Підвищення ефективності роботи сокоочисного відцшення

Реферат

Курсовий проект містить:

(сторінок - 58, таблиць-10, креслень - 4, літературних джерел -15.

Об^гектом розроблення курсового проекту є Глобинський цукровий завод.

Мета курсового  проекту : «Підвищення ефективності роботи

сокоочисного відцшення Глобинського цукрового заводу шляхом відділення переддефековованого осаду до основної дефекації.»

Проектом  передбачається:

1. впровадження схеми очищения дифузшного соку з відділенням осаду нецукрів до основноюї дефекації.
2. Впровадження одноступеневої 1 сатурації з предсатураційною колоною

3. Встановлення тонкошарового відстійника для відокремлення переддефекованого осаду;

4. встановлення фільтр - пресів для фільтрування суспензії соку 1 сатурації

В комплексі  запропоновані заходи дозволять  підвищити вихід цукру на 0,3..

1. 4% до маси буряків, підвищити ефект очищення соку на 8...11%, понизити кольоровість та вміст солей Са, причому покращення якісних показників було досягнуто при меншій витраті вапна на 0.3-0,5% СаО до маси буряка. Ключові слова та словосполучення: ефект очищення; втрати цукрози, витрати вапна; 
   

Зміст

Вступ З

2. Опис технологічної схеми та аналіз роботи станції до технічного

переоснащення 5

3. Аналіз існуючих способів проведення технологічного процесу та його

апаратурного  оформлення 12

4. Заходи з вирішення поставленої мети курсового проекту 38
5. Розрахунок продуктів 41
6. Перевірочний розрахунок встановленого на заводі технологічного

обладнання  станції 46

7. Розрахунок і вибір нового технологічного обладнання 47
8. Опис технологічної схеми заводу після технічного переоснащення 49
9. Основні параметри технологічного режиму роботи станції після

реконструкції 51

Висновок 55

Список використаної літератури 56

Вступ

Розвиток цукрової промисловості  України визначається:

-розвитком сировинної бази -удосконаленням технологічного процесу

• апаратурним оформленням цих процесів Починаючи з 1991 року через економічну кризу на Україні, а також із необдуманою політикою держави відносно розвитку цукрової промисловості, втратою ринків збуту, виробництво цукру постійно скорочувалось. У 1995 році було вироблено 3,5 млн т цукру, 1997 -2 млн т цукру, до 2006 року вироблялось менше 2 млн т цукру. Лише у 2006 році було вироблено 2,6 млн т цукру, у 2007 році вироблено приблизно 1 млн 850 тис. т цукру.

Однією з  головних причин зменшення виробництва  цукру є скорочення виробництва  цукрових буряків як сировини. За період із 1990-1995 роки обсяги виробництва цукрових буряків зменшились із 43 млн т до 29 млн т і виробництво цукру зменшилось з 5,3 млн т до 3,5 млн т. У 2006 році було перероблено 20,5 млн т цукрових буряків і вироблено 2,6 млн т цукру.

Виробництво цукрових буряків знизилось зарахунок зменшення площ під посіви, а також зарахунок зниження урожайності цукрових буряків.

Цукрова промисловість України значно відстає  від передових країн-виробників цукру. Причиною є низькі темпи переоснащення  та технології цукрових заводів.

з

Спрацювання основних виробничих фондів цукрових заводів  перевищує 50%. Технологічне обладнання працює понад 20 років. Відсутність необхідного  забезпечення цукрових заводів сировиною  приводить до скорочення роботи заводу до 40-45 діб.

На сьогодні близько 50% цукрових буряків переробляються за “давальницькою” системою. В  цих умовах неможливо визначити  реальну собівартість цукру.

І все ж, цукрова  промисловість України має всі  можливості для значного збільшення виробництва цукру. За умови підвищення урожайності до 400-450 ц/га і цукристості  до 16-18% в Україні може бути вироблено  більше,ніж 5 млн т цукру на рік.

