Управляемое охлаждение при ректификации

[ГОГа]

Вода воде - рознь.
Но делать надо, да, с запасом. Это :
- унификация, т.е. Все дефлегматоры- конденсаторы одного типоразмера
- возможность использования на колоннах 50+ до 60+ включительно
- для жаркого лета - запас по утилизируемой мощности ( вода входящая в более широком диапазоне )

[wow]

Пару  вопросов.
-как регулируется подача воды от источника?
Если вентилем, то это уже не автоматика.
-что будет, когда объем подаваемой воды уменьшится до и ниже  730мл/мин за счет падения давления в трубопроводе хол.  воды? Будет останов по недостаточному охлаждению.
- что будет, если давление подымится и расход  будет значительно выше 730мл/мин? Будет простое разбавление сливаемое в каналью воды, несмотря на то, что непосредственно из димротов будет выходить горячая вода.
Сдается мне, что такая схема изначально заточена на перерасход воды т.к.  отрегулировать поток так, чтобы в перемычке скорость была нулевой невозможно. Если скорость в перемычке меньше нуля (расход через насос больше, чем подпитка) будет подсос из линии слива, останов системы.
Если больше нуля – разбавление выхода.
Если равно нулю – на хрена эта перемычка, можно просто подать воду без насоса.

[ГОГа]

Ответ прост: самое дорогое не вода, а время. Время, потраченное на слежение за водой и ручное ее регулирование. И второе: качество СР, ибо перелаждение флегмы отсутствует.
Эти два фактора с лихвой перекрывают дополнительные копеечные расходы на воду.
И вдогонку: почти еще один фактор: мои нервы. Они мне дороги и я много отдам, что б их не портили ( переживания при ректификации).

[ass77]

что будет, когда объем подаваемой воды уменьшится до и ниже  730мл/мин за счет падения давления в трубопроводе хол.  воды? Будет останов по недостаточному охлаждению.

Что это за водопровод такой, который 40 литров в час обеспечить не может? Даже при обычном дефлегматоре в таком случае нужно на автономку переходить.

Если равно нулю – на хрена эта перемычка, можно просто подать воду без насоса.

Смысл в управлении температурой димрота. Почитай тему «дефлегматор для работы под давлением» и ориентирована эта схема прежде всего на автономку

[Игорь]

Пару  вопросов.

Перед парой ответов немного лирики.

Цель разработки управляемого - не создание идеальной схемы (это недостижимая цель), а более или менее полное устранение недостатков существующего варианта.
Насос за 15-20 долларов и два приваренных штуцера позволяют избежать переохлаждения дефлегматора и получать на его выходе достаточно высокую температуру независимо от потока подаваемой воды. это устраняет переохлаждение флегмы и "дыхание" дефлегматора.
Что будет если воду отключат или ее станет критически, аварийно мало? То же,что и в прежнем варианте. Несконденсированный пар пойдет в ТСА, нагреет датчик температуры, что приведет к остановке процесса.
Что будет если охлаждения станет больше, чем нужно (увеличился напор воды или ближе к ночи снизилась температура воздуха при автономном охлаждении)? раньше, при последовательной схеме, это приводило к преохлаждению дефлегматора, теперь этого не будет - насос возьмет "холода" столько, сколько необходимо, остальное пойдет мимо дефлегматора.
WOW, судя по одному из вопросов,ты не видишь самого интересного эффекта от дополнительного насоса.
продолжаю...
добавлено: 05-08-2018, 21:38:17

Если скорость в перемычке меньше нуля (расход через насос больше, чем подпитка) будет подсос из линии слива, останов системы.

