Модернизация стадии сушки зерновой послеспиртовой барды на ОАО «Талвис»

       ,        (9)

где - коэффициент, учитывающий фактическую поверхность соприкосновения материала с греющей поверхностью вальцов. .

Тогда по формуле (9):

      

      По  каталогу [7] подбираем максимально близкую по значению площади вальца сушилку - вальцовая сушилка типа ВН 2-5 НУ - 01. По нормалям ближайшая одновальцевая сушилка имеет F = 31.5 м (диаметр вальца 2000 мм, длина 5000 мм). Тогда количество сушилок, необходимых для сушки барды будет найдено по формуле:

      

        шт.

      Краткая техническая характеристика выбранного оборудования приведена в таблице 9.

      Таблица 9 – Техническая характеристика вальцовой

      сушилки ВН 2-5 НУ – 01

      

      

      Тогда количество потребляемой энергии четырьмя вальцовыми сушилками составит:

       ,         (10)

где - количество энергии, потребляемое приводами сушилок, кВт.

кВт. 

2. Расчет  энергопотребления  стадии сушки проектного варианта

      На  вальцовых сушилках происходит сушка  продукта с 70% до 30%, соответственно далее  барда поступает на досушку с 30% до 10% в роторно-трубчатую сушилку. Количество этой барды находят по формуле:

        кг/час = 128,6 т/сут

      Количество  испаренной влаги на роторно-трубчатой  сушилке составит:

        кг/час.

Соответственно, количество готового продукта составит:

        кг/час = 100 т/сут.

      Количество  энергии необходимое на досушку  барды в роторно-трубчатой сушилке  с 30% до 10% вычислим на основании теплового  баланса.

       ,       (11)

      Поскольку барда, поступающая из вальцовых сшилок имеет температуру порядка 80 , то дополнительный прогрев материала не требуется и энергия расходуется непосредственно на испарение влаги.

      Расход  тепла на испарение влаги определяется по формуле:

        кДж;

      

      Потери  в окружающую среду составят:

        кДж

      Энергопотребление привода одной роторно-трубчатой  сушилки за сутки составит:

       ,

Тогда по формуле (11) общее количество энергии  будет равно:

       = 6000,3 кВт.

      Таким образом, общее количество потребленной энергии в проектном варианте составит:

        кВт. 

3. Материальный  баланс проектного варианта стадии сушки барды

Количество  исходной барды:

        т/сут

Количество  сухих веществ в барде:

        т/сут

      в т.ч.: - нерастворимых  т/сут

            - растворимых  т/сут

Количество  сухой барды:

        т/сут

Общее количество испаренной влаги:

        т/сут

Количество  твердой фазы:

        т/сут

Количество  фильтрата:

        т/сут

      

Количество  сиропа:

        т/сут

Количество  испаренной влаги на выпарной установке:

        т/сут

Количество  продуктов, поступающих в вальцовые сушилки:

        т/сут

Количество  продуктов, поступающих в роторно-трубчатую сушилку:

       = 300,0-(

        т/сут

Количество  сухой барды, выходящей из сушилки:

      

        т/сут.

Количество  испаренной влаги на вальцовых сушилках:

 т/сут;

Количество  испаренной влаги на роторно-трубчатой сушилке:

 т/сут

 

Таблица 10 – Сводная таблица продуктов.

Графическое изображение материальных потоков  см. в приложении 2. 
 
 
 

6. Описание технологической схемы проектного варианта сушки зерновой послеспиртовой барды

 

Разделение  барды на декантерах.

      Образующаяся  в кубе бражной колонны барда  с содержанием сухих веществ 8 - 10 % насосом для барды перекачивается в ёмкость для барды Е1. Дополнительно в ёмкость для барды Е1 направляются все образующиеся на спиртовом заводе промывные воды, отработанный раствор CIP (5% раствор NaOH). В целях предотвращения осадка нерастворимых твёрдых веществ и достижения хорошего перемешивания барды, ёмкость для барды оснащена циркуляционным насосом Н1 и внутренней жидкостной струйной мешалкой.

