برج استرداد كحول
استخلاص وتقطير
برج استرجاع الكحول – كتالوج المواصفات الفني التفصيلي
1. نظرة عامة على المنتج
برج استرجاع الكحول هو جهاز فصل وتنقية عالي الكفاءة يعمل على مبدأ التقطير، وهو مخصص لاسترجاع الكحول عالي التركيز وتنقيته من المحاليل الكحولية منخفضة التركيز. تدمج المنظومة المتكاملة وحدات التسخين المسبق والتقطير والتكثيف والارتداد والتحكم الأوتوماتيكي، ويُصنع جسمها الرئيسي من الفولاذ المقاوم للصدأ وتآكل. يتميز البرج بكفاءة فصل عالية ومرونة تشغيلية واسعة واستقرار في الأداء وترشيد في الطاقة وحماية للبيئة وعمر تشغيلي طويل، ما يخفض بفعالية تكلفة شراء المذيبات ويقلل تصريف المياه العادمة.
2. مبدأ العمل
يستند الفصل إلى الاختلاف الكبير في التطايرية (الضغط البخاري) بين الكحول والماء وغيرهما من المكونات المتطايرة عند الدرجة نفسها من الحرارة. يُسخَّن محلول الكحول المخفف مسبقاً في سخّان مسبق ثم يدخل إلى المرجل (الريبويلر) في قاع البرج حيث يُسخَّن ويتبخر منتِجاً بخاراً مختلطاً. يصاعد البخار من أسفل إلى أعلى عبر الحشوة المنتظمة عالية الكفاءة أو الصواني داخل العمود، ويحدث على سطح الحشوة تلامساً متعاكساً متعدد المرات بين البخار وسائل الارتداد المُكثَّف العائد من قمة البرج، ما يحقق انتقال المادة والحرارة. في النهاية يُكثَّف بخار الكحول عالي التركيز كلياً في مكثف قمة البرج، ويُسحب جزء منه كمنتج نهائي بينما يعود الجزء الآخر إلى قمة البرج كسائل ارتداد للحفاظ على تدرج التركيز ونقاء التشغيل اللازمين للفصل.
3. أنواع التركيبات
برج التقطير الدوري: تركيبة بسيطة وتشغيل مرن، مناسب لأعمال استرجاع المذيبات صغيرة الدفعات ومتعددة الأنواع.
برج التقطير المستمر: تغذية وتفريغ مستمران ومستقران مع ترشيد للطاقة وكفاءة عالية، مناسب للإنتاج الصناعي واسع النطاق أحادي النوع.
برج الحشوة المنتظمة: يعتمد حشوة موجهة مموجة من الفولاذ المقاوم للصدأ، بكفاءة فصل عالية وهبوط ضغط منخفض وحمل سائل صغير.
برج الصواني: مناسب للمواد الحاوية حبيبات صلبة أو عالية اللزوجة، بمقاومة قوية للانسداد.
برج التقطير المخلخل (تحت التفريغ): يخفض درجة الغليان التشغيلية، ويُستخدم لاسترجاع المواد الحساسة للحرارة أو سهلة التحلل في درجات الحرارة العالية.
4. المواصفات الفنية التفصيلية
المواصفات الشائعة للمعدات الرئيسية وقدرتها التشغيلية
نطاق قطر العمود: DN150 ~ DN1200 mmارتفاع جسم البرج: 6.0 ~ 18.0 m (يُصمم حسب متطلبات الفصل)القدرة التشغيلية: من 50 L/h إلى 5000 L/h تدفق التغذيةتركيز المنتج: 90% ~ 95% vol (قابل للتعديل ضمن النطاق وفق متطلبات العملية)
جدول مطابقة القدرة التشغيلية مع معاملات المعدات
الجدول
| الطراز | القدرة (L/h) | تركيز التغذية (% vol) | تركيز الاسترجاع (% vol) | قطر جسم البرج (mm) | ارتفاع جسم البرج (m) | استهلاك البخار (kg/h) | مساحة التبريد (㎡) | الأبعاد طول × عرض × ارتفاع (m) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| JT-100 | 100 | 30~50 | ≥95 | 200 | 7.5 | 60 | 6.0 | 1.2×0.8×8.5 |
| JT-200 | 200 | 30~50 | ≥95 | 300 | 9.0 | 120 | 10.0 | 1.4×1.0×10.0 |
| JT-500 | 500 | 30~50 | ≥95 | 450 | 11.0 | 280 | 22.0 | 1.8×1.5×12.5 |
| JT-1000 | 1000 | 30~50 | ≥95 | 600 | 13.0 | 550 | 40.0 | 2.2×1.8×14.5 |
| JT-2000 | 2000 | 30~50 | ≥95 | 800 | 15.0 | 1100 | 80.0 | 2.8×2.2×16.5 |
ملاحظة: يمكن تخصيص قدرات تشغيلية أكبر. يُحسب استهلاك البخار على أساس بخار مشبع بضغط 0.3 MPa.
