[go: up one dir, main page]

RU2284208C2 - Method of separation of the alcohol-water mixture and the installation for its realization - Google Patents

Method of separation of the alcohol-water mixture and the installation for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2284208C2
RU2284208C2 RU2004123233/13A RU2004123233A RU2284208C2 RU 2284208 C2 RU2284208 C2 RU 2284208C2 RU 2004123233/13 A RU2004123233/13 A RU 2004123233/13A RU 2004123233 A RU2004123233 A RU 2004123233A RU 2284208 C2 RU2284208 C2 RU 2284208C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alcohol
mixture
ejector
circuit
separation
Prior art date
Application number
RU2004123233/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004123233A (en
Inventor
Александр Владимирович Косс (RU)
Александр Владимирович Косс
Роман Андреевич Пензин (RU)
Роман Андреевич Пензин
Марина В чеславовна Наумова (RU)
Марина Вячеславовна Наумова
Original Assignee
Роман Андреевич Пензин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роман Андреевич Пензин filed Critical Роман Андреевич Пензин
Priority to RU2004123233/13A priority Critical patent/RU2284208C2/en
Publication of RU2004123233A publication Critical patent/RU2004123233A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2284208C2 publication Critical patent/RU2284208C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)

Abstract

FIELD: processes liquid mediums separation processes; methods and devices for alcohol-water mixtures separation.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the separation processes of liquid mediums. According to the method the alcohol-water mixture is fed into the ejector under pressure, ensuring a continuous flow of the hypersonic two-phase mixture consisting of the liquid phase and the vapors evaporated from it. These vapors are removed from the inlet chamber of the ejector by its vacuumization with the help of the second hypersonic ejector, which has been included in the second loop of circulation of the working medium. The alcohol-water mixture is fed into the ejector at the temperature exceeding the temperature of the circulating medium in the independent loop by the value, which ensures at least twofold exceeding the pressure of boiling of the separated alcohol-water mixture over the pressure of boiling of the circulating working medium. The installation contains: two loops, each of which is supplied with the hypersonic ejector mounted vertically with its inlet chamber upward; the steam-gas pipe duct directly bridging the inlet chambers of ejectors of the first and the second loops. The first loop contains the pipe ducts for the feeding of the being separated medium and for withdrawal of the alcohol depleted component. The second loop contains: the withdrawing alcohol enriched component pipe duct; the circulating main with the pump and the tank for the circulating medium, in the lower part of which there is the heat exchange device. The invention allows to increase the degree of separation of the mixture at using the small-size installation.
EFFECT: the invention ensures the increased degree of separation of the mixture at using the small-size installation.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам и устройствам разделения жидких сред, имеющих в составе компоненты с различными температурами кипения, в частности к разделению водно-спиртовых смесей, и может быть использовано, например, в пищевой промышленности.The invention relates to methods and devices for separating liquid media containing components with different boiling points, in particular to the separation of water-alcohol mixtures, and can be used, for example, in the food industry.

Известен способ перегонки гидролизной бражки, включающий ее нагрев, эжектирование, сепарацию и ректификацию (SU 1013461, 23.04.83).A known method of distillation of hydrolysis mash, including its heating, ejection, separation and rectification (SU 1013461, 04.23.83).

Недостатком данного способа является то, что он не избавляет от необходимости использовать пар хоть и низкого давления и не снижает материалоемкость всей конструкции.The disadvantage of this method is that it does not eliminate the need to use steam, albeit at a low pressure, and does not reduce the material consumption of the entire structure.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ и устройство для разделения жидких сред, в том числе водно-спиртовой смеси, по RU 2165281.The closest in technical essence and the achieved result is a method and device for the separation of liquid media, including water-alcohol mixture, in accordance with RU 2165281.

По известному способу обеспечивают эжекцию и циркуляцию заранее выбранного и закачанного в установку газа за счет его эжектирования разделяемой жидкостью, транспортируют пары легкокипящей компоненты газом, отделяют газопаровую смесь от образующейся на выходе из эжектора пены, конденсируют пары легкокипящей компоненты в охлаждаемом конденсаторе, накапливают сконденсированную компоненту в отдельном объеме, подают снова газ на эжекцию, поддерживают постоянное давление в газовом контуре системы, поддерживают в приемной камере эжектора разрежение, которое необходимо для вскипания легкокипящей компоненты. Устройство содержит последовательно соединенные герметичный бак, электронасос, сопловой блок жидкостно-газового эжектора, который герметично соединен своей выходной частью с баком. К баку последовательно присоединены пеногаситель или бак отстоя пены и охлаждаемый конденсатор, соединенный в свою очередь с баком-накопителем отделенной фракции с установленным на нем расширительным баком и соединенным трубкой с редуктором, установленным на входе в приемную камеру эжектора (RU 2165281, 20.04.2001).According to the known method, ejection and circulation of a gas pre-selected and pumped into the installation is ensured by ejecting it with a separated liquid, vapor of the low-boiling component is transported by gas, the gas-vapor mixture is separated from the foam formed at the outlet of the ejector, the vapor of the low-boiling component is condensed in the cooled condenser, and the condensed component is accumulated. separate volume, feed gas for ejection again, maintain a constant pressure in the gas circuit of the system, maintain an ejector in the receiving chamber vacuum which low-boiling components necessary for effervescence. The device contains a series-connected sealed tank, an electric pump, a nozzle block of a liquid-gas ejector, which is hermetically connected by its output part to the tank. A defoamer or a foam sludge tank and a cooled condenser are connected in series to the tank, which in turn is connected to the storage tank of the separated fraction with an expansion tank installed on it and connected to a reducer installed at the inlet of the ejector intake chamber (RU 2165281, 04/20/2001) .

Недостатком известного технического решения является использование заранее выбранного газа, что сильно снижает коэффициент полезного действия процесса разделения из-за необходимости перекачивать этот газ по замкнутому контуру, излишнее ценообразование, ведущее к необходимости увеличения объема установки и недостаточная концентрация получаемого спирта сырца, сильно зависящая в этой технологии от концентрации спирта в разделяемой смеси.A disadvantage of the known technical solution is the use of a pre-selected gas, which greatly reduces the efficiency of the separation process due to the need to pump this gas in a closed loop, excessive pricing, which leads to the need to increase the installation volume and insufficient concentration of the obtained crude alcohol, which is highly dependent on this technology from the concentration of alcohol in the shared mixture.

Задачей настоящего изобретения является повышение коэффициента полезного действия процесса разделения, уменьшение массогабаритных характеристик установки, снижение пенообразования и повышение концентрации получаемого продукта.The objective of the present invention is to increase the efficiency of the separation process, reduce the overall dimensions of the installation, reduce foaming and increase the concentration of the resulting product.

Поставленная задача решается описываемым способом разделения водно-спиртовой смеси, включающим подачу смеси в приемную камеру эжектора, образование сверхзвуковой двухфазной смеси, ее разделение, конденсацию обогащенного спиртом компонента и циркуляцию рабочей среды, согласно которому спиртовую смесь подают в эжектор под давлением, обеспечивающим безотрывное течение сверхзвуковой двухфазной смеси, состоящей из жидкой фазы и выделившихся из нее паров, выделившиеся пары удаляют из приемной камеры эжектора путем ее вакуумирования с помощью второго сверхзвукового эжектора, включенного в независимый контур циркуляции жидкой рабочей среды, при этом водно-спиртовую смесь подают в эжектор при температуре, превышающей температуру циркулирующей среды в независимом контуре на величину, обеспечивающую не менее чем двукратное превышение давления кипения разделяемой водно-спиртовой смеси над давлением кипения циркулирующей рабочей среды.The problem is solved by the described method for the separation of a water-alcohol mixture, including feeding the mixture into the receiving chamber of the ejector, the formation of a supersonic two-phase mixture, its separation, condensation of the alcohol-enriched component and the circulation of the working medium, according to which the alcohol mixture is fed into the ejector under pressure, providing a continuous flow of supersonic of a two-phase mixture consisting of a liquid phase and vapors released from it, the released vapors are removed from the receiving chamber of the ejector by evacuating it with by means of a second supersonic ejector included in an independent circuit of the circulation of the liquid working medium, while the water-alcohol mixture is fed into the ejector at a temperature exceeding the temperature of the circulating medium in the independent circuit by a value that provides at least twice the boiling pressure of the shared water-alcohol mixture over boiling pressure of a circulating fluid.

Предпочтительно в качестве рабочей среды используют водно-спиртовую смесь.Preferably, a water-alcohol mixture is used as the working medium.

Поставленная задача решается также описываемой установкой для осуществления способа, охарактеризованной выше, которая содержит два контура, каждый из которых снабжен сверхзвуковым эжектором, установленным вертикально приемной камерой вверх, парогазовый трубопровод с запорно-регулирующей и измерительной аппаратурой, непосредственно соединяющий приемные камеры эжекторов первого и второго контуров, при этом первый контур содержит насос, трубопровод для подачи разделяемой смеси и магистраль отвода обедненной смеси, а второй контур содержит циркуляционную магистраль с насосом, бак для циркулирующей среды, в нижней части которого установлено теплообменное устройство, и отводящий трубопровод обогащенного спиртом компонента.The problem is also solved by the described installation for implementing the method described above, which contains two circuits, each of which is equipped with a supersonic ejector mounted vertically by the receiving chamber upward, a gas-vapor pipeline with shut-off and control and measuring equipment directly connecting the receiving chambers of the ejectors of the first and second circuits wherein the first circuit contains a pump, a pipeline for supplying a shared mixture and a drain pipe of the lean mixture, and the second circuit with erzhit circulating pipe with a pump, a tank for the circulating medium, the bottom of which is installed a heat exchanger, and a discharge line component enriched alcohol.

Теплообменное устройство может быть выполнено в виде холодильной машины, охлаждающий контур которой предназначен для охлаждения рабочей среды, а радиатор сброса тепла связан с трубопроводом подачи разделяемой смеси и предназначен для ее подогрева.The heat exchange device can be made in the form of a refrigeration machine, the cooling circuit of which is designed to cool the working environment, and the heat sink radiator is connected to the supply pipe of the shared mixture and is designed to heat it.

Предложенный способ основан на различии температур кипения компонентов водно-спиртовой смеси.The proposed method is based on the difference in boiling points of the components of the water-alcohol mixture.

В таблице 1 приведены значения давлений на линии насыщения (давления кипения) в зависимости от температуры для спирта и воды.Table 1 shows the pressure values on the saturation line (boiling pressure) depending on the temperature for alcohol and water.

Таблица 1.Table 1. t°Ct ° C 88 1919 2626 34,934.9 48,448,4 63,563.5 87,487.4 Спирт, Рмм рт.ст. Alcohol, R mm Hg 20twenty 4040 6060 100one hundred 200200 400400 760760 Вода, Рмм рт.ст. Water, P mm Hg 88 1616 2525 4141 8484 175175 470470

На фиг.1 представлена зависимость давлений на линии насыщения (давления кипения) в зависимости от температуры для спирта и воды.Figure 1 shows the dependence of the pressures on the saturation line (boiling pressure) as a function of temperature for alcohol and water.

Для определения массовых долей выделяемых из жидкости в виде паров компонентов следует рассмотреть соотношение, определяющее объем парогазовой смеси (рассматривается раствор спирта в воде):To determine the mass fractions of the components released from the liquid in the form of vapors, one should consider the ratio that determines the volume of the vapor-gas mixture (a solution of alcohol in water is considered):

Vпг=mсνс(п)=mвνв(п),V pg = m with ν s (n) = m in ν in (n) ,

где Vсм - объем смеси; mc и mв - массовые доли спирта и воды; νс(п) и νв(п) - удельные объемы паров спирта и воды.where V cm is the volume of the mixture; m c and m in - mass fraction of alcohol and water; ν c (p) and ν c (p) are the specific volumes of alcohol and water vapors.

Массовая доля выделяемого компонента (спирта) связана с массовой долей пара (воды) соотношением:The mass fraction of the emitted component (alcohol) is associated with the mass fraction of steam (water) by the ratio:

mс/mв=Pс(п)·Rв./(Рв(п)·Rс),m s / m in = P s (n) · R in. / (P in (n) · R s ),

где Рс(п) и Рв(п) - парциальные давления паров спирта и воды.where P c (p) and P in (p) are the partial vapor pressures of alcohol and water.

Например, при температуре 19°С имеем следующие значения давлений на линии насыщения: Рводы=16 мм рт.ст.; Рспирта=40 мм рт.ст., т.е. давления отличаются в 2,5 раза. Кроме того, газовые постоянные отличаются в 2,56 раза (Rс=18,43, Rв=47,1). Таким образом, при температуре 19°С отношение mс/mв составит 6,4. Т.е. на каждую единицу массы воды будет приходиться 6,4 массы спирта (≈84% раствора спирта в воде).For example, at a temperature of 19 ° C we have the following pressure values on the saturation line: P of water = 16 mm Hg; P alcohol = 40 mm Hg, i.e. pressures differ by 2.5 times. Moreover, different gas constant of 2.56 times (R a = 18,43, R a = 47.1). Thus, at a temperature of 19 ° C, the ratio m s / m in will be 6.4. Those. for each unit of mass of water, 6.4 mass of alcohol (≈84% solution of alcohol in water) will be accounted for.

Для получения критического перепада давлений при получении концентрированного раствора спирта из раствора с малыми концентрациями спирта (150 мм рт.ст. и 75 мм рт.ст.) достаточно иметь разницу температур в 12°C (42°C-30°C). При более высоких давлениях необходимая разница температур снижается, но возрастают энергетические потери, связанные с необходимостью дополнительного нагрева обрабатываемой жидкости. При этом возрастает и производительность, т.е. необходима оптимизация в каждом конкретном случае.To obtain a critical pressure drop in obtaining a concentrated alcohol solution from a solution with low alcohol concentrations (150 mmHg and 75 mmHg), it is sufficient to have a temperature difference of 12 ° C (42 ° C-30 ° C). At higher pressures, the required temperature difference decreases, but the energy losses associated with the need for additional heating of the treated fluid increase. At the same time, productivity also increases, i.e. optimization is necessary in each case.

На фиг.2 представлена схема установки для разделения водно-спиртовой смеси, содержащая два контура, каждый из которых снабжен сверхзвуковым эжектором, установленным вертикально приемной камерой вверх, парогазовый трубопровод с запорно-регулирующей и измерительной аппаратурой, непосредственно соединяющий приемные камеры эжекторов первого и второго контуров. Первый контур содержит: 1 - насос; 2 - подводящую магистраль; 3 - радиатор теплообменного устройства; 4 - трубопровод; 5 - трубку подачи смеси к эжектору; 6 - приемную камеру эжектора; 7 - сверхзвуковой эжектор; 8 - магистраль отвода смеси. Второй контур содержит: 10 - сверхзвуковой эжектор; 11 - приемную камеру эжектора; 12 - трубку подачи рабочей жидкости; 13 - трубку; 14 - бак; 15 - насос; 16 - охлаждающий контур теплообменного устройства; 17 - холодильник; 18 - отводящий трубопровод обогащенного спиртом компонента. Соединяются два контура парогазовым трубопроводом с запорно-регулирующей и измерительной аппаратурой - 9.Figure 2 presents the installation diagram for the separation of the water-alcohol mixture, containing two circuits, each of which is equipped with a supersonic ejector mounted vertically by the receiving chamber upward, a gas-vapor pipeline with shut-off and control and measuring equipment, directly connecting the receiving chambers of the ejectors of the first and second circuits . The first circuit contains: 1 - pump; 2 - a supply line; 3 - heat exchanger radiator; 4 - pipeline; 5 - tube supplying the mixture to the ejector; 6 - receiving chamber of the ejector; 7 - supersonic ejector; 8 - line removal of the mixture. The second circuit contains: 10 - supersonic ejector; 11 - receiving chamber of the ejector; 12 - a tube for supplying a working fluid; 13 - a tube; 14 - tank; 15 - pump; 16 - cooling circuit of a heat exchange device; 17 - refrigerator; 18 - discharge pipe enriched with alcohol component. Two circuits are connected by a combined-cycle pipeline with shut-off-regulating and measuring equipment - 9.

Работа установки с производительностью до 1 г/с, по удаляемой из исходного раствора легкокипящей компоненте может быть продемонстрирована на примере разделения 10% спиртового раствора в воде (брага) на спирт сырец и очищенную от него воду.The operation of the unit with a capacity of up to 1 g / s, using the low-boiling component removed from the initial solution, can be demonstrated by the example of the separation of a 10% alcohol solution in water (mash) into raw alcohol and purified water from it.

На графике на фиг.1. выбирается температура разделяемой спирто-водяной смеси в 42°С (давление кипения составляет 150 мм рт.ст.). Этой температуре соответствует отношение mс/mв=Pс(п)·Rв./(Рв(п)·Rс), равное 6,4. Готовится необходимое количество раствора рабочей жидкости второго контура (необходимо заполнить магистрали, бак и насос) с отношением массовых долей спирта и воды равном 6,4. С помощью охлаждающего радиатора 16 холодильника 17 обеспечивается температура этого раствора, не превышающая 30°С, т.к. при этой температуре давление кипения этого раствора не превышает 75 мм рт.ст. Таким образом, при разнице температур в 12°С будет обеспечен перепад давлений, близкий к критическому между двумя контурами. Температура водно-спиртовой смеси, подаваемой на разделение, поддерживается на уровне 42°С дополнительным теплообменным устройством (радиатор сброса тепла).On the graph in figure 1. the temperature of the shared alcohol-water mixture is selected at 42 ° C (boiling pressure is 150 mm Hg). This temperature corresponds to the ratio m s / m in = P s (n) · R in. / (P in (n) · R s ), equal to 6.4. The necessary amount of a solution of the working fluid of the second circuit is prepared (it is necessary to fill the lines, tank and pump) with a ratio of mass fractions of alcohol and water equal to 6.4. Using a cooling radiator 16 of the refrigerator 17, the temperature of this solution is provided, not exceeding 30 ° C, because at this temperature, the boiling pressure of this solution does not exceed 75 mm Hg. Thus, at a temperature difference of 12 ° C, a pressure differential close to the critical between the two circuits will be ensured. The temperature of the water-alcohol mixture fed to the separation is maintained at 42 ° C by an additional heat exchange device (heat sink radiator).

