Файл: Технология гидролизных производств учебник..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 205

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

4.

Выход PB 56,5-0,46=26,0 т /ч.

 

5.

РВ в сусле 26,0 • (1 — 0,045) =24,8 т/ч.

6. Средний выход абс. сухих дрожжей из РВ 0,4 • 48+0,6 • 46=46,8%, выход

их в инокуляторе 24,8-0,468=11,6 т /ч,

остается (после потерь) 11,6- (1 — 0,006) =

= 10,9

т/ч.

 

Выход дрожжей влажностью 10% 10,9: (1— 0,1) = 12,1 т/ч.

Гидролизное отделение

 

Б а л а н с варки. П р и х о д

ѵ

1. В гидролизаппарат загружается

а.с.д. 100(1 — 0,05) -0,145=13,8 т.

2.Средняя влажность сырья 0,4-50+0,6-45=47%. Влаги в сырье 13,8-0,47: (1— 0,47) = 12,2 г.

3.Варочная кислота на загрузку 13,8-2,5=34,5 т.

4.Пар на пропарку

 

(13,8 •

0,34 + 12,2) (156,2 — 0) + 34,5 (156,2 — 80)

 

 

(666,7— 156,2) ■(1— 0,1)

— 11,5 г.

5.

Всего влаги 12,2+34,5+11,5=58,2 т.

 

6. Модуль пропарки 58,2 : 13,8=4,2.

содержать серной кислоты для

7.

Варочная

кислота на пропарке должна

создания концентрации 0,3% 58,2 - 0,003 =0,17 г и на поглощение зольными веще­

ствами 13,8 (0,4 • 0,5+0,6 • 1)0,01=0,11

г, всего 0,17+0,11=0,28 г.

 

 

 

 

 

Концентрация варочной кислоты на смачивание сырья 0,28-100:34,5=0,8%.

8. Варочная кислота на перколяцию находится по балансу.

 

 

ѵ

 

 

Р а с х о д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Выдача гидролизата 13,8-18,3=253 т.

 

 

 

 

 

т;

влажного

2. Остаток лигнина: абс. сухого

13,8

(0,4 • 0,38+0,6 • 0,33) =4,8

4,8: (1—0,69) = 15,5 т; влаги в нем

15,5 — 4,8=10,7 т.

 

 

 

 

 

А- = 196,5

 

3. Варочной

кислоты

на перколяцию

13,8+58,2+^=253+15,5;

т.

4. Общий расход серной кислоты

на варку 13,8(0,4 - 0,065+ 0,6 • 0,07) =0,94

т.

Из них пойдет

на

перколяцию

0,94 — 0,28=0,66 г,

а

при

концентрации

75%

0,66: 0,75=0,9 г; концентрация варочной кислоты составит

(0,66 : 196,5) • 100=

=0,33%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. С лигнином удержится кислоты 13,8-0,0035=0,05 т и выйдет с гидролиза­

том 0,94 — (0,11+0,05) =0,78 т.

 

 

 

 

вода

включает

конденсат

6. Воды на

перколяцию 196,5 — 0,9=195,6 т. Эта

греющего пара, поданного в пароструйный подогреватель

(инжектор)

в количе­

стве х= (195,6— х) • (187,6— 136,3) -1,04- (666,7— 187,6)~‘=20

г,

 

где

666,7

ккал/кг— теплоемкость пара при абсолютном давлении

15 кгс/см*12\876543 187,6 и 136,4—

теплоемкости воды

при 185 и

135° С;

1,04 — коэффициент, учитывающий потери

тепла.

 

 

 

 

 

 

195,6 — 20=175,6 т.

 

 

 

 

 

 

 

7. Поступает воды из решоферов

 

 

 

 

 

 

 

8. Общий расход пара на варку 11,5+20=31,5 г.

 

(4,8-0,35+10,7) -(171,4 —

9. При выстреле лигнина из него

испарится влаги

 

— 99,1) • 539~' = 1,7

г,

где

171,4

и 99,1— теплоемкости

воды

при

170 и 99° С;

539,6 — теплоемкость пара при 99° С.

 

 

 

 

 

лигнина

в циклоне

Остается влаги

в

лигнине

10,7— 1,7=9 г; влажность

9-100 : (4,8+9) =65%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч а с о в о й б а л а н с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число варок в час 56,5 : 13,8=4,1;

фазовый сдвиг 60: 4,1 = 14,6 мин.

 

 

 

Для составления часового баланса батареи гидролизаппаратов достаточно все статьи баланса варки умножить на число варок в час (табл. 31).

394

Таблица 31

Баланс варки и часовой (г) батареи гидролизеров

Статьи прихода

На

В час

Статьи расхода

На

В час

варку

варку

1.

