Vol.7 No.3 2014
38/76

研究論文:内部熱交換式蒸留塔(HIDiC)の技術開発(片岡ほか)−174−Synthesiology Vol.7 No.3(2014)==14.95 MJ/hとなった。原料中のエタノールの体積流量は前述と同じ=3.26 L/hであるので、1 Lのエタノール生産に要する消費エネルギーは/=4.59 MJ/L-EtOHとなった。本プロジェクトのCF-HIDiCの省エネ目標値は5 MJ/L-EtOHであったので、その目標だけは達成できた。ただし、CF-HIDiCは標準型HIDiCに比して省エネ率が少し低いため、本プロジェクトの当初の検討対象に入っていなかったこともあり、かつ設置場所の高さ制限でモロミ塔の段数が少し足りず、省エネ目標を達成するためにモ図16 CF-HIDiCの試運転結果2[6](生水蒸気吹込み量10.55 kg/hの場合)消費(投入)エネルギー:5.09 MJ/L-EtOH熱損失量Qloss= 0.62 MJ/h吹込み水蒸気(0.12 MPa)STM2 = 0 kg/h67.3 ℃回収部塔頂蒸気V2-2 = 3.86 kg/h、15.26 wt%75.1 ℃(309 mmHg)もろみ塔常圧廃熱有効利用缶出液 = 56.92 kg/h40 ℃もろみ塔塔頂蒸気V1 = 9.53 kg/h27.87 wt%96.5 ℃内部熱交換量Qint = 7.632 MJ/h廃熱未利用缶出液 = 20.54 kg/h吹込み水蒸気(0.12 MPa)STM1 = 10.55 kg/h104.2 ℃濃縮部塔底缶出液W3 = 5.76 kg/h4.57 wt%、 95.6 ℃回収部(内塔)309 mmHg濃縮部(外塔)760 mmHg缶出液W1 = 77.46 kg/h0.01 wt%、100.3 ℃還流液量R1 = 3.86 kg/h15.26 wt%19 ℃(過冷却)塔頂蒸気V2-1 = 4.40 kg/h92.2 wt%、77.7 ℃還流液量R2 = 0.63 kg/h20.8 ℃(過冷却)製品(留出液)D = 3.77 kg/hEtOH:92.2 wt%20.8 ℃缶出液(廃液)W2 = 1.90 kg/h0 wt%、 84.4 ℃原料モロミ模擬液F = 72.58 kg/hEtOH:5 wt%19 ℃ロミ塔の生水蒸気吹込み量を減少させると缶出液濃度が徐々に上昇して排出基準(< 0.1 wt%)を超え、0.25 wt% EtOHとなってしまった。HIDiC塔の留出液濃度も目標値90 wt% EtOHを僅かではあるが、下回って89.04 wt% EtOHにとどまっている。すでにモロミ塔の段数を増やせない状態なので、上記の未達分を解消する方法は生水蒸気の吹込み量を増加する側に制御することであった。そこで省エネ効果は少し減少するが、生水蒸気吹込み量を少し増加して10.55 kg/hにすることにより省エネ目標(5 MJ/L-EtOH)に近い条件に図15 CF-HIDiCの試運転結果[6][7](生水蒸気吹込み量7.0 kg/hの場合)内部熱交換量Qint = 9.22 MJ/h内部熱交換段: #3~#271実段当たりの伝熱面積A = 0.09426 m2平均温度差 ΔT = 4.35 ℃総括伝熱係数U = Qint/(25 A ΔT)= 250.28 W/m2 K熱損失Qloss = 0.958 MJ/h92.5 ℃67.9 ℃濃縮部塔頂蒸気2.39 kg/h、78.2 ℃缶出液W3 = 5.66 kg/h88.4 ℃ 16.49 wt%消費(投入)エネルギー:4.59 MJ/L -EtOH < 5 MJ/L -EtOH吹込み水蒸気(0.4 MPa)STM2 = 0 kg/h吹込み水蒸気(0.4 MPa)STM2 = 0 kg/h92.5 ℃47.73 wt%回収部塔頂蒸気4.0 kg/h、79.1 ℃(345.5 mmHg)回収部塔頂蒸気4.0 kg/h、79.1 ℃(345.5 mmHg)もろみ塔常圧もろみ塔塔頂蒸気V1 =7.93 kg/h吹込み水蒸気(0.4 MPa)STM1 = 7.0 kg/h143 ℃ (511 kcal/kg)Q = 14.96 MJ/hに相当回収部(内塔)345.5 mmHg回収部(内塔)345.5 mmHg濃縮部(外塔環状部)760 mmHg缶出液W1 = 54.11 kg/h0.25 wt%、99.6 ℃還流液量R1 = 4.0 kg/h20.1 ℃(過冷却)還流液量R1 = 4.0 kg/h20.1 ℃(過冷却)還流液量R2 = 0.12 kg/h21.23 ℃(過冷却)還流液量R2 = 0.12 kg/h21.23 ℃(過冷却)製品(留出液)D = 2.27 kg/hEtOH: 89.04 wt%缶出液(廃液)W2 = 1.80 kg/h0.002 wt%、79.6 ℃原料モロミ模擬液F = 50.9 kg/hEtOH: 5 wt%EtOH分= 3.26 L/h30 ℃還流比 r2 = 0.053

元のページ 

page 38

※このページを正しく表示するにはFlashPlayer10.2以上が必要です