В первый контур водно-спиртовая смесь, в которой объемное содержание спирта составляет 10% с температурой не менее 42°С, поступает по магистрали 2. Для обеспечения безотрывного течения сверхзвуковой двухфазной смеси, состоящей из жидкой фазы и выделившихся из нее паров в эжекторе 7, насосом 1 повышают давление смеси до 6 ата, после чего эта смесь проходит через радиатор сброса тепла теплообменного устройства 3 и по трубопроводу 4 поступает к трубке подачи 5 водно-спиртовой смеси в приемную камеру 6 эжектора. При этом в ней поддерживается низкое давление за счет работы второго контура, связанного с первым через парогазовый трубопровод 9. Таким образом, спиртовой раствор на выходе из трубки подачи водно-спиртовой смеси 5 попадает в зону (приемная камера эжектора первого контура 6) более низкого давления, чем его собственное давление кипения (150 мм рт.ст). Часть спиртового раствора мгновенно вскипает, что приводит к образованию в приемной камере эжектора первого контура паровой смеси с отношением массовых долей спирта и воды равном 6,4. Выделившиеся пары удаляются из приемной камеры эжектора путем ее вакуумирования с помощью второго сверхзвукового эжектора, включенного в независимый контур циркуляции жидкой рабочей среды. Невскипевшая часть раствора из эжектора 7 отводится по магистрали отвода обедненной по спирту смеси 8 при давлении выше атмосферного (Рвых≈0,15 МПа). При необходимости этот раствор может быть повторно направлен на разделение.In the first circuit, the water-alcohol mixture, in which the alcohol by volume is 10% with a temperature of at least 42 ° C, enters through line 2. To ensure an uninterrupted flow of a supersonic two-phase mixture consisting of a liquid phase and vapors released from it in an ejector 7, pump 1 increases the pressure of the mixture to 6 atm, after which this mixture passes through the heat sink radiator of the heat exchanger 3 and through pipe 4 enters the supply pipe 5 of the water-alcohol mixture into the intake chamber 6 of the ejector. At the same time, it maintains a low pressure due to the operation of the second circuit connected to the first through the steam-gas pipeline 9. Thus, the alcohol solution at the outlet of the water-alcohol mixture supply pipe 5 falls into the lower pressure zone (receiving chamber of the ejector of the first circuit 6) of lower pressure than its own boiling pressure (150 mmHg). Part of the alcohol solution boils instantly, which leads to the formation in the receiving chamber of the ejector of the first circuit of the steam mixture with a ratio of mass fractions of alcohol and water equal to 6.4. The released vapors are removed from the receiving chamber of the ejector by evacuating it using a second supersonic ejector included in an independent circulation circuit of the liquid working medium. The non-boiling part of the solution from the ejector 7 is discharged along the drainage line of the alcohol-depleted mixture 8 at a pressure above atmospheric (P out ≈0.15 MPa). If necessary, this solution can be re-directed to the separation.