Сырье абс. сухое

13,8

56,5

1.

Гидролизат

253,0

1037,3

2.

Влага сырья

12,2

50,0

2.

Лигнин

абс. сухой

4,8

19,7

3.

Влага смачивания

34.5

141,5

4.

Пар на пропарку

11.5

47,2

3.

Влага

в

лигнине

9,0

36,9

5. Вода из решоферов

175,6

720,0

6. Пар на перколяцию

20,0

82,0

4.

Влаги

испарилось

1,7

7,0

7.

Кислота на перколя­

0,9

3,7

 

цию

 

 

 

 

 

 

 

И т о г о

268,5

1100,9

 

 

 

И т о г о

268,5

1100,9

 

Принимаем трехступенчатое

испарение

в испарителях и дополнительное —

в сборнике. В табл. 32 приведены вычисленные ниже количество пара, образо­ вавшееся в испарителях, и количество тепла, определенное умножением массы пара на его скрытую теплоту (іиспарения).

 

 

Испарение гидролизата

 

Таблица 32

 

 

 

 

Ступени

Р >

t° С

і ВОДЫ,

і испаре­

Выход

33 скрытой

испарения

K2C(CMZ

ккалікг

ния,

пара, т

теплоты,

 

ккал]кг

М кал

 

 

 

 

 

1

5,0

151,1

152,1

504,2

38,3

19 300

и

2,8

130,0

130,5

519,5

40,1

20 830

іи

1,2

104,2

104,3

536,0

45,5

24 390

Испарится воды в испарителях:

 

 

 

 

I ступени

1037,3-

(171,3 — 152,1) • 0,97 : 504 = 38,3 г/ч;

 

 

II ступени

(1037,3 — 38,3) (152,1 — 130,5) • 0,97 : 519,5= 40,3 г/ч;

 

III ступени (1037,3 — 38,3 — 40,3)

(130,5— 104,3) -0,97 : 536= 45,5 т/ч;

Всего испарится воды 38,3+40,3+45,5=124,1 т/ч, или 12%.

 

Поступит в сборник гидролизата

1037,3— 124,1=913,2 т/ч, где дополнительно

испарится воды 913,2- (104,3 — 99,2) -0,96:541=8,2 г/ч, или 0,8%.

 

На нейтрализацию поступит гидролизата 913,2—8,2=905 г/ч.

 

Содержание РВ в гидролизате (26 : 905) • 100=2,87%.

 

 

Модуль по охлажденному гидролизату 905 : 56,5=16,0.

 

 

Нагрев воды в решоферах:

 

 

 

 

I ступени

19 300-0,97 : 720= 26,0° С;

 

 

 

IIступени 20 830 • 0,97 : 720=28,0° С;

III ступени 24 390 • 0,97 : (720+ 141,5) = 27,5° С,

где 0,97 — коэффициент потерь тепла; 720 — расход воды на перколяцию, г/ч;

141,5 — расход воды на смачивание сырья, г/ч.

В расчете количества пара на пропарку сырья в гидролизаппарате (см. с. 394)

принята температура варочной кислоты, идущей

на смачивание сырья, 80° С.

Эта кислота на 99,2% сострит из воды, поступающей из решоферов III ступени.

С учетом потерь тепла (на 1° С) в коммуникации

и при разбавлении холодной

кислотой вода в решоферы должна поступать с

температурой 80+1 — 27,5 =

=53,5° С.

 

395

Принимаем, что в состав этой воды входит 40% последрожжевой бражки с t = 36° С. Остальное количество воды (из бака оборотной воды) должно иметь температуру (53,5 — 0,4 • 36) • (1 — 0,4)_1= 65° С.

Температура воды после решоферов: III ступени 53,5+27,5=81° С;

II ступени 81+28=109° С;

I ступени 109+26= 135° С.

Последняя температура предварительно принимается при расчете расхода пара в пароструйном подогревателе. Если окажется иное значение этой темпера­

туры, то в расчет расхода пара следует внести коррективы.

 

 

Нейтрализационное отделение

 

 

 

 

1. На

нейтрализацию поступает

гидролизата

после

испарения

905 т/ч.

2.

Расход суперфосфата при

норме 0,27 т

на 1

г дрожжей

0,27-12,1 =

=3,26 т/ч, с учетом 10% вытяжки 3,26 : 0,1=32,6 г/ч.

3.Расход КС1 при норме 0,05 г на 1 г дрожжей 0,05-12,1=0,6 г/ч, или 10%-ного раствора 0,6: 0,1= 6,0 г/ч.

4.Расход H2S04 на кристаллизацию гипса при норме 0,3% от абс. сухого сырья 0,003 • 56,5=0,17 т/ч, или 92,5%-ной кислоты 0,17 : 0,925=0,184 г/ч.

