как путь пара на внутреннем канале будет меньше, воду надо будет подавать во внутренний виток, а отводить из наружного. Получится компактная и эффективная конструкция.

Параметры пид подобраны под него конкретно.olegmak3, 29 Дек. 10, 16:24

Поставлю вопрос конкретней. Есть какая-то базовая температура, при которой шаговик не движется. Какая она?

Я не говорю, что система не работает. Более того, при отборе голов такой способ - пожалуй - единственно возможный. Но я хотел бы устранить одно заблуждение. Та температура, которая стабилизируется игольчатым клапаном с ПИД-управлением, или поддерживается электромагнитным клапаном с пороговым управлением - не температура пара. Пар, поднимающийся над дефлегматором, имеет температуру азеотропа (или близкую к ней) и может быть только выше её, если содержание в нем спирта заметно снизится. А это ни при отборе голов, ни при отборе тела недопустимо.

Игорь, если
[сообщение #11335296] , тогда нужно чтоб в димроте были зазоры между витками у всех слоев. Кроме того нужно чтоб был зазор между первым витком димрота и крышкой. IMXO.

. Пар, поднимающийся над дефлегматором, имеет температуру азеотропаИгорь, 29 Дек. 10, 17:33

Считаю,что пар ПОСТУПАЮЩИЙ в дефлегматор имеет эту температуру,а пар над дефлегматором имеет меньшую температуру в результате конденсации части пара имеющего более высокую температуру и концентрируясь в дефлегматоре в виду невозможности конденсации.
Поэтому мы имеем преимущества при периодическом отборе голов и более концентрированных голов при паровом отборе.Что имеет свое подтверждение на практике.ИМХО.

Считаю,что пар ПОСТУПАЮЩИЙ в дефлегматор имеет эту температуру,а пар над дефлегматором имеет меньшую температуру

Только в случае укрепления, но не ниже температуры конденсации азеотропа - 79,15 градуса. Считать, что из дефлегматора шурует 60-градусный пар - ошибка. Даже если в потоке образуется "туман" - капли конденсата - они всё равно имеют ту-же температуру.

Это горячий воздух, пропущенный через димрот, охлаждается. Но из куба воздух не идет. Оттуда поднимается насыщенный пар, часть которого отдает тепло димроту и конденсируется, а часть - возможно более спиртосодержащая - поднимается с температурой больше или равной температуре конденсации.
Если к димроту приходит не азеотроп, а насышенный пар с несколько меньшей концентрацией спирта, то выходящий пар может иметь температуру несколько меньшую, соответствующую температуре конденсации паров при новой концентрации спирта. Но охладить движущийся насыщенный пар температуры ниже температуры конденсации без снижения давления невозможно. Температуры таяния-замерзания и кипения-конденсации для воды и спирта и для смесей их насыщенных паров - вполне и давно определенные значения. При нормальных условиях это такие-же константы, как и ускорение свободного падения, скорость света...

Да и о чем говорить? Что представляет собой водно-спиртовый азеотроп? Это смесь воды и спирта в такой пропорции, при которой температура конденсации насыщенных паров наименьшая - 79,15 градуса. При более низкой температуры водо-спиртовый насыщенный пар уже конденсируется.

Разумеется,идеально чистый насыщенный пар можно охладить ниже точки конденсации, но это крайне неустойчивое состояние.

Игорь, не забывай что мы имеем дело не только с идеально чистым водно спиртовым паром а с паром еще имеющим в своем составе примеси с другой температурой конденсации.Вот при конденсации одного состава изменяется состав оставшегося пара со своей температурой конденсации.