Во втором контуре жидкость с температурой не более 30°С (Ps=75 мм.рт.ст.) циркулирует по замкнутому контуру от электронасоса 15 по трубке циркуляционной магистрали 13 к трубке подачи рабочей жидкости 12, расположенной в приемной камере эжектора второго контура 11, затем в эжектор второго контура 10 и в бак циркулирующей жидкости 14, после которого опять к электронасосу 15. При этом в приемной камере эжектора второго контура 11 создается вакуум, соответствующий давлению, при котором закипает жидкость второго контура. В данном случае Ps=75 мм рт.ст., что соответствует температуре жидкости 30°С. За счет непрерывной работы насоса и засасывания из первого контура пара, конденсирующегося в более холодной жидкости второго контура, происходит непрерывный и интенсивный нагрев жидкости. Поэтому ее охлаждают с помощью охлаждающего контура теплообменного устройства 16, которым снабжен бак циркулирующей жидкости 14. Во втором контуре накапливается сконденсировавшийся пар, содержащий спирт и воду в массовом соотношении 6,4. Накопленный продукт по трубопроводу обогащенного спиртом компонента 18 отводится из второго контура. При этом за счет значительного повышения давления на участке от приемной камеры эжектора второго контура (Ps=75 мм рт.ст.) до давления в баке циркулирующей жидкости, соответствующего атмосферному (Ратм=735÷760 мм рт.ст.), резко снижается объем пены.In the second circuit, a liquid with a temperature of not more than 30 ° C (P s = 75 mm Hg) circulates in a closed circuit from the electric pump 15 through the tube of the circulation line 13 to the tube for supplying the working fluid 12 located in the receiving chamber of the ejector of the second circuit 11 then into the ejector of the second circuit 10 and into the tank of the circulating liquid 14, after which again to the electric pump 15. In this case, a vacuum is created in the receiving chamber of the ejector of the second circuit 11, which corresponds to the pressure at which the liquid of the second circuit boils. In this case, P s = 75 mm Hg, which corresponds to a liquid temperature of 30 ° C. Due to the continuous operation of the pump and the suction from the first circuit of the steam condensing in the colder liquid of the second circuit, a continuous and intense heating of the liquid occurs. Therefore, it is cooled using the cooling circuit of the heat exchanger 16, which is equipped with a tank of circulating liquid 14. In the second circuit, condensed vapor containing alcohol and water in a mass ratio of 6.4 is accumulated. The accumulated product through the pipeline enriched with alcohol component 18 is discharged from the secondary circuit. Moreover, due to a significant increase in pressure in the area from the receiving chamber of the ejector of the second circuit (P s = 75 mm Hg) to the pressure in the tank of the circulating liquid corresponding to atmospheric (P atm = 735 ÷ 760 mm Hg), reduced foam volume.

В парогазовом трубопроводе возникает критический перепад давлений, обеспечивающий перетекание парогазовой смеси из первого контура во второй, т.к. в приемной камере эжектора первого контура 6 минимальное абсолютное давление, которое может быть достигнуто, соответствует Ps=150 мм рт.ст. (tж=42°С), а в приемной камере эжектора второго контура 11 это давление соответствует Ps=75 мм рт.ст. (tж=30°С). Критический перепад обеспечивает течение парогазовой смеси со скоростью звука (aп=247 м/c). Поэтому с целью минимизации потерь полного давления при звуковом течении смеси по парогазовому трубопроводу и обеспечения максимально возможного расхода парогазовой смеси необходимо обеспечить течение по парогазовому трубопроводу смеси с максимально возможной плотностью. Для реализации такого режима самое узкое сечение должно быть при подводе паровой смеси к рабочей жидкости второго контура, выходящей из трубки подачи рабочей жидкости 12. Площадь кольцевого зазора в данном случае составит 0,18 см2. При этом от приемной камеры эжектора первого контура 6 до минимального сечения течет паровая смесь с давлением 150 мм рт.ст.A critical pressure drop occurs in the combined cycle pipeline, which ensures the flow of the combined gas from the first circuit to the second, because in the receiving chamber of the ejector of the first circuit 6, the minimum absolute pressure that can be achieved corresponds to P s = 150 mm Hg. (t W = 42 ° C), and in the receiving chamber of the ejector of the second circuit 11, this pressure corresponds to P s = 75 mm Hg (t W = 30 ° C). The critical differential provides the vapor-gas mixture flow at the speed of sound (a p = 247 m / s). Therefore, in order to minimize the loss of total pressure during the sound flow of the mixture through the combined cycle pipeline and to ensure the maximum possible flow rate of the combined gas and vapor mixture, it is necessary to ensure the flow through the combined cycle gas pipeline with the highest possible density. To implement this mode, the narrowest section should be when the steam mixture is supplied to the working fluid of the second circuit, leaving the supply pipe of the working fluid 12. The area of the annular gap in this case will be 0.18 cm 2 . Moreover, from the receiving chamber of the ejector of the first circuit 6 to the minimum cross-section flows the steam mixture with a pressure of 150 mm Hg

