Проект укрепляющей части бражной колонны

В чем разница - рекуперация (после укреплялки) вс укрепления (внутри ее)- дай ответ.игорь223, 03 Июля 10, 11:07

Я и сам не понимаю, о какой экономии энергии говорит Котище. Я, наоборот, вижу только дополнительные ее затраты на повторное испарение возвратной флегмы.

Вопрос номер два - деление флегмы/пара в заданном соотношении. Твое видение этого узла.игорь223, 03 Июля 10, 11:07

Сам же говоришь - количества пара и браги строго задано. Соответственно, столь же строго задано и количество спирта на выходе. Нужно просто сделать фиксированный отбор. Трубка некоторой высоты с игольчатым краном на выходе и все. Только в начале может понадобится подстройка под крепость браги.

Тут есть один фокус, который замечательно стабилизирует работу укрепляющей части сараспариллы. Ты ведь вроде работал с ней - она исключительно стабильна сама по себе без всякой автоматики. А фокус такой.

Фиксированный отбор идет по объему жидкости. Нужно точно соблюсти баланс по спирту - сколько было в браге  - столько должно быть отобрано. Но! Пусть мы настроили отбор чуть выше. Тогда ФЧ окажется недостаточным, крепость на выходе упадет и реальное количество отбираемого спирта снизится и станет соответствовать подаче. При недостаче отбора - ФЧ станет больше, крепость на выходе возрастет, реальный отбор спирта увеличится и снова начнет соответствовать браге.

Т.е. система самостабилизируется в довольно широком диапазоне. Единственное условие - не нужно стремится к 96% - зона устойчивости снижается. Именно поэтому я держал в сараспарилле 80 с небольшим, думаю, что можно и до 90%, но нужно попробовать.

Мне нужно, чтобы в подающей части ПГ вода как раз не кипела (иначе поплавок колебаться начнет) поэтому туда я подаю как раз комнатную воду - тогда Тподачи в испаритель ПГ примерно 90С.игорь223, 03 Июля 10, 11:07

Брага не заставит воду кипеть - температура та же или ниже. А впрыск тогда можно сразу в испаритель делать.

Нарисуй схему, интересно поискать визуально грабли.игорь223, 03 Июля 10, 14:27

Нарисовал. Поищи.
Там внизу описка - подача браги не в укрепляющую, а в отгонную часть.

На этапе испытания можно сделать байпас с краником, чтобы можно было часть браги пускать в обход.

Руди, откуда потери переиспарения, если тепло дефлегмации не уводится из системы?

Игорь223, ФЧ можно уменьшать. Но не меньше, чем до полтора. Нужно экспериментировать.

Руди, откуда потери переиспарения. если тепло дефлегмации не уводится из системы?Игорь, 03 Июля 10, 21:20

Если полностью рекуперируется - то и потерь нет. Точнее все равно есть, но, в нашем случае, незначительные. Но сильно сомневаюсь, что такая рекуперация будет 100%.

И как ты баланс энергии соблюдать будешь? Чем регулировать? Хорошо если брага будет недогреваться, можно плюнуть или часть в обход вести или бардой догревать. А если перегреваться? Воды добавлять? Ты точный расчет делал? Как-то страшно такое делать без возможности регулировки. Тут хорошо подумать нужно.

Тут интересно может получиться. Если после "бражного" дефлегматора поставить еще и нормальный с полным отбором, то все, что сконденсируется на бражном - пойдет в возврат, а что не смогло сконденсироваться - пролетит дальше и пойдет в отбор. Получится эдакое "естественное" ФЧ. Правда это сработает только в случае "перегрева" браги, т.е. при избыточной энергии в паре.

А если перегреваться?Rudy, 03 Июля 10, 23:12

Руди, ты меня удивил. Что значит перегреваться? Как она может перегреться парами, температура которых не выше 80 градусов, а брага закипает при 90? Единственное, что может быть - при избыточной теплопередаче змеевика весь пар сконденсируется и отбор прекратится. Поэтому я и говорю, что пока необходимая и достаточная площадь теплообмена не будет выяснена экспериментально, есть смысл предусмотреть байпас браги, чтобы часть её можно было пускать в обход дефлегматора.

при избыточной теплопередаче змеевика весь пар сконденсируется и отбор прекратитсяИгорь, 04 Июля 10, 01:15

Пусть укрепляющей части у нас пока нет, тогда:
Крепость браги 10%, крепость самогона 40% - всё очень примерно...
Нагреватель    1 кВт

Браги      4.47 кг/ч
Спирту      0.45 кг/ч
Самогону   1.12 кг/ч
Барды      4.75 кг/ч

На нагрев браги нужно 988.07 кДж
Энергия конденсаци самогона 1892.35 кДж
вроде должно хватать на ФЧ 1.9

Брага не сможет полностью "теплообменяться" с паром, в итоге меньше паров сконденсируется и ФЧ будет поменьше.
Кстати, по Крелю достаточное ФЧ равно 1,3.

