Аппаратура для утилизацмм отходов производства и получения сухой биомассы на климовском крахмало-паточном комбинате в Брянской области

Производство белковой биомассы организовало впервые в стра­не по технологии ВНИИ ВОДГЕО, предусматривающей предваритель­ную биологическую очистку производственных сточных вод.

Процесс получения сухого белкового продукта состоит из полу сгущенной биомассы с последующей ее сушкой на распылительной сушилке ЖТ-5-01-РЦ1О-550-ВК-11 производства Туймазинского завода химического машиностроения.

Сырьем для выработки биомассы служат отходы крахмального производства - клеточный картофельный сок и глютеновая вода, которые перегружали очистные сооружения и наносили ущерб народному хозяйству загрязнением водоемов. Годовой экономический эффект от предотвращения загрязнения более 300 тысяч рублей.

Цех для производства сгущенной биомассы сметной стоимостью 360 тысяч рублей построен хозяйственным способом в 1985 году по разработкам ВНИИ ВОДГЕО совместно с Климовским ОКБ НПО крахмалопродуктов, нестандартизированное оборудование изготовлено по чертежам ОКБ на предприятии.

В 1988 году за счет реконструкции и технического перевоору­жения комбината суточный объем переработки сырья увеличен в 2 раза с 500 до 1000 т картофеля и с 60 до 100 т кукурузы, в этом же году по проекту ПК Брянскагропромтехпроект построе­но отделение сушки сгущенной биомассы.

Сухая биомасса применяется как высокобелковая добавка в корм скоту. При наличии рядом животноводческих ферм и комплек­сов в корм скоту может использоваться сгущенная биомасса, как срок ее хранения не более 8 часов.

Технология получения биомассы внедряется на предприятиях по производству дрожжей, лимонной кислоты, на сахарных заводах.

Описание технологического процесса получения сгущенной биомассы (см. схему )

Поступающие из терочного цеха, сточные воды, содержащие бел­ковые вещества, насосом СОТ-100 (поз.1) перекачиваются в пер­вичный отстойник V = 40 м3 (поз.2) идя извлечения из них оста­точного крахмала. Далее очищенная вода насосом СОТ-100 (поз.З) направляется в фермента тор V = 1000 м3 (поз.4), туда же подает­ся ортофосфорная кислота из расчета 0,6-0,8 г фосфора на 100 г БПК полн.

Очистка сточных вод основана на культивировании штаммов ми­кроорганизмов, которые в аэробных условиях используют органи­ческие вещества, находящиеся в сточных водах, для своего раз­вития и роста. Очистка в ферментаторе производится последова­тельно в четырех камерах. Подача вод осуществляется в первую камеру.

Использование многократного ферментатора позволяет получить более глубокую очистку и высокую скорость изъятия органических веществ. Процесс очистки ведется при рН = 7,6-8,4, температуре 20-35°С и непрерывной подаче воздуха от турбовоздуходувки
ТВ-80-1,6 (поз.5).

Из последней камеры ферментатора жидкость поступает во вторичный отстойник V = 1000 м3 (поз.6), где за счет осаждения происходит отделение биомассы. Очищенная вода переливается через верхний переливной желоб и направляется на очистные сооружения. Продолжительность отстаивания - 2 часа. Гидравлическая нагрузка на вторичный отстойник - 2 м3 /м час. Эффект очистки 35 %.

Из отстойника избыточная часть биомассы насосом ЗК-6 (поз.7) непрерывно направляемся на сгущение методом напорной флотации на сатуратор (поз.8), где происходит растворение в жидкости воздуха, подаваемого от компрессора, и далее на флотатор (поз.9) для отделения биомассы от жидкой фазы.

После флотатора биомасса поступает в плазмолизатор V = 5 м3; (поз.10), где происходит ее стерилизация в течение 30 мин при температуре 85-98 °С, в результате чего происходит ее дополнительное сгущение за счет термофилизации.

Сгущенная масса из плазмолизатора насосом АНВ-125 (поз.11) направляется в отстойник биомассы V = 40 м3(поз.12) и далее насосом АНВ-125 (поз.13) в сушильное отделение. Влажность сгущенной биомассы - 94 %.

                                                                                                                                    :

Ферментатор

Ферментатор - металлический резервуар, разделенный радиаль­ными перегородками на четыре аэрационные камеры. Сообщение жидкости между камерами осуществляется за счет отверстий в перего­родках, расположенных в нижней части. Размер отверстий принима­ется из расчета движения жидкости в них со скоростью 0,1-0,2 м/с. Для предотвращения выбросов пены борта ферментатора выше уровня жидкости на 3 м, перегородки между камерами выше уровня жидкос­ти на 1 м. Из первой камеры предусматривается возможность от­бора биомассы на сгущение и сушку.

