|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Утилизация послеспиртовой барды Способы утилизации послеспиртовой барды Тепловые схемы ректификационных установок с цехом упаривания барды Производство ферментного препарата для осахаривания крахмала на спиртовой барде Технология кормовых дрожжей на послеспиртовой барде Технология хлебопекарных дрожжей на послеспиртовой барде Повышение питательной ценности барды за счет обогащения ее клетчаткой соломы Анаэробная очистка барды на биологических очистных сооружениях с последующей аэробной доочисткой Производство кормового концентрата витамина В12 и метана метановым брожением послеспиртовой барды Технология обогащения барды молочно-кислым аммонием Тепловые схемы БРУ, совмещенные с Выпарными установками для упаривания послеспиртовой барды
Дистилляция этилового спирта из бражки Общие сведения о брагоперегонных и дистиляционных аппаратах Ректификационные аппараты периодического действия Непрерывнодействующие дистилляционно ректификационные установки для получения спирта Расчет дефлегматоров и холодильников брагоперегонных аппаратов Замена кожухотрубного дефлегматора на пластинчатый Руководство по проектированию и диагностированию теплообменников для конденсации Материальный баланс бражной колонны
Эпюрация и ректификация этилового спирта Моделирование процесса эпюрации этилового спирта Эпюрация и ректификация этилового спирта под вакуумом Тепловые схемы ректификационных установок под вакуумом Материальный и тепловой балансы эпюрационной (гидроселекционной) и ректификационной колонны Влияние примесей спирта на аналитические и органолептические показатели и вкус водки Ректификационные и выпарные аппараты с использованием вторичного пара Оптимальное управление брагоректификационной установкой косвенного действия
|
Самая значительная экономия энергоресурсов спиртового завода достигается при совмещении тепловой схемы брагоректификационного аппарата /БРУ/ с выпарной установкой /ВУ/ и сушкой для барды, когда отработавший пар выпарной установки ВУ используется для обогрева БРУ На некоторых спиртзаводах США бражная колонна отсутствует и бражка сразу подается на четырехкорпусную выпарную установку, из второго корпуса которой конденсат, содержащий весь отогнанный спирт, направляется на обычного типа ректификационный аппарат непрерывного действия, а барда получается в виде концентрата... Эта совмещенная тепловая схема в несколько раз увеличивает прибыль и рентабельность спиртового производства , а также снижает себестоимость производства спирта и сухой барды DDGS. В настоящее время большинство спиртовых заводов для производства сухой барды используют только влажный кек (концентрат) после дектантерных центрифуг, а жидкий фугат (фильтрат) с декантерных центрифуг или сбрасывают в водоемы полностью, или частично используют на приготовление замеса. При этом исходная барда используется не полностью.
В таблице ниже показана прибыль спиртового завода, использующего только влажный кек после декантерных центрифуг, но без упаривания жидкого фильтрата барды.
Следующая таблица показывает насколько увеличится прибыль спиртового завода при полной утилизации исходной барды, включая сушку кека и упаривание фильтрата, полученных от декантерных центрифуг.
Как я уже говорил: старый шести колонный БРУ косвенного типа потребляет 75 кг/дал пара. Но на многих спиртовых заводах даже на трех колонном БРУ затрачивают те же 75 кг пара на дал спирта. При полной сушке исходной барды, включая выпарную установку /ВУ/ для упаривания фугата от декантерной центрифуги, выделяется вторичного пара больше, чем необходимо для обогрева брагоректификационного аппарата /БРУ/. Следовательно, при совмещении Выпарной устаноки и старой БРУ косвенного типа будет экономиться ровно 75кг/дал пара. Котлы типа ДЕ потребляют от 71 до 75 м3 газа для получения одной тонны пара. Стоимость газа в России на сентябрь 2008г. составляет 2,44 рубля за кубометр. Следовательно, сэкономленная тонна пара будет стоить 71 × 2,44 = 173 руб 24 коп. Реальная стоимость тонны пара на заводах составляет для котлов ДЕ составляет не менее 189 рублей за тонну. Котлы типа ДКВР потребляют от 103 до 118 м3 газа на получение одной тонны пара. Минимальная расчетная стоимость сэкономленной тонны пара для этих котлов составляет 103 × 2,44 = 251 руб 32 коп. Реальная же стоимость по заводам составляет не менее 290 рублей за тонну. Теперь вычисляем производительность спиртового завода в год, умножаем на удельный расход сэкономленного пара и еще раз умножаем на его стоимость. Результаты приведены в таблицах. При 315 рабочих днях экономия составит:
Например, современная БРУ потребляет 29 кг/дал пара. Следовательно, экономия современной энергосберегающей БРУ, по сравнению со старым БРУ, составит 75 – 29 = 46 кг/дал. Тогда, при 315 рабочих днях экономия газа увеличится еще больше, и составит:
Как видно из расчетов, для спиртовых заводов, оборудованных сушкой и выпаркой барды (далее просто Сушка), гораздо выгоднее применять брагоректификационные установки, совмещенные с Сушкой, чем отдельную Сушку и отдельную брагоректификационную установку БРУ, пусть даже и наиболее современную и экономичную. Как рассчитать максимальный расход газа на паровой котел ДЕ-25? Это техническая характеристика котла. 1840 кубиков у час. Но можно и расчитать. 25 тонн (25 тыс кил) надо умножить на разность энтальпий пара и воды (666,9-105) и всё это разделить на к.п.д котла 92,8% и теплоту сгорания газа равную 8300. Вот и все
Экономия энергоресурсов в энергосберегающем брагоректификационном аппарате.
Использование отработавшего тепла выпарных установок ВУ для обогрева БРУ хотя и эффективно, но имеет ограниченную область применения, потому что пока выпарные установки применяются только на отдельных спиртовых заводах, перерабатывающих мелассу (Лохвицкий, Черновицкий, Барский). Рис. 1. Схема брагоректификационной установки совмещенной с выпарной установкой :
колонны: 1 — бражная колонна, 2 — эпюрационная, 3 —спиртовая; 4 — подогреватели бражки; 5 — корпуса выпарки; 6 — барометрический конденсатор
На рисунке 2 приведена схема комбинированной установки для упаривания мелассной барды и очистки спирта ректификацией, разработанной под руководством В. Н. Стабникова. Она состоит из выпарной и двухколонной ректификационной установки. Роль бражной колонны выполняет первый корпус выпарной установки, снабженный истощающей колонной. Первый корпус выпарной установки обогревается ретурным паром абсолютным давлением 400 кПа. Эпюрационная колонна обогревается вторичным паром 1 корпуса ВУ, р=1,75 кПа, спиртовая — вторичным паром III корпуса ВУ и работает под абсолютным давлением 125 кПа. Такое сочетание выпарной и ректификационной установок обеспечивает 25% экономии пара по сравнению с раздельным ведением выпаривания и ректификации. На рис. 2 приведена схема обогрева колонн брагоректификационной установки (колонны которой работают при атмосферном давлении) вторичным паром из выпарной установки. Схема разработана сотрудниками КТИППа для Барского завода Винницкого спиртообъединения. При условии упаривания барды с 8 до 75% сухих веществ и получения спирта высшей очистки суммарный расход пара на упаривание и брагоректификацию составляет 65,5 кг/дал, в то время как на одну брагоректификацию предусмотрен расход пара 50 кг/дал. Рис. 2. Схема обогрева брагоректификационной установки вторичными парами выпарной установки:
1 — подогреватели бражки; 2 — выпарная установка; колонны: 3 — бражная колонна, 4 — эпюрационная колонна, 5 — спиртовая колонна; 6 — испарители Обогрев колонн брагоректификационной установки за счет отбросного тепла (экстра-пар) выпарной установки у нас в стране нашел практическое применение только на Лужанском экспериментальном заводе. Сочетание выпарных и брагоректификационных установок нашло некоторое применение в спиртовой промышленности Чехии и Словакии, и США. На ряде спиртовых заводов имеется положительный опыт использования отбросного тепла при разваривании крахмалистого сырья для обогрева колонн брагоректификационных установок (через поверхность теплопередачи).
