НАСАДОЧНАЯ ТАРЕЛКА ПЕРЕКРЕСТНОГО ТОКА ДЛЯ ДИАБАТИЧЕСКОЙ УКРЕПЛЯЮЩЕЙ КОЛОННЫ

УДК 66.015.23

  • Николай Александрович Войнов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева Email: n.a.voynov@mail.ru
  • Анастасия Викторовна Богаткова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева Email: Sonchic-Sveta@yandex.ru
  • Денис Андреевич Земцов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева Email: zemcovda@sibsau.ru
  • Ольга Петровна Жукова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева Email: zhukovolga@yandex.ru
  • Вячеслав Андреевич Чернов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева Email: 76895jk@bk.ru
Ключевые слова: диабатическая ректификация, тарелка, насадка, испарение, конденсация, эффективность, коэффициент теплопередачи

Аннотация

Диабатическая ректификация является одним из способов повышения энергоэффективности процесса разделения смесей в лесохимической промышленности. Эффективными показали себя диабатические установки, в которых осуществлялась парциальная конденсация поднимающихся паров и дальнейшее испарение конденсата на контактных устройствах, размещенных на тарелках. Перспективными в этом плане являются устройства, выполненные из горизонтально установленных перфорированных пластин. Они обладают низким сопротивлением и высокой эффективностью, однако имеют узкий диапазон работы. Для интенсификации процесса разделения и увеличения производительности колонны разработана и исследована комбинированная насадочная тарелка перекрестного тока. Она включает спирально-призматическую насадку, размещенную в коаксиальных перфорированных стаканах, и профилированные пластины, обеспечивающие последовательное стекание флегмы и предотвращение попадания конденсата в зону испарения. Такое исполнение тарелки позволило интенсифицировать процесс тепломассообмена как в паровой, так и в жидкой фазе, расширить рабочий диапазон устойчивой работы тарелки.

Представлены результаты экспериментального исследования разработанной тарелки в опытной ректификационной колонне. Показано распределение концентрации этанола в жидкости, стекающей по пластинам. Установлена полезная разность температур, при которой происходит испарение флегмы на профилированных пластинах и конденсация под пластинами. Определена величина коэффициента теплопередачи теплового потока на пластине. Проведено сравнение характерных показателей насадочной адиабатической колонны со спирально-призматической насадкой противоточного типа с диабатической колонной с тарелками перекрестного тока и показано преимущество последней. Разработанные тарелки рекомендуется применять при создании малотоннажных укрепляющих колонн, в том числе и под вакуумом.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Николай Александрович Войнов , Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

доктор технических наук, профессор

Анастасия Викторовна Богаткова , Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

кандидат технических наук

Денис Андреевич Земцов, Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

кандидат технических наук, старший преподаватель

Ольга Петровна Жукова , Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

кандидат технических наук, доцент

Вячеслав Андреевич Чернов , Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

студент

Литература

Ismagilov R.M., Radbil' A.B., Radbil' B.A. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2004, no. 2, pp. 73–76. (in Russ.).

Patent 20100137556 (US). 03.06.2010.

Kiss A.A. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 2013, vol. 89(4), pp. 479–498. https://doi.org/10.1002/jctb.4262.

Parhi S.S., Rangaiah G.P., Jana A.K. Separation and Purification Technology, 2021, vol. 260, 118225. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.118225.

Javed A., Hassan A., Babar M., Azhar U., Riaz A., Mujahid R., Ahmad T., Mu-bashir M., Lim H.R., Show P.L., Khoo K.S. Energies, 2022, vol. 15, no. 18, 6498. https://doi.org/10.3390/en15186498.

Duan C., Li С. Energy, 2023, vol. 263C, 125821. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.125821

Ray S., Das G. Process Equipment and Plant Design, 2020, pp. 427–523. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814885-3.00014-2.

Pavlenko A.N., Pecherkin N.I., Zhukov V.E., Meski G., Houghton P. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2020, vol. 132, 110092. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110092.

Zakharov M.K., Boichuk A.A. Chemical and Petroleum Engineering, 2019, vol. 54, pp. 901–909. https://doi.org/10.1007/s10556-019-00570-4.

