Теоретичний вихід діоксиду вуглецю при спиртовому бродінні становить 95,6% від виходу етилового спирту. при
Вихід спирту з 1 тонни сировини
Вихід вуглекислоти з 1 тонни сировини
З ебестоімость рідкої вуглекислоти, отриманої з газів спиртового бродіння, в 1,5-2 рази нижче, ніж отримання рідкої вуглекислоти на спеціалізованих заводах з димових газів. Якщо врахувати, що сировина, з якого виробляється рідка вуглекислота на спиртових заводах, є відходом виробництва, і його вартість є умовну величину, то економічна доцільність утилізації газів бродіння стане ще більш очевидною.
СКЛАД газів СПИРТОВОГО бродіння
Вміщені в газах спиртового бродіння повітря, водяні пари, спирти, адельгіди, органічні кислоти, складні ефіри, а іноді і сірчисті з'єднання не тільки знижують якість діоксиду вуглецю, а й справляють негативний вплив на його виробництві. Так, при підвищеному вмісті повітря порушується режим роботи углекислотной установки; водяні пари і сірчисті з'єднання підсилюють корозію обладнання.
Таблиця 40. Концентрація речовин в газах бродіння різної сировини
Отже, кількість їх не перевищує 0,6%.
ОЧИЩЕННЯ ДІОКСИДУ ВУГЛЕЦЮ ВІД ДОМІШОК
Розрізняють абсорбція, адсорбційні і комбіновані - адсорбційно-абсорбційні методи очищення газів спиртового бродіння від органічних домішок.
Оскільки більшість органічних домішок діоксиду вуглецю добре розчиняється в воді, а етиловий спирт розчиняється в ній в будь-яких співвідношеннях, практично всі раніше застосовувалися і сучасні технологічні схеми очистки діоксиду вуглецю спиртового бродіння передбачають промивання його водою. Подальша очищення можлива окисленням розчинами перманганату або біхромату калію, адсорбцією на активному вугіллі, силікагелі і цеоліті типу Каа. За ефективністю очищення вуглекислого газу від домішок сорбенти можна розташувати в наступний ряд: активоване вугілля> силікагель> вода> розчин перманганату калію> розчин біхромату калію> синтетичний цеоліт NаА (Стерлитамакский завод каталізаторів, Ішимбайський завод каталізаторів).
Для осушення газу використовують поглинання води концентрованої сірчаної кислотою, хлоридом кальцію, адсорбцію її сили-Кагеля, алюмогелем, а також виморожування. Максимальна кількість вологи поглинає цеоліт NаА, потім слідують силікагель і активне вугілля. Цеоліт зберігає цю здатність протягом тривалого часу, активний вугілля, адсорбуючи велику кількість домішок, швидко насичується і втрачає здатність поглинати вологу, силікагель має більшу динамічної активністю до вологи, ніж активоване вугілля, але меншою, ніж цеоліт.
У сучасній технології застосовують двухстадийную очищення вуглекислого газу. У першій стадії його піддають адсорбційної очищення активним вугіллям в колонках, встановлених після першого ступеня стиснення, в другій - адсорбційної очищення і осушення спочатку в адсорбере з силікагелем, потім з метою більш глибокого осушення в адсорбере з цеолітом. друга
стадія очищення діоксиду вуглецю здійснюється після третього ступеня стиснення. Очищення розчином перманганату калію не передбачено.
ТЕХНОЛОГІЯ РІДКОГО ДІОКСИДУ ВУГЛЕЦЮ
На спиртових заводах рідкий діоксид вуглецю отримують за принципом скраплення газу, застосовуючи помірний холод. Удосконалена технологічна схема виробництва представлена на рис. 129.
З герметично закритих бродильних апаратів / гази бродіння надходять в пеноловушку 2, а з неї - в спіртоловушку 3; промитий газ направляють у газгольдер 4. Потім газ проходить водяний скрубер 5, заповнений кільцями Рашига або коксом, в якому його промивають водою, очищають від органічних домішок і охолоджують. З скруббера газ надходить в водокільцевий компресор 6, де він додатково очищається і охолоджується, і, пройшовши водовіддільник 7, стискається в першого ступеня трехступенчатого компресора 12 до тиску 0,5 МПа і направляється в холодильник 14. Для очищення і осушення діоксиду вуглецю до і після холодильника встановлені масловіддільники 13.
Після цього газ очищають в адсорберах 8 і 9 активним вугіллям. Адсорберов два: один знаходиться в роботі, інший - на регенерації. Регенерування проводять підігрітим діоксидом вуглецю, що утворюється при дроселюванні.
З адсорберов діоксид вуглецю надходить в другий щабель компресора, де стискається до тиску 2,4. 2,5 МПа, а потім через холодильник 16 і масловіддільник 75 надходить в третю сходинку компресора. Газ, стислий приблизно до 7 МПа, проходить холодильник 18, масловіддільник 17 і послідовно з'єднані адсорбер з силікагелем 19 і 20 і цеолітом 21 і 22. У них газ остаточно очищається і осушується.
Мал. 129. Апаратурно-технологічна схема виробництва рідкого діоксиду вуглецю | вуглекислоти.
- газоподібний діоксид вуглецю;
--- рідкий діоксид вуглецю;
- переохолоджену діоксид вуглецю;
- •> - вода; - «- конденсат; - // - пар
У зв'язку з необхідністю регенерації адсорбентів передбачені чотири попарно працюють адсорбера з силікагелем і цеолітом. Для регенерації їх використовують також діоксид вуглецю, що утворюється при дроселюванні в накопичувальному посудині, ізотермічному сховищі і в транспортному ізотермічному резервуарі, який насосом 3] подають для підігріву в теплообмінники 23 і 30.