5.Расход 25%-ной аммиачной воды при норме 0,54 г на 1 г дрожжей 0,54-12,1=6,53 т/ч.

6. Органических кислот в гидролизате в пересчете на серную 0,3%; остав­ ляется 0,07% на создание рН«=4,2; остальное количество кислот нейтрализуется аммиачной водой:

905

(0,3 — 0,07) -17-100

= 2,88 т/ч,

100 - 49-25

 

 

где 17 и 49 — эквиваленты NH3и H2SO4.

На питание дрожжей и корректировку pH в дрожжерастильный чан задается

аммиачной воды 6,53 — 2,88=3,65 т/ч.

H2SO4 (0,78 г с варки или 0,78-4,1

7.

Расход СаО на нейтрализацию

= 3,2 т/ч плюс 0,17 на направленную кристаллизацию)

 

(0,17 + 3,2) • 28 : 49 =

1,93 г/ч,

где 28 и 49 — эквиваленты СаО и H 2 S O 4 .

1,93 : 0,85=2,27 т/ч., недопал

Расход технической извести (85% СаО) составит

2,27— 1,93=0,34 т/ч.

плотность 1,1 г/с м ? ) 1,93Х

Количество известкового молока (150 г/л СаО,

X 1,1 : 0,15=14,2 т/ч.

8. Образуется гипса CaS04-2H20 (молекулярная масса 172) 1,93-172:56= =5,95 г/ч.

9.Поток нейтрализата составит 905+32,6 + 6,0+2,9+14,2=960,7 г/ч.

10.В нем растворяется CaS04 0,2%, что составит 0,002-960,7=1,92 т/ч, или гипса 1,92-172:136=2,43 т/ч.

11.Остается гипса в нейтрализате 5,95 — 2,43=3,52 г/ч, а с недопалом 3,52+ 0,34=3,86 г/ч.

Шлама, содержащего 18%

органических веществ,

будет 3,86: (1 — 0,18) =

= 4,7 т/ч.

 

 

Образуется шлама от приготовления суперфосфатной вытяжки 68% от су­

перфосфата, или 3,26 • 0,68=2,22 г/ч.

55% 6,92: (1 — 0,55) =

Всего шлама 4,7+2,22 = 6,92

т/ч. С учетом влажности

=15,4 т/ч.

12.Количество сусла, направляемого на вакуум-охлаждение, 960,7— 15,4= 945,3 г/ч.

Из него испарится влаги:

 

на I ступени 945,3(90—76) -0,97 : 553,7=23,2 т/ч;

= 20,7 т/ч;

на

II ступени

(945,3 — 23,2) • (76 — 63) -0,97 : 561,4

' на

III ступени

(945,3 — 23,2— 20,7) • (63—51) -0,97

: 568,4 = 18,5 г/ч;

396

На IV

ступени (945,3—23,2—20,7— 18,5) • (51—40) ■0,97 : 574,7= 16,9 г/ч,

где

553,7; 561,4;

568,4 и 574,7 — скрытая теплота парообразования при температурах

76, 63, 51 и 40° С.

 

Всего испаряется влаги 23,2+20,7+18,5+16,9=79,3 т/ч.

 

13.

Передается сусла в дрожжевое отделение 945,3 — 79,3 = 866,0

т/ч с со­

держанием РВ 24,8 г/ч, или 24,8 • 100 : 866=2,86%.

 

Баланс нейтрализационного отделения представлен в табл. 33.

 

 

Часовой

баланс нейтрализационного

отделения

Таблица 33

 

 

 

 

Статьи прихода

Количество,

Статьи

расхода

Количество,

 

т/ч

т/ч

 

1. Гидролизат

905,0

1. Сусло

в

дрожжевое

866,0

 

2.

Раствор суперфосфата

32,6

отделение

 

 

3.

Раствор КС1

6,0

2. Шлам

 

 

15,4

 

4. Аммиачная вода

2,9

3. Испарилось влаги

79,3

 

5.

Известковое молоко

14,2

 

 

 

 

 

 

И т о г о

960,7

 

 

И т о г о

960,7

 

Д р о ж ж е в о е о т д е л е н и е

 

 

 

 

 

 

 

1. Подается сусла и аммиачной воды 866+3,65=870 т/ч. Концентрация РВ

составит (24,8 : 870) ■100= 2,85%.

 

аппарате (инокуляторе)

после

 

2. Количество сусла

в дрожжерастильном

разбавления отработанной бражкой и лютером фурфурольной колонны (в

отно­

шении 0,6 : 0,4) до концентрации 1,7% составит 24,8:0,017=1460 т/ч. Количество

разбавителей составит

1460 — 870= 590 т/ч, в том числе бражки 590 • 0,6=354 т/ч

и лютера 590 — 354=236 т/ч.

3. Выращивается

дрожжей абсолютно сухих 11,6 т/ч, или натуральных

11.6 : 0,25=46,4 т/ч.

4. Количество 10%-ной дрожжевой суспензии после флотаторов составит 46,4:0,1=464 т/ч и отработанной бражки 1460 — 464=996 т/ч. Из них возвра­ щается на разбавление сусла 354 т/ч и направляется на промежуточную группу сепараторов 996 — 354= 642 т/ч, где концентрация дрожжей повышается с 0,2

до 3%.

Отделяется дрожжевой суспензии 642-0,03=19 т/ч и отсепарированной бражки 642— 19= 623 г/ч.

5. В сборник перед сепараторами I ступени поступает дрожжевой суспен­

зии (см. пп. 4 и 8) 464+19+38=521 т/ч.

дрожжей

11,6-0,98=

6. После I ступени

сепараторов остается абс. сухих

= 11,4 т/ч, или натуральных 11,4:0,25=45,6 г/ч; отделяется 40%-ной

суспензии

45.6 : 0,4=114 т/ч и отсепарированной бражки 521 — 114=407 т/ч.

623+407 =

7. Передается на

обезвреживание последрожжевой

бражки

= 1030 т/ч.

 

суспензии

45,6:0,6=

8. После II ступени сепарации отделяется 60%-ной

= 76 т/ч, отсепарированной бражки 114 — 76=38 т/ч, которая направляется в се­

параторы I ступени.

9. Удаляется влаги при вакуум-выпарке дрожжевой суспензии до 20% су­ хих дрожжей

/1 60-0,25 \ 76 Ч 1 ------- 25-----) = 19 т/ч’

поступает на сушку 76— 19=57 г/ч, при этом испарится влаги 57— (11,4:0,9) = =44,5 г/ч.

397

10. Количество товарных дрожжей с учетом потерь на сушке и упаковке со ставит (11,4:0,9) -0,96=12,1 г/ч, или 12,1 -24*345=100 188 т в год.

Баланс дрожжевого отделения сведен в табл. 34.

 

 

 

 

 

 

Таблица 34

Часовой баланс дрожжевого отделения

 

 

Статьи прихода

Количество,

 

‘ Статьи расхода

 

Количество,

т}ч

 

 

ТІЧ

1. Сусло ......................

866,0

1. Отработанная бражка:

354,0

2. Аммиачная вода . .

3,6

на

разбавление

сусла

3. Последрожжевая

354,0

 

на

обезвреживание

 

б р а ж к а ......................

 

после сепараторов

623.0

4. Лютер фурфуральной

236,0'

то

промежуточных . .

колонны ..................

же

после I

сту­

407.0

 

 

 

пени ......................

 

 

 

2. Удаляется влаги:

 

19.0

 

 

при

вакуум-выпарке

 

 

при с у ш к е ...............

 

44,5

 

 

3. Товарных дрожжей .

12.1

И т о г о ...................

1459,6

И т о г о . . . . .

1459,6

6 . М А Т Е Р И А Л Ь Н Ы Й Р А С Ч Е Т Б Р А Ж Н О И К О Л О Н Н Ы

В аппаратном отделении гидролизно-спиртового завода тепло­ вые процессы во всех колоннах почти одинаковы, но основную часть пара потребляют бражные колонны, почему они и выбраны для расчета (в комплексе с дефлегматором, через который пред­ варительно проходит бражка в качестве охлаждающего агента).

Примем следующие обозначения:

А— количество поступающей бражки;

П— количество греющего пара;

 

 

К — количество спиртового конденсата;

 

 

 

Б — количество отходящей барды;

 

 

 

йі — содержание спирта в бражке, %;

 

 

 

а2— содержание спирта в конденсате, %;

 

 

 

öo — потери спирта (принимаются 0,02 или 2%);

конден­

tu

t2,

(3 — температура

бражки перед дефлегматором,

ст,

с2\

сата и барды;

 

 

с3— теплоемкость бражки, конденсата и барды;

принима­

 

 

Qo — потеря тепла

(для изолированной колонны

 

 

ется 0,02, или 2 %);

 

 

 

QK— потеря тепла

из-за перехода части паров в вытяжной

 

 

конденсатор

(принимается 5% от паров, поступающих

 

 

в дефлегматор); эти пары содержат около 50% тепла

 

 

греющего пара.

 

Количество конденсата. К=Аа\ (1 — а0) а2~

Количество барды Б = А — К + П = А[ 1 — ах (1 — а0) а2~х]+ П.

398

Смотрите также файлы