В работе проведена оценка целесообразности применения рекомпрессии пара в брагоректификационных установках, проведено математическое моделирование и оптимизация режимов работы колонных аппаратов с трансформаторами теплоты. Целью данной работы является оценка целесообразности применения рекомпрессии пара в процессах брагоректификации и оптимизация энергоэкономических параметров теплонасосных установок. Ректификационные колонны могут работать при различном давлении, разность температур кипения жидкости в кубовой части колонны и конденсации пара, выходящего из верхней части, составляет от 1-2 °С (в колонне окончательной очистки) до 10-25 °С (в бражной, ректификационной колоннах). Небольшой перепад температур позволяет получить высокие значения отопительного коэффициента, а высокая интенсивность процессов теплообмена при конденсации и кипении обеспечивает относительно небольшие поверхности теплообмена в соответствующих теплообменных аппаратах и капитальные вложения в них. Данные обстоятельства предопределяют высокую экономическую эффективность применения теплонасосных установок. Анализируя полученные данные, пришли к выводу, что для варианта 1 (работа ректификационной колонны в условиях вакуума) оптимальному режиму эксплуатации соответствует температура насыщения сжатого пара 98 °С, давление спиртового пара после компрессора при этом составит P2=191 кПа. Для варианта 2 (работа ректификационной колонны при малом вакууме) оптимальное значение температуры t2=107 °C, давление сжатого пара Р2=244 кПа. Для варианта 3 (работа ректификационной колонны при небольшом избыточном давлении) экономически оправданны t2=110 °C, Р2=265 кПа. Оптимальные температурные напоры в кипятильнике для рассмотренных вариантов соответственно составляют 5,4; 5,3 и 5,3 °С; степень повышения давления компрессора составляет соответственно 3,67; 2,98; 2,57.

этанол, ректификация, трансформация теплоты

1. Никитина С.Ю. Схемотехника и методики расчётов брагоректификационных установок. Воронеж: ВГАСУ, 2013. 209 с.

2. Мариненко С.С., Мариненко О.В., Константинов Е.Н., Короткова Т.Г. Методы расчета процесса сжатия паров спирта при использовании в схеме БРУ теплового насоса // Известия вузов. Пищевая технология. 2011. № 2-3. С.76-78.

3. Скрыпников Б.Л., Смолко Ю.Н., Толстов С.А., Чернопятова С.А. Термодинамический анализ процесса ректификации этилового спирта с использованием теплового насоса // Вестник ВГТУ. 2012. Т. 4. № 10. С. 36–41.

4. Калнин И.М., Фадеков К.Н. Термодинамические циклы холодильных машин и тепловых насосов. Расчет. Оценка эффективности: учеб. пособие. М.: МГУИЭ, 2006. 92 с.

5. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика: учебник для вузов. М.: МЭИ, 2008. 417 с.

6. Овчинников Ю.В. Основы технической термодинамики. Новосибирск: НГТУ, 2010. 292 с.

7. Седлов A.C., Кузма-Кичта Ю.А. Гидродинамика и теплообмен при кипении водных растворов. М.: Издательский дом МЭИ, 2007. 164 с.

8. Безруких П.П., Дегтярев В.В. Елистратов В.В. и др. Справочник по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива. М.: «ИАЦ Энергия», 2007.