Marin-Gallego M., Mizzi B., Rouzineau D., Gourdon С., Meyer M. Chemical Engineering and Processing – Process Intensification, 2022, vol. 171, 108643. https://doi.org/10.1016/j.cep.2021.108643.

Madyshev I.N., Kharkov V.V., Dmitrieva O.S., Zinurov V.E. Thermal Science and Engineering Progress, 2022, vol. 34, 101431. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2022.101431.

Kooijman H.A., Sorensen E. Chemical Engineering Research and Design, 2022, vol. 188, pp. 473–482. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2022.10.005.

Voinov N.A., Bogatkova A.V., Zemtsov D.A. ChemEngineering, 2022, vol. 6, no. 2, p. 29. https://doi.org/10.3390/chemengineering6020029.

Mello G.N., Battisti R., Urruth N.S., Machado R.A.F., Marangoni C. Chemical Engineering Research and Design, 2020, vol. 159, pp. 424–438. https://doi.org/10.1016/J.CHERD.2020.05.001.

Fonyo Z., Benko N. Chemical Engineering Research and Design, 1998, vol. 76, pp. 348–360. https://doi.org/10.1205/026387698524776.

Battisti R., Machado R.A.F., Marangoni C. Chemical Engineering and Processing – Process Intensification, 2020, vol. 150, 107873. https://doi.org/10.1016/j.cep.2020.107873.

Biasi L.C.K., Batista F.R.M., Zemp R.J., Romano A.L.R., Heinkenschloss M., Meirelles A.J.A. Chemical Engineering and Processing – Process Intensification, 2021, vol. 162, 108334. https://doi.org/10.1016/j.cep.2021.108334.

Alves J.L.F., da Silva Filho V.F., Machado R.A.F., Marangoni С. Process Safety and Environmental Protection, 2020, vol. 139, pp. 69–75. https://doi.org/10.1016/j.psep.2020.03.039.

Madyshev I.N., Kharkov V.V., Dmitrieva O.S., Zinurov V.E. Thermal Science and Engineering Progress, 2022, vol. 34, 101431. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2022.101431.

Madyshev I.N., Dmitrieva O.S., Mayasova A.O., Nikolaev A.N. Chemical and Petroleum Engineering, 2022, vol. 58, no. 3–4, pp. 259–265. https://doi.org/10.1007/s10556-022-01084-2.

Madyshev I.N., Dmitrieva O.S., Mayasova A.O., Nikolaev A.N. Chemical and Petroleum Engineering, 2022, vol. 58, pp. 537–544. https://doi.org/10.1007/s10556-023-01126-3

Voinov N.A., Zemtsov D.A., Deryagina N.V., Bogatkova A.V., Zhukova O.P. Chemical Engineering Research and Design, 2022, vol. 185, pp. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2022.06.033.

Patent 2607730C1 (RU). 2017. (in Russ.).

Peton – tekhnologicheskiy inzhiniringovyy kholding. [Peton – a technology engineering holding]. URL: https://oldsite.peton.ru/pages.php?p=189. (in Russ.).

Mareshova L.A., Bogatykh K.F., Rol'nik L.Z., Yagafarova G.G. Elektronnyy Nauchnyy Zhurnal Neftegazovoye delo, 2007, no. 1, pp. 74–85. (in Russ.).

Patent 2803963 (RU). 2023. (in Russ.).

Voynov A.N., Zhukova O.P., Pan'kov V.A., Voynov N.A. Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh produktov, 2012, no. 4, pp. 95–99. (in Russ.).

Shagivaliyev A.A., Nikolayev N.A. Khraneniye i pererabotka sel'khozsyr'ya, 2001, no. 7, pp. 14–17. (in Russ.).

Опубликован
2024-12-04
Как цитировать
1. Войнов Н. А., Богаткова А. В., Земцов Д. А., Жукова О. П., Чернов В. А. НАСАДОЧНАЯ ТАРЕЛКА ПЕРЕКРЕСТНОГО ТОКА ДЛЯ ДИАБАТИЧЕСКОЙ УКРЕПЛЯЮЩЕЙ КОЛОННЫ // Химия растительного сырья, 2024. № 4. С. 405-415. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/14048.
Выпуск
Раздел
Технологии