Исследование коэффициентов теплопередачи и теплоотдачи встроенного дефлегматора ректификационной колонны при переработке растительного сырья

В статье представлено исследование коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи встроенного теплообменника (дефлегматора) ректификационной колонны, применяемой в технологических линиях химической переработки биомассы древесины. Проведено математическое моделирование по влиянию изменения одного из технологических параметров (диаметр трубок теплообменника, материала изготовления теплообменника и охлаждающей жидкости) теплообменника на коэффициент теплоотдачи.

Ректификация широко используется в следующих отраслях: в технологиях комплексной переработки древесины; в лесохимической промышленности при получении продуктов потребления; при восстановлении экстракционных растворов в процессах извлечения биологически активных веществ из растительного сырья; в технологии химической переработки древесины при производстве этанола; при переработке нарастающих природных отходов газификацией и использования синтез-газа для получения биополимера на стадии регенерации растворителей (хлористый метилен, гипохлорит натрия, гексан и т. д.), где также востребованы высокоэффективные и производительные ректификационные колонны.

В большинстве своём, ректификации подлежат многокомпонентные смеси, как правило, азеотропные, имеющие схожую температуру кипения, что объясняет использование для их разделения многоступенчатых ректификационных колонн. При этом применяются различные способы ректификации, такие как азеотропная, экстрактивная, молекулярная, дробная, парциальная.

1. Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химических технологий. М. : Химия, 1973. 750 с.

2. Машины и аппараты химических производств: Примеры и задачи / И. В. Доманский [и др.]. Л. : Машиностроение, Ленингр. отд-ние. 1982. 384 с.

3. Математическое моделирование работы встроенного теплообменника в зависимости от геометрического исполнения / Е. О. Материкина [и др.] // Энергетика в современном мире. 2019. С. 131–136.

4. Математическое моделирование работы встроенного теплообменника при разных материалах исполнения / А. В. Снегирева [и др.] // Энергетика в современном мире. 2019. С. 136–140.

5. Кустов А. В. Гидродинамика и массообмен на вихревых ректификационных ступенях при переработки растительного сырья : дис. … канд. техн. наук ; 05.21.03. Красноярск : СибГТУ, 2010.

6. Баяндина М. М., Кустов А. В. Исследование коэффициента теплопередачи встроенного теплообменника ректификационной колонны // Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения. 2023. С. 188–193.

7. Влияние на коэффициенты теплоотдачи материала встроенного дефлегматора / А. В. Снегирева [и др.] // Инноватика-2020. 2020. С. 57–60.

8. Влияние диаметра трубок встроенного дефлегматора на коэффициенты теплоотдачи / Е. О. Материкина [и др.] // Инноватика-2020. 2020. С. 53–56.

9. Баяндина М. М. Определение коэффициентов теплоотдачи для встроенного дефлегматора ректификационной колонны // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2023. С. 271–273.

10. Математическое моделирование работы встроенного дефлегматора / А. В. Кустов [и др.] // Решетневские чтения. 2020. С. 176–177.

11. Изучения встроенного дефлегматора в насадочной колонне [текст] / Н. А. Войнов [и др.] // Химическая промышленность сегодня. 2010. № 3. С. 52–56.