      Часть циркулирующего потока барды из ёмкости  Н1 с температурой 75 °С и концентрацией  сухих веществ - 8 %, в условиях регулирования  по количеству направляется в три работающие, в параллельном режиме декантера Д1, Д2, Д3, на которых барда разделяется на фугат с концентрацией сухих веществ - 5,17% и кек концентрацией сухих веществ -30%.

     Фильтрат  барды направляется в ёмкость  Е2, она так же оснащена циркуляционным насосом Н2 и внутренней жидкостной струйной мешалкой, откуда затем подаётся на первую ступень выпаривания. Густая фаза (кек) с помощью расположенного под декантерами шнека Ш1 подаётся в смеситель Ш2, расположенный над сушилками. 

     Упаривание фильтрата барды.

           На первой ступени  выпаривания ВА1 барда перемешивается с предварительно концентрированным  продуктом, который с помощью  насоса Н3, на этой ступени прокачивается  в режиме рециркуляции, чтобы обеспечить более интенсивный контакт с  поверхностью труб системы нагрева. Посредством распределительного устройства на самом верхнем трубном колене, жидкость равномерно распределяется по отдельным трубкам системы нагрева и стекает в виде тонкой плёнки вниз в условиях интенсивного испарения. В нижней части нагревательного устройства большая часть жидкости отделяется от вторичного пара. Вторичный пар поступает в центробежный сепаратор С1, где происходит отделение капелек жидкости от пара.

     Пар из С1 направляется при помощи вентилятора  пара в механический компрессор КМ1, где происходит сжатие вторичного пара, вследствие чего происходит повышение его температуры. Затем сжатый водяной пар направляется в межтрубное пространство испарителя ВА1 для обогрева.

     Конденсат, который образуется в трубопроводе при движении вторичного пара, направляется в емкость для сбора конденсата ЕК1. Откуда возможна его подача в компрессор при снижении температуры вторичного пара на выходе из последнего.

     При недостаточно высокой температуре  греющего пара для первой ступени  предусмотрена дополнительная подача пара из котельной, с целью ее повышения.

     Во  избежание повышения давления в  корпусе аппарата ВА1, предусмотрен отбор вторичного пара из сепаратора, который направляется на обогрев  второй ступени ВА2.

     Часть циркулирующей, предварительно выпаренной барды, направляется в нижнюю часть тонкоплёночного испарителя второй ступени установки выпаривания ВА2. По аналогии с первым – это аппарат со стекающей пленкой.

     Испаритель  второй ступени обогревается за счёт избыточного вторичного пара из первой ступени, а также вторичным паром, образующимся в испарителе третьей ступени ВА3.

     

     Испаритель  ВА2 по аналогии с испарителем ВА1 оснащён центробежным сепаратором  С2, который служит для сброса давления и обеспечения циркуляции потока продукта. Вторичный пар из С2 направляется в конденсатор К1, где он конденсируется и поступает в емкость для конденсата ЕК1. Неконденсируемые газы концентрируются и с помощью вакуумных насосов ВН1, ВН2, и выводятся в окружающую среду.

     Предварительный концентрат из циркуляционного контура второй ступени выпаривания направляется в циркуляционный контур третьей ступени выпаривания и смешивается с потоком более концентрированного продукта.

     Третья  ступень установки выпаривания  ВА3 выполнена в виде испарителя с принудительной циркуляцией. Концентрированный продукт при помощи циркуляционного насоса Н6 поступает в нижнюю часть испарителя и прокачивается внутри по трубкам вверх-вниз-вверх. В межтрубное пространство для обогрева подаётся отходящий воздух (выпар) из сушилок. А при слишком маленькой температуре греющего пара, дополнительно поступает пар из котельной.

     

           Несконденсированный в испарителе ВА3 водяной пар проходит снизу вверх через промывную колонку ПК1, которая оснащена распылительными форсунками и структурированной насадкой. В противотоке в колонну подают холодный конденсат пара. Вторичный пар из промывной колонки ПК1 выходит в виде воздуха, насыщенного водяным паром, с температурой 50°С. В трубчатом теплообменнике НВ1 вторичный пар нагревается до температуры 65 С и выводиться в атмосферу.