Аэрационные камеры оборудованы воздухораспределительной сис­темой из черных стальных труб с отверстиями диаметром 3-5 мм, располо­женными в нижней части трубы в 2 ряда в шахматном порядке. От­верстия располагаются под углом 90°. Количество отверстий при­нять из учета скорости движения воздуха 15 м/с. Необходимое количество воздуха принимается из расчета 38 м3 на 1 кг БПК полн. Окислительная мощность - 5 кг БПК м3/сутки. Удельный прирост биомассы - 04 кг/кг БПК.

Сатуратор

Сатуратор - промежуточная емкость для растворения воздуха в жидкости во время пребывания в ней бражки с биомассой. Объем сатуратора принимается, исхода из времени растворения в нем воздуха в течение 5 мин, что должно соответствовать объему жидкости, подаваемой насосом за это время. Подача смеси жидкости с воздухом в сатуратор осуществляется в нижнюю часть, а отвод ее из верхней части. Выше отводящей трубы устанавливается поплавковый клапан для отвода нерастворившегося возду­ха. В нижней части сатуратора установлен манометр для контро­ля за давлением. Для поддержания заданного давления в сатура­торе на его отводящей линии устанавливается редукционный. После клапана установлен проботборный кран.

Флотатор

Флотатор - вертикальная емкость с коническим верхом и дном. В нижней части расположена центральная подающая труба, расширяющаяся кверху в целях плавного уменьшения скорости потока в ней, исключений турбулентности потока во флотаторе и создания спокойной зоны разделения биомассы и бражки. Скорость выхода жидкости из центральной трубы не более 4 см/с. Вторая труба, размещенная в нижней части флотатора, служит для отвода браж­ки после отделения биомассы. Эта труба в верхней части имеет водослив с регулируемым уровнем, позволяющим устанавливать его ниже конической части выхода биомассы в диапазоне от 0,2 до 1,0 м. Диаметр трубы принимается из расчета скорости по­тока не более 0,5 м/с.

Выход сгущенной биомассы в виде пены осуществляется через верхний конус в сборный круговом желоб, диаметр отверстия в верхней части конуса 0,75 м. Степень сгущения биомассы регулируется уровнем подвижного водослива. Объем флотатора рас­считывается из условия пребывания в нем смеси не более 1,5 ча­са.

Из кругового желоба флотатора биомасса по наклонному прямоугольному лотку сечением 30 х 30 см поступает в плазмолизатор. Движение сгущенной во флотаторе биомассы по лотку осу­ществляется за счёт образования у дна лотка жидкостного пото­ка, образуемого из жидкости, стекаем ой с пены сгущенной био­массы. Отделение жидкой фазы от биомассы осуществляется в кон­це лотка за счет устройства поперечного порожка на дне высо­той 50 мм. Сразу перед порожком делается отверстие, из кото­рого жидкость по трубе даметром 25 мм свободно стекает, а биомасса поступает в плазмолизатор.

Принимаем два флотатора.

Плазмолизатор

Биомасса из лотка подается во входное устройство камеры, куда по перфорированной трубе подается пар. Из входного устройства нагретая до 80-90 С биомасса поступает через щелевое отверстие в камеру, где происходит дополнительное обезвоживание нагретой биомассы за сет выделения из нее дополнительной влаги. Из камеры биомасса поступает в выходное устрой­ство через щелевое.отверстие. Щелевые отверстия расположены по всей дайне камеры строго горизонтально. Входная щель дела­ется выше выходной щели на 100-150 мм. Высота щели 200 мм.

В приемном устройстве биомасса деэмульгируется механичес­ким способом для придания ей текучести и разрушения пены. В качестве устройства для механического гашения пены служит вращающийся вал со скоростью 100-200 об/мин с прикрепленными к нему металлическими стержнями, установленными под углом в 4 ряда с шагом 20 мм. Длина отверстия может быть принята 120-150 мм.

Образующийся конденсат и выделенная влага из биомассы со­бираются в нижней части камеры, из которой они отводятся че­рез патрубок в днище. Сливной конец патрубка находится ниже уровня выходной щели на 150 мм.

Сливной патрубок размером 50 мм имеет регулирующую за­движку. Камера должна иметь термоизоляцию и вытяжку через зонт» Температура нагрева биомассы контролируется термометром.

План размещения оборудования в цехе сгущения показан на рисунке ниже

Отделение сушки сгущенной биомассы (см. стр. 98-101)

98

99

100

101

Проект шифр 4859 разработан проектной конторой "Брянскагропромтехпроект"

Область применения: районы с обычными геологическими ус­ловиями; расчетная зимняя температура наружного воздуха -26°С; вес снегового покрова - 100 кгс/м2; скоростной напор ветра - 27 кгс/м2.

Отделение предназначено для сушки сгущенной биомассы, поступающей из цеха сгущения,и получения сухого белкового продукта.

Строительные конструкции и инженерное оборудование (здание топки и цехового склада).

Фундаменты                                        по серии 1.412-1/77 вып.1

Фундаментные балки                         по серии 1.415-1 вып.1 

Колонны                                              по серии 1.423-3 вьш.1
Балки                                                  по серии 1.462.1-10/80 вып.1.2.
Плиты покрытия                                 по серии 1.465.1-7/84 вшт.1
Плиты перекрытия                             по серии 1,141-1 вып.63, ПК-01-88
Стеновые панели                                по серии 1.432-12
Кирпичные участки стен и перегородки            из силикатного кирпича М 100
 
Кровля                                              3-х слойная рубероидная с посып­кой гравием

ВОДОПРОВОД                               хозяйственно-питьевой

Канализация                                    хозяйственио-бытовая в наружную сеть,                    

                                                          производственная в оборот­ную систему 

                                                          водоснабжения завода

Отопление                                        водяное централизованное

Вентиляция                                     приточно-вытяжная с естественным и механическим

                                                          побуждением

Аспирация                                        батарейные циклоны 

Пароснабжение                                от существующей котельной

Мазут                                                от существующего мазутного хо­зяйства завода

Описание технологического процесса получения сухой биомассы (см. схему )

Сгущенная биомасса из цеха сгущения поступает в промежу­точную емкость, рассчитанную на 4-часовой запас работы рас­пылительной сушилки. Затем биомасса насосом АНВ-125 (поз.1) направляется на блок управления питанием (поз.2) и через фильтры - в центробежный распылитель Ц75-81 (доз.З) распы­лительной сушилки ЖТ-5-01-РЩО-550-ВК-И (поз.4). Туда же подается сжатый воздух от компрессора (поз.19). Через топку (поз.5) производительностью 13 Гкая/час, разработанную ВНШИ теплопроект г.Москва, в сушильную камеру подаются разбавлен­ные воздухом топочные газы. Воздух поступает от вентилятора (поз.20).
            Биомасса, встречаясь с потоком топочных газов, высыхает и в виде пылевых частиц оседает в конусной части сушилки. Часть сухой биомассы уносится по газоходу в блок газоочистки и пневмотранспорта (поз.6), где оседает в. циклонах. Топочные газы из блока газоочистки через дымосос (поз.7) направляются в мокрый пылеуловитель ШВ-100 (поз.8), а затем в каплеуловитель (поз.9). Очищенные газы выводятся в атмосферу. Жидкость, орошающая пылеуловитель, при насыщении продуктом центробежным насосом Х80-50-200-К-СД (поз.10) и насосом АНВ-125 через блок управления питанием подается в сушилку.

Полученный сухой продукт из конусной части сушилки и через шлюзовые питатели Ш1-45РВК-01 (поз.II) циклонов газоочистки пневмотранспортом подается в разгрузочный циклон (поз.12). Воздух через турбовоздуходувку ТВ-100-1,12 (поз.13) направля­ется в газоход блока газоочистки по замкнутому контуру.

Сухой белковый продукт через шлюзовой питатель Ш1-45РБК-01 поступает в надвесовой бункер (поз.14) и далее через автомати­ческие весы ДМС-50-2 (поз.15) и подвесовои бункер (поз.16) расфасовываются в мешки по 20-30 кг. После мешкозашивочной машины ЗЗЕ-М (поз.IV) продукт по транспортеру УТ-1М (поз.18)  направляется на склад готовой продукции. На складе сухая биомасса хранится на поддонах в штабелях. Отгрузка произво­дится автотранспортом с рампы. Для механизации раоот в скла­де предусмотрен электропогрузчик ЭПВ-1,25.

Режимы работы сушильного агрегата автоматизированы. Управ­ление - дистанционное с общего пульта

Технико-экономические показатели отделения сушки биомассы .

1. Производительность, т/сут.                              - 10,0

2. Общая сметная стоимость, тысяч рублей       - 951,51                                         

                        - в том числе оборудование           - 329,59                                         

3. Построенные трудозатраты, чел.-дней.           - 22176                                          

4. Срок окупаемости капвложений, лет               - 1,5                                               

5. Уровень рентабельности, %                              - 63,4                                           

6. Годовая прибыль, тысяч рублей                       - 637,6                                          

7. Обслуживающий персонал, чел                        - 29

в том числе в цехе сгущения                          - 12                                              .

8. Уровень механизации.    %                               -  89,0 

9.  Строительный объем, м3                                   - 4606,0

            10. Площадь застройки, м2                                      - 631,0 11

            11. Годовой расход мазута, т.у.т                              - 4173,0

             12. Потребная электрическая мощность, кВт         - 624,0 13.

             13. Расход основных строительных материалов:  

                                - цемент, приведенный к М400, т         - 792,0

                                - сталь, приведенная к классам 
  А-1 и С38/23                                        - 405,1

                                 - лесоматериалы, приведенные к круглому лесу, м³ -21,0

                                 - бетон и железобетон, м³ - 765,12

                              - кирпич, тысяч штук - 131,2

       Технологический процесс рекомендуется для внедрения на предприятиях перерабатывающих картофель более 200 тонн в сутки, кукурузы в межсезонный период более 60 тонн, а так­же на всех кукурузоперерабатывающих заводах.