Модернизация стадии сушки зерновой послеспиртовой барды на ОАО «Талвис»

Техническое задание

    Целью данной работы является анализ стадии сушки зерновой послеспиртовой барды  на предприятии ОАО «Талвис» с  последующей ее модернизацией по критерию энергетических и экономических  затрат.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 

Аннотация

    Курсовой  проект на тему «Анализ и модернизация стадии сушки зерновой послеспиртовой барды на ОАО «Талвис» выполнен студенткой группы СЗС-51 в 2010 году Кисличной О.И.

    Руководитель  курсового проекта Харченко В.Ю.

    Курсовой  проект посвящен анализу и модернизации стадии сушки зерновой послеспиртовой барды.

    Произведены расчеты: материальных и энергетических балансов стадии сушки, вальцовых сушилок, материальный и энергетический балансы  после модернизации.

    Все расчеты производились с помощью калькулятора.

    Пояснительная записка выполнялась с помощью  MS Word.

    Графическая часть выполнена с помощью  прикладной программы 

    Auto CAD 2002. 

    Объем пояснительной записки -      - 54 стр.

    Количество  рисунков        - 8

    Количество  таблиц        - 11

    Количество  графического материала: формата А1 - 4 листа.

                                                       А3 – 2 листа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание

Введение            3

Обзор литературы          5

1. Анализ  технологической схемы процесса  утилизации зерновой 

послеспиртовой  барды          7

1.1 Анализ состава барды, как побочного продукта производства

спирта            7

1.2 Характеристика  готового продукта       9

1.3 Описание  технологической схемы сушки  барды на ОАО «Талвис»  11

1.4 Материальный  баланс стадии сушки барды      15

1.5 Энергетический баланс стадии сушки барды     18

1.6 Постановка  задачи по модернизации стадии сушки барды.   19

2. Некоторые теоретические аспекты процесса сушки    20

2.1 Расчет  скорости сушки по экспериментальным  кривым    21

2.2 Расчет  времени сушки барды        25

3. Обзор  методов утилизации послеспиртовой зерновой барды   28

3.1 Технология  переработки барды с получением  сухих 

гранулированных кормов DDGS        28

3.1.1 Технология  высокоскоростного низкотемпературного 

обезвоживания с использованием аппаратов АХИ.     29

3.1.2 Технология  с выпарными станциями      30

3.1.2.1 Технология  сушки без возврата продукта     30

3.1.2.2 Технология  сушки без возврата продукта  с последовательной

сушкой            31

4. Обоснование  выбора оборудования       32

5. Технологический  расчет оборудования      37

5.1 Расчет вальцовой сушилки        37 
 
 

5.2 Расчет  энергопотребления стадии сушки  проектного варианта  40

5.3 Материальный  баланс проектного варианта стадии  сушки барды  41

6. Описание  технологической схемы проектного  варианта сушки 

зерновой  послеспиртовой барды        44

7. Сравнение  технологий сушки барды базового  и проектного вариантов 49

Заключение           51

Список  используемой литературы        52

Приложение           53 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Барда — отход производства этилового спирта. Представляет собой жидкость (суспензия) светло-коричневого цвета с запахом зерна или иного сырья.

      Выход барды по спирту больше в 12 раз, что  заставляет задуматься о утилизации отхода, тем более что это отходы производства, подлежащие обязательной утилизации, однако сухой остаток является очень ценным кормовым продуктом.

      Питательная ценность барды позволяет использовать ее в качестве жидкой кормовой добавки. Нереализованную в качестве жидкой кормовой добавки барду спускают в пруды-накопители спиртпредприятия. Длительное нахождение барды в отстойнике ведет к её порче и непригодности использования на корм. В ней начинают происходить гнилостные процессы, приводящие к повышению её кислотности, накоплению в ней опасных токсинов и появлению неприятного запаха, что ведет к нарушению экологической обстановки в районе.

     Из  этого следует, что необходимо применять  более эффективные методы переработки  барды, приводящие к повышению ее питательной ценности, транспортабельности, полноты утилизации и как следствие  извлечения выгоды для предприятия.

     С одной стороны, барда — это  отходы, вызывающие загрязнение окружающей среды. Поэтому запрещается сбрасывать барду в водоёмы или в канализацию  без предварительной переработки (закон РФ «О государственном регулировании  производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции», ст.8, п.5; в других странах есть аналогичные нормы).

      С другой стороны, барда, благодаря содержанию клетчатки, углеводов, белка и микроэлементов, является вторичным сырьевым ресурсом, она может служить сырьём для производства корма для животных и других полезных продуктов. 

      Современные технологии переработки барды ориентированы  в первую очередь на выделение  основной массы сухих веществ. При  этом начальная стадия переработки  представляет собой первичный передел барды (центрифугирование, фильтрование), в результате чего исходные сточные воды преобразуется в твердую фазу (кек), состоящую из основного объема взвесей, содержащихся в исходном стоке, и жидкую среду (грубый фильтрат, либо фугат).