Картина резко меняется, если конденсируются пары после укрепляюшей царги. Воды в них меньше, поэтому значительно меньше количество тепла, которое нужно отнять от них для конденсации. Расчеты я выкладывал.

Котище, я абстрагировался от конкретной мощности, все расчеты я веду\, ориентируясь на килограмм АС в браге и в парах.

Единственное, что может быть - при избыточной теплопередаче змеевика весь пар сконденсируется и отбор прекратится.Игорь, 04 Июля 10, 01:15

Именно это я и имел ввиду.

На нагрев браги нужно 988.07 кДжЭнергия конденсаци самогона 1892.35 кДжв роде должно хватать на ФЧ 1.9Kotische, 04 Июля 10, 02:21

Т.е. сконденсируется (и вернется) половина самогона, а половина пролетит на выход. Это ФЧ=1.

Именно это я и имел ввиду.Rudy, 04 Июля 10, 03:57

Так я же писал про обводную линию браги на время эксперимента. После выяснения необходимой длины змеевика необходимость в байпасе отпадет.

Достали вы меня своими рассужденьями, не поленился, вбил в модель и подачу браги тоже. Вроде все нормально, но ошибки еще могут быть. Вот что получилось.
Колонна из 20 тарелок, брага 10%об, 20*С подается на 10. Масса браги- 1, пара - 0.25 (гонял разное, годится от 0.22).

Видно, что ФЧ=1.5 - мало, тарелки с 10 по 15 не работают. Нужно что-то около 2. Ну или другие параметры покрутить.

Руди, больше 8-10 тарелок не нужно. Ведь задача - не глубокая ректификация, а укрепление пара выше 90%.

Игорь, посмотрел. Грабли есть, но к теме не относятся )))) Засерание внутренней стенки Димрота брагой с невозможностью механической чистки, к примеру. Но не суть.
Более пугающим моментом (ИМХО конечно) является отбор по паровой части. Ну не люблю я такие конструкции, зависящие от сквозняка из открытого окна. Хотя умом понимаю, что будет работать )))

Следующий шаг - пропускать брагу сначала через холодильник, затем подавать ее в Димрот.
Надо токо тепловой баланс посчитать - будет ли Димрот работать на горячей браге. А длину трубки можно подобрать практически.)

Я к чему - тогда появляется возможность уйти от охлаждения - конструкция приобретает некоторый смысл. Иначе рекуператор видится мне более простым по конструкции, а конденсацию паров я бы предпочел доверить воде...СС я согласен иметь на выходе горячим...скажем, градусов в 50-55С.

Что насчет такого конструктива?

Засерание внутренней стенки Димрота брагой с невозможностью механической чисткиигорь223, 04 Июля 10, 07:25

В димроте брага не выпаривается, а только греется. И если при кубовой перегонке на ТЭНах они (ТЭНы) не засераются, то внутренняя стенка димрота и подавно останется чистой.

не люблю я такие конструкции, зависящие от сквозняка из открытого окнаигорь223, 04 Июля 10, 07:25

Теплоизолировать наружную трубу дефлегматора не сложно. Да и поток теплообмена будет на порядок выше теплопотерь стенки. Влияния сквозняка при 2-3 кВт теплового потока ты и не заметишь.

Следующий шаг - пропускать брагу сначала через холодильник, затем подавать ее в Димротигорь223, 04 Июля 10, 07:25

В смысле? Подогревать её предварительно 100-градусным лютером? Вот тут-то и будут неприятности. Связанные и с частичным испарением, и с образованием твердых отложений. И эфект саморегулирования потеряется.

Уйти от охлаждения совсем не удастся.

Я могу понятным языком расписать полный тепловой баланс процесса, если ты выдашь исходные данные - мощность нагрева, крепость браги и желательную крепость отбираемого продукта. Уже есть наработки.

Видно, что ФЧ=1.5 - мало, тарелки с 10 по 15 не работают. Нужно что-то около 2.Rudy, 04 Июля 10, 05:34

Именно по этому я и предлогаю дополнительно греть разделяющую часть колонны теплом отнятым у барды.

Картина резко меняется, если конденсируются пары после укрепляюшей царги. Воды в них меньше, поэтому значительно меньше количество тепла, которое нужно отнять от них для конденсации.Игорь, 04 Июля 10, 03:41

В корне не согласен! Ибо закон сохранения энергии. Энергия должна куда то деться!
Вовсех точках колонны энергитический поток должен быть постоянным, меняется количество теплогосителя "нарезающего круги" в данном сечении колонны.
Если при входе в колонну спртоводяной пар внес какую то энергию, то эта энергия в неизменном виде дойдет до дефлегматора, но т.к. крепость спирта в раёне дефлегматора выше значит поток циркулирующего спирта у дефлегматора будет больше, вот от этого потока и надо ФЧ считать.

