система оборота воды в спиртопроизводстве

Формула изобретения

1. Система оборота воды в спиртопроизводстве, содержащая, по меньшей мере, одну ректификационную установку и трубопроводы оборотной воды, связывающие между собой насосы, теплообменники и накопительные емкости, при этом, по меньшей мере, один трубопровод оборотной воды соединен с, по меньшей мере, одним эжектирующим устройством, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно эжектирующее устройство установлено на участке соединения, по меньшей мере, одного оборотного трубопровода с, по меньшей мере, одной накопительной емкостью с возможностью крепления этого эжектирующего устройства непосредственно на накопительной емкости с подводом к его входу трубопровода оборотной воды, по меньшей мере, один канал для активной среды, по меньшей мере, одного эжектирующего устройства соединен с жидкой активной средой - оборотной водой, по меньшей мере, один канал для пассивной среды, по меньшей мере, одного эжектирующего устройства соединен с воздушной средой, а, по меньшей мере, часть этого канала установлена в источнике природных вод и образует с ним теплообменник.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно эжектирующее устройство связано с, по меньшей мере, одним трубопроводом оборотной воды, соединяющим вход и выход, по меньшей мере, одной накопительной емкости.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть, по меньшей мере, одного трубопровода оборотной воды установлена в источнике природных вод и образует с ним теплообменник.

Описание изобретения к патенту

Система оборота воды в спиртопроизводстве относится к устройствам, использующим тепловую энергию дефлегматорной воды для нужд производства и быта спиртопроизводящего предприятия, а также экономии оставшейся ее части за счет охлаждения и возврата в ректификационную установку, и может найти широкое применение в спиртовой промышленности.

Известна система оборота воды в спиртопроизводстве, содержащая, по меньшей мере, одну ректификационную установку и трубопроводы оборотной воды, связывающие между собой насосы, теплообменники и накопительные емкости, при этом, по меньшей мере, один трубопровод оборотной воды соединен с, по меньшей мере, одним эжектирующим устройством (патент РФ №2132911, E 03 B 7/04, 10.07.1999).

Недостатком известной системы является недостаточная хладопроизводительность теплообменников для необходимого охлаждения излишней дефлегматорной воды и связанные с этим большие ее потери.

Технической задачей изобретения является увеличение хладопроизводительности устройств охлаждения системы оборотного водоснабжения в спиртопроизводстве с минимальной затратой дополнительной энергии и уменьшение потерь дефлегматорной воды.

Эта задача достигается за счет того, что в системе оборота воды в спиртопроизводстве, содержащей, по меньшей мере, одну ректификационную установку и трубопроводы оборотной воды, связывающие между собой насосы, теплообменники и накопительные емкости, при этом, по меньшей мере, один трубопровод оборотной воды соединен с, по меньшей мере, одним эжектирующим устройством, согласно изобретению, по меньшей мере, одно эжектирующее устройство установлено на участке соединения, по меньшей мере, одного оборотного трубопровода с, по меньшей мере, одной накопительной емкостью с возможностью крепления этого эжектирующего устройства непосредственно на накопительной емкости с подводом к его входу трубопровода оборотной воды, по меньшей мере, один канал для активной среды, по меньшей мере, одного эжектирующего устройства соединен с жидкой активной средой - оборотной водой, по меньшей мере, один канал для пассивной среды, по меньшей мере, одного эжектирующего устройства соединен с воздушной средой, а, по меньшей мере, часть этого канала установлена в источнике природных вод и образует с ним теплообменник.

По меньшей мере, одно эжектирующее устройство может быть связано с, по меньшей мере, одним трубопроводом оборотной воды, соединяющим вход и выход, по меньшей мере, одной накопительной емкости.

По меньшей мере, часть, по меньшей мере, одного трубопровода оборотной воды установлена в источнике природных вод и образует с ним теплообменник.

Таким образом, задача достигается путем установки на основной трубопровод системы, по меньшей мере, одного эжектирующего устройства, например жидкостно-газового эжектора, эжекторного насоса, струйного насоса, газожидкостного эжектора, струйного аппарата, газового эжектора, жидкостного эжектора, эжекторного смесителя, инжектора или просто эжектора, все это названия одного и того же понятия, т.е. устройства, которое эжектирует или засасывает пассивную среду за счет активной среды, движущейся с достаточной для этого скоростью.

Система поясняется следующими чертежами:

Фиг.1 - принципиальная схема системы.

Фиг.2 - узел охлаждения.

Фиг.3 - регулирующий узел.

Фиг.4 - напорный узел.

