Периодический сброс пара из дефлегматора. За и против.

[Игорь]

Я не устаю повторять, что любой шаг, любое действие имеет как желательные последствия, так и нежелательные. И решая, стоит ли делать какое-то изменение уже работающей системы, нужно взвесить плюсы и минусы.

Я внес небольшие изменения в программу Росы, и теперь каждые 5 минут она на 8 секунд останавливает подачу воды в дефлегматор. В результате дефлегматор "сморкается" - выплевывает в охлаждаемую ТСА содержимое своего парового объема. В подвешенную бутылку вытекает около 1-2 миллилитра конденсата. Так как 1 мл конденсата - это примерно 500 мл пара, я полагаю, что таким образом каждые 5 минут полностью удаляется весь пар из дефлегматора.

Это "сморкание" производится на двух этапах ректификации - при отборе головной фракции и при отборе товарного спирта.

Чтобы определить полезное это действие или нет, пытаюсь определить и сопоставить плюсы и минусы...

Плюс заключается в том, что наиболее летучая часть примесей в паровой фазе имеет заметно бОльшую концентрацию, чем в сконденсированной части, и при отборе головной фракции такой "паровой отбор" позволет вывести головы более концентрированными, а значит потери спирта на вывод головной фракции будут меньше.
Есть надежда на еще один плюс, по крайней мере - при отборе голов. Вывод из объема дефлегматора всего пара приводит к смене паровой фракции, а равновесная концентрация в ней головных примесей в несколькораз больше, чем в жидкостию Поэтому в дефлегматоре происходит увеличение испарения головных примесей, а значит на уровне отбора концентрация примесей становится меньше. Поэтому примеси со ступени разделения, расположенной под уровнем отбора, устремляются вверх, и конуентрация примесей на верхней тарелке уменьшается, а это провоцирует лучшее перемещение вверх примесей со смежной нижней тарелки... и так вплоть до куба.
Другими словами, периодическое сморкание дефлегматора ускоряет процесс подъема головных примесей, а значит должно сокращать время вывода голов.

При отборе товарного спирта оставшиеся в насадке и в кубе, а также новообразованные примеси головного характера поднимаются вверх, и место их наибольшей концентрации - пароваязона дефленматора.  Конденсируясь, они попадаютв узел отбора и в продукт.
Периодическое "сморкание" сбрасывает эти примеси в подвешенную бутылку и не позволяет им концентрироваться и пачкать товарный спирт.

Плюсы очевидны. Теперь минусы.
После "сморкания", когда подача воды в деф восстанавливается, пар, поднявшийся до самого верха дефлегматора, конденсируется, и новые порции пара до самого верха уже не доходят. Вверху дефлегматора освобождается место, и его, разумеется, тут-же занимает атмосферный воздух. С кислородом. Который - естественно - окисляет спирт и образует легколетучий альдегид. Не знаю сколько его там образкется, но даже если до этого в уле отбора альдегида не было теперт - будет... Концентрация в жидкости будет раз в 10 меньше чем в паровой зоне. Не знаю - много это или нет.

Если сморкания не проводить, в дефлегматоре над паром в любом случае будет воздух, но если он не сменяется, "старый" кислород из него израсходуется, а новый не поступит.

Сижу и думаю что перевесит - плюсы или минусы. Стоит "сморкаться" или нет. 

[Батарейкин]

и теперь каждые 5 минут она на 8 секунд останавливает подачу воды в дефлегматор

ну импульсно....
а в чем прикол? уменьшить поток воды. повысится выхлоп в ТСА
а если сравнить с электроникой то это как ШИМ и обычная регулировка потенциометром

Периодическое "сморкание" сбрасывает эти примеси в подвешенную бутылку и не позволяет им концентрироваться и пачкать товарный спирт.

у меня периодически (ни замерял но капля в минуту допустим оно и капает) за ректификацию 200мл накапывает

[Игорь]

Периодическое капание из ТСА чаще всего связано с констркуцией дефлегматора. Если при таком капаньи температура воды на выходе меньше 70-ти, то в ТСА скорее попадает не тот пар который надо выводить (максимально насыщенный примесями), не тот, который уже побыл в дефлегматоре, а часть того пара, который только-что пришел из колонны.
Если уменьшение подачи воды не поднимает ее температуру до 70-ти и выше, капель из ТСА - это опять-же - не тот пар, коорый надо вывести, а часть только что поднявшегося из колонны пара, которая успела проскочить через дефлегматор без конденсации.

Я сравнил то, что накапливалось в подвешенной бутылочке при отборе голов раньше с тем, что тыда "высмаркивается" сейчас. Это две большие разницы. При сморкании во время отбора голов в бутылочку капает гораздо более "головастая" жидкость.

Опять-же... можно снизить подачу воды так, чтобы в бутылочку капало - скажем - 30 мл в час. А потом сосед сольет какашки в унитазе, напор воды уменьшится, и в бутылку хлынет 300 мл в час.
Или жена откроет форточку и капанье прекратится вовсе.

[perkoljator]

Периодическое "сморкание" сбрасывает эти примеси в подвешенную бутылку и не позволяет им концентрироваться и пачкать товарный спирт

Игорь,
А если не давать сморкаться, а  вместо бутылки  к ТСА. подключить дополнительный охладитель с отдельным подводом охлаждающей воды. Или иными словами -легколетучие пары выводить на постоянной основе. 
Какие неприятности ожидают в этом случае. 

[pinskslonik]

Как поведет себя датчик на ТСА при таком алгоритме ?

[Игорь]

У меня ТСА охлаждаемая, бутылка подвешена к выходу охладителя.
"На постоянной основе" - идеальный, но я не представляю как организовать равномерныйи главное - дозированный отбор пара после дефлегматора.
Если нагрев стабилизирован с точностю до 1-го процента, в дефлегматор приходит за час - грубо говоря - 5000 плюс минус 50 мл спирта на каждый киловатт нагрева. Если жестко и совершенно точно стабилизировать подачу воды так, чтобы был  ее недостаток и происходил сброс в количестве - скажем - 20 мл на киловатт, колебания нагрева в допустимых 1%-ных передлах приведет  либо к увеличению сброса до 70 мл на киловатт, либо к прекращению сброса. К этой нестабильности добавится нестабильность воздушного охлаждения дефлегматора и свзанного с ним нестабильность дополнительной конденсации в дефлегматоре.
Другими словами, я много пытался, но так и не смог добиться  равномерного дозированного сброса. И только периодическое "сморкание" дает более-менее стабильный результат.
добавлено: 06-03-2016, 18:34:43

Как поведет себя датчик на ТСА при таком алгоритме ?

Это зависит от того, как он установлен. Чтобы не было срабатываний как при недостатке воды, мне пришлось увеличить контрольную температуру с 40 до 50 градусов. и расположить темометр там, где трубка быстро охлаждается при возобновлении подачи воды.

[Батарейкин]

как организовать равномерныйи главное - дозированный отбор пара после дефлегматора.

а если на ТСА электромагнитный клапан типа как на отбор поставить?

[Игорь]

Прервется связь с атмосферой и в кубе давление будет скакать как мустанг.Вместе с управляющими температурами.

[александр1]

Я так понимаю это альтернатива отбора спирта по пару?? или ?

[Игорь]

Не спирта, а части головной фракции при отборе голов и непастеризованного спирта при основном отборе.

При отборе нормального товарного спирта то, что "высмаркивается" из ТСА,  имеет явно головной запах и противный горький вкус от начала и до конца отбора товарного спирта.
Меня терзает вопрос. Откуда берутся эти головные примеси? Если они идут из куба, это хорощо. "Высмаркиваясь", мы не пускаем эти примеси в отбор. Но я не исключаю, что эти примеси являются результатом высмаркивания, при котором в дефлегматор время от времени попадает свежая порция воздуха и кислорода.  А если так, то никакой пользы от такого приема нет. Мы сбрасываем те примеси, которые сами и рождаем. И не факт, что они высмаркиваются полностью. Не исключенр, что если второе предположение верно, часть этих примесей, рождаемых в дефлегматоре, попадает в основной отбор.

Лругими словами...
Небольшой непрерывный отбор спиртового пара над дефлегматором несомненно полезен. Но я опасаюсь, что если этот отбор производится не непрерывно, а периодически, если выход пара из ТСА чередуется с подсосом воздуха, эффект может быть обратным и вместо дополнительной очистки можно получить дополнительное загрязнение из-за "дыхания" дефлегматора.

[Игорь]

Можно сузить зону неопределенности...
На этапе отбора головной фракции в дефлегматор приходит больше головных примесей, чем их может образоваться из-за периодического дыхания дефлегматора. Значит на этом этапе потенциальный (гипотетический) вред от периодического сморкания не превышает несомненной пользы - экономии спирта и сокращения времени вывода голов.
А при отборе товарного спирта целесообразность сморкания предстоит еще выяснить. 

[ГОГа]

Думаю, что "высмаркивание дефлегматора" функция полезная, правда, ее малость надо дополнить:  ТСА соединить гибкой трубкой с объемом, наполненным инертным газом, например, аргоном. Его плотность выше плотности воздуха, он будет скапливаться в нижней части емкости ( банки) , много его не потребуется. Это даст возможность сморкаться без подсоса кислорода воздуха.

[Игорь]

Дыхание есть дыхание. При каждом цикле из дефлегматоравбанку задует миллилитров 100 воздуха, затем  выйдет 1-2 мл конденсата. После этого, когда вода включается,  подсосется - скажем - пол-дефлегматора воздуха из банки. Миллилитров 200-300. И так каждые 5 минут. Очень скоро аргон в банке закончится и в подсос пойдет воздух. Можно, конечно, поставить рядом с колонной баллон и устроить непрерывный поддув в банку. Но это уже перебор.

[Игорь]

Можно  отказаться от связи с атмосферой и вести процесс под небольшим избыточным давлением. Возможно это даст возможность организовать непрерывный стабильный сброс пара из дефлегматора. Надо только детально продумать каким образом стабилизировать давление в дефлегматоре на уровне 2-3 кПа выше атмосфкрного. Ведт подкачивать туда воздух изиазот - не вариант.

[Бандерівець]

высмаркивание

Совсем неприятный "термин".