ІНТЕНСИФІКАЦІЯ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТЕПЛООБМІНУ В ПРОЦЕСАХ ВИРОБНИЦТВА РЕКТИФІКОВАНОГО ЕТИЛОВОГО СПИРТУ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2024.2.01Ключові слова:
теплова інтеграція, ректифікаційна колона, мережа рекуперативних теплообмінників, енергоефективність, виробництво етилового спиртуАнотація
Традиційно в Україні виробляється багато етилового спирту для потреб харчової, фармацевтичної, паливної галузей. Україна має суттєву сировинну базу для виробництва етилового спирту, що робить цю галузь однією з перспективних для економіки країни. Зниження собівартості продукції є необхідною умовою здорової конкуренції виробників етанолу на внутрішньому та зовнішньому ринках. Наданням поштовху для розвинення
означеної галузі зниження питомих витрат енергії на виробництво шляхом енергоефективної модернізації підприємств, що виробляють етанол.
На сьогодні одним з методів зменшення питомих витрат енергії на виробництво етилового спирту є метод інтеграції теплових потоків, що базується на пінчаналізі і не потребує тотальної реконструкції виробництва.
Отримання даних технологічних потоків було здійснено на основі регламентної документації апаратурно-технологічної схеми установки централізованої розгонки головної фракції етилового спирту (ГФЕС) та звіту з енергоаудиту даної установки, який був здійснений на одному з спиртових підприємств України.
Для теплової інтеграції існуючого процесу, було обрано чотири колони установки централізованої розгонки етилового спирту: бражну та епюраційну, ректифікаційну та метанольну. Були розраховані тепловий та матеріальний баланси цих колон установки.
Для максимальної реалізації енергетичного потенціалу технологічних потоків, були використані принципи пінч-проектування та спроектовано сіткову діаграму.
Для оптимізації рекуперації теплової енергії було обрано ΔТmin – 10 ºС. Це призвело до необхідності використання енергоефективного теплообмінного обладнання (пластинчатих теплообмінних апаратів). Суттєве зменшення використання зовнішніх утиліт (холодних на 17,2 % та гарячих – на 12,8 %) для обраних технологічних потоків та невеликий термін окупності проекту (близько шести місяців) робить доцільним вико- ристання такого роду рішення проблеми.
Посилання
Energetichna strategiya Ukrayini do 2035 r. http://mpe.kmu.gov.ua/minugol/control/publish/article?art_id=245239564.
Bevz, V. V. Rozvitok mehanizmu energozberezhennya na pidpriemstvah harchovoyi promislovosti / V. V. Bevz // Vcheni zapiski : zbirnik naukovih prats. – Kiyiv : KNEU, 2011. – # 13. – P. 169–173.
Energoefektivnist v agrobiznesi: vikliki maybutnogo i yak buti do nih gotovimi? https://www.interagro.in.ua/enerhoefektyvnist-v-ahrobiznesi-vyklyky-maybutn-oho-i-iak- buty-do-nykh-hotovymy/ 26–29 zhovtnya na AgroEnergyDAY 2020, m. Kiyiv.
Tehnologiya spirtu / Pid red. prof. V.O. Marinchenka. – VInnitsya: „Podillya-2000”, 2003.– 496 p.
Linnhoff B. and Vredeveld D.R. Pinch Technology Has Come Of Age. Chemical Engineering Progress, 1984, vol. 80, no. 7, pp. 33–40.
Smit R., Klemesh Y., Tovazhnyanskyy L.L., Kapustenko P.A., Ulev L.M. Osnovyi integratsii teplovyih protsessov.– Harkov, NTU «HPI», 2000.– 456 p.
Meshalkin V.P, Tovazhnyanskyy L.L., Kapustenko P.A. Osnovyi teorii resur- sosberegayuschih integrirovannyih himiko-tehnologicheskih sistem. – Harkov: NTU "HPI", 2006. – 412 p.
Song C., Qiu Y., Liu Q., Ji N., Zhao Y., Kitamura Y., Hou X. Process intensifica-tion of cellulosic ethanol production by waste heat integration. Chemical Engineer- ing Re-search and Design, 2018, vol. 132, pp. 115–122. doi: 10.1016/j.cherd.2018.01.016.
Ulyev L., Vasiliev M., Boldyryev S. Process integration of crude oil distillation with technological and economic restrictions. Journal of Environmental Management, 2018, vol. 222, pp. 454–464. doi: 10.1016/j.jenvman.2018.05.062.
Boldyryev S., Krajačić G., Duić N. Cost Effective Heat Exchangers Network of Total Site Heat Integration. Chemical Engineering Transaction, 2016, vol. 52, pp. 541–546. doi: 10.3303/CET1652091.
Pan M., Bulatov I., Smith R. Improving heat recovery in retrofitting heat exchanger networks with heat transfer intensification, pressure drop constraint and fouling mitigation. Applied Energy, 2016, vol. 161, pp. 611–626. doi: 10.1016/j.apenergy.2015.09.073.
Tovazhnyanskyy L.L., Kapustenko P.A., Havin G.L., Arseneva O.P. Pla- stinchatyie teploobmenniki v promyishlennosti. – Harkov: NTU «HPI», 2004 . – 232 p.