Это не останов системы, а самый большой плюс.
Конкретный пример.
Допустим, поток воды через обычную последовательную схему равен 1 литр в минуту. При этом температура на входе в прямоточник 20 градусов, на выходе из прямоточника (на входе в дефлегматор) 25, на выходе из дмрота 55. перепад температуры воды в дефлегматоре 30 градусов.
Что будет,если при том-же потоке и температуре входящей воды мы будем крутить через дефлегматор вдвое больший поток воды - не один литр в минуту, а два?
Температура на выходе останется той-же (ведь температура и поток проходящей воды, а также нагрев не изменились). Изменится только температура воды на входе в дефлегматор - к литру выходящей из прямоточника воды с температурой 25 подмешается литр выходящей воды с температурой 55, температура на входе в димрот составит 40 градусов, а перепад температуры витков дефлегматора снизится вдвое.
Бесконечно повышать поток воды через деф не выйдет так как при этом снижается перепад между температурой пара и средней температурой воды, что снижает конденсирующую способность дефлегматора. поэтому поток воды через деф (другими словами - температуру воды на его входе) нужно держать на максимуме, при котором дефлегматор еще справляется  с конденсацией и не допускает значительного сброса пара в ТСА. И как только дефлегматор перестает справляться, поок воды нужно... снижать, как это странно не звучит.
Как видеть эту тонкую границу, как определять момент ее пересечения я еще не решил, но планы есть.


Только заметил, что затеял теоретическо-практические излияния в торговой ветке. Завтра разделю и размещу в нужном месте.

[Игорь]

Эти самые излияния весьма полезны. Как говорится - объяснял до тех пор пока сам не понял :)
Вернее еще до конца не понял,нужно разбираться



Есть два режима работы схемы принудительной циркуляции через димрот, отличающихся направлением движения воды через перемычку 1-2. Вариант нулевой скорости я не рассматриваю, так как он является частным и практически недостижимым случаем двух разных вариантов.
Интересно вот что.
Если поток воды через прямоточник заведомо больше потока воды через димрот, то увеличение оборотов насоса приведет к усилению охлаждения дефлегматора.
Если же насос дефлегматора качает воды больше, чем подается в прямоточник, увеличение оборотов насоса дефлегматора снижает конденсирующую способность дефлегматора. И в первом, и во втором случае нужно найти и поддерживать оптимальные обороты насоса, носпособ, алгоритм их нахождения будет совершенно разным.

При этом температура воды на выходе из системы при любом варианте не зависит от оборотов насоса, а зависит только от потока и температуры подаваемой воды и от мощности нагрева.
Надо заглянуть в ветку "дефлегматора под давлением", там я уже делал расчетные схемы для разных вариантов.


Вроде все ясно..
Пока буду работать по первому варианту - вода на участке 1-2 идет от единицы к двойке, то есть поток подаваемой воды заведомо завышен. Например, так, чтобы температура воды на выходе была градусов 40-50. Чем нестабильней подача воды, чем ниже возможные провалы ее подачи, тем ниже должна быть температура. Это для водопроводного охлаждения.
Или иначе...

Запускаем работу на себя, насос включаем на завышенные обороты.
Открываем краны холодной воды в ванной и на кухне (если они от одного ввода) и регулируем подачу воды так, чтобы ее температура на выходе составила градусов 55-60. Все.

При работе с автономкой будем разбираться позже.

[wow]

Если изначально планируешь  подавать воду в дефлегматор через насос в большем объеме, чем от стояка с хол водой  то и правильней и логичней поменять местами вход и выход воды в димрот. Перепад в 30*С заметнее, это не 5-10*С. И, согласись, все это должно выглядеть немного по-другому.
Выше писалось, что у некоторых (у многих) в линии холл воды много всякого дерьма, осадка, постор. включений, поэтому и  совмещать, параллелить димроты не гут.
Все-таки проще организовать раздельный выход из димротов. Один базовый, открыт всегда, обеспечивает расход по доохладителю и утилизирует большую часть мощности, второй, регулируемый автоматически, подстраивает систему охлаждения. В таком случае исключается перерасход воды, появляется возможность контроля за расходом по любому из димротов,  не нужно конструктивно подстраиваться под одинаковое гидравлическое сопротивление по разным ниткам (даже различные теплосъемы по каждой из ниток предпочтительней), обеспечивается правильное распределение градиентов температур по дефлегматору (в верху холоднее, в низу горячее).
Еще одно замечание. Регулировать температуру реально удобней в двухконтурном режиме. Первым контуром делается вода, температурой в 40-50*С, затем температурой, при которой происходит полная утилизация мощности, например 63-68*С . 