Фиг.5 - участок напорного бака.

Фиг.6 - аварийная обводная.

Фиг.7 - пример выполнения эжектора.

Фиг.8 - пример выполнения охлаждающего узла.

Фиг.9, а) вид с верху и б) вид с боку - коллекторное соединение эжекторов с горизонтальным коллектором.

Фиг.10 - коллекторное соединение эжекторов, вид сверху.

Фиг.11 - коллекторное соединение эжекторов, вид сбоку.

Фиг.12 - сочетание эжектора в системе оборота воды с градирнями.

Фиг.13 - связь эжектора с вакуум-потребителями ректификационной установки.

Фиг.14 - узел охлаждения и стабилизации температуры воздуха.

Фиг.15 - узел охлаждения и стабилизации температуры воздуха.

Фиг.16 - узел охлаждения и стабилизации температуры воздуха.

Фиг.17 - участок ректификационной установки с вакуум-проводом.

Фиг.18 - система охлаждения и стабилизации температуры оборотной воды.

Фиг.19 - узел охлаждения и стабилизации температуры воздуха.

Фиг.20 - пример выполнения участка ректификационной установки с вакуум-проводом.

Система оборота воды состоит из, по меньшей мере, одной ректификационной установки 1, при этом под ректификационной установкой 1 подразумевается комплекс аппаратов, например бражная, эпюрационная, спиртовая колонны с соответствующим стандартным оборудованием, включая теплообменники, или точнее охладители, функции которых выполняют дефлегматоры, конденсаторы и холодильники спирта, которые являются водопотребителями, или точнее потребителями холода воды, их водяной выход будет обобщенно считаться водяным выходом ректификационной установки в целом после охлаждения спирта на отдельных ее участках, в этом случае охлаждающая вода выходит из них подогретой приблизительно до температуры 65-75°С. Водяной выход ректификационной установки 1 трубопроводом 2 соединен с баком 3, который в данной системе может называться дефлегматорным, т.к. в основном горячая вода, поступающая в этот бак, идет из дефлегматора, но она может идти и из другого оборудования ректификационной установки 1. В баке 3 для горячей воды выполнен переливной патрубок 4, а из нижней его части отходит трубопровод 5а) горячей воды для ее потребителей на отдельных участках завода, например для котельной, столовой, отопления и т.д. Переливной патрубок 4 соединен с трубопроводом 5, который может связывать или соединять его с входом, по меньшей мере, одного эжектирующего устройства 6, которым может быть эжектирный насос, струйный насос, струйный аппарат, эжекторный насос, жидкостно-газовый эжектор, газожидкостной эжектор, эжекторный смеситель, газовый эжектор, жидкостной эжектор, инжектор или просто эжектор, входом которого может быть сопло 7, соединенное с трубопроводом 5 с активной средой, например приварен к нему или соединен с ним фланцами, выход которого связан с приемной камерой 8. К ней подсоединен патрубок 9 для пассивной среды, а на выходе эжектирующего устройства 6 выполнен отводящий канал 10 для газожидкостной смеси - в данном примере дефлегматорная вода или прогретая вода с бака 3 является активной средой, а газ, точнее воздух, эжектируемый этой водой, - пассивной средой, так что эжектирующее устройство 6 можно назвать жидкостно-газовым.

Отводящий канал 10 соединен с буферным баком 11, например приварен к нему или соединен с ним фланцами, к которому подведен подпитывающий трубопровод 12 с установленным на нем запорно-регулирующим устройством 13, например, вентилем или автоматическим клапаном. В верхней части буферного бака 11 выполнен переливной патрубок 12а), защищающий его от переполнения. Выход буферного бака 11 соединен трубопроводом 14 с, по меньшей мере, одним нагнетательным насосом 15, трубопровод 14 соединяет выход насоса 15 со входом, по меньшей мере, одного охладителя 16, выход охладителя 16 - с трубопроводом 17 для городской воды, на котором установлено запорно-регулирующее устройство 18, например вентиль или автоматический клапан, и с выходным трубопроводом 19, на котором установлено запорно-регулирующее устройство 20, например вентиль или автоматический клапан. Трубопровод 19 соединяет трубопровод 14 и трубопровод 17 с напорным баком 21, выход которого соединен со входом, по меньшей мере, одной ректификационной установки 1, между охладителем 16 и напорным баком 21, на трубопроводе 14 может быть установлен, по меньшей мере, один стабилизирующий нагреватель 23. Таким образом образуется замкнутая, кольцевая система водооборота.

Дефлегматорная вода или излишняя вода, поступающая из переливного патрубка 4, может использоваться для отопления производственных помещений, поэтому патрубок 5 может проходить через систему отопления, точнее в разрыве трубопровода 5 установлена система отопления 24, например, состоящая из стандартно обвязанных радиаторов или калориферов, которые, учитывая их стандартность, на чертеже не показаны (фиг.1).

Выход накопительного бака, какими являются бак 3, буферный бак 11 и напорный бак 21, может быть соединен со входом этого бака трубопроводом, на котором установлен, по меньшей мере, один нагнетательный насос и, по меньшей мере, одно эжектирующее устройство. Применительно для буферного бака 11 его нижняя часть может быть соединена с его верхней частью, т.е. выход у него соединен со входом трубопроводом 25, на котором установлен, по меньшей мере, один нагнетательный насос 26, и в его конце над буферным баком установлено, по меньшей мере, одно эжектирующее устройство 6. Получается малое замкнутое кольцо водооборота, при этом их может быть выполнено несколько с установленным на них, по меньшей мере, одним насосом, но для работы рассматриваемого участка системы оборота достаточно, по меньшей мере, одного трубопровода 25.

Трубопровод 14 может иметь отводящий трубопровод 27, выполненный до теплообмеников: охладителя 16 или нагревателя 23, или после них, который связывает выход, по меньшей мере, одного нагнетательного насоса со входом накопительной емкости, например, буферного бака 11, на котором может быть установлен регулятор 28, например регулятор давления до себя, чувствительный элемент которого установлен на трубопроводе 14 после его соединения с отводящим трубопроводом 27, на этом же отводящем трубопроводе 27, предпочтительно на его окончании над баком 11 может быть установлено эжектирующее устройство 6. Таким образом образуется еще одно замкнутое малое кольцо водооборота с применением эжектирующего устройства, которое также соединяет вход и выход накопительной емкости, например, буферного бака, при этом их может быть несколько, но для работы рассматриваемого участка достаточно, по меньшей мере, одного трубопровода 27 (фиг.2).

Согласно технологическим требованиям, в накопительном баке, например в буферном баке 11, желательно поддерживать постоянную температуру. Эта цель легко достигается установкой на трубопровод, на котором установлено, по меньшей мере, одно эжектирующее устройство 6 до него, например, на трубопровод 14, трехходового регулирующего клапана 29, третий выход которого соединен обводным патрубком 30 с выходом эжектирующего устройства 6 или с накопительной емкостью непосредственно, например, с буферным баком 11. Исполнительный механизм регулирующего клапана 29 функционально связан с выходом регулирующего прибора 31, вход которого соединен с датчиком температуры 32 (фиг.3).

В целях сохранения напора воды, поступающей с ректификационной установки 1, трубопровод 2 соединен коллектором 33, от которого отходят отводы 34, выполненные в виде трубопроводов, соединяющих этот коллектор с потребителями горячей воды, например с котельной. От коллектора 33 выполнен отвод 35 в виде трубопровода, соединяющего его с системой отопления и через нее - с буферным баком 11. Часть отвода 35 может быть выполнена в виде стабилизирующего гидрозатвора 36 арочной формы, верхняя точка которого значительно выше коллектора 33 с отводами 34. В данном примере трубопровод 2 может быть соединен патрубком 37 через обратный клапан 38, на котором он установлен, с выходом бака 3 (фиг.4).

На конце трубопровода 19 может быть установлено эжектирующее устройство 6; согласно замечаниям, изложенным в заявленных материалах выше, аналогично примеру фиг.3, температурный режим в напорном баке 21 может быть автоматизирован при помощи автоматического клапана 29 ввиду полной идентичности этих схем, на фиг.5 он не показан.

Трубопровод 14 обводным трубопроводом 39 может быть соединен с трубопроводом 22, а перед их соединением на трубопроводе 22 устанавливается обратный клапан 40. На трубопроводе 39 установлен, по меньшей мере, один регулятор давления 41, например, регулятор давления после себя (фиг.5).

На фиг.7 рассмотрен конкретный пример выполнения эжектирующего устройства 6, которое может состоять из активного сопла 44, напрямую соединенного с трубопроводом оборотной воды, например 5, конфузорного пассивного сопла 45, камеры смешения 46 и диффузора 47, который напрямую может быть установлен на крышке накопительной емкости, например на крышке буферной емкости 11. Диффузор 47 может быть установлен на накопительной емкости, например на буферном баке 11, через отводной патрубок 48 (фиг.7).

Если возникает необходимость использовать пассивную среду из определенного источника, например газ или воздух, то конструкция эжектирующего устройства 6 может носить несколько иной характер по сравнению с предыдущим примером. В этой конструкции патрубок 9 соединен с приемной камерой 51, которая соединена с камерой смешения 52 и к которой подсоединен диффузор 53, который, как и в предыдущем примере, может быть напрямую установлен на накопительной емкости или через отводной патрубок 54, например, на крышке буферного бака 11, в которой выполнено отверстие для связи внутренней полости эжектирующего устройства 6 с внутренней полостью буферного бака 11. К приемной камере 51 подсоединен патрубок 9 для пассивной среды, начало которого может быть расположено в артезианской скважине 56 или другом источнике природных вод, например в колодце, реке или озере, при этом он может быть установлен в кармане 57 выполненного в виде заглушенного снизу патрубка и установленного в промежуточном фильтрующем патрубке 58, выполненном хотя бы частично из фильтрующей сетки и который установлен в этой скважине 56. С внешней стороны патрубка 58 находится грунт, в котором пробурена эта скважина, а с внешней стороны патрубка 57 находится грунт 59; на определенном уровне находится артезианская вода 60 (Фиг.8).

С одним трубопроводом могут быть связаны несколько эжектирующих устройств 6, например, трубопровод 5 в своем конце может быть соединен с горизонтальным коллектором 61 с отводящими патрубками 62, которые соединяют этот коллектор с параллельно установленными эжектирующими устройствами 6, которые ранее рассмотренными способами соединены с накопительной емкостью, например, с буферным баком 11. Патрубки 9 этих эжектирующих устройств 6 также могут быть соединены с коллектором 63 (фиг.9, а) и б)). Коллектор, с которым соединены эжектирующие устройства 6, может быть выполнен и вертикальным, больше того, его функции может выполнять непосредственно трубопровод, связанный с накопительной емкостью, например окончание трубопровода 5, с которым соединены горизонтальные отводящие патрубки 62, связывающие его с эжектирующими устройствами 6, выход которых соединен с накопительной емкостью, например с буферным баком 11 (фиг.10).

Более подробно коллекторное соединение эжектирующих устройств показано на фиг.11, в этом примере на отводящих патрубках 62 установлена запорная арматура 64, например вентили, задвижки или краны перед эжектирующими устройствами 6, а перед регулирующим клапаном 29 трубопровод 5 соединен с отводным трубопроводом 65, на котором установлена запорная арматура 64 и сбросной клапан 66, например предохранительный клапан, а до запорной арматуры 64 к отводному трубопроводу 65 подсоединен обводной патрубок 67 напрямую с установленным на нем запорной арматурой 64 и связывающий его напрямую с буферным баком 11. На трубопроводе 5 может быть установлен расширительный бочок 68, ко дну которого подсоединена сливная запорная арматура 64а), например кран или вентиль, к которому подсоединены отводящие патрубки 62 и который выполняет функции вертикального коллектора. До расширительного бочка 68 на трубопроводе 5 может быть установлен регулирующий клапан 29, расширительный бачок одновременно выполняет функции отстойника или грязевика для исключения попадания посторонних включений в эжектирующее устройство. Следует учесть, что отводящие патрубки врезаны в расширительный бочок 68 на некотором расстоянии от его дна, например на середине его вертикальной поверхности.

Эжектирующие устройства 6 могут сочетаться с другими теплообменниками, так последовательно эжектирующему устройству 6 на трубопроводе 5 перед буферным баком 11 может быть установлена градирня 69 известной конструкции (фиг.12).

По меньшей мере, одно эжектирующее устройство 6, установленное на, по меньшей мере, одном из трубопроводов системы оборота воды, может своим патрубком 9 для пассивной среды быть связано с вакуумной системой 70 ректификационной установки 1, например, через конденсаторы и дефлегматоры с верхней частью эпюрационной и спиртовой колонн. В этом случае на патрубке 9 может быть установлено регулирующее устройство 71, например регулятор после себя, для стабилизации вакуума (фиг.13).

По меньшей мере, одна часть, по меньшей мере, одного патрубка 9 может быть размещена в, по меньшей мере, одном источнике природных вод, например в скважине артезианской воды, колодце, реке или озере. В источнике природных вод, например в скважине, пробуренной в земле, устанавливается патрубок 72, заглушенный с верхней стороны заглушкой 72а) и с нижней стороны заглушкой 72б). В верхней заглушке 72а) выполнено отверстие для прохода патрубка 9 в него, которое после установки в него патрубка 9 с зазором его окончания по отношению к нижней заглушке 72б) герметизируется путем сваривания патрубка 9 с заглушкой 72а). К верхней части патрубка 72 подсоединен воздухозаборный патрубок 73 с фильтром 74 на конце. Таким образом, патрубок 72 представляет собой в основном герметичный баллон с проходом для воздуха, выполненным в виде воздухозаборного патрубка 73, и установленной в нем части патрубка 9. Для того чтобы патрубок 72 окружала вода, а не грунт, пропитанной водой, в артезианской скважине может быть установлен дополнительный патрубок 75, выполненный, по крайней мере, частично сетчатым, при этом патрубок 75 выполняет функции фильтра. В данном примере часть патрубка 9, патрубок 72 и патрубок 75, установленные в артезианской скважине, представляют собой теплообменник или охладитель воздуха, хладоносителем которого является артезианская вода, таким образом в данном примере патрубок 9 связывает данный охладитель воздуха с эжектрирующим устройством 6 (фиг.14).

Может быть пробурено несколько артезианских скважин с установленными в них вышеперечисленными патрубками, т.е. могут быть выполнены несколько данных охладителей воздуха, которые соединены последовательно (фиг.15) или параллельно (фиг.16).

Воздухозаборный патрубок 73 является входом охладителя воздуха, а патрубок 9 - его выходом, при их последовательном соединении выход первого охладителя соединен со входом второго, а при их параллельном соединении выходы обоих соединены между собой.

По меньшей мере, один патрубок 9 для пассивной среды, по меньшей мере, одного эжектирующего устройства 6, установленного на, по меньшей мере, одном трубопроводе оборотной системы, например на трубопроводе 2, может быть соединен с, по меньшей мере, одним вакуум-проводом 76 вакуумной системы ректификационной установки 1, который связан через сепараторы 77 и дефлегматоры 78 с верхней частью эпюрационной колонны 79 и спиртовой колонны 80. Вакуум-провод 76 представляет собой трубопровод для вакуума. На вакуум-проводе 76 может быть установлено, по меньшей мере, одно регулирующее устройство. Таким образом, основными потребителями вакуума ректификационной установки 1 являются эпюрационная колонна, спиртовая колонна и их конденсаторы и дефлегматоры. К вакуум-проводу 76 может быть подсоединен вакуумный насос 81 с обратным клапаном 40, установленным на вакуум-проводе 76 до этого насоса, и на патрубке 9 также устанавливается обратный клапан 40 (фиг.17).

По меньшей мере, одна часть, по меньшей мере, одного из трубопроводов системы оборотного водоснабжения может располагаться непосредственно в, по меньшей мере, одном источнике природных вод, например, в артезианской скважине, колодце, реке или озере, аналогично расположению в них патрубка 9, рассмотренного ранее.

Рассмотрим этот вариант на примере с трубопроводом 14, который может иметь вертикальный виток, расположенный, например, в скважине 56 внутри отфильтровывающего патрубка 75, внутри этого же патрубка 75 может быть расположен вспомогательный патрубок 82 с глубинным насосом 83, установленным на его конце, для периодической или постоянной небольшой откачки артезианской воды из скважины.

На части трубопровода 14, находящейся в артезианской скважине, могут быть выполнены выступы 84, например гофры, рядом с первой скважиной может быть пробурена вторая скважина, в которой расположен еще один виток трубопровода 14, который установлен внутри отфильтровывающего патрубка 75, т.е. полная аналогия с первым теплообменником, каким является скважина с размещенной в ней части трубопровода 14 в виде витка.

Обводной патрубок 85 с запорной арматурой 64 соединяет начала этих витков, обводной патрубок 86 с запорной арматурой соединяет окончания этих витков. Два обводных патрубка 85 и 86 путем открытия или закрытия запорной арматуры 64, выполненной на них, могут подключать их части, расположенные в данном случае в двух артезианских скважинах, как последовательно, так и параллельно относительно друг к другу, кроме этого, они позволяют отсоединять от прохождения через них оборотной воды.

Для того чтобы поддерживать необходимую температуру на выходе охладителя, в данном примере состоящего из двух артезианских скважин с размещенными в них частями водопровода 14, вход которого через регулирующие органы трехходового регулирующего клапана 87, установленного на трубопроводе 14, на участке входа его в артезианские скважины, и выход соединены обводным патрубком 88, регулирующий клапан 87 функционально связан через регулирующий прибор 89 с датчиком температуры 90, установленным на выходе этого охладителя, для полного отключения этого охладителя, который одновременно выполняет функции стабилизатора температуры оборотной воды, на нем выполнен общий обводной патрубок 91 с установленной на нем запорной арматурой 64, соединяющий начало первого витка и окончание второго витка этого охладителя оборотной воды (фиг.18).

Абсолютно идентично может быть выполнена конструкция охладителя и для воздуха, у которого в артезианской скважине размещены витки патрубка 9 для пассивной среды, отличие в одном - в начале этого патрубка может быть выполнен фильтр 74, в остальном разводка патрубка 9 и трубопровода 14 полностью совпадают, сохраняются все обводные и регулирующий клапан, поэтому в скобках на фиг.18 рядом с позицией 14 указана позиция 9, что позволяет не перерисовывать один к одному конструкцию фиг.18 применительно к патрубку 9 (фиг.19).

Эжектирующие устройства 6 могут быть установлены на трубопроводах 2 дефлегматорной горячей воды раздельно у эпюрационной колонны 79 и спиртовой колоны 80, при этом вакуум-проводы 76 у эпюрационной колоны 79 и спиртовой колоны 80 в данном примере независимы друг от друга (фиг.20).

Таким образом, в данной системе оборотного водоснабжения эжектирующее устройство выполняет функции охлаждающего устройства за счет смешения воздуха из окружающей среды или предварительно охлажденного воздуха в теплообменнике-охладителе с активной средой, оборотной водой, которая часто называется дефлегматорной водой. Сопло 45, патрубок 9, приемная камера 8 и приемная камера 51 для пассивной среды - все эти понятия можно обобщить одним выражением - каналом для пассивной среды эжектирующего устройства 6, при этом известны эжектирующие устройства, которые в своей конструкции содержат несколько каналов для пассивной среды, но для работы рассматриваемой системы достаточно, по меньшей мере, одного канала эжектирующего устройства 6 для пассивной среды. Сопло 7, сопло 44, сопло 50 могут быть обобщены одним выражением - каналом для активной среды эжектирующего устройства 6. Известны эжектирующие устройства, конструкции которых содержат несколько каналов для активной среды, но для работы рассматриваемой конструкции достаточно, по меньшей мере, одного канала для активной среды эжектирующего устройства. Любой трубопровод или патрубок, под последним подразумевается трубопровод сравнительно небольших размеров, так или иначе связанные с системой оборота воды в спиртопроизводстве, включая сливные трубопроводы и патрубки, обводные патрубки, трубопроводы, соединяющие вход и выход накопительных емкостей, можно назвать трубопроводом оборотной воды. Часть этого трубопровода или несколько частей этого трубопровода, расположенного в источнике природных вод, можно назвать вертикальным витком, загибом этого трубопровода, который может иметь абсолютно произвольную форма, совместно с артскважиной или другим источником природных вод может быть назван теплообменником, охладителем или стабилизатором температурного режима оборотной воды, т.е. воды системы оборота в спиртопроизводстве.

На схеме оборотного водоснабжения (фиг.1) условно показан один насос 15, их может быть значительно больше, они могут быть установлены последовательно или параллельно, поэтому можно назвать, что установлен, по меньшей мере, один насос, по этой же причине можно назвать, что установлен, по меньшей мере, один теплообменник: охладитель 16 или стабилизатор температуры нагреватель 23. На трубопроводах оборотной воды, включая подпитывающие трубопроводы и сливные патрубки, на накопительных емкостях может быть установлено достаточно много эжектирующих устройств, к которым может также подходить выражение "по меньшей мере, один", так как для работы системы достаточно по одной из перечисленных позиций системы.

Система оборота воды в спиртопроизводстве работает следующим образом.

Вода, подогретая в ректификационной установке 1 потребителями ее холода, например конденсаторами или дефлегматорами, поступает в бак 3, из него она в первую очередь поступает на нужды производства и быта по трубопроводу 5а), а другая его часть по переливному патрубку 4 и трубе 5 поступает в буферный бак 11, на этом трубопроводе может быть установлено эжектирующее устройство 6 или оно может быть установлено на крышке этого бака, а к его активному соплу 7 подведен трубопровод 5, по которому оборотная вода поступает в эжектирующее устройство 6, в котором, смешиваясь с воздухом, являющимся пассивной средой, засасывающимся струей оборотной воды из приемной камеры 8, поступает в отводящий канал 10. Смешавшись с воздухом, имеющим меньшую температуру, чем оборотная вода, газоводяная смесь уже меньшей температуры поступает в буферный бак 11, из которого насосом 15 по трубопроводу 14 через охладители 16, которые могут быть водоводяными, хладоносителем в котором является артезианская вода, и в случае необходимости через стабилизирующий нагреватель 23 подается к трубопроводу 20, к нему же подключен трубопровод 17 для подпитки системы в случае ее обезвоживания.

Эжектирующие устройства 6 могут быть установлены на различных участках системы оборота воды, например, по меньшей мере, одно эжектирующее устройство 6 может быть установлено на дополнительном независимом замкнутом канале, трубопроводе 25, связывающем нижнюю часть накопительной емкости с ее верхней частью, т.е. ее вход с ее выходом, в этом случае, по меньшей мере, один установленный на этом трубопроводе насос 26 осуществляет циркуляцию оборотной воды по замкнутому кругу: накопительная емкость, например буферный бак 11 - трубопровод 25, прогоняя ее через эжектор 6, тем самым охлаждая ее. Но аналогичный канал может быть выполнен и на других накопительных емкостях, на напорном баке 21 или на дефлегматорном баке 3 или какой-либо другой дополнительной емкости оборотной системы.

Второй независимый канал образован трубопроводом 14 и трубопроводом 27, по которому проходит излишняя оборотная вода, за счет превышающей производительности насоса 15 по отношению к необходимой, в этом случае регулятор 28 сбрасывает излишнее давление оборотной воды в трубопроводе 14 за счет подачи ее по трубопроводу 27 обратно в накопительную емкость, например в буферную емкость 11, оборотная вода, проходя через эжектирующее устройство 6, установленное на трубопроводе 27, дополнительно охлаждается.

Температурный режим оборотной воды в накопительной емкости, например в буферной емкости 11, легко автоматизируется при помощи регулирующего клапана 29, который при недостаточной температуре открывает доступ воды по обводному патрубку 30, а при ее превышении перекрывает доступ воды по обводному патрубку 30 и открывает ее по трубопроводу 5 и эжектирующему устройству 6.

Гидрозатвор 36 позволяет даже при отключенном дефлегматорным баке 3 не только увеличить напор в трубопроводе 2 и 35, но и определить первоочередность подачи горячей воды к коллектору 33 и через его отводы 34 на производственные нужды.

Все рассмотренные выше конструктивные решения, связанные с установкой эжектирующих устройств, включая обводные патрубки, связанные так или иначе с накопительной емкостью - дефлегматорным баком, полностью подходят для другой накопительной емкости - напорного бака 21, кроме этого регулятор давления 41 позволяет реализовать задачу подачи оборотной воды на ректификационную установку 1 по обводному трубопроводу 39, минуя напорный бак 21.

Из рассмотренных примеров конкретных конструкций эжектирующего устройства 6 наиболее простым является фиг.7, в этой конструкции горячая вода подается по трубопроводу оборотной воды, например по трубопроводу 5, на активное сопло 44, выходя из которого струя горячей воды создает в пассивном конфузорном сопле 45 отрицательное давление, и через него окружающий воздух засасывается или увлекается, точнее эжектируется в камеру смешения 46, в которой он смешивается с горячей водой, отдавая ей свой холод, далее газожидкостная смесь поступает в диффузор 47, в котором она распыляется и через патрубок 48 подается в накопительный бак 11, уже значительно охлажденной.

Если необходимо произвести забор воздуха не вблизи эжектирующего устройства 6 на значительном расстоянии, то более подходит конструкция фиг.8, в ней аналогично предыдущему примеру горячая вода по трубопроводу оборотной воды, например, по трубопроводу 5 подается на активное сопло 50, выходя из которого струя этой воды создает отрицательное давление в приемной камере 51, куда и поступает воздух по патрубку для пассивной среды, которой в данном случае он считается, и, смешиваясь с горячей водой в камере смешения 52, он охлаждает ее и входит в диффузор 53 в виде газовоздушной смеси, которая по отводному патрубку 54 поступает в накопительную емкость, например в буферную емкость 11, уже значительно охлажденной.

Если в летний период необходимо охладить воздух, не прибегая к дополнительным энергетическим затратам, то при использовании артезианской скважины воздух проходит по зазору между патрубком 57 и 9, охлаждается окружающей патрубок 57 артезианской водой через его стенку, опускаясь сверху вниз и далее проходя через зазор между дном патрубка 57 и дном патрубка 9. Поднимаясь по патрубку 9, охлажденный воздух поступает в приемную камеру 51, далее процесс идет по вышеизложенной схеме.

При использовании коллекторной установки нескольких эжектирующих устройств 6 на трубопроводе оборотной воды, например на трубопроводе 5, оборотная вода из расширительного бочка 68 по отводящим патрубкам 62 равномерно поступает на радиально установленные эжектора 6, охлаждаясь в них, и через них попадает в накопительную емкость 11. Автоматизация температурного режима в накопительной емкости легко подается при помощи одного регулирующего клапана 29 и при коллекторном подсоединении эжектирующих устройств 6. Сбросной клапан 66 определяет величину столба горячей воды в трубопроводе 5, исключая переполнения дефлегматорного бака 3 и излишнее дросселирование оборотной воды, сбрасывая излишнее давление горячей воды в трубопроводе 5.

Эжектирующее устройство 6 может быть использовано не только для охлаждения оборотной воды, но и для получения вакуума, который может быть использован в вакуумной системе 70 ректификационной установки 1, в этом случае патрубок 9 для пассивной среды связан с ее отдельными звеньями.

При использовании нескольких охладителей оборотной воды, выполненных в виде патрубков 72, 75 и 9, установленных в артезианской скважине и последовательно подсоединенных, воздух проходит через фильтр 74, патрубок 73, патрубок 72, охлаждаясь, поступает в патрубок 9, окончание которого соединено с патрубком 73 следующего охладителя, далее путь воздуха повторяется с выходом на эжектирующее устройство 6. При параллельном соединении этих охладителей их выходы соединены в один патрубок 9, через который охлажденный воздух подается в эжектирующее устройство.

При использовании эжектирующего устройства 6 в качестве источника вакуума оборотная вода, проходя по эжектору 6, создает отрицательное давление в приемной камере 8, т.е. создается вакуум, который по патрубку 9, вакуум-проводу 76, конденсаторы 77 и дефлегматоры 78 передается эпюрационной колоне 79 и спиртовой колоне 80, являющимися составными частями ректификационной установки 1, и другим потребителям вакуума системы ректификации спирта, при этом, по меньшей мере, одно эжектирующее устройство 6 или несколько эжектирующих устройств для выполнения данной задачи может быть установлено в любой точке системы оборотного водоснабжения, на любом трубопроводе оборотной воды или ее сливном трубопроводе. Регулятор давления 71 стабилизирует вакуум, производимый эжектирующим устройством 6. В данной схеме применение вакуумного насоса 81 не обязательно, но в качестве аварийного или подпитывающего его применение возможно.

Охлаждение оборотной или сливной воды при помощи эжектирующих устройств может сочетаться и с другими типами охладителей, например охлаждением при помощи источников природных вод, например, по меньшей мере, одной артезианской скважины, в которой расположена, по меньшей мере, одна часть, по меньшей мере, одного из оборотных трубопроводов или сливных трубопроводов, заявитель назвал их витками, их можно также назвать отводами или прогибами, главное, чтобы трубопровод оборотной воды не прерывается. В примере фиг.18 два такого типа охладителей, которые при определенных комбинациях - открытой и закрытой - запорной арматуры 64 на обводных патрубках 85 и 86 и на самом трубопроводе оборотной воды, например на трубопроводе 14, можно подключать их последовательно или параллельно, или отключать из оборота один из них. Части трубопровода, которые расположены непосредственно в артезианской скважине, представляют собой параллельно установленные патрубки, снизу соединенные между собой, но в целом в данном примере трубопровод 14 не прерывается, проходя через одну или несколько скважин, находясь непосредственно в артезианской воде. Оборотная вода, которая может поступать в часть этого трубопровода, находящегося в этой скважине после предварительного охлаждения в эжектирующем устройстве 6, еще больше охлаждается в этом артезианском охладителе, но эжектирующее устройство может быть установлено и после него. Трехходовой автоматический клапан 87 легко поддерживает необходимую температуру на выходе артезианских охладителей, перекрывая трубопровод 14 и открывая обводной патрубок 88, или, наоборот, в зависимости от необходимости. Абсолютно аналогично могут быть выполнены и артизианские охладители для охлаждения воздуха, только вместо трубопровода 14 в них установлены участки или витки патрубка 9.

На трубопроводе оборотной воды могут быть установлены несколько эжектирующих устройств 6, производящих вакуум для ректификационной установки, по меньшей мере, один из которых индивидуально через сепаратор 77 и дефлегматор 78 соединен вакуум-проводом 76 с эпюрационной колонной, и, по меньшей мере, один индивидуально через сепаратор 77 и дефлегматор 78 соединен вакуум-проводом 76 со спиртовой колонной. В этом случае эжектирующие устройства 6 создают вакуум в этих колоннах независимо друг от друга.