Михаил0501, ты действительно считаешь, что единицы процента примесей могут снизить температуру конденсации до 50-60 градусов? Особенно если учесть, что основная часть головных фракций, которых при отборе голов может быть - максимум - процентов 10 - имеют температуру кипения 77 градусов.
Простой пример. При ректификации на колонне с СПН, при работе на себя, когда количество ступеней разделения до неприличия велико, и когда содержание голов в парах максимально, их температура не отличается от температуры паров после полного отбора головной фракции.
Все те, кто скурпулёзно измерял температуру при ректификации, отметили этот факт. АВыложенные температурные графики реальных процессов - и мои, и Руди, показывают, что температура в дефлегматоре стоит колом от начала до конца процесса.
Именно поэтому Руди, например, счёл термометрический способ определения голов не дающим результата и начал искать другие пути, например электрометрию. Если бы наличие голов в парах изменяло бы их температуру, всё было бы гораздо проще.
Я предпочитаю пользоваться органолептикой, так как убедился, что на запах и по терпкости спирта я определяю наличие голов еще некоторое время после того, как электрометрия показывает "чистоту" продукта. А сейчас уже и органолептикой не пользуюсь - за вечер отбираю 300 мл неисправимых голов, а потом за ночь - еще около литра продукта, который без колебаний кольцую. Но к утру в отборе уже чистейший спирт, и можно увеличивать отбор до оптимума.
С той системой, которую я сейчас тестирую, есть возможность реагировать на достаточно малые изменения температуры пара - порядка сотых долей градуса. Многочисленные эксперименты показали, что этой разделительной способности недостаточно.
Работает только метод дозирования поступающего пара - отсечение его как только он начинает проявлять себя ростом показаний термодатчика.



В следующем сообщении я выложу то, что писал еще утром, но не мог отправить из-за "зависания" форума. Это первые, пока еще непроверенные впечатления.

Михаил, у меня паровой отбор. Именно паровой, поэтому связь с атмосферой осуществляется только через прямоточник. Никакой трубки связи с атмосферой между дефлегматором и холодильником продукта нет, так как через неё будет шуровать часть пара, направляющегося в холодильник продукта.
Трубки под холодильником продукта нет - там прямой слив в воронку. Иглу втыкать некуда и незачем.
Когда я писал об отборе голов, я специально выражение "температура пара" брал в кавычки. 55-65 градусов - это не температура пара, а та температура, до которой нагревается термодатчик слабым, вялым потоком пара с температурой 78.15градуса в достаточно большом объеме верхней камеры, которая неизбежно теряет тепло. Поэтому небольшие изменения потока пара  (его температура всё равно 78.15, или около этого) приводят к изменению показаний на градусы. Но фиксация стабильного малого отбора, не требующего постоянной подстройки, в этом случае затруднена.

При отборе тела гуляния температуры выше дефлегматора на десятые доли градуса отражают изменение крепости отбора на целые градусы, и поэтому не допустимы. Именно поэтому при отборе тела я перенес датчик в тело насадки.

--------------------------

Сейчас наблюдаю "самовозбуждение автоколебаний" системы и вижу их причину.

Величина подача воды в дефлегматор задается изменением температуры в насадке. Разрешенный рост этой температуры в сравнении с температурой при работе на себя - 0.2 градуса.
Это подразумевает, что при температуре, равной температуре при работе на себя, подача воды в дефлегматор равна нулю, а если температура начинает расти, подача воды растет пропорционально росту этой температуры, и когда рост достигнет 2 градуса, поток воды увеличивается до 100%, обеспечивая полную конденсацию флегмы в дефлегматоре и останавливая отбор.

При начале отбора, в прямом (не обратном) холодильнике продукта начинается конденсация и связанное с ней разрежение, которое не может уравняться подсосом воздуха из отборного отверстия - мешает столб спускающегося продукта. Это снижает давление в колонне и кубе и температуру в зоне датчика.
Снижение температуры вызывает уменьшение потока воды.
Это увеличивает поток отбираемого пара в холодильник продукта, и разрежение в холодильнике продукта увеличивается, еще больше вызывая снижение температуры, уменьшение подачи воды (вплоть до полной её остановки) и еще большее увеличение отбора.
Колонна испытывает флегмовое голодание, и горячий кубовый пар поднимается всё выше, достигая датчика температуры. При этом датчик, несмотря на разрежение, нагревается и начинает подачу воды в дефлегматор. Это ведет к уменьшению потока отбора, восстановлению давления и связанному с ним росту температуры.
Это вызывает еще большую подачу воды в дефлегматор, вплоть до 100%, полностью останавливающих отбор. Колонна начинает работать "на себя", пары укрепляются, температура падает, начинается уменьшение потока воды на дефлегмацию, в холодильнике снова начинается разрежение, процесс повторяется.

В результате крепость отбора колеблется от азеотропа до 90% и обратно, а средняя крепость за цикл составляет 93-94%. Говорить о пристойном разделении в таком режиме не приходится.

