Спосіб отримання рідкого діоксиду вуглецю з газів спиртового бродіння - патент Україна 2236373 - Харін
Малюнки до патенту Україна 2236373
Винахід призначений для використання у виробництві рідкого діоксиду вуглецю на спиртових та пивоварних заводах.
Газ з роздільника змішують з газом, що надходить у другий ступінь компресора з адсорбера з активованим вугіллям, а рідина направляють в ізотермічне (теплоізольоване) сховище, з якого заповнюють транспортні ізотермічні цистерни для постачання споживачів. Періодично, у міру насичення адсорбентів органічними домішками та вологою, проводять регенерацію адсорбентів нагрітим газом, який відбирають із вихрового роздільника та ізотермічного сховища.
Завдання винаходу - підвищення ефективності очищення газу.
Рішення поставленої задачі досягається тим, що в способі отримання рідкого діоксиду вуглецю з газів спиртового бродіння, згідно з яким газ відбирають з бродильних апаратів, попередньо очищають в піноловці, спиртовій, водяному скрубері і водовідділювачі, потім стискають у триступінчастому компресорі , 2,5 і 7 МПа при проміжному охолодженні та осушуванні газу після кожного ступеня, причому після першого ступеня газ очищають від органічних домішок в адсорбері з активованим вугіллям, а після третього ступеня газ осушують в адсорберах з силікагелем і цеолітом, після чого газ стискають конденсаторі, частиною одержуваної рідини заповнюють балони споживача, решту рідини дроселюють до 0,8-1,2 МПа, двофазну суміш, що утворюється, з температурою (–43,5)-(-33,3)С розділяють у вихровому роздільнику, рідину направляють в ізотермічне сховище, а газ повертають у другий ступінь компресора в суміші з газом, що надходить з адсорбера з активованимвугіллям, при цьому періодично проводять регенерацію адсорбентів нагрітим газом, згідно винаходу, після першого ступеня стиснення газ охолоджують до 0С в рекуперативному теплообміннику, конденсат, що утворюється, парів води і органічних домішок відводять у збірник, при цьому в якості холодоносія використовують газо-рідинну суміш за допомогою струминного змішувача підведенням в нього газу та рідини з вихрового роздільника, причому рідину подають у приймальну камеру змішувача та її витрата регулюють вентилем, а газ підводять у сопло змішувача.
Заявлений спосіб здійснюється за допомогою установки, показаної на кресленні.
Установка містить піноловицю, спиртоловушку, газгольдер (не показані), водяний скрубер 1, водокільцевий компресор 2, водовідділювач 3, триступінчастий компресор 4, трубчастий охолоджувач 5 і масловлагоотделитель 6 за першим ступенем компресора, рекуперативний теплообмінник з активованим вугіллям, газоструминний змішувач 11, трубчасті охолоджувачі 12, 14 і масловлагоотделители 13, 15 за другою і третьою ступенями компресора, адсорбери 16 і 17 з силікагелем, адсорбери 18 і 19 з цеолітом, конденсатор 2 2 , дросель 24, вихровий роздільник 25, ізотермічне сховище 26, струминний змішувач 27, вентиля 28, що регулює, і сполучні трубопроводи з запірною арматурою. Установка забезпечена також системою регенерації адсорбентів, що включає теплообмінники для нагрівання газу, трубопроводи, що підводять і відводять, з арматурою і контрольно-вимірювальними приладами (на кресленні не показані).