[Игорь]

у некоторых (у многих) в линии холл воды много всякого дерьма, осадка, постор. включений, поэтому и  совмещать, параллелить димроты не гут.

Не гут подавать в димрот воду с включениями независимо от того, одноконтурный он или двухконтурный. Фильтр грубой очистки рещает проблему включений.

Один базовый, открыт всегда, обеспечивает расход по доохладителю и утилизирует большую часть мощности, второй, регулируемый автоматически, подстраивает систему охлаждения.

Очень плохой вариант. Если вода имеет даже незначительно количество солей жесткости, снижение потока в регулируемом контуре неизбежно приведет к ее нагреву выше 70 градусов и зарастанию этого контура. Оба контура должны иметь одинаковое гидравлическое сопротивление, и скорость воды в каждом из них не должна опускаться ниже 20 см/с. Тогда не будет ни перегревов, ни зарастания.

обеспечивается правильное распределение градиентов температур по дефлегматору (в верху холоднее, в низу горячее)

Речь идет о температуре пара? Пар приходит в дефлегматор с азеотропной крепостью, с температурой 78,3. Эта температура пара остается неизменной по всей высоте дефлегматора, вплоть до полной конденсации пара.
Или речь идет о температуре воды? Тут вопрос что правильней - вода сверху вниз или снизу вверх - не имеет однозначного ответа. У Цыганкова есть данные о том, что особой разницы между направлениями потока воды, делающие какой-то из способов предпочтительным, нет.

Если ... подавать воду в дефлегматор через насос в большем объеме, чем от стояка с хол водой  то и правильней и логичней поменять местами вход и выход воды в димрот

Это не правильно и не логично. Во-первых, поток воды через общий участок (1-2) станет равным не разности потоков первого и второго кольца, а их сумме, что приведет к увеличению перепада давления на этом участке, а значит изменение потока в димротном кольце станет влиять на поток входяцей из водопровода воды. Чем бычстрее будет крутить насос, тем меньше воды из водопровода пойдет на охлаждение. Кроме того, часть холодной воды после прямоточников пойдет в канализацию, так и не попав в димрот, то есть не отобрав часть тепла, будет просто разбавлять горячую воду после димрота. Зачем это нужно?

[wow]

Хорошо, ставим базовый на малый димрот, бОльшим регулируем. Требуемый расход будет всегда.
Если предполагаешь, что направление потока в димроте не влияет на качество охлаждения, то рушатся все постулаты правильного дефлегматора, а именно:
-димрот-лучший вид конденсатора, позволяющий получить флегму максимальной температуры;
-все другие типы-виды дефлегматоров (клюшка, шайба, К/Т  и др) имеют переохлаждение флегмы априори и  хуже димрота.
Тогда димрот должен проиграть другим конденсаторам по высоте (шайбе Запала например). Высвобожденная высота увеличит высоту колонны и с лихвой компенсирует переохлаждение флегмы.

Чем бычстрее будет крутить насос, тем меньше воды из водопровода пойдет на охлаждение. Кроме того, часть холодной воды после прямоточников пойдет в канализацию, так и не попав в димрот, то есть не отобрав часть тепла, будет просто разбавлять горячую воду после димрота. Зачем это нужно?

Ну да, об этом я и говорю, что будет перерасход воды. Зачем это нужно?
Кроме того, чем быстрее будет крутить насос, тем  горячее вода(ведь подпитки все меньше) Температура растет, насос крутит все быстрей, подпитки все меньше, останов по аварии.