В конденсаторі 35 газ, віддаючи теплоту, конденсується. Діоксид вуглецю заповнює ресивери 32 високого тиску і надходить в сталеві балони 33, вміщені на ваги 34.
За даною схемою можна виробляти і зріджений переохолоджену діоксид вуглецю з безбалонним зберіганням і транспортуванням. Для цього рідкий діоксид вуглецю піддають Дроселювання від 6,5. 7 до 0,8. 1,2 МПа, і він набуває стан емульсії. У вихровому роздільник 24 рідка і газоподібна фази відокремлюються одна від одної (газоподібної фази виходить близько 47%). Рідкий діоксид вуглецю через окружні канали вихровий камери стікає в посудину отделителя, а з нього - в накопичувальний посудину 26, ізотермічний сховище 29 або в транспортний ізотермічний резервуар 28. Газоподібна фаза через центральні отвори вихровий камери, а потім за відповідною комунікації надходить в змішувач 10, де змішується з газом, що нагнітається першим ступенем компресора. Тиск вуглекислого газу визначають манометром //. З змішувача газ надходить на другу сходинку компресора.
Кількість наповнюється в ізотермічний сховище зрідженого діоксиду вуглецю контролюють рівнеміром 27, тиск - манометром 25. Максимальне наповнення ізотермічного сховища становить 85. 90% геометричного об'єму. Параметри рідкого діоксиду вуглецю в ізотермічному резервуарі наступні: тиск 0,8. 1,2 МПа, температура від -43,5 до -33,3 "З, теплота пароутворення 326. 309 кДж / кг, щільність образотворчого мистецтва, 8. 1087,8 кг / м-*, ентальпія 326. 346 кДж / кг, ентропія 3,83. 3,92 кДж / кг.
Рідкий діоксид вуглецю можна направляти на виробництво сухого льоду.
Якість рідкого діоксиду вуглецю, одержуваного з газів спиртового бродіння, регламентується ГОСТ 8050-85 (табл. 41).
41. Показники якості діоксиду вуглецю різного призначення
ТЕХНОЛОГІЯ ТВЕРДОГО ДІОКСИДУ ВУГЛЕЦЮ (ТЕХНОЛОГІЯ - СУХИЙ ЛІД)
Отримання твердого діоксиду вуглецю засноване на дроселювання рідкого. Дроселювання можна здійснювати по циклу високого, середнього або низького тиску. Технологічна схема виробництва сухого льоду по циклу високого тиску наведена на рис. 130.
Рідкий діоксид вуглецю, отриманий в конденсаторі третього ступеня 2 компресора 7 і очищений в колонці 3, під тиском 6. 7 МПа направляють в ресивери 4, призначені для створення запасу рідкого діоксиду вуглецю. З ресиверів він надходить в двосекційний теплообмінник 15, в якому охолоджується газоподібним діоксидом вуглецю, що утворюється в першому і другому проміжних судинах, і дросселируется регулюючим вентилем до тиску 2,4. 2,8 МПа. Частина рідкого Діоко
сида вуглецю випаровується, внаслідок чого температура рідкої фази знижується до -12. -8 ° С. Рідкий діоксид вуглецю разом з утвореними при дроселюванні парами направляють в перший проміжний посудину 5. Пари газоподібного діоксиду вуглецю з проміжного судини відсмоктуються через першу секцію теплообмінника 15 циліндром високого тиску додаткового компресора 14. Рівень діоксиду вуглецю в першому проміжному посудині контролюється ртутним покажчиком 10.
За допомогою другого регулюючого вентиля тиск рідини з першого проміжного судини знижується з 2,4. 2,8 до 0,8 МПа і суміш парів і рідини спрямовується в другій проміжний посудину 6. Пар і рідина охолоджуються до -44 ° С. З другого проміжного судини газоподібний діоксид вуглецю відсмоктується через другу секцію теплообмінника 15 циліндром середнього тиску компресора 14. Рівень рідини в другому проміжному посудині контролюється по світловому покажчику 7. Переохолоджений до -44 ° С рідкий діоксид вуглецю надходить в черзі заповнюються льодогенератори 8.
Після заповнення льдогенераторов повільно відкривають діафрагму нижнього відсмоктування. Рідкий діоксид вуглецю при проходженні через діафрагму втрачає тиск і, досягнувши потрійної точки (0,528 МПа), поступово переходить в твердий стан. Кристали його заповнюють діафрагму, а потім і порожнину льдогенератора. Запас твердого діоксиду вуглецю під тиском 0,8 МПа зберігається в посудині 9, заповнення якого контролюється світловим покажчиком рівня 7 Пари діоксиду вуглецю, які проходять через діафрагму льдогенератора, мають температуру -78,9 "С. Вони надходять в сорочку льдогенератора, відсмоктуються щаблем низького тиску компресора 14, охолоджуються в конденсаторі 13, очищаються в батареї фільтрів і масловіддільників 11 і 12, направляються в ресивери 4 для повторного використання.
З льдогенератора блоки сухого льоду масою 42. 44 кг вивантажують на візки і транспортують до сховища. Найбільш поширені сховища шахтного типу, поглиблені в землю, які мають велику кількість осередків, відокремлених одна від одної термоізольовані перегородками.
Сухий лід транспортують в ізотермічних контейнерах.
На виробництво 1 кг сухого льоду витрачається 1,6. 2,0 кг рідкого діоксиду вуглецю.
The situation concerning the carbon dioxide is the following to alcohol plant 100 000 liter per day: