Destillationskolonnen. Wir bauen eine Destillationskolonne mit unseren eigenen Händen - Schritt-für-Schritt-Anleitung

Wenn wir absolut alle in der Natur vorkommenden Destillierapparate analysieren, ist die Destillationskolonne das komplexeste System. Dies zeigt sich sowohl in seiner Entstehung als auch in seiner Pflege. Es ist eine spezielle Ausrüstung für die Herstellung von Alkohol. Sein Hauptzweck besteht darin, eine Flüssigkeit mit einem hohen Gehalt abzutrennen Temperaturregime. Sehr oft wird dieses Gerät in der Industrie eingesetzt.

Es kommt auch vor, dass eine Moonshine Destille oder eine Destillationskolonne für den persönlichen Gebrauch von Hand hergestellt wird. Meistens wird es zur Herstellung von Mondschein verwendet. Die Hauptessenz der Arbeit basiert auf dem Sammeln von Alkohol oder Mondschein aus der Hauptflüssigkeit. Natürlich hat es eine Heiz- und Kühlfunktion, was ebenfalls unglaublich wichtig ist. Mit einer Destillationskolonne haben Sie die Möglichkeit, Alkohol selbst herzustellen, ohne Angst um dessen Qualität haben zu müssen.

Das Funktionsprinzip der Destillationskolonne

Entlang der Linie des Alkoholdampfes, von der Maische bis zum Kühlschrank, gibt es einen Knoten. Es wird als Destillationskolonne bezeichnet - es ist eine Art langes Rohr, dessen Durchmesser viel größer ist als die Länge, etwa 40-mal oder höher. Diese Abmessungen sind die optimalsten, um den Hauptzweck der Vorrichtung zu erreichen. Heißer Dampf steigt durch das Rohr an die Oberfläche, verliert dabei allmählich an Temperatur und strömt nach unten zurück in den Behälter.

Während der Bewegung von ganz oben nach unten kommt es mit dem Dampf in Kontakt und die Temperatur steigt wieder an, dann bilden alle Komponenten wieder Dampf. Absolut in allen Elementen der Zusammensetzung vorhanden Äthanol- darauf basiert das Funktionsprinzip der Destillationskolonne. Wenn Sie ein bestimmtes System von Säulenaktionen so wählen, dass Alkoholdämpfe oben kondensieren, wo eine spezielle Armatur angebracht ist, tritt der reinste Alkohol in den Kühlmechanismus ein. Es enthält keine schädlichen Chemikalien.

Durch die unterschiedlichen Temperaturen der Wasser- und Dampf-Wasser-Phase bildet sich nach einer gewissen Zeit innerhalb der Kolonne ein dynamisches Gleichgewichtssystem aus. Außerdem wird die Dampflösung gem. in Elemente eingeteilt chemische Formel für die Dampfbildung erforderlich. Oben sammeln sich Dämpfe instabiler Verunreinigungen an - Aldehyde, Aceton und andere toxische Elemente. Bei einer Temperatur im Säulenthermometer von etwa 70 ° C fliegen sie einfach in die Luft - die Säule ist durch ein Rohr oder Ventil mit der Umgebung verbunden und funktioniert tatsächlich unter Naturkräften.

Ungefähr auf einer Höhe von 3/4 der Säulenlänge sollte sich Alkohol bilden, der aufgefangen werden muss. Niedriger - Öl und andere Elemente, deren Siedepunkt höher ist als der von Alkohol. Es ist notwendig, die Temperatur im Bereich der Freisetzung der Alkoholmasse bei ca. 76 °C zu halten. Dazu ist eine erhebliche Länge der Säule erforderlich - je größer die Fläche verschiedener Teile ist, desto einfacher ist es, ein Element vom zweiten zu trennen.

Standard-Montagemethode

Do-it-yourself-Destillationskolonne wird auf der Grundlage des Schemas hergestellt. Das Diagramm wird benötigt, um keine Fehler zu machen. Es enthält keine großen Volumina im Vergleich zu anderen Geräten, die 19 Meter erreichen. Eine selbstgebaute Destillationskolonne, ihr Design und der Mechanismus selbst können nicht als einfach bezeichnet werden - sie bestehen aus vielen Komponenten. Zunächst sollten Sie ein Metallrohr kaufen - seine Länge beträgt idealerweise etwa 119-149 cm.

Anstelle eines Rückflusskühlers darf eine gewöhnliche Thermoskanne verwendet werden. Außerdem benötigen Sie:

  • Adapter, die das Rohr mit Tanks kombinieren;
  • Isolierung und Edelstahlblech zur Herstellung von Hauptunterlegscheiben;
  • Ein kleines Verstärkungsrohr zum Ablassen von Wasser;
  • Kühlmechanismus.

Von den Geräten benötigen Sie einen Hammer, einen Bohrer mit Bohrer, eine Zange, eine Feile, Hartpapier, einen Lötkolben mit Lot oder Flussmittel, ein Übergangsgerät in einen Wasserhahn, einen Gummischlauch mit kleinen Parametern und eine Temperaturanzeige.
Ein selbstgebautes Gerät wird nach dem festgelegten Schema hergestellt. Das Rohr muss die gewünschte Länge haben und seine Spitzen müssen poliert sein. Zur Anordnung des Rohres und der Destillateinheit wird ein Euro-Adapter verwendet. Die Verbindung des Rohrs und des Würfels sollte gelötet werden, und ein Teil des Lötens erfordert später ein Abisolieren.

Dann müssen Sie Metalldüsen herstellen, die das Rohr bis ganz nach oben füllen. Nun wird die Hauptscheibe in das Rohr eingeführt, ein kleines Ende der Auswahl wird darin eingeführt. Der Abschnitt der Verbindungspunkte ist gelötet. Der nächste Schritt wird die Wärmedämmung des Rohres sein.

Eine Thermoskanne, die als Rückflusskühler verwendet werden soll, muss berücksichtigt und von unten entfernt werden. Das innere Reagenzglas muss von außen entfernt und der Vakuumdeckel der Thermoskanne entfernt werden. Im Reagenzglas sollte im mittleren Teil ganz unten und an der Hauptstelle seiner Hinterkante ein Durchgang gemacht werden.
Durch den oberen Durchgang müssen Sie das Rohr montieren und dort abdichten. Dann wird die Basis auf den Kegel gelegt.

Im Außenkolben sind zusätzlich Löcher für die Rohre zum Ein- und Austritt von Wasser angebracht. Sie befinden sich oben und unten am Rohr. Zonen ein ohne Fehler befestigen. In der Destillat-Entnahmeeinheit ist es notwendig, einen Durchgang für die Temperaturanzeige-Durchführung herzustellen. Die Destillationskolonne wird mit besonderer Sorgfalt hergestellt, um Ihre Gesundheit nicht zu gefährden.

In unserer Generation ist eine kleine Destillationskolonne durchaus relevant. Dieses Gerät ist absolut jedem öffentlich zugänglich, und das Gerät benötigt ein wenig Platz. Das Zeichnen der industriellen Herstellung einer Destillationskolonne ist für gewöhnliche Menschen etwas kompliziert. Trotzdem kommt die Herstellung von Alkohol zu Hause häufig vor und wird von vielen Menschen praktiziert.

Das Modell der Destillationskolonne benötigt eine große Anzahl von Böden, um das qualitativ hochwertigste Produkt zu erhalten. Dies erschwert den Installationsprozess erheblich. Um diese Art von Apparat, wie eine Destillationskolonne, herzustellen, mit meinen eigenen Händen Zu Hause benötigen Sie einige Details. Der Kühlmechanismus besteht aus einem rötlich-gelben Rohr. Dazu ist es notwendig, die Gleichrichterkolonne damit zu umhüllen.

Bügeleisen Waschlappen sind aus Edelstahl gefertigt. Die Gültigkeitsdauer und ihre Einsatzreserve in der Destillationskolonne ist ziemlich lang. Bei vorhandenen 9,8 cm Rohren müssen Sie 1 Waschlappen mitnehmen. Gute Idee, verwenden Sie eine medizinische Klemme mit einer Pipette, Sie können sie anstelle eines Wasserhahns nehmen. Das Schema der Destillationskolonne wird in der Regel mit einem Rohr zur Verbindung mit der Umgebung vervollständigt.

Die Essenz der Spalte

Wenn wir kurz auf das System der Alkoholherstellung und Rektifikation eingehen, dann handelt es sich tatsächlich um die wiederholte Destillation der Maische, die in speziellen Platten stattfindet. Stattdessen verwenden sie normalerweise alle möglichen Komponenten. Um zu Hause Alkohol herzustellen, kann eine Destillationskolonne mit einem Durchmesser von 3 bis 5 cm, ein Eisenschwamm als Verbindungselement verwendet werden. Dadurch wird die Destillationskolonne für den Mondschein gefüllt.

Während des Betriebs der Destillationskolonne sinkt das Destillat gleichmäßig nach unten und die Verdampfung steigt nach oben. Zur Gradanhebung wird ein Gleichrichter benötigt. Getrennte Modifikationen dieser Vorrichtung beinhalten die Verwendung eines Boilers und eines Kühlflüssigkeitsstrahls zum Kühlen. Alle Elemente des Geräts können mit einem gewöhnlichen Lötwerkzeug gut miteinander kombiniert werden. Geringfügige Mengenunterschiede bei der Herstellung einer volkswirtschaftlich notwendigen Einheit wirken sich nicht besonders auf die Qualität des Produkts aus.

Um jedoch die Alkoholmenge zu erhöhen, muss das Volumen der Destillationsvorrichtung erheblich vergrößert werden, ein 1,5 m langes Säulenrohr garantiert bis zu 28 Liter Alkoholelement in etwa zwei Tagen. Nach Abschluss der Herstellung des Gerätes ist es erforderlich, alle Anschlüsse mit einem Reinigungsmittel zu bestreichen. In ähnlicher Weise ist es erlaubt, die zusätzlichen Löcher zu untersuchen, wenn Blasen auftreten. Wenn ein Wasserdampfkühler an ein Rohr angeschlossen ist, durch das Wasser eintritt und ob während des Betriebs Löcher vorhanden sind, handelt es sich um ein Säulensystem.

All dies macht es möglich zu erkennen, um was für ein selbstgebautes Gerät es sich handelt und warum Menschen es überhaupt brauchen. Mit einer Destillationskolonne haben Sie die Möglichkeit reinen Alkohol zu gewinnen. Darüber hinaus können wir den Schluss ziehen, dass es überhaupt nicht schwierig ist, einen Apparat mit Ihren eigenen Händen zu erstellen - Sie müssen nur die Anweisungen sorgfältig lesen. Es reicht auch aus, ein starkes Verlangen zu haben und die notwendigen Details, um es zu schaffen. Jeder entscheidet selbst, was besser ist - Alkohol kaufen oder zu Hause machen, denn in solchem ​​Mondschein wird es keinen geben schädliche Zusätze, und seine Qualität hängt ausschließlich von der Destillationsstruktur ab.

Achtung, nur HEUTE!

Nachdem ich mich mit beliebten Websites und Foren zum Thema Berichtigung vertraut gemacht hatte, beschloss ich, einen Beitrag zur gemeinsamen Sache zu leisten. Heimwerker leiden unter Säulen, hängen viel Automatisierung an ihnen. Drucksensoren, Start-Stopp-Systeme, die den gesamten Gleichrichtungsprozess stören usw.

Die Hauptprobleme liegen in geringer Höhe, in falschen Berechnungen von Installationen, Arbeiten an Gasherd, Orientierung am Druck in der Kolonne und nur ein banales Missverständnis des Wesens des Rektifikationsprozesses. Und vor allem vergisst das jeder komplett Die richtige Spalte erfordert keine Automatisierung. Automatisierung ist nur ein Assistent.

Das obige Schema der Destillationskolonne ist eine der sechs Möglichkeiten zur Lösung der obigen Probleme. Der "Trick" besteht darin, dass es niedrig (super niedrig) gemacht werden kann und ziemlich hochwertigen Alkohol erhält. Ich werde reservieren ... die Arbeit an einem Gasherd ist gefährlich, der kleinste Fehler kann zu irreparablen Folgen führen - Sie sind gewarnt. Die Stabilität des Betriebs einer bestimmten Schaltungslösung liegt in der sogenannten. Vorratsbehälter unter dem zur Seite verschobenen Dephlegmator, durch Einstellen der Stromversorgung (Heizung) im Würfel, Kühlung und Schleimrückführung erreicht man ein stabiles Alkoholregal mit einer Höhe des Düsenteils von nur 80cm. In der Säule befinden sich keine Temperatursägen, da keine Spritzer auf den Thermometersensor gelangen können. Mit dem in der Auswahleinheit installierten hydraulischen Füllstand können Sie den Füllstand des angesammelten Schleims überwachen, wodurch Sie den Prozess zu Beginn der Rektifikation genauer stabilisieren und das Überlaufen der Säule während des ordnungsgemäßen Betriebs beseitigen können. Das akkumulative "Glas" ist dem bekannten und gleichnamigen Gerät (dem Soxhlet-Extraktor) Franz von Soxhlet entlehnt

Bei der Entwicklung von Designideen können Sie mit Automatisierung arbeiten. Anstelle eines Auswahlreglers kann ein elektronisches Ventil installiert werden, indem es über einen Komparator angeschlossen wird, der Temperaturmessungen vornimmt. Damit wird die Säule zu einer Ultra-Small-Batch-Säule mit fraktionierte Auswahl. Der Komparator ist so programmiert, dass er das Ventil bei einer bestimmten Temperatur öffnet, das Ventil öffnet, der angesammelte Schleim in den Aufnahmebehälter abgelassen wird, woraufhin der Prozess in der Säule zusammenbricht und die Temperatur ansteigt, und der Komparator arbeitet, um das Ventil zu schließen. Natürlich können Sie mit Ihren Händen öffnen und schließen, aber der Vorgang ist mühsam. Damit alle Substanzen nacheinander auf der Spalte ausgewählt werden können, wird der Vorgang näher beschrieben.

2.2. die Einrichtung und der Betrieb von Destillationskolonnen,

Die Rektifikation einfacher und komplexer Gemische erfolgt in Batch- oder kontinuierlichen Kolonnen.

Batch-Säulen werden in Anlagen mit geringer Kapazität verwendet, wo eine große Anzahl von Fraktionen gesammelt werden müssen und die Trennung hoch sein muss. Das klassische Schema einer solchen Installation ist in Abb. 4. Das Rohmaterial tritt bis zu einer Höhe von etwa 2/3 seines Durchmessers in den Destillationswürfel 1 ein, wo es mit Taubdampf erhitzt wird. In der ersten Betriebsperiode der Destillationseinheit wird die flüchtigste Komponente des Gemisches, beispielsweise der Benzolkopf, ausgewählt, dann werden durch Erhöhung der Destillationstemperatur Komponenten mit einem höheren Siedepunkt (Benzol, Toluol usw. ). Die höchstsiedenden Bestandteile der Mischung verbleiben im Würfel und bilden einen Mehrwertsteuerrückstand. Am Ende des Rektifikationsprozesses wird dieser Rückstand gekühlt und abgepumpt. Der Würfel wird wieder mit Rohstoffen gefüllt und die Rektifikation wird fortgesetzt. Die Häufigkeit des Prozesses ist auf den höheren Wärmeverbrauch und die geringere Anlagenproduktivität zurückzuführen. Weiter in der Abbildung: 2 - Destillationskolonne, 3 - Kondensator-Kühlschrank, 4 - Akkumulator, 5 - Kühlschrank, 6 - Pumpen.

Die Installation der kontinuierlichen Aktion ist frei von vielen dieser Nachteile. Ein schematisches Diagramm einer solchen Installation ist in Abb. 5 dargestellt. Das Rohmaterial gelangt durch den Wärmetauscher 1 in den Erhitzer 2 und dann auf verschiedene Ebenen der Destillationskolonne 3. Die unteren Fraktionen werden im Kessel 4 erhitzt und wieder hinein abgeführt Destillationskolonne. Dabei wird der schwerste Teil aus dem Kessel auf den Sumpf der Kolonne abgezogen und zusammen mit dem flüssigen Sediment zur weiteren Verarbeitung zu schweren Fraktionen. Und die leichten Fraktionen von oben in den Kondensator-Kühlschrank 5 und dann vom Akkumulator 6 teilweise zurück zur Säule zur Bewässerung und teilweise - zur weiteren Verarbeitung der leichten Fraktionen.

Je nach Anzahl der erhaltenen Produkte werden einfache und komplexe Destillationskolonnen unterschieden. Bei der ersten werden bei der Rektifikation zwei Produkte gewonnen, zum Beispiel Benzin und Halbheizöl. Letztere sind darauf ausgelegt, drei oder mehr Produkte herzustellen. Sie sind einfache, in Reihe geschaltete Kolonnen, die jeweils das eintretende Gemisch in zwei Komponenten trennen.

Jede einfache Kolonne hat einen Stripper und einen Konzentrationsteil. Unterhalb der Rohstoffeingabe befindet sich der Stripp- bzw. Strippbereich. Die Platte, auf der das zu trennende Rohmaterial zugeführt wird, wird als Zufuhrplatte bezeichnet. Das Zielprodukt des Abtriebsteils ist ein flüssiger Rückstand. Der Konzentrations- oder Stärkungsbereich befindet sich über dem Speiseteller. Das Zielprodukt dieses Abschnitts sind rektifizierte Brüden. Für den normalen Betrieb der Destillationskolonne ist es notwendig, das obere Ende des Konzentrationsabschnitts der Kolonne zu bewässern und Wärme (durch den Kessel) oder lebenden Wasserdampf in den Abtriebsabschnitt einzuführen.

Abhängig von der internen Vorrichtung, die den Kontakt zwischen den aufsteigenden Dämpfen und der absteigenden Flüssigkeit (Rückfluss) herstellt, werden Destillationskolonnen in Packungs-, Boden-, Rotations- usw. unterteilt. Je nach Druck werden sie in Hochdruck-Destillationskolonnen, atmosphärisch und Vakuum unterteilt . Erstere werden in den Prozessen der Stabilisierung von Öl und Benzin, der Gasfraktionierung in Crack- und Hydrieranlagen verwendet. Atmosphärische und Vakuum-Destillationskolonnen werden hauptsächlich in der Destillation von Ölen, Rückstandsölprodukten und Destillationsanlagen verwendet.

Zur gleichmäßigen Verteilung von Dämpfen und Flüssigkeiten in gepackte Säulen Axt - 1 (Abb. 6.) als Düse - 2, Kugeln, Prismen, Pyramiden, Zylinder aus verschiedenen Materialien (meist gepresster Kohlenstaub) mit einem Außendurchmesser von 6 bis 70 mm und einem Verhältnis von Oberfläche zu Volumen von 500 sind verwendet In loser Schüttung auf speziellen Platten platziert - 4 mit Löchern für den Durchgang von Dampf und Abfluss von Schleim - 3. Der Zweck der Verwendung der Düse besteht darin, die Kontaktfläche von Schleim und Dampf zur gegenseitigen Anreicherung zu vergrößern. Für den korrekten Betrieb der Füllkörperkolonne ist es sehr wichtig, dass der strömende Rücklauf und die Brüden gleichmäßig über den gesamten Querschnitt der Kolonne verteilt werden. Begünstigt wird dies durch die Homogenität des Füllkörpers, eine möglichst hohe Geschwindigkeit der Dampfströmung nach oben, gleichmäßig verteilte Füllkörperlagen und die strikte Vertikalität der Kolonne. In der Praxis wird die anfänglich erreichte gleichmäßige Verteilung von Dämpfen und Schleim verletzt, da der Dampf dazu neigt, die Flüssigkeit an die Wände der Kolonne zu drücken und sich durch die Mitte der Packung zu bewegen. Dabei wird die Packung in mehrere Lagen aufgeteilt und die Platten, auf denen die Packung platziert wird, haben eine spezielle Konstruktion, die es ermöglicht, die Strömungen nach jeder Packungslage wieder gleichmäßig neu zu verteilen. Die Effizienz der Verwendung von gepackten Säulen ist sehr hoch, aber es gibt auch Unannehmlichkeiten: Die Packung muss regelmäßig von der Säule entfernt werden, um sie von Harzpartikeln zu reinigen, die die Packung mit der Zeit bedecken und ihre Benetzbarkeit verschlechtern Packungskolonnen stellen eine sehr strenge Anforderung, einem bestimmten Dampfdruck und der Menge des eintretenden Rückflusses standzuhalten. Bei einem Abfall des Dampfdrucks in der Kolonne beschleunigt sich der Rücklaufablauf und die Kontaktfläche zwischen Dampf und Flüssigkeit nimmt stark ab. Wird der Dampfdruck überschritten, verlangsamt sich der Schleimfluss, was zu einer Ansammlung in den oberen Schichten der Packung und einem Dampfstau im unteren Teil der Kolonne führt („Fluten“ der Kolonne). Dies führt zu einem noch stärkeren Anstieg des Dampfdrucks im unteren Teil der Kolonne und in einem kritischen Moment zum Dampfdurchbruch durch den Schleim hinein oberer Teil Säulen. Die Folge des "Überflutens" der Kolonne ist auch eine starke Abnahme der Kontaktfläche zwischen Dampf und Flüssigkeit.

In Bodenkolonnen 1 (Abb. 7) werden zur Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Dampf und Rücklaufströmen anstelle von Packungen eine große Anzahl von Böden in spezieller Bauart verwendet. Der Schleim fließt von Platte zu Platte durch die Fallrohre 3, und die Ablenkplatten 4 halten ein konstantes Niveau der Flüssigkeitsschicht auf der Platte aufrecht. Diese Stufe ermöglicht es Ihnen, die Ränder der Kappen 2 jederzeit im Rückfluss eingetaucht zu halten. Die Trennwände lassen nur den überschüssigen ankommenden Schleim zur nächsten Platte abfließen. Das Funktionsprinzip der Bodenkolonne ist die gegenseitige Anreicherung von Brüden und Rücklauf durch Dampfdurchtritt unter Druck von unten nach oben durch die Rücklaufschicht auf jedem Boden. Da Dampf den Schleim in Form von winzigen Bläschen passiert, ist die Kontaktfläche zwischen Dampf und Flüssigkeit sehr hoch.

Plattendesigns sind vielfältig. Es werden Maschen-, Gitter-, Kaskaden-, Ventil-, Injektions- und kombinierte Platten verwendet. Das Design der Böden wird auf der Grundlage spezifischer technologischer Anforderungen ausgewählt (Klarheitsgrad der Fraktionstrennung, Anforderung an die Arbeitsintensität, Notwendigkeit der Änderung des inneren Aufbaus der Kolonne, Häufigkeit von Präventiv- und Reparaturarbeiten usw.).

Bei einigen Ölraffinationsprozessen (z. B. Aufbereitung mit angeschlossener Abtrennung von Wasser(dämpfen), Aufbereitung mit Vorabtrennung der schwersten Ölfraktionen) werden Drehkolonnen 1 (Abb. 8) mit hoher Produktivität eingesetzt. Die Platten einer solchen Säule sind konische Schilde mit einem Neigungswinkel von 40°, wobei abwechselnd Platten an den Wänden der Säule befestigt sind – 2 und Platten, die an der zentralen rotierenden Welle befestigt sind – 3. So wechseln sich rotierende Platten mit feststehenden ab. Die Rotation der Platten kommt vom Antrieb - 4 mit einer Geschwindigkeit von 240 U / min. Der Schleim sinkt von oben 5 entlang der feststehenden Platte ab und läuft in der Mitte auf die darunter liegende rotierende Platte über. Unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft bewegt sich der Schleim an der rotierenden Platte nach oben zu ihrer Peripherie und gelangt in Form eines kontinuierlichen ringförmigen Films zu den Wänden des Säulenkörpers und weiter zu der darunter liegenden Platte. Dann wird der Vorgang wiederholt. Dämpfe bewegen sich im Gegenstrom durch den Schleim. Außerdem große Menge Schleim ist ständig in Suspension, was zu einer hohen Flüchtigkeit des Schleims selbst führt. Der Abstand zwischen den Platten beträgt nur 8 - 10 mm, wodurch Sie eine sehr kompakte Säule mit einem hohen Wirkungsgrad (über 85 %) bauen können. Beheizte Rohstoffe werden in die Säule eingeführt, deren erforderliche Temperatur durch eine Heizung aufrechterhalten wird - 6. Diese Konstruktion ist sehr bequem zu verwenden, erfordert praktisch keine Reparatur und Wartung, ist langlebig und nicht so empfindlich gegenüber Temperatur- und Druckänderungen der Ausgangskomponenten.





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Brandschutz des Sanierungsprozesses

Berichtigung- Dies ist ein Verfahren zur Trennung eines Gemisches in reine Komponenten, das durch wiederholten Wechsel der Prozesse der Verdampfung der flüssigen Phase und der Kondensation von Dämpfen durchgeführt wird.

Die physikalische Essenz des Prozesses besteht in einer bilateralen Stoff- und Wärmeübertragung zwischen Nichtgleichgewichtsdampf- und Flüssigkeitsströmen bei hoher Turbulenz der Oberfläche der sich berührenden Phasen. Durch den Stoffaustausch wird der Dampf mit leichtsiedenden Komponenten und die Flüssigkeit mit hochsiedenden Komponenten angereichert. Mit einer bestimmten Anzahl von Kontakten ist es möglich, Dämpfe zu erhalten, die hauptsächlich aus niedrigsiedenden Komponenten bestehen, und eine Flüssigkeit, die hauptsächlich aus hochsiedenden Komponenten besteht.

Der Rektifikationsprozess kann im einfachsten Fall in einer mehrstufigen Anlage durchgeführt werden. In der ersten Stufe einer solchen Anlage wird das Ausgangsgemisch eingedampft. Die nach der Abscheidung der Brüden der ersten Stufe verbleibende Flüssigkeit tritt zur Verdampfung in die zweite Stufe ein. In der dritten Stufe verdampft die aus der zweiten Stufe kommende Flüssigkeit (nach Entfernung des letzten Dampfes). In ähnlicher Weise kann das Verfahren der Mehrfachkondensation organisiert werden, bei dem jede nächste Stufe den nach der Trennung der Flüssigkeit (Kondensat) von ihr in der vorherigen Stufe verbleibenden Dampf zur Kondensation erhält.

Bei einer ausreichend großen Anzahl von Stufen kann auf diese Weise eine flüssige oder dampfförmige Phase mit einer ausreichend hohen Konzentration der Komponente, mit der sie angereichert wird, erhalten werden. Die Ausbeute dieser Phase wird jedoch im Verhältnis zu ihrer Menge in der Anfangsmischung ziemlich gering sein. Außerdem sind solche Anlagen sperrig und ihr Betrieb geht mit großen Wärmeverlusten an die Umgebung einher.

Durch die Durchführung von Rektifikationsprozessen in kompakteren Geräten wird eine wesentlich wirtschaftlichere, vollständigere und klarere Auftrennung von Gemischen in Komponenten erreicht - Destillationskolonnen.

Die Arbeit von Destillationskolonnen basiert auf der Erzeugung von zwei Gegenströmen - aufsteigende Dämpfe und Flüssigkeiten, die zu ihnen fließen. Der Kontakt zwischen ihnen findet auf horizontalen Platten statt, und der Dampf, der sich den Platten nähert, hat eine etwas höhere Temperatur als die darin enthaltene Flüssigkeit. Das Innenvolumen der Säule ist bedingt in drei Teile geteilt- verdunstend, stärkend, erschöpfend. Im ersten Volumen verdampft die zugeführte Flüssigkeit. Die Zuführung erfolgt in den mittleren Teil der Kolonne, da in diesem Teil die Rücklaufzusammensetzung etwa gleich der Zusammensetzung der zu rektifizierenden Lösung ist. Das erhitzte Gemisch tritt in den Beschickungsboden der Kolonne ein und verdampft teilweise. Die Dampfphase bewegt sich nach oben, während sich die nicht verdampfte Phase mit dem Schleim vermischt und nach unten fließt. Der Teil der Kolonne, der sich über dem Eingang des Ausgangsgemisches befindet, wird Verstärkung genannt, da die darin enthaltene Dampfphase durch leichte Fraktionen verstärkt wird. Der Teil der Säule, der sich unterhalb des Eingangs des Ausgangsgemisches befindet, wird als erschöpfend bezeichnet, da die verbleibenden leichten Fraktionen aus dem darin nach unten fließenden Schleim destilliert (erschöpft) werden.



Um den normalen Betrieb der Destillationskolonne sicherzustellen, ist ein ständiges Vorhandensein eines nach oben gerichteten Dampfstroms und eines nach unten gerichteten Rückflusses erforderlich. Am Boden der Kolonne ist ein Heizsystem zur Dampferzeugung vorgesehen. Der Rektifikationsprozess kann mit durchgeführt werden Luftdruck, unter Vakuum, unter Druck bei niedriger Temperatur. Grundsätzlich wird der Rektifikationsprozess bei einem Druck nahe Atmosphärendruck durchgeführt. Die Vakuumrektifikation wird bei Stoffgemischen angewendet, die bei hohen Temperaturen zur thermischen Zersetzung oder Polymerisation neigen. Niedertemperatur-Rektifikation wird verwendet, um Lösungen zu trennen, die haben niedrige Temperatur Sieden.

In Betracht ziehen Funktionsprinzip einer Destillationskolonne, das Teil einer Destillationseinheit mit kontinuierlicher Wirkung ist, die für die Trennung von binären Gemischen bestimmt ist.

Die Destillationskolonne ist ein vertikaler zylindrischer Apparat mit einem geschweißten oder vorgefertigten Körper 1 . Das Ausgangsgemisch wird im Erhitzer 5 vorgewärmt und in den mittleren Teil der Kolonne eingespeist. Im unteren Teil der Kolonne wird die Flüssigkeit bis zum Siedepunkt erhitzt. Die entstehenden Dämpfe steigen die Säule hinauf und erzeugen stromaufwärts. Im oberen Teil der Kolonne werden die Brüden entnommen und gelangen in den Dephlegmator 3, wo sie teilweise kondensiert werden. Ein Gemisch aus Schleim (Flüssigkeit, die durch teilweise Kondensation von Dampf entsteht) und nicht kondensiertem Dampf aus dem Rückflusskühler wird zur Trennung in den Abscheider 4 geleitet. Der Dampf aus dem Abscheider tritt zur vollständigen Kondensation in den Kondensator-Kühler 6 ein und das Destillat (rektifiziertes Produkt) wird dort gekühlt, und der Schleim wird zur Kolonne zurückgeschickt und entsteht darin stromabwärts.

Somit werden in der Destillationskolonne zwei entgegengesetzte Ströme erzeugt - der Strom der aufsteigenden Dämpfe und der Strom der Flüssigkeit, die zu ihnen nach unten fließt. Der Kontakt zwischen ihnen findet auf besonderen statt Wärme- und Stoffübertragungsgeräte, mit einem bestimmten Schritt entlang der Höhe der Säule angeordnet. Solche Vorrichtungen werden in Form von horizontalen Platten oder Düsen hergestellt.

Essenz von Wärmeaustauschprozessen. In der Kopfsäule hat jede Platte mehrere Löcher mit niedrigen Abzweigrohren 3, die dazu bestimmt sind, von unten aufsteigende Dämpfe durchzulassen. Auf den Kolonnenböden befindet sich immer eine Rückflussschicht. Oben auf jedem Dampfrohr ist eine Kappe 2 angebracht, deren Unterkanten in Flüssigkeit eingetaucht sind. Die Kappen an der Basis haben gezackte Schlitze, um den Dampf in kleine Ströme zu zerkleinern. Dadurch vergrößert sich die Kontaktfläche zwischen Dampf und Flüssigkeit. Da Schleim etwas kälter ist als Dämpfe, sprudeln letztere durch eine Flüssigkeitsschicht, kühlen ab und kondensieren teilweise. Bei der Dampfkondensation wird eine gewisse Wärmemenge freigesetzt. Zusätzlich wird der Boden jedes Bodens durch den Dampf von dem darunter liegenden Boden erhitzt. Durch diese Hitze erwärmt sich der Schleim und kocht. Das Rückflussniveau auf jeder Platte wird mittels Überlaufrohren 4 aufrechterhalten, die alle Platten verbinden.

Auf diese Weise, Auf den Platten wird Schleim mit einer hochsiedenden Komponente angereichert (aufgrund teilweiser Kondensation von Dämpfen). Und die aufsteigenden Dampfströme werden mit einem Leichtsieder angereichert. Da sich die Brüden von unten nach oben zunehmend mit dem Leichtsieder anreichern, wird der Siedepunkt der Flüssigkeit auf den Platten (von unten nach oben) immer niedriger. Gleichzeitig wird der von Platte zu Platte fließende Schleim zunehmend mit einem Hochsieder angereichert, so dass der Siedepunkt auf den unteren Platten maximal ist. Als Ergebnis des wiederholten Wärmeaustauschprozesses ist der am Kopf der Kolonne abgezogene Brüden ein nahezu reiner Leichtsieder und der Rückstand am Sumpf der Kolonne ein reiner Hochsieder.

Aus dem oben Gesagten folgt das Für den normalen Betrieb jeder Destillationskolonne ist dies erforderlich: Zu Original-Produkt vorgewärmt, der obere Teil der Säule kontinuierlich bewässert und der untere Teil beheizt.

Zu beachten ist, dass in der Industrie meist nicht binäre, sondern Mehrstoffgemische getrennt werden. Um dabei Gemische in drei oder mehr Fraktionen aufzutrennen, arbeiten mehrere nacheinander einfache Säulen oder spezielle komplexe Säulen, die aus mehreren einfachen bestehen.

Im Idealfall befinden sich auf jedem Boden der Säule Dampfphase und Schleim im Phasengleichgewicht und somit entspricht jeder Boden einem der Punkte, die auf der Gleichgewichtskurve liegen (zu Beginn der Vorlesung betrachtet) . In Wirklichkeit wird das vollständige Gleichgewicht der Phasen auf den Böden der Destillationskolonne nicht erreicht. Dies wird durch die Einführung eines Effizienzfaktors berücksichtigt.

Um sich dem Phasengleichgewicht der tatsächlichen Konzentrationen von Flüssigkeit und Dampf anzunähern, wurden verschiedene Designs von Böden und Düsen entwickelt. Böden oder Packungen sind das wichtigste Konstruktionselement von Destillationskolonnen. Auf ihnen findet der Prozess der Wärme- und Stoffübertragung zwischen dem aufsteigenden Dampfstrom und dem Schleim statt.

Destillationskolonnen, in denen Wärme- und Stoffübertrager in Form von Platten ausgeführt sind, werden genannt sprudeln , wenn Dampf durch die Rückflussschicht geblasen wird. Wenn Wärme- und Stoffübertragungsvorrichtungen in Form verschiedener Düsen hergestellt werden, werden die Säulen genannt verpackt .

sprudeln Destillationskolonnen können Böden mit oder ohne Fallrohre aufweisen. Platten mit Ablaufvorrichtungen. Dazu gehören Kappe, Sieb und Ventil.

Wird verwendet, um Lösungen zu trennen gekappte Platten. Dies liegt daran, dass dieser Typ einen guten Kontakt zwischen Dampf und Schleim auf den Platten bietet. Das aufsteigende Dampfgemisch tritt durch die Düsen (Abb. 3, methodisches Material) und sprudelt beim Auftreffen auf die Kappen durch die Rückflussschicht auf den Platten. Die Kappen haben Löcher oder gezackte Schlitze, um den Dampf in kleine Strahlen zu zerkleinern. Der Zu- und Ablauf der Flüssigkeit wird durch Überlaufrohre geregelt.

Siebplatten, haben eine große Anzahl kleiner (von 0,8 bis 3 mm) Löcher. Dampf strömt durch die Löcher der Platte und verteilt sich in Form kleiner Ströme und Blasen in der Flüssigkeit. Eine wichtige Anforderung ist eine konstante Dampfgeschwindigkeit und ein Druck, der ausreicht, um den Druck der Flüssigkeitsschicht auf der Platte zu überwinden und zu verhindern, dass sie durch die Löcher fließt.

Sieb Platten zeichnen sich durch Einfachheit des Geräts, einfache Installation, Inspektion und Reparatur aus. Sie sind jedoch empfindlich gegenüber Verunreinigungen, die die Löcher der Platten verstopfen und Bedingungen für die Bildung erhöhter Drücke schaffen. Bei starkem Dampfdruckabfall läuft die gesamte Flüssigkeit von den Siebböden ab und zur Wiederaufnahme des Prozesses muss die Kolonne neu gestartet werden. Dies erlegt der Verwendung dieser Art von Platten erhebliche Einschränkungen auf.

Ventilplatten. Sie haben Öffnungen, die durch spezielle Ventile verschlossen sind, die je nach Höhe des Dampfdrucks ansteigen. Beim Anheben des Ventils entsteht ein Spalt, durch den der Dampf sprudelnd durch die Flüssigkeitsschicht strömt. Bei einer Druckänderung schließt das Ventil durch seine eigene Schwerkraft. Der Ventilhub überschreitet 8 mm nicht. Der Vorteil solcher Böden ist ein relativ hoher Dampfdurchsatz, ein hoher Wirkungsgrad in einem weiten Lastbereich. Nachteilig ist der erhöhte hydraulische Widerstand durch das Gewicht des Ventils.

Platten ohne Ablaufvorrichtungen. Ihr Merkmal ist, dass Dampf und Schleim durch dieselben Löcher oder Schlitze strömen. Auf den Platten läuft gleichzeitig mit dem Zusammenwirken von Rückfluss und Dampf durch Blasenbildung ein Teil der Flüssigkeit zur darunter liegenden Platte ab. Die Flüssigkeit "fällt durch". Lochbleche, Gitter, röhrenförmig, wellig zuordnen.

Verpackt Säulen. Der Wärme- und Stoffaustausch zwischen Dampf und Schleim findet im Volumen von Düsen statt, die aus Feststoffen unterschiedlicher Form bestehen (Tabelle mit Düsentypen). Das Funktionsprinzip der Säulen. Dampf aus dem Auslassteil bewegt sich die Säule hinauf in Richtung der fließenden Flüssigkeit. Der Dampf, der sich über eine große Oberfläche der Füllkörper verteilt, kommt intensiv mit der Flüssigkeit in Kontakt und verliert einen Teil der hochsiedenden Komponente und reichert sich mit der niedrigsiedenden Komponente an. Die Anforderungen an Packungen sind eine große Oberfläche pro Volumeneinheit, gute Rückflussbenetzbarkeit und deren gleichmäßige Verteilung in der Packung, geringer hydraulischer Widerstand, chemische Trägheit und mechanische Festigkeit.

Damit Moonshine sauber und ohne charakteristischen Fuselgeruch ausfällt, muss es mindestens zweimal durch die Apparatur geführt werden. Während der Destillation werden die meisten Fuselöle, was Anlass zum Anrufen gibt fertiges Produkt sauber. Experten bestehen jedoch darauf, dass ein wirklich reines alkoholhaltiges Getränk zu Hause nur mit einer Destillationskolonne erhalten werden kann.

Um zu verstehen, wie eine Do-it-yourself-Destillationskolonne für einen Mondbrenner hergestellt wird und warum sie überhaupt benötigt wird, versuchen wir, das Funktionsprinzip herauszufinden. Hier werden wir überlegen, welche Materialien benötigt werden und ob es ratsam ist, es zu Hause zu machen.

Wie eine Destillationskolonne funktioniert

Wenn der Destillationswürfel, in den die Maische gegossen wird, erhitzt wird, beginnt ein allmähliches Sieden mit einer intensiven Freisetzung von alkoholhaltigen Dämpfen. Diese Dämpfe, die leichter als Flüssigkeit sind, steigen in der Destillationskolonne auf und gelangen von dort in einen wassergekühlten Rückflusskühler. Hier beginnt am höchsten Punkt die Brüdenkondensation, die als Kondensat wieder in die Kolonne strömt. Diese wiederum ist mit speziellen Elementen gefüllt, durch die die Flüssigkeit fließt. Zu diesem Zeitpunkt setzt sich das Sieden der Maische fort und ihre Dämpfe steigen die Säule hinauf und treffen auf dem Weg auf Kondensat. Dieser kontinuierliche Prozess des Flüssigkeits- und Dampfaustauschs wird als Rektifikation bezeichnet.

Während eines solchen Austauschs wird das flüssige Kondensat (Schleim) mit Dampf gesättigt und der Dampf dagegen mit einer Flüssigkeit mit niedrigerem Siedepunkt gesättigt. Dieser Prozess findet ständig statt, während die Maische kocht und sich Kondensat bildet. Dadurch sammelt sich am Kopf der Destillationskolonne der leichteste Dampf mit der höchsten Alkoholkonzentration, der zur Endkondensation in den Kühlschrank geleitet wird. Bereits aus dem Kühlschrank gelangt absolut reines Destillat – Moonshine – in den Auffangbehälter.

Das Arbeitsprinzip der Destillationskolonne ist in dieser Abbildung dargestellt

Was ist kontinuierliche Berichtigung?

Damit der Dampf und die strömende Flüssigkeit (Schleim) optimal in Kontakt kommen, werden in der Destillationskolonne spezielle Kontaktelemente eingesetzt. In Industriemustern wird diese Funktion zu Hause von physischen Platten ausgeführt - einem Metallschwamm zum Waschen von Pfannen. Diese Elemente erhöhen aufgrund der unterschiedlichen Struktur die Kontaktfläche von Schleim und Dampf und dementsprechend die Wirksamkeit einer solchen Wechselwirkung. Möglich wird dies dadurch, dass sich zwischen den beiden Phasen (Flüssigkeit und Dampf) sehr schnell ein Gleichgewicht einstellt.

Während der Schleim die Säule hinunterfließt, umgeht er eine ganze Schicht Metallfedern und trifft dabei auf Dampf. In dem Moment, in dem der Dampf die erste Schicht des Kontaktelements überwindet, beginnt die Phase des physikalischen Gleichgewichts. Um die optimale Höhe einer Haushaltsdestillationskolonne zu erreichen, muss ihr Durchmesser mindestens 30 und nicht mehr als 50 mm betragen.

Herstellung einer Destillationskolonne

Das Problem, solche Geräte zu erwerben, ist für viele sehr akut. Wenn es darum geht industrielle Produktion, dann gibt es in den meisten Proben viele Fehler. Dennoch macht sich die Streaming-Produktion bemerkbar. Optional kann eine manuelle Montage bestellt werden, der Preis entspricht dann jedoch ungefähr dem des „Flügels“ eines guten SUV. Daher ist es am besten, eine Destillationskolonne mit eigenen Händen herzustellen. Natürlich ist seine Struktur immer noch etwas komplexer als die eines selbstgemachten Mondscheins, aber immer noch nicht so sehr, dass er durch die Zeichnung und Anleitung das Bewusstsein verliert.

Als Material für die Herstellung eignet sich Edelstahl - ein chemisch inertes Material, das nicht korrodiert und keine Fremdstoffe und Gerüche abgibt.

Dies ist ein Diagramm einer Destillationskolonne, nach der es gesammelt werden kann

Jetzt ausführlicher über die Hauptelemente der Ausrüstung und woraus sie bestehen können.

  • Der Körper ist ein Edelstahlrohr mit einem Durchmesser von 30-50 mm und einer Gesamtlänge von 1300-1400 mm. Die zulässige Wandstärke des Rohrs beträgt 2-3 mm, da Sie Löcher für die Gewindeverbindung bohren müssen.
  • Wassergehäuse (Rückflusskühler) - meistens aus einer gewöhnlichen Thermoskanne hergestellt. Buchstäblich 10-15 Minuten, und dieses Element ersetzt idealerweise das Industriedesign. In einigen Fällen besteht der Rückflusskühler aus Kupferrohr. Die exotischste und ineffizienteste Option ist eine Spule aus Kupferrohr. Es wird um die Spitze der Säule gewickelt und darüber gestartet. kaltes Wasser. Auch ein plattgedrückter Schlauch bringt erfahrungsgemäß aufgrund der kleinen Kontaktfläche nicht die nötige Wärmeabgabe.
  • Kühlschrank - ein Behälter mit einer untergetauchten Spule und kaltes Wasser. Tank und Rohre sind aus Kupfer. Im Chemieladen können Sie auch einen fertigen Laborkühlschrank erwerben.
  • Das Kontaktelement sind mehrere Metallgitterschwämme, mit denen Hausfrauen normalerweise Kalk und angebranntes Essen von Töpfen und Pfannen entfernen.

Darüber hinaus Silikon verbinden und Kupferrohre, Anlaufscheiben, Gewindemuttern, Adapter.

Es gibt 2 Andockpunkte in der Säule - einen Drehpunkt und eine Verbindung mit einem Destillierkolben. Üblicherweise werden Gewindeelemente zum Anschluss verwendet, aber die Gefahr liegt hier in der Strömung. Sie können auch ein Element auf ein anderes legen und dabei so fest wie möglich andocken, um das Durchdringen von Dampf und das Durchsickern von Schleim zu verhindern. Sie können die Kanten natürlich mit Dichtmittel behandeln und die Struktur für immer andocken, aber dann können Sie sie nicht zerlegen und reinigen.

So bauen Sie eine Destillationskolonne zusammen

  1. Wir nehmen ein Kupferrohr mit einer Höhe von 1300-1400 mm und einem Durchmesser von 30-50 mm. Wir schneiden es in 2 Teile, sie können entweder gleich lang oder mit leichten Abweichungen sein - das ist nicht wichtig. Die Kanten beider Teile werden gesäubert, besäumt, unbedingt angefast und mit Schraubverbindungen oder Adapter aneinander angedockt. Wir erinnern Sie! Die Verbindung muss dicht sein.
  2. Installieren Sie an einem Teil des Rohrs ein Gitter und Anlaufscheiben, um ein Herausfallen des Kontaktelements zu verhindern. Dies ist der untere Teil der Säule, der auf den Destillierkolben gestellt wird. Hier kommen die Metallfedern ins Spiel.

Als solches Kontaktelement können nicht nur Federn, sondern auch kleine Glaskugeln verwendet werden, was allerdings ein recht teures Vergnügen ist. In Sachen Kontaktfläche und Qualität der Wärmeübertragung stehen sie gewöhnlichen Metallschwämmen in nichts nach. Aus Edelstahl gefertigt, sind sie gegenüber der Alkoholmasse absolut inert und unterliegen keiner Korrosion.

Bevor Sie einen solchen Schwamm kaufen, prüfen Sie mit einem Magneten, ob er wirklich aus Edelstahl ist. Wenn ein anderes Metall verwendet wird, beginnen die Federn mit der Zeit zu rosten, was die Qualität der Mondscheinreinigung zunichte macht.

  1. Kaufen Sie 30-40 Metallwaschlappen und schneiden Sie sie in kleine Stücke bis zu 5 mm.
  2. Füllen Sie im unteren Teil des Rohrs, wo der Metallgitterfixierer installiert ist, das Kontaktelement aus und klopfen Sie regelmäßig auf den Tisch. Es ist kein gewaltsames Drücken erforderlich, damit die Federn möglichst nicht ineinander verschlungen, sondern kompakt verdichtet werden. Füllen Sie also durch Schütteln und Klopfen den gesamten Rohrabschnitt, schließen Sie ihn mit einem Netz und befestigen Sie ihn mit einer Anlaufscheibe.

Dieser Teil des Rohrs, der bereits auf dem Destillationswürfel installiert ist, sollte mit einem beliebigen Isolator isoliert werden, selbst Schaumgummi mit einer Dicke von 3-5 mm reicht aus.

  1. Löten Sie am zweiten Teil des Rohrs ein Wassergehäuse (Deflektor) mit zwei Rohren - eines für den Wassereinlass, das andere für den Auslass.
  2. Verschließen Sie das Rohr von oben mit einem Deckel oder löten Sie es, indem Sie ein Loch für das Rohr bohren.

  1. Machen Sie 15-20 mm von der Verbindungsstelle mit dem unteren Teil des Rohrs ein Loch für den Destillatauslass und darunter eine kleine Platte zum Sammeln von Kondensat - Schleim.

  1. Verbinden Sie die Säule und den Kühlschrank mit einem Silikonschlauch, an dem eine Tropfklemme angebracht ist - dies ist ein sehr praktisches Werkzeug zum Einstellen der Flüssigkeitsbewegung.

Darauf handgefertigte Produktion Destillationskolonne fertig ist, können Sie mit der Destillation beginnen.

Wenn Sie noch Fragen haben, sehen Sie im Video, wie Sie eine Spalte richtig und in welcher Reihenfolge erstellen.