[Игорь]

Ну да, об этом я и говорю, что будет перерасход воды. Зачем это нужно?

Еще раз и медленно.
Ты предлагаешь пустить воду в дефлегматоре наоборот. Это приведет к сбросу части ненагретой воды мимо дефлегматора в канализацию. Я не вижу в этом смысла. Ты тоже. Зачем тогда переворачивать поток?

Хорошо, ставим базовый на малый димрот, бОльшим регулируем.

Не смею мешать. Ставь, регулируй, экспериментируй.

Тогда димрот должен проиграть другим конденсаторам по высоте

Тебя никто не заставляет делать вертикальный дефлегматор. Сейчас моя цель - нет сравнить разные варианты конструкции дефлегматора, а заставить работать эффективно одно- или многоконтурный вертикальный дефлегматор. Задача несколько шире, чем виделось в начале, есть разные варианты. И все они решаемы.

Кроме того, чем быстрее будет крутить насос, тем  горячее вода(ведь подпитки все меньше)

Похоже, я непонятно нарисовал схемы. Ты так и не понял, что обороты насоса и скорость воды в кольце димрота НИКАК не влияет на поток воды из водопровода в канализацию. Поэтому при увеличении потока воды, подпитки не становится меньше. Как давали литр в минуту или около того, так и даем. Эта вода уходит с температурой выше, чем была на входе, и уносит часть тепла

[Victor]

В мене вже десь десята ректифікація йде з управлінням подачі води в дефлегматор. Результатом задоволений. Для управління поженив ПІД регулятор з токовим виходом (4-20мА) з китайським цифровим ШИМ регулятором з управлінням 0-5 вольт. Температура води на виході постійна. Виставляю 71.5 градуса для того щоб з ТСА над ЦП капала 1 капля в три секунди.
Тепер думаю додати ще один регулятор для підмішування гарячої води на вхід.  Тому що зараз температура розчину пропіленгліколя приблизно 28градусів а коли настане зима то буде доходити до -20 градусів.
Ще помітив  цікаву штуку. Перших декілька разів відбирав голови одночасно і по паровій фазі і по рідкій, то та баклажка де голови капали з ТСА була обліплена мушками-алкашками, а ту пляшку де голови капали з перегородочного вузла вони повністю ігнорували. Тепер голови відбираю виключно через ТСА, вони набагато концентрованіші і їх меньше, а коли доходить до підголовників то включаю клапан.
Зліва блок управління колоною, справа блок управління автономкою.

[Микола Григорович]

Victor, А що таке 064?

[wow]

Вот я о чем.
1. Т.к. направление  движения воды в твоей схеме не может меняться и направлено всегда от насоса к канализации то необходимо поменять местами точки ввода и вывода воды в дефлегматоре. Классика. Рис.2.
2. Если нет ограничений по потребляемой воды (в твоей схеме не изменен, настроен на утилизацию максимальной мощности и не регулируется. Настроен с избытком) то да, берем сколько нужно тепла, разбавляем холодной водой и сливаем в каналью. Я предполагаю, что кому-то это не особо понравится. Дело даже не в стоимости воды, бывает, что откачка канальи стоит значительно дороже халявной воды.

[Victor]

064 це значення ШИМ воно може бути від 0 до 100. Відповідно і напруга на мембранний насос подається від 0до 12 вольт. При значенні 64 приблизно 7.7 вольта йде на 12-ти вольтовий насос.

[Микола Григорович]

Victor,

напруга на мембранний насос подається від 0до 12 вольт.

Не знаю, може в людей якісь інші ШИМ регулятори, а в мене міняється і струм і напруга, тому орієнтуюсь на потужність і фактичну витрату води.
До речі, при охолодженні дімрота водою з мережі, при незмінному положенні регулюючого крана витрата води на протязі всієї ректифікації залишається не змінною.
Міряв цією приблудою.