В представленном примере предложенное изобретение позволяет получать раствор с объемным содержанием спирта ≈84% из исходного раствора с объемным содержанием спирта ≈10%. При этом в исходном растворе, содержавшем 10% спирта по объему, остается не более 0,2% спирта. Кроме того, уменьшены энергетические затраты, связанные с необходимостью транспортировки заранее выбранного газа по замкнутому контуру, а также уменьшены габариты установки и устранены условия, приводившие к появлению обильной пены из-за отсутствия в устройстве газа и увеличения давления перед выходом из установки до атмосферного.In the presented example, the proposed invention allows to obtain a solution with a volumetric alcohol content of ≈84% from the initial solution with a volumetric alcohol content of ≈10%. Moreover, in the initial solution containing 10% alcohol by volume, no more than 0.2% alcohol remains. In addition, reduced energy costs associated with the need to transport a pre-selected gas in a closed circuit, as well as reduced installation dimensions and eliminated the conditions that led to the appearance of abundant foam due to the lack of gas in the device and increased pressure before leaving the installation to atmospheric.

Claims (4)

1. Способ разделения водно-спиртовой смеси, предусматривающий подачу ее в приемную камеру сверхзвукового эжектора первого контура, образование сверхзвуковой двухфазной смеси, ее разделение, конденсацию обогащенного спиртом компонента и циркуляцию рабочей среды, отличающийся тем, что циркуляцию рабочей среды, в качестве которой используют жидкость, осуществляют во втором контуре, включающем второй сверхзвуковой эжектор, водно-спиртовую смесь подают в эжектор первого контура под давлением, обеспечивающим безотрывное течение сверхзвуковой двухфазной смеси, состоящей из жидкой фазы и выделившихся из нее паров, и с температурой, превышающей температуру циркулирующей рабочей среды на величину, обеспечивающую не менее чем двукратное превышение давления кипения разделяемой водно-спиртовой смеси над давлением кипения циркулирующей рабочей среды, при этом разделение осуществляют путем удаления выделившихся паров из приемной камеры эжектора первого контура путем ее вакуумирования с помощью второго сверхзвукового эжектора.1. The method of separation of a water-alcohol mixture, providing for its supply to the receiving chamber of a supersonic ejector of the first circuit, the formation of a supersonic two-phase mixture, its separation, condensation of the alcohol-enriched component and circulation of the working medium, characterized in that the working medium is circulated using liquid carry out in the second circuit, including the second supersonic ejector, the water-alcohol mixture is fed into the ejector of the first circuit under pressure, providing a continuous flow of supersonic of a two-phase mixture consisting of a liquid phase and vapors released from it, and with a temperature exceeding the temperature of the circulating working medium by an amount that provides at least twice the boiling pressure of the water-alcohol mixture being divided over the boiling pressure of the circulating working medium, while the separation is carried out by removing the vapors from the receiving chamber of the ejector of the first circuit by evacuating it using a second supersonic ejector. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочей среды используют водно-спиртовую смесь.2. The method according to claim 1, characterized in that as the working medium using a water-alcohol mixture. 3. Установка для осуществления способа по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что содержит два контура, каждый из которых снабжен сверхзвуковым эжектором, установленным вертикально приемной камерой вверх, парогазовый трубопровод с запорно-регулирующей и измерительной аппаратурой, соединяющий приемные камеры эжекторов первого и второго контуров, при этом первый контур включает насос, трубопровод для подачи разделяемой смеси и магистраль отвода обедненной смеси, а второй контур содержит циркуляционную магистраль с насосом, бак для циркулирующей среды, в нижней части которого установлено теплообменное устройство и отводящий трубопровод обогащенного спиртом компонента.3. Installation for implementing the method according to claims 1 and 2, characterized in that it contains two circuits, each of which is equipped with a supersonic ejector mounted vertically by a receiving chamber upward, a gas-vapor pipeline with shut-off and control and measuring equipment connecting the receiving chambers of the ejectors of the first and the second circuit, while the first circuit includes a pump, a pipeline for supplying a shared mixture and a drain pipe of the lean mixture, and the second circuit contains a circulation pipe with a pump, a tank for circulating with red, in the lower part of which a heat exchange device and a discharge pipe of the alcohol-enriched component are installed. 4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что теплообменное устройство выполнено в виде холодильной машины, охлаждающий контур которой предназначен для охлаждения рабочей среды, а радиатор сброса тепла связан с трубопроводом подачи разделяемой смеси и предназначен для ее подогрева.4. The installation according to claim 3, characterized in that the heat exchanger is made in the form of a refrigeration machine, the cooling circuit of which is designed to cool the working environment, and the heat sink radiator is connected to the supply pipe of the shared mixture and is designed to heat it.
RU2004123233/13A 2004-07-29 2004-07-29 Method of separation of the alcohol-water mixture and the installation for its realization RU2284208C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123233/13A RU2284208C2 (en) 2004-07-29 2004-07-29 Method of separation of the alcohol-water mixture and the installation for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123233/13A RU2284208C2 (en) 2004-07-29 2004-07-29 Method of separation of the alcohol-water mixture and the installation for its realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004123233A RU2004123233A (en) 2006-02-10
RU2284208C2 true RU2284208C2 (en) 2006-09-27