شروط التصميم
الجدول
| بند المعيار | نطاق القيم | ملاحظات |
|---|---|---|
| ضغط التصميم | -0.1 MPa ~ 0.5 MPa | يمكن تخصيص فئات ضغط أعلى |
| درجة حرارة التصميم | -10°C ~ 200°C | تُحدد وفق وسط التسخين |
| معدل تسرب النظام | ≤ 0.1% / 24h | معيار اختبار الإحكام الساكن |
| التفريغ عند قمة البرج | حتى -0.098 MPa | لتكوين التقطير المخلخل |
| فئة مقاومة الانفجار | ExdIIBT4 / ExdIIBT6 | يلبي المنطقة الخطرة Zone 1 |
مواصفات المكونات الداخلية الرئيسية – معاملات الحشوة
الجدول
| نوع الحشوة | المادة | المساحة النوعية (㎡/m³) | ارتفاع الطبقة النظرية المكافئة HETP (mm) | حالات الاستخدام |
|---|---|---|---|---|
| حشوة موجهة مموجة 250Y | SUS304 / SUS316L | 250 | 280~400 | نمط عام، كفاءة عالية ومقاومة منخفضة |
| حشوة موجهة مموجة 500Y | SUS316L | 500 | 150~250 | دقة عالية، متطلبات تركيز مرتفع |
| حلقات بال مكدسة | SUS316L | 120~250 | 400~800 | مواد حاوية صلبة / عرضة للترسّب |
| حلقات راشيغ سيراميك | سيراميك ألومينا | 90~150 | 500~1000 | وسط حمضي قوي وشديد التآكل |
5. اختيار المواد (مقارنة المعايير الدولية)
الجدول
| الجزء | الصين GB | ASTM/AISI | DIN EN | الخصائص |
|---|---|---|---|---|
| جسم البرج / المرجل | S30408 (304) | 304 / S30400 | 1.4301 | مقاومة ممتازة للتآكل، مناسب للماء والمذيبات العضوية والاستخدام الغذائي |
| جسم البرج / المرجل | S31603 (316L) | 316L / S31603 | 1.4404 | يحتوي موليبدينوم، مقاوم لنقر الكلوريدات، مناسب للأنظمة عالية النقاء أو المكلورة |
| أنابيب تبادل الحرارة في المكثف | S31603 (316L) | 316L | 1.4404 | تبادل حرارة عالي الكفاءة، مقاوم للتآكل والترسّب |
| الحشوة المنتظمة | S31603 (316L) | 316L | 1.4404 | مساحة نوعية عالية، هبوط ضغط منخفض |
| حشوات الإحكام | بولي رباعي فلورو إيثيلين PTFE | PTFE | — | توافق كيميائي ممتاز وإحكام موثوق |
| غلاف العزل الخارجي | صلب مجلفن / SUS304 | Galv. Steel / 304 | DX51D / 1.4301 | حماية وعزل حراري |
6. مجالات التطبيق النموذجية (أبرز الصناعات العالمية)
صناعة الأدوية: استرجاع الكحول من مستخلصات المضادات الحيوية والفيتامينات والأعشاب الصينية؛ استرجاع مذيبات تصنيع المواد الدوائية الفعالة API.
الأغذية والمشروبات: تقطير نبيذ الفواكه وتنقيته؛ إزالة الروائح من كحول التخمير الأساسي؛ تقطيع الكحول الغذائي والمشروبات الروحية.
الكيماويات الدقيقة: استرجاع المذيبات العضوية (الميثانول والأسيتون وإيثيل الأسيتات وغيرها)؛ فصل الزيت التربنتيني والدايبنتين.
الهندسة الحيوية: تركيز واسترجاع الإيثانول الحيوي؛ استرجاع المذيبات من مرق التخمر.
هندسة البيئة: الاستفادة من استرجاع مذيبات الكحولات في المياه العادمة الصناعية؛ معالجة اختزالية للمياه العادمة بما يحقق معايير التصريف.
الطاقة الجديدة: إزالة الماء وتنقية الإيثانول الوقودي.
7. معايير التصميم والشهادات (اعتراف دولي)
الجدول
| المعيار / الشهادة | الوصف |
|---|---|
| GB/T 150 / GB/T 151 | معايير الصين لتصميم أوعية الضغط |
| ASME VIII Div.1 | قانون أوعية الضغط الأمريكي (ختم U اختياري) |
| PED 2014/68/EU | توجيه المعدات الضغطية الأوروبي (شهادة CE) |
| GMP | قواعد ممارسات التصنيع الجيد للأدوية (تصميم نظيف وصحي) |
| EAC / CU-TR | شهادة الاتحاد الجمركي الأوراسية (جواز دخول أسواق الاتحاد الجمركي) |
| ISO 9001:2015 | نظام إدارة الجودة |
8. خيارات التخصيص
تشكيلات موفرة للطاقة: تقطير ثنائي أو ثلاثي الفعالية بفرق الضغط، ما يخفض استهلاك البخار بشكل كبير.
أشكال التسخين: تسخين بالبخار، بالزيت الحراري، بوحدات تسخين كهربائية.
ترقية الأتمتة: تحكم أوتوماتيكي كامل عبر PLC مع مراقبة فورية للتركيز وواجهة لمس HMI.
التنظيف والتعقيم: نظام تنظيف CIP إلكتروني ووظيفة تعقيم SIP إلكترونية.
التركيبة الإنشائية: منظومة متكاملة على قاعدة (سكيد) متنقلة؛ تركيب عابر للجدار للأقسام النظيفة.
المعالجة السطحية: تخميل بالحمض، تلميع مرآوي صحي (Ra ≤ 0.4 μm).
معايير الوصلات: فلوحات ANSI B16.5 وDIN 2633 وJIS، أو وصلات كلامب صحية سريعة التركيب.
9. المعاملات المطلوبة عند الطلب
اسم المادة ومكوناتها الرئيسية
تدفق التغذية (طن/يوم أو L/h)
تركيز الكحول في التغذية (% vol)
تركيز الكحول المطلوب في المنتج (% vol)
مصدر الحرارة المتاح في الموقع (ضغط البخار / معاملات الزيت الحراري / السعة الكهربائية)
درجة حرارة ماء التبريد عند المدخل وشروط التزويد
بيئة منطقة التركيب (داخلية / خارجية، فئة مقاومة الانفجار ومتطلبات الشهادات)