Подогревать её предварительно 100-градусным лютером?Игорь, 04 Июля 10, 08:38

Я грею брагу как раз лютером - все работает, на входе в колонну температуру браги можно иметь градусов 60-70, но я не об этом.

Я говорю о том, что твой способ подачи браги в колонну можно совместить с конденсаторно-холодильной частью установки. То есть сначала брагу подавать в холодильник СС, из него в Димрот, оттуда - в обедняющую часть системы. Если брага не будет в холодильнике чрезмерно нагреваться, то воды по ходу пьесы нам не понадобится. Но будет ли Димрот работать на подогретой браге - вот в чем сомнения.

если ты выдашь исходные данныеИгорь, 04 Июля 10, 08:38

Мощность три кило, крепость 8-10%, на крепость СС мне наплевать, можно сорок, можно и восемьдесят.

Руди, больше 8-10 тарелок не нужноИгорь, 04 Июля 10, 06:05

Так там и есть по 10 тарелок в отгонной и укрепляющих частях.

Для простоты расчетов считаю по массовым процентам. 8-10 объемных - это примерно 7 массовых,
Будем считать, что брага содержит 1 килограмм спирта и 13 килограмм воды.
Спирт будем отбирать с крепостью 50% массовых - 1 килограмм спирта и 1 килограма воды.

Для начала тот вариант, что я предложил.

Баланс дефлегматора.
В него поступает жидкость (1 спирт + 13 вода) с температурой 25 градусов и греется до 65 градусов - на 40 градусов.

При этом брага получает тепла ( 2,4 х 1 + 4,2 х 13 + 2,4 ) х 40 = 2280 кДж

Она не просто его получает, а отбирает от спиртовых паров (1+1), находящихся в точке кипения.
Отбор тепла сопровождается конденсацией в объеме:

2280 : (840 х 1 + 2256 х 1) = примерно 75%, что обеспечит флегмовое число на уровне 3.
Дополнительного охлаждения водой для дефлегмации не потребуется.

Если же брагу предварительно нагреть - скажем - наполовину (градусов на 20), она отберет от паров вдвое меньше тепла, поток возвратной флегмы снизится до 37%, что резко уменьшит флегмовое число до 0.6, и укрепление на этом закончится. Надо будет делать дополнительную дефлегмацию, что усложнит схему и управление. Поэтому я делаю вывод, что при слабом укреплении в дефлегматор должна поступать наиболее холодная брага, то есть самая первая.

Брагу, нагретую в дефлегматоре до 65 градусов, можно догреть бардой еще градусов на 20 максимум, но тут она может начать закипать в холодильнике (нагревателе?), что мне не нравится. Но это уже непринципиально.

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

На мой взгляд можно поиграться и получить намного более крепкий сырец, с минимальным стабильным содержанием воды. Хватит 8-10 тарелок, чтобы получить 95% массовых.
Считаем. Приток браги тот-же, а нагреваем её на  столько градусов, сколько обеспечит конденсацию ровно 75% пара (для ФЧ =3).

При полной конденсации пара, содержащего 1 килограмм спирта и 0,05 кг воды, от него нужно отнять 840 х 1 + 2256 х 0,05 = 950 килоджоулей.

Отняв такое количество тепла, брага нагреется на 950 : (4,2 х 13 + 2,4 х 1) = 16 градусов.

Вот в этом случае есть варианты. Можно весь поток браги предварительно прогреть бардой до нужной температуры, а затем направить в дефлегматор, либо разделить поток браги, часть его направить в димрот, а часть - в нагреватель и затем непосредственно в отгонную часть колонны.

Прошу извинить, если накосячил - очень хочется спать

Сергей 1972, я вот тут немного аналогичную идею толкал...
Но твоя идея по своему красива, подкупает своей простотой!
Из личного опыта, подавая ХОЛОДНУЮ воду в обратный холодильник очень трудно (лично мне) поймать момент когда проходит ровно столько сколько нужно и задерживается сколько нужно.
Он гад (холодильник) всё норовил либо пропустить слишком много, либо польностью всё сконденсировать

Меня тоже на мысли поперло что-то. Предложение возникло такое. Берем кожухотрубник, ставим его на попа, точнее на колонну. Верх не заглушаем. Воду запускаем не по трубам, а вокруг них. На выходе колонны ставим небольшой рассекатель пара, который будет пар заправлять к стенкам дефа. Под одной из трубок расположеных ближе к краю делаем тазик для приема спирта. В итоге получаем фиксированный отбор не зависимо от количества подаваемого пара