Family

ID=36049306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004123233/13A RU2284208C2 (en) 2004-07-29 2004-07-29 Method of separation of the alcohol-water mixture and the installation for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2284208C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2400282C2 (en) * 2006-10-17 2010-09-27 Магин Сас New method of alcohol dehydration and device to this end

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4035243A (en) * 1976-04-28 1977-07-12 Jerome Katz Method and apparatus for high volume distillation of liquids
SU1669485A1 (en) * 1989-07-06 1991-08-15 Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Apparatus for separating oil and gas mixture
DE4228784A1 (en) * 1992-08-28 1994-03-03 Linde Ag Process to separate constituents of a gas mixt. with a single-stage rectifier at low temp. - needs no expansion chamber or compressor
RU2124551C1 (en) * 1998-02-05 1999-01-10 Косс Александр Владимирович Method and apparatus for removing water and dissolved gases from transformer oils and hydraulic liquids
RU2165281C1 (en) * 1999-12-28 2001-04-20 Косс Александр Владимирович Method of liquid media separation and device for its embodiment

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4035243A (en) * 1976-04-28 1977-07-12 Jerome Katz Method and apparatus for high volume distillation of liquids
SU1669485A1 (en) * 1989-07-06 1991-08-15 Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Apparatus for separating oil and gas mixture
DE4228784A1 (en) * 1992-08-28 1994-03-03 Linde Ag Process to separate constituents of a gas mixt. with a single-stage rectifier at low temp. - needs no expansion chamber or compressor
RU2124551C1 (en) * 1998-02-05 1999-01-10 Косс Александр Владимирович Method and apparatus for removing water and dissolved gases from transformer oils and hydraulic liquids
RU2165281C1 (en) * 1999-12-28 2001-04-20 Косс Александр Владимирович Method of liquid media separation and device for its embodiment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2400282C2 (en) * 2006-10-17 2010-09-27 Магин Сас New method of alcohol dehydration and device to this end

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004123233A (en) 2006-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3315879A (en) Evacuation system
US3783108A (en) Method and apparatus for distilling freshwater from seawater
US10974162B2 (en) Plant for dealcoholising alcoholic beverages
US2764233A (en) Apparatus for concentrating citrus juices or the like
US11071929B2 (en) Gas-water separation system and methods
KR101839781B1 (en) Heat recovery apparatus
CN102381734A (en) Low-temperature multi-effect seawater distillation and desalination system and method for sweater desalination
KR101632252B1 (en) Pure liquid production device
US2777514A (en) Method and apparatus for concentrating liquids
CN109073301B (en) Heat pump with heterogeneous gas accumulation chamber, method for operating a heat pump and method for manufacturing a heat pump
RU2695209C1 (en) Apparatus for regenerating an aqueous solution of methanol
CN104069652B (en) Low volatilyty liquid vacuum dewatering process and device
US4181577A (en) Refrigeration type water desalinisation units
RU2284208C2 (en) Method of separation of the alcohol-water mixture and the installation for its realization
RU2165281C1 (en) Method of liquid media separation and device for its embodiment
CN215841629U (en) Steam circulation heat supply falling film type evaporation equipment
CN114455660A (en) Method for producing deaerated water by taking low-temperature heat as heat source and negative-pressure thermal deaerator system taking low-temperature heat as heat source
US3834994A (en) Multi-stage evaporator
US10427068B2 (en) Water distilling and purifying unit and variants thereof
US1134269A (en) Refrigerating apparatus.
CN109073302B (en) Heat pump with air trap, method for operating a heat pump with air trap, and method for producing a heat pump with air trap
CN214611624U (en) Low-temperature vacuum evaporator with stable vacuumizing effect
RU2271999C1 (en) Water treatment apparatus and method
US1483990A (en) Refrigerating machine
RU2290244C1 (en) Method of separation of the liquid components mixture

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110730