Для виходу з  кризового економічного стану , в  якому опинилося цукробурякове  виробництво , і успішного вирішення  його проблем, необхідно в першу  чергу забезпечити державну підтримку  регулювання процесами розвитку виробництва цукру з буряків  та його реалізації; розробити і  затвердити урядову програму розвитку цукробурякового виробництва на найближчий і перспективний період, в якій визначити обсяг виробництва  цукру, що забезпечують внутрішні потреби  і експорт його в інші країни; опрацювати конкретні програми реконструкції  галузі на регіональних рівнях.

1. Опис технолопчної схеми та аналіз роботи станції до технічного

переоснащення

На Глобинському цукровому заводі процес очистки дифузійного соку складається з таких етапів:

• прогресивна переддефекація;
• основна дефекація (холодна і гаряча);
• двох котлова І сатурація;
• фільтрація;
• дефекація перед П сатурацією;
• II сатурація;
• фільтрація;
• сульфітація.

1. Прогресивна тепла (температура 50-55-60°С) переддефекація.

Мета: максимальна коагуляція ВМС отриманих щільністю компактного осаду стійкого до дії високої лужності на основну дефекацію та забезпечення гарних фільтраційних показників соку І сатурації.

Проводиться у горизонтальному  апараті типу Брігель-Мюллер (Ш1-ППД-6), який являє собою коритоподібний апарат, що ділиться перегордками на 6 камер. Дифузійний сік поступає в І секцію апарату, а в останню вапняне молоко. Кількість вапняного молока і підлуженого соку, що рухається з однієї секції в іншу залежить від кількості обертів змішуючого приладу і кута повороту шибера.

Технолопчний режим процесу переддефекації уточнює заводська лабораторія в залежності від якості дифузійного соку. Нарощування pH по секціях переддефекатора лабораторія контролює два рази на зміну.

Значения pH обробленого соку по секціях переддефекатора.

Секщя pH

1. 7,0-7,2
2. 7,3-7,5
3. 7,8-8,0
4. 8,6-8,7
5. 9,4-9,6
6. 10,4-10,5

Таке поступове і рівномірне додавання вапняного молока у  сік відбувається протягом 15-30хв. Процес рівномірного підвищення рН соку до оптимального значення називається прогресивною дефекацією. Одержаний таким чином передцефекаційний осад є більш стійким до високої лужності в умовах основної дефекації.

У другій і третій секції переддефекатора подають суміш нефільтрованого соку

І сатурації і суспензії II сатурації (при лужності 0,05 і відповідає рН 8,6-9,4 суспензії II сатурації).

Рівень соку в переддефекаторі до 50%. Підкачка соку ведеться насосом після збірника дифузійного соку. Загальний вміст вапняного молока у соці на передцефекаторі 0,15 - 0,20 % СаО по фенолфталеїну.

Загальна  тривалість перебування соку у переддефекаторі 24,3 хв.

2. Основна дефекація

Мета: максимальне розкладання нецукрів,не стійких в лужному

середовищі,редукувальних речовин на 98-99%, амідів 40-50% і отримання термостійкого соку при випарюванні.

Проводиться одразу після переддефекації і включає в себе холодну (40 -50°С) і гарячу (85-90 °С) ступінь. З переддефекатора сік самопливом надходить в холодний дефекатор (марки Ш1-ПДХ-6,У = 251,3 м³), що знаходиться на вулиці. Вапно дозується з урахуванням кількості та якості соку в переливний короб соку із переддефекатора в апарат холодної дефекації. Термін проведення процесу можна регулювати рівнем соку в дефекаторі(до 40хв.). Проведення холодної дефекації надає кращих фільтраційних властивостей соку І сатурації, сприяє підвищенню його термостійкості.

З холодного  дефекатора сік перекачується на підігрівач, де підігрівається до температури 85 - 90 °С і поступає у вертикальний дефекатор. Для обігріву підігрівачів використовується екстра пара після III корпусу випарної установки.

Загальна  тривалість перебування соку 7 хв, витрати вапна 2 - 3 % до маси буряків, лужність дефекованого соку по ф/ф 1,1 -1,2.