С точки зрения получения спирта, "ночь прошла мимо". Спирта нет. Но зато есть предварительные выводы.

Паровой отбор тела при ректификации и прямой холодильник несовместимы, если подача воды в дефлегматор автоматизируется по температуре в насадке. Нужно либо возвращаться к жидкостному отбору, либо остановиться на паровом, но конденсировать продукт с помощью обратного холодильника, коротким путем связанного с атмосферой. Либо убирать заужение в холодильнике продукта, чтобы разрежение компенсировалось подсосом воздуха снизу... Но тогда холодильник теряет универсальность...
Предварительное решение - для конденсации и охлаждения продукта буду желать другой холодильник.

Будем экспериментировать.Игорь писал в 9 часов утра 29 декабря

Тоже заметил интерсное явление.
Если продукт не капает из холодильника в емкость,
а стекает по трубке, и при этом трубка образует колено или погружена в жидкость,
возникают колебания жидкости в трубке с амплитудой 2-3 см....

Zapal, а можно поподробнее проа то как-то непонятно, особенно подача СС в 3/4 колонны.

Это что непрерывная ректификация?
Rudy, 29 Дек. 10, 13:39

Я не знаю как назвать. Как то по случаю я с Игорем223 - что то лениво размышляли, я высказал мысль что в качестве устройства удаляющее головы на 100% может использоваться обычная колонна, но в несколько нестандартном варианте.  В общем Игорь223 меня поддержал - типа работоспособно, но не проверено. все но чисто теоретически функционирует.

Я не мешкая воплотил в жизнь. всего то доработок - впаять трубочку для введения внутрь колонны быстросъемного зонда - для заливки спирта. У меня для этого служит игла для накачки баскетбольных мячей. прочная. стальная.
как залил спирт внутрь куба через колонну - игла вынимается.
И работе насадки при ректификации - вообще ничего не мешает.

Суть такова. следите за мыслью.
Имеем для примера 18 литров ректификата - полученного в экспресс режиеме (без отбора голов) - типа грязного спиртового концентрата - там и голов и хвостов не меряно. просто грязный концентрат.

В кубе имеется самый мизер чистого и качественного спирта - чисто для того чтобы закрыть ТЭНы. Оставшееся пустое пространство - используется для приема готового продукта.

Далее все просто.
Запускаем колонну в рабочий режим - работа на себя.
Отбор спирта не производим.
В съемный штуцер - впаянный на 1\4 от верха колонны по высоте начинаем постепенно вливать грязный спирт.
Он встречается с чистым спиртом - и охлаждаясь начинает постепенно вытеснятся в куб, постепенно заполняя его.
но головные фракции - опустится в куб никак не могут.
Туда может либо чистый спирт - либо хвосты.
Головные фракции неизбежно вытесняются в оставшуюся 1\4 верхнюю часть колонны. мы их благополучно изымаем - контролируя температуру пара поддефлегматором.
отбор обычный - в пределах 50 - 100 куб см в час.

После того как за 3 часа я на 100% - избавился от головных фракций, залив в куб 18 литров спирта. но они с хвостами.

Но т.к. куб залит уже кипящим спиртом - без голов, то я не мешкая запускаю колонну в самом обычном режиме ректификации.
Спирт - уже избавлен от голов, сразу же начинаю отбор тела.
Далее все как по классике - караулим и рубим хвосты.
если подумать - ничего заумного. Спасибо Игорю 223 - за его непрерывную бражную колонну. Идея в общем полностью его.

просто рабочим элементом  у него служит водяной пар - у меня спиртовой.
он отжимает брагу - я пропариваю спирт от голов.
все элементарно.

Экономия во времени просто сумасшедшая для отбора голов это срочно надо предварять в жизнь

Бойся бога- и страх отступит!JIAIIOTb, 29 Дек. 10, 22:07

Ты это серьезно?

но головные фракции - опустится в куб никак не могут.Zapal, 29 Дек. 10, 22:02

Момент истины. Есть "время собирать камни...время разбрасывать...".
Почему бы при отделении голов не считать чистый спирт кубовым остатком?