Выпарная станция на базе выпарного аппарата с умеренной циркуляцией. Разработаны оптимальные тепловые схемы спиртовых заводов с цехами упаривания паточной барды. Для этого выполнен сравнительный анализ существующих выпарных установок Андрушевского спиртзавода (импортная) без использования вторичных паров выпарки, Лохвицкого завода (проект НИИХиммаша) с частичным использованием и 3- и 2-корпусных установок (схемы КТИППа) с полным использованием вторичных паров выпарки. Анализ показал, что при работе выпарных установок по схемам Андрушевского и Лохвицкого спиртовых заводов потери пара на конденсатор неизбежны и составляют значительную величину. Кроме повышенного расхода пара требуется установка конденсатора и соответствующего вспомогательного оборудования. Использование установки, разработанной КТИППом, обеспечивает ежегодную экономию 6000 т условного топлива для завода производительностью 10 000 дал спирта в сутки за счет уменьшения расхода пара. Для выпаривания паточной барды на спиртовых заводах рекомендуется применять 3-корпусные выпарные установки без конденсатора при давлении греющего пара 0,4 МПа (рис. 75) или 2-корпусные без конденсатора при давлении греющего пара 0,6 МПа (рис. 76) с полным использованием вторичных паров, паров самоиспарения и теплоты конденсата. При этом расход пара минимальный. Перед поступлением на ВУ (рис. 1) барда подогревается в трех группах подогревателей до температуры кипения. В подогревателях первой группы барда подогревается за счет теплоты конденсатов вторичных паров выпарной установки (ВУ), второй — вторичным паром III корпуса выпарной установки (ВУ); третьей — отработанным паром. Основным потребителем вторичных паров являются кипятильники брагоректификационного кипятильники бражной колонны обогреваются вторичным паром I корпуса, кипятильники ректификационной колонны — вторичным паром II корпуса. Вторичный пар III корпуса выпарной установки обогревает кипятильники эпюрационной колонны; часть кипятильников ректификационной и эпюрационной колонн обогревается отработанным паром. Принятое комбинирование пароотбора дает возможность поддерживать оптимальный режим работы выпарной установки ВУ и получать в необходимых случаях без дополнительных переключений пониженную концентрацию выпаренной барды до 55 % СВ. Конденсат отработанного пара поступает из сборника через автомат-водоотводчик в испаритель. Для использования паров самоиспарения конденсата оттяжка направлена в греющую камеру III корпуса. Охлажденный до 120 °С конденсат насосом откачивается в котельную.
Конденсат вторичного пара 1 корпуса из 2-го сборника поступает через автомат-водоотводчик в сборник конденсата вторичного пара II корпуса выпарной установки, где его температура снижается с 130 до 120 °С; оттяжка направлена в паровую камеру III корпуса выпарной установки. При дальнейшем движении конденсата в сборник вторичного пара III корпуса он охлаждается до температуры 102—103 °С, откуда насосом направляется в водо-бардяной теплообменник. Температурный режим ВУ приведен в таблице 1. Таблица 1.
Результаты расчета ВУ с учетом полного использования вторичных паров, паров самоиспарения и теплоты конденсатов приведены в таблице 2. Таблица 2.
Рассматриваемая тепловая схема не предусматривает установки конденсатора, его роль выполняют кипятильники. При отсутствии потерь пара на конденсатор при заданном количестве испаренной воды в ВУ любое распределение вторичных паров является оптимальным по условиям экономии пара. Отсутствие конденсатора уменьшает потери теплоты, исключает расход энергии на перекачивание воды в конденсатор и откачку воздуха из него. Кроме того, при наличии конденсатора получается большое количество подкисленной барометрической воды, которую приходится выбрасывать на отстойные поля (поля фильтрации). Рассмотренная схема упаривания паточной барды, кроме максимально возможной экономии топлива, удобна также с точки зрения регулирования и автоматизации, которая позволит организовать ее работу без отклонений от оптимального режима. Особенностью тепловой схемы является то, что одновременно с регулированием подачи барды на выпарку можно изменять испарительную способность ВУ.
Результаты расчета двухкорпусной ВУ (см. рис. 2) приведены в табл. 3. Таблица 3.
При наличии пара давлением 0,6 МПа целесообразно применять 2-х корпусную выпарную станцию без конденсатора. Эта схема более простая в эксплуатации и имеет меньшую поверхность нагрева.
Рис 2. Двухкорпусная выпарная установка без конденсатора, совмещенная с БРУ 1 - подогреватель, 2- выпарной аппарат, 3- дефлегматор, 4- бражная колонна, 5- эпюрационная колонна, 6- ректификационная колонна, 7- кипятильник.
Литература:1. Высокие технологии. Энергосберегающие схемы БРУ. 2. Левашова. Диссертация Совместная ректификация и выпаривание реализация на спиртзаводе. 3. Моделирование процессов сушки и выпарки.
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