3. Перша сатурація

Мета: максимальна адсорбція нецукрів (аніонів кислот, ВМС, барвних сполук) на поверхні СаСОз, отримання соку з гарними фільтраційними властивостями.

Процес  першої сатурації проводиться у  двох котлах:

в котлі 1-А сатуратора (V = З5,8м³) висота рівня соку 3,65м спосіб проведення процесу прямоточний. Лужність по ф/ф 0,6 - 0,7%СаС).

в котлі 1 - Б сатуратора (V = 47,1м") висота рівня соку 3,75м спосіб проведення процесу прямоточний, барботерний з рециркуляцією соку та з внутрішньою циркуляційною трубою. Лужність по ф/ф 0,08 - 0,09%СаС).

Сатурація проводится в одноступеневому сатураторі, де наявне інтенсивне перемішування соку сатураційним газом. Певна кількість соку підтримується за допомогою переливного ящика. Внаслідок пропускання сатураційного газу через шар соку у сатураторі знаходится сокогазова емульсія з газовмістом до 30%, Внаслідок інтенсивного перемішування в сатураторі вапнований сік з лужністю 0,8 -1,1% СаО по ф/ф змішується з соком, що знаходится в сатураторі до лужності суміші 0,1% СаО по ф/ф, що відповідає лужності соку на виході з сатуратора.

4. Друга сатурація

Мета: отримання соку з мінімальним вмістом розчинних солей Са,шляхом додаткової адсорбції на поверхні СаСОз,отриманого в умовах II сатурації(після  

відділення  осаду ВМС в процесі фільтрації соку І сатурації) з pH не більше 8-8,5 сиропу з ВУ.

2. сатурація проводиться наступним чином:

Корисний об'єм карбонізатора становить 54,1м³, термін процесу 4,8 хвилини;

котел II сатурації типовий  барботерний з внутрішньою циркуляційною трубою та вставкою - карбонізатором, прямоточний. Корисний об’єм 46,47 м³ висота рівня соку 3,5м, тривалість перебування соку 8,7 хв. Лужність соку становить 0,02 - 0,023 %СаО.

5.5 Сульфітація

Мета: блокування альдегідної та кетонної групи редукувальних нецукрів аніоном БОз і запобігти утворенню барвних речовин типу меланоїдини.

Сульфітації підлягає фільтрований сік II сатурації, суміш сиропу з клеровкою і барометрична вода, що подається на дифузію.

Сульфітація сиропу проводиться  в сульфітаторі марки А2-ПСК-3 до pH сиропу 7_;8 - 8,4.

Сульфітація живильної  води на дифузію проводиться системою рідинно - струминного сульфітатора А2-ПСК-6 (1 шт.) і є можливість автоматично підтримувати pH барометричної води в межах 5,8 - 6,5 завдяки дозуванню не сульфітованої чистої води.

Станція отримання сірчаного  газу включає в себе: 2 штуки сірчаних печей марки БВЯ-2, камеру допаду з ходами для проходження газу і сульфітатори.

6. Фільтрування соків та сиропів

Фільтрування соків І сатурації

Фільтрування соків І  сатурації виконується на станції, що складається з 4 штук фільтрів листових-ФІЛС-100,загальною  поверхнею фільтрування - 100м² . Така кількість обладнання задовольняє потреби заводу по забезпеченню заданої продуктивності і якості фільтрування соку І сатурації.

Фільтри ФІЛС-100 встановлені  на заводі в 1987 році і % зносу становить 67,4. Корпус фільтрів придатний для  подальшого використання, а конструкції  рамок кожен рік, після обстеження, підлягають капітальному ремонту, а  в разі потреби закуповують нові комплекти рамок.