Zapal,  попробуй в кубе кипятить не чистый спирт, а водичку. Так, для сравнения. Может и за 2 часа управишься

возникают колебания жидкости в трубке с амплитудой 2-3 смmjStorm, 29 Дек. 10, 21:44

Это и есть результат этого самого "дыхания" при уонденсации. Но если линия слива конденсата заужена, как у меня, эти колебания уже "колебут" не водичку, а давление в кубе.

Я планировал универсальность - один и тот-же холодильник и дефлегматор и для бражной колонны, и для ректификационной. Наверное всё-же холодильники продукта придется делать разными. Сложно совместить в одном устройстве дистиллятор на 10 литров в час и холодильник продукта, осуществляющий заодно короткую связь с атмосферой.

Её нет. Вода в дефлегматор подается холодной, параллельно холодильнику продукта.Игорь, 29 Дек. 10, 14:50

Т.е. сейчас твоя схема отличается от приведенной тут?

Изменения в том, что на участке от ввода воды до ответвления на дефлегматор облегчен проток воды, а в паровую трубу вставлена "заужалка". На паровую трубу и на заужалку намотана нержавеющая проволока 0,8 мм с шагом 1.5-2 см. На одной трубе - "правый винт", на другой - "левый" (толщина кольцевого зазора -1 мм). Проволока на схеме не показана. Такая схема позволяет получать ледяной самогон при прямой перегонке на мощности 4.5 кВт, что заставило задуматься об автоматическом дозировании воды не только в дефлегматор, но и в холодильник

Львиная доля тепла передается в верхней зоне холодильника, поэтому в дефлегматор идет вода практически одинаковой, водопроводной температуры.


Параллельное подключение дает хороший эффект. При перекрытии воды на дефлегматор больше пара идет в холодильник. Одновременно с этим увеличивается подача воды в холодильник продукта. Это правильно.

Zapal,  попробуй в кубе кипятить не чистый спирт, а водичку. Так, для сравнения. Может и за 2 часа управишьсяИгорь, 29 Дек. 10, 22:55

Пробовал, и делаю так - если необходимо извлечь весь спирт из куба. Вода помогает сделать селекцию хвостов.
на скорость отбора в сторону увеличения - не влияет.
Насадка ведь заполнена спиртом и спиртовым паром - вода только в кубе.
Мне понравилось - я лично думаю что такой способ отбора голов более эффективный по сравнению с паровым отбором или какими другими вариантами. ИМХО
пока явных слабых мест не вижу.

в паровую трубу вставлена "заужалка".Игорь, 29 Дек. 10, 23:52

А почему сразу не использовать паровую трубу (от колонны к холодильнику) меньшего диаметра?
Или хотя бы по длине самого холодильника?

Zapal, надо порыть литературу. Есть наработки по этому поводу.
А вообще - в этой ветке твой опыт потеряется . Открывай ветку про эпюрацию. Пришло время взяться за это по взрослому.

Или пока потрендим здесь, а я потом вынесу. С тебя- название ветки, ты мастер взрывных заголовков

Почему бы при отделении голов не считать чистый спирт кубовым остатком?SamOvar, 29 Дек. 10, 22:39

Суть ректификации - разделение. А что цаца, что кака - субъективная условность.

А почему сразу не использовать паровую трубу (от колонны к холодильнику) меньшего диаметра?SamOvar, 30 Дек. 10, 08:01

Потому что изначальная задумка универсализация. Хотел одним и тем-же холодильником отбирать и головы (50 мл/час), и спирт при ректификации(2 литра в час), и спирт-сырец (3-4 литра в час) и самогон при прямой перегонке (8-10 литров в час). Задумка фантастическая, но вполне выполнимая. Пока получилась универсализация по всем запланированным пунктам кроме отбора товарного спирта при ректификации. И при микронагрузке при отборе голов, и при макронагрузке при получении самогона, и при средней, холодильник работает как задумано. Со спиртом пока не складывается. Да и сама система парового отбора товарного спирта пока не сдеётся. Но я тоже не сдаюсь.
Ведь сантехники не сдаются.

PS
Сегодня разнюхал спирт, полученный вчера, пока я был на работе. Отличный результат. Пока не разотрешь на ладони, спирт не имеет запаха. Нюхаешь из бутылки - просто вода. Это один из главных моих критериев чистоты спирта - он не должен вонять водкой.