Газ, що надходить з газгольдера, проходить водяний скрубер 7 і докільцевим компресором 2 подається у водовідділювач 3. Далі газ направляють в перший ступінь триступінчастогокомпресора 4, стискають в ній до 0,5 МПа, охолоджують водою в трубчастому охолоджувачі 5 до температури 30-35С і через масловлагоотделитель 6 направляють в міжтрубний простір рекуперативного теплообмінника 7. У трубний простір цього ж теплообмінника підводять газо- 43,5)-(-33,3)З струменевого змішувача 27. В результаті теплопередачі через стінки трубок газ в міжтрубному просторі охолоджується до 0С, а в трубному просторі рідка фаза суміші випаровується і газ нагрівається до температури (-10)—( -5)С. При охолодженні газу в міжтрубному просторі пари води, що містяться в газі, і органічних домішок конденсуються. Конденсат відводять у збірник 8, а охолоджений газ направляють один з адсорберів 9 або 10, заповнених активованим вугіллям. В адсорбер газ очищається від органічних домішок, які не сконденсувалися в теплообміннику. З адсорбера очищений газ, що знаходиться під тиском близько 0,4 МПа, направляють у приймальну камеру газоструминного змішувача 11, а газ трубного простору теплообмінника, що має тиск близько 0,8 МПа, підводять до сопла змішувача. Газ, що виходить із змішувача 11 з тиском близько 0,6 МПа, стискають у другому ступені компресора до 2,5 МПа, охолоджують водою в трубчастому охолоджувачі 12 і через масловлагоотделитель 13 направляють в третій ступінь компресора, де газ стискають до 7 МПа, знову водою в трубчастому охолоджувачі 14 і через масловлагоотделитель 15 направляють на осушення в адсорбер 16 або 17, заповнений силікагелем. Для остаточного осушення газ пропускають через адсорбер 18 або 19 з цеолітом. Після цього газ зріджують у конденсаторі 20. Частину зрідженого діоксиду вуглецю відводять у ресивери 21, з яких заповнюють балони 22, при цьому ступінь заповнення балонів контролюють за допомогою ваг 23.рідину дроселюють у дроселі 24 до тиску 0,8-1,2 МПа, що утворюється газо-рідинну суміш з температурою (-43,5)-(-33,3)З розділяють у вихровому роздільнику 25, з якого рідина направляють в ізотермічне сховище 26, а газ і частина рідини використовують для отримання охолоджуючої суміші за допомогою струминного змішувача 27. При цьому газ підводять до сопла, а рідина - в приймальну камеру змішувача, величину подачі рідини регулюють вентилем 28. Утворюється суміш направляють в трубний простір теплообмінника 7.
Регенерацію адсорбентів проводять нагрітим вуглекислим газом, який відбирають із вихрового роздільника. Наявність паралельно підключених адсорберів кожного типу дозволяє проводити регенерацію без припинення основного процесу.
1. Технологія спирту/В.Л. Яровенко, В.А. Марінченко, В.А. Смирнов та ін. / За ред. проф. В.Л. Яровенко, М., Колос, 1999, с.320-325.
2. Курс фізичної хімії, т. 1/Я.І. Герасимов, В.П. Древінг, О.М. Єрьомін та ін. / За ред. проф. Я І. Герасимова, М: Держ.науково-техн. вид хим. л-ри, 1963, с.144-152, 447, 448.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб отримання рідкого діоксиду вуглецю з газів спиртового бродіння, згідно з яким газ відбирають з бродильних апаратів, попередньо очищають в піноловій, спиртовій, водяному скрубері і водовідділювачі, потім стискають у триступеневому компресорі з послідовним підвищенням тиску до 0,5; 2,5 і 7 МПа при проміжному охолодженні та осушуванні газу після кожного ступеня, причому після першого ступеня газ очищають від органічних домішок в адсорбері з активованим вугіллям, а після третього ступеня газ осушують в адсорберах з силікагелем і цеолітом, після чого газ зріджують , частиною одержуваної рідини заповнюють балони споживача, іншурідину дроселюють до 0,8-1,2 МПа, двофазну суміш, що утворюється, з температурою -43,5 - -33,3°С розділяють у вихровому роздільнику, рідину направляють в ізотермічне сховище, а газ повертають у другий ступінь компресора в суміші з газом , що надходять з адсорбера з активованим вугіллям, при цьому періодично проводять регенерацію адсорбентів нагрітим газом, який відрізняється тим, що після першого ступеня стиснення газ охолоджують до 0°С в рекуперативному теплообміннику, конденсат, що утворюється парів води і органічних домішок відводять у збірник, при цьому холодоносія використовують газорідинну суміш, яку отримують за допомогою струминного змішувача підведенням в нього газу та рідини з вихрового роздільника, причому рідину подають у приймальну камеру змішувача та її витрата регулюють вентилем, а газ підводять у сопло змішувача.