Фільтрування  соків II сатурації

Фільтрування соків П сатурації  виконується на станції, яка складається  з 6 штук фільтрів ФІЛС-100 контрольної фільтрації загальною поверхнею фільтрування 600м², які встановлені на заводі у 1987 році і % зносу становить 65,2. Така кількість обладнання задовольняє потреби заводу по забезпеченню заданої продуктивності і якості фільтрування соку П сатурації. Технічне обслуговування фільтрів та ступінь автоматизації ідентична фільтрам соку І сатурації

Фільтрування  та знецукрювання суспензії соку І сатурації

Для фільтрування та знецукрювання  суспензії соку І сатурації використовується станція з чотирьох вакуум - фільтрів марки БСХС)У80-3,75 загальною поверхнею  фільтрування 80м². Така кількість обладнання задовольняє потреби заводу по забезпеченню заданої продуктивності,фільтри встановлені на заводі у 1987 році.

Контрольне фільтрування соків  після сульфітації

Контрольне фільтрування соків  після сульфітації виконується  на станції, яка складається із 6 штук патронних фільтрів марки ПФ-80 загальною поверхнею фільтрування 480м.

Фільтрування сиропу з клеровкою

На заводі працює міжкорпусна (після четвертого корпусу випарної станції) фільтрація сиропу з клеровкою на станції із 10 штук дискових фільтрів марки ДФ- 150, які встановлені у 1973 році і мають площу поверхні фільтрації 150м². Така кількість обладнання задовольняє потреби заводу по забезпеченню заданої продуктивності.

Фільтрування сиропу з клеровкою  ведеться з намивом фільтроперліту на фільтруючу поверхню рамок, тому якісні технологічні показники забезпечують випуск цукру - піску згідно ДСТУ2316-93.

Каламутність сиропу з клеровкою  становить 9,8 - 24,6 одиниць оптичної густини.

7. Випарювання соку

На Рокитнянському цукровому заводі використовують чотирьохкорпусну випарну установку з концентратором під розрідженням.

До  випарної установки входять такі типи апаратів:

1. корпус А2-ПВВ-2120 (площа поверхні наіріву-2120м² ),рік введення в дію 1995;
2. корпус (А і Б) ВЦ-1500(площа поверхні нагріву-2* 1500м²),рік введення в дію 1973.
3. корпус Л4-ПВ1-2120(8 =2120 м² ),рік введення в дію 1978.
4. корпус ЦИНС-1 (Б = 1500м²),рік введення в дію 1973.

Концентратор А2-ПВВ-1180 з площею поверхні нагріву Б = 1180м² ,рік введення в дію 1993.

Температурний режим випарної установки

При підтримці оптимального рівня соку середній час перебування  його в корпусах:

І - 6...8хв; П-25...30хв; III - 22...27хв; IV-12... 15хв; всього 65...80хв.

Для запобігання загорання ВУ рекомендується:

підтримувати  високу лужність соку на І сатурації  не нижче 0,09 -0,11%СаО

тривалість II сатурації не менше 10 хв

підтримувати оптимальний рівень соку і не допускати оголення поверхні нагріву.

Розподіл  екстра парів:

Ретурна пара з РОУ поступає лише на І корпус ВУ.

Еі - використовується для підігріву II корпусу ВУ, підігрівачів II групи перед ВУ, пропарки вакуум - апаратів, центрифуг, на підігрів збірників сиропу і витоків;

Е2 - на обігрів III корпусу ВУ, підігрівачів І групи перед ВУ, підігрів соку перед II сатурацією і першого продукту вакуум - апарата;

Е₃ - для обігріву IV корпусу ВУ, підігрівачів сирого соку, соку І сатурації, перед фільтруванням дифузійного соку;

Е₄ - підігрів жомопресової води, дифузійного соку.

Конденсат, що утворився у ВУ та теплообмінниках систематично відводять  у збірник за допомогою гідравлічних колонок із зовнішнім циркуляційним  контуром.

2. Аналіз способів проведення  технологічних процесів, їх апаратурного  оформлення та схем сокоочисної станції заводу.

Ефективність очищення дифузійного соку є одним із основних факторів, що визначають вихід та якість готової продукції. Підвищення ефективності очищення дифузійного соку відбувається за трьома напрямками:

• вдосконалення класичних способів очистки;
• застосування фізичної дії на системи, що очищуються;
• використання нових нетрадиційних реагентів безпосереднім введенням в продукт, що очищається обробкою - активуванням основних реагентів очистки;

Вдосконалення очистки  базується на глибокому вивченні фізико-хімічних процесів, що проходять  при очистці, закономірностей адсорбції  хімічних реакцій, які викликаються дією реагентів.

Однією із радикальних  пропозицій, направлених на підвищення ефекту очищення соку є відділення і видалення осаду до основної дефекації. Таким чином, виключають попадання на дефекацію коагуляту  ВМС, здатного в умовах високої лужності пептизуватися. Крім того, відділення осаду нецукрів перед основною дефекацією створює сприятливі умови для ефективної адсорбційної очистки соку на І сатурації. Утворений відносно вільний від ВМС осад СаСОз в умовах оптимального рН І сатурації здатний Більш інтенсивно видаляти барвні речовини і деякі солі кальцію.

Всі технологічні схеми з відділенням  осаду можна розділити умовно на такі типи:

° схеми з відділенням осаду  до основної дефекації (без використання переддефекації);

° схеми  з використанням переддефекації;

° схеми,які використовуються при  переробці буряків пониженої  якості. [2]

Схема КТЇХп з відділенням осаду нецукрів до основної дефекації

К.Д. Жура та С.П. Олянська [1] розробили схему очищення дифузійного соку, що випробували та впровадили на Городищенському цукровому заводі.

Відповідно до цієї схеми (рис.2.1) дифузійний сік після нагрівання до 85...90°  заходив у звичайний преддефекатор, де до нього поверталося 100... 120% нефільтрованого соку першої сатурації, а також додавалося вапняне молоко до рН 11,0. Преддефекований сік направлявся в багатосекційний відстійник, а згущена суспензія - на вакуум-фільтри разом зі згущеною суспензією соку першої сатурації (5... 10 %). Це дозволяло фільтрувати і промивати осад на вакуум-фільтрах при товщині шаруючи 5...6 мм. В останньому варіанті схеми КТІХП на Городищенському цукровому заводі відстійник для преддефекованого соку переобладнали по типу БМА з відбором згущеної суспензії з кожної секції. Середня швидкість осадження 85 складала 3,7 см/хв, Рк преддефекованого соку - 9... 11 с/см² при поверненні 100% соку першої сатурації. Декантат і фільтрат після нагрівання до 85°С надходили на подальше очищення. [1]

Якісні показники очищеного  соку, отриманого за схемою КТІХП, у  порівнянні з типовою наведені нижче  у таблиці:

Відділення осаду перед  основною дефекацією підвищило чистоту  очищеного соку на 0,7...1 ,4% і дозволило  скоротити витрату вапна на очищення на 0,5% до маси буряка, Пс соку першої сатурації склав 2...6 с/см , (по типовій - 6...10 с/см ), значно зменшився зміст кальцієвих солей в очищеному соку. При практично однаковій якості сировини в період дослідів застосування схеми КТІХП привело до збільшення виходу цукру на 0,1...0,2%, зниженню виходу меляси на 0,5% і зниженню змісту цукру в ній на 0,2% до маси буряка.

Рис.2.1. 1 - підігрівам; 2 - преддефекатор; 3 - відстійник; 4 - вакуум-фільтри; 5 - дефекатор; б - перший сатуратор; 7, 9 -дискові фільтри; 8 - другий сатуратор; 10 - мішалка вапняного молока

Схема з проміжним відділенням  осаду нецукрів в раціональній зоні pH прогресивної переддефекації

Л.П. Рева зі співробітниками [2] своїми дослідами встановили раціональну  зону pH прогресивної попередньої дефекації (ППД), в якій можна швидко відокремити осад нецукрів із соку після нагріву його до 75°С (рис.2.2).

Рис.2.2. Залежність швидкості відстоювання та об’єму осаду від зони pH прогресивної

переддефекації

Для виявлення  впливу відокремлення осаду нецукрів в зоні pH 9,5...10,0 на основні якісні показники очищеного соку цей спосіб порівняли з типовим, а також зі способом очищення дифузійного соку з відокремленням переддефекаційного осаду (результати наведені нижче у таблиці). При цьому чистота вихідного дифузійного соку для усіх трьох способів була однаковою та складала 88,4%.

Спосіб з проміжним  відокремленням осаду нецукрів в раціональній зоні pH ППД при pH оптимальному дає очищений сік зі значно кращими показниками порівнянні з типовою схемою та близькі в порівнянні з відділенням переддефекосатураційного осаду після перед дефекації. [1]

Проведені дослідження  дозволили розробити спосіб очищення дифузійного соку, при якому прогресивна  попередня дефекація розділена  на дві окремі стадії, одна з яких включає відокремлення осаду  нецукрів на відстійнику після першої стадії(рН 9,5... 10,0).

Для промислової перевірки  розробленого способу на перій лінії експерементального виробництва Яготинського цукрового заводу була змонтована та випробована технологічна схема з проміжним відділенням осаду нецукрів в раціональній зоні pH 111 ІД (рис.2.3.).

Схема працює таким чином: дифузійний сік подається в

переддефекатор, де його pH доводиться до 9,5... 10,0, після чого він нагрівається та направляється у відстійник. Декантат із відстійника поступає в другу частину переддефекатора для продовження процесу. Переддефекований сік з pH 11,0... 11,2 направляється в теплу ступінь дефекатора, потім нагрівається та подається на І сатурацію. Сузпензія з відстійника та сузпензія соку І сатурації після фільтрів ФіЛС направляється на вакуум-фільтри.

Показники роботи першої технологічної  лінії сокоочисного відділення порівнювались з показниками роботи другої лінії заводу, що працювала за типовою схемою очистки дифузійного соку(табл.).

Швидкість осідання переддефекаційного осаду після першої ступені ППД при рН 9,5...10,0 була в межах 4,4...4,9 см/хв. При цих значеннях рН осад нецукрів був найбільше дегідратований та його об’єм V₂5 складав

8. . 17,8%, а фільтраційний коефіцієнт був вдвіччі нижче, ніж в преддефекованому соці з рН 11,2. Отримані при випробовуваннях швидкість осадження та о’бєм переддефекованого осаду соку першої ступені ППД задовольняють вимогам швидкого відділення осаду та отриманню сузпензії нецукрів з густиною 1,16... 1,26 г/см³, яка в суміі з сузпензією соку першої сатурації добре знецукрюється на вакуум-фільтрах.

На відміну  від запропонованого способу  при роботі на другій лінії по типовій  технологічній схемі очищення дифузійного  соку, швидкість осадження осаду 85 після переддефекації складала 0,8... 1,2 см/хв, а о’бєм осаду Уг5 -25,1...28,6%. Такої швидкості недостатньо, та отримати згущену сузпензію необхідної густини для нормального знецукрювання її на вакуум- фільтрах практично не можливо.

Таким чином при очищенні дифузійного  соку по схемі з проміжним відділенням  осаду нецукрів в раціональній зоні pH ППД, в порівнянні з типовою схемою, Чистота соку другої сатурації збільшилась на 1,14%, а загальний коефіцієнт очищення - на 6,0%, що дозволило збільшити вихід цукру приблизно на 0,2% до маси буряка. Для відпрацьовки запропонованого способу в промислових умовах та визначення величини можливого збільшення виходу цукру при переробці буряка різної якості протягом виробничого сезону, доцільно запровадити спосіб з проміжним відділенням осаду нецукрів в раціональній зоні pH ППД на одному із цукрових заводів потужністю 3000 т буряка на добу.

Рис.2.3 Технологічна схема  способу очищення дифузійного соку з проміжним відокремленням осаду  не цукрів в раціональній зоні pH ППД

1, 4, 7 - збірники; 2 - насос; 3 - апарат ППД; 5, 9 - підігрівані; 6 - відстійник; 8 - дефекатор (тепла ступінь); 10 - дефекатор (гаряча ступінь).