      Основная  трудность современного этапа развития технологий глубокой утилизации барды  заключается в переработке ее жидкой фазы, в которой содержится целый комплекс загрязняющих веществ.

      На  сегодня имеется технология переработки  фильтрата путем его упаривания. При этом оставшийся после выпаривания сухой остаток, образующий смесь с первичным (после декантирования) кеком, высушивается в термодинамических сушилках с получением сухого кормопродукта стандарта DDGS.

      

      Несмотря  на то, что данные технологии практически полностью исключают выбросы в окружающую среду и кроме того позволяют возвращать очищенную воду обратно в основное производство, тем не менее обладают крайне негативным моментом — имеют высокую капитальную стоимость, а также чрезмерный уровень потребления электроэнергии.

      Снижение  энергетических затрат на сушку, и прежде всего топлива, наряду с повышением интенсивности влагоотдачи рассматривается  как важнейшая задача при разработке новой технологии сушки и конструкций  сушилок, а также при совершенствовании существующих. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Обзор литературы

      При написании курсовой работы использовались различные литературные источники:

      Лебедев П.Д. «Теплообменные, сушильные и  холодильные установки» [1]. В этой книге есть 2 раздела. В первом рассмотрены  процессы тепло- и массообмена в различных промышленных теплообменных аппаратах, выпарных, ректификационных и сушильных установках. Приведены основные типы, конструкции и схемы этих устройств и даны некоторые методы и примеры их теплового, гидравлического и механического расчетов. Рассмотрено вспомогательное оборудование – конденсатоотводчики и конденсационные устройства и коэффициенты совершенства теплообменных аппаратов и теплоизолирующих установок. Второй раздел книги посвящен рассмотрению основных типов и конструкций компрессионных, абсорбционных и пароэжекторных холодильных установок и трансформаторов тепла, указаны области их применения, приведены основные уравнения и даны примеры их термодинамического и конструктивного расчета.

      Лыков М.В. «Сушка в химической промышленности» [2]. В книге приведены важнейшие термодинамические характеристики влажного газа, основные положения теории тепло- и массообмена, а также кинетики и динамики процесса сушки. Подробно рассмотрены методы инженерного расчета сушилок с определением их габаритов при различных способах подвода тепла и при совмещении сушки с другими термическими процессами. Описаны технологические схемы и конструкции сушильных аппаратов и установок, наиболее распространенных в химической промышленности, даны их технико-экономические показатели. Большое внимание в книге уделено новым способам сушки, наиболее перспективным комбинированным методам и технологии сушильных процессов, включая выбор рационального способа и оптимального режима сушки различных материалов.

      Сажин Б.С. «Основы техники сушки» [3]. В данной книге изложены основы выбора рационального метода сушки, типа и конструкции сушильного аппарата на базе комплексного анализа материалов как объектов сушки. Рассмотрены конструкции, методы расчета и анализа работы современных сушилок и вспомогательного оборудования. Даны схемы сушильных установок.

      

      Павлов  К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. «Примеры и задачи по курсу процессов и  аппаратов химической технологии» [4]. В книге описаны основы прикладной гидравлики, насосы, вентиляторы и компрессоры, гидромеханические методы разделения, теплопередача в химической аппаратуре, выпаривание и кристаллизация, основы массопередачи, перегонка, ректификация и абсорбция, адсорбция, экстрагирование, сушка, умеренное и глубокое охлаждение. Вначале каждой главы приведены основные расчетные формулы, необходимые для решения примеров и контрольных задач. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Анализ  технологической схемы процесса утилизации зерновой послеспиртовой барды на ОАО «Талвис»

 

     Спиртовое производство открытого акционерного общества ОАО "Талвис" (S.P.I. Group), расположен в р.п. Новая Ляда Тамбовского района, Тамбовской области, введено в эксплуатацию 21 июля 2009 года.

      По  оценкам экспертов, новолядинский  спиртовой завод не только самый  крупный в европейской части России, но и, с технической точки зрения, самый совершенный в отрасли. Здесь смонтирован комплект оборудования стоимостью 14 миллионов долларов. Общий объем инвестиций — 100 миллионов долларов США. Площадь земельного участка под основными корпусами и сооружениями составляет более 21 гектара. Мощность предприятия — 10 тысяч дал пищевого спирта в сутки. Процесс изготовления продукта полностью автоматизирован. Из отходов производства предполагается получать гранулированную барду, а также высокобелковые корма для животноводства. Кроме того, здесь установлены современные системы оборотного водоснабжения и биологические очистные сооружения производства Германии. 

1. Анализ  состава барды как побочного продукта производства спирта

     Сырьем  для получения кормовой белково-углеводной добавки - сухой барды служит жидкая зерновая барда - отход спиртового производства.