Схема очищення дифузійного соку і система автоматичного

1
Схема очищення дифузійного соку і система
автоматичного управління станцією
дефекосатурації ГК “Техінсервіс”
Стратегическим курсом ГК „Техинсервис” является комплексное решение
задач по усовершенствованию технологических и тепловых схем сахарных
заводов и их аппаратурного оформления.
Очистка диффузионного сока от несахаров – одна из важнейших стадий
технологической схемы получения сахара, от эффективности которой зависят
основные технико-экономические показатели работы завода, потребление природных ресурсов, выход и качественные показатели белого сахара.
С целью комплексного решения вопросов интенсификации коллоиднохимических и адсорбционных процессов, дальнейшего совершенствования известково-углекислотной очистки ГК "Техинсервис" разработала технологическую
схему очистки, систему автоматического управления станцией дефекосатурации на
контроллере "Schneider Elektric” или “Simens”, программное обеспечение “SimpleSug
MorningDew”,
а
также
комплект
модернизированного
технологического
оборудования .
Особенностью технологической схемы является размещение станции дефекосатурации за пределами главного корпуса завода, что позволяет минимизировать производственные площади, сокращает затраты на монтаж технологических
трубопроводов, позволяет наращивать производственную мощность завода без
строительства
дополнительных
помещений
и
соответствует
современным
тенденциях западноевропейских сахаропроизводящих стран.. Аппараты горячей
дефекации, I и II сатурации, дефекации перед II сатурацией и дозреватель сока II
сатурации смонтированы единым комплексом со сборниками.
Использование новейших средств автоматизации, наглядность и простота
управления технологическим процессом очистки позволяет легко менять технологический режим на каждой стадии очистки сока в зависимости от качества сырья,
поступающего на завод, позволяет получить очищенный сок II сатурации высокой
чистоты, с низкими цветностью и содержанием солей кальция при снижении
расхода извести на очистку на 0,25...0,3 % СаО по сравнению с типовой схемой.
2
Схема ГК „Техинсервис” обеспечивает высокую скорость протекания химических процессов на предварительной и основной дефекации, регулирование
температуры и длительности проведения процессов, образование карбоната
кальция на I и II сатурации с высокой удельной поверхностью сорбции и адсорбционной способностью, повышение эффекта очистки сока на 3...5 единиц по
сравнению с типовой схемой, повышение коэффициента утилизации СO2 в
сатурационном газе до 80...85 %, улучшение седиментационно-фильтрационных
свойств сока I сатурации при снижении расхода извести на производство.
Особенностью технологической схемы очистки является то, что сгущенная
суспензия сока II сатурации, получаемая после основной и контрольной
фильтрации, возвращается в сборник диффузионного сока или подается непосредственно в трубопровод диффузионного сока после мезголовушек перед
сборником.
Процесс преддефекации проводится в прогрессивном преддефекаторе системы Бригель-Мюллера с возвратом в зоны минимальной вязкости и электропроводимости на преддефекации сгущенной суспензии или нефильтрованного сока
I сатурации и подщелачиванием сока в последней камере известковым молоком до
рН 11,0... 11,5.
Производственные испытания показали, что проведение предварительной
дефекации по такому способу обезпечивает высокую скорость коллоиднохимических процессов. Реакции нейтрализации поверхностного заряда высокомолекулярных соединений и веществ коллоидной дисперсности протекают
очень быстро, почти мгновенно, о чем свидетельствует высокая скорость седиментации преддефекованного сока за 2 мин 6,75...8,5 см/мин, за 5 мин 3,5...5,3 см/мин, образование компактного преддефекационного осадка за 25 мин
отстаивания. Увеличивается полнота осаждения высокомолекулярных соединений
диффузионного сока.
Для получения термоустойчивого сока наиболее эффективной является
комбинированная тепло-горячая схема очистки. К сожалению, аппаратурное
оформление комбинированной дефекации в типовой схеме не соответствует
3
технологическим требованиям, особенно большие емкости аппаратов теплой
(холодной) ступени основной дефекации, рассчитанные на длительность пребывания в них сока 30 мин и более. Аппарат горячей ступени основной дефекации
(типа ОД) не обеспечивает хорошего перемешивания сока, возможности регулирования длительности процесса в зависимости от качества сырья и чистоты
диффузионного сока.
Система
“MorningDew”,
автоматического
разработанная
ГК
управления
станцией
"Техинсервис",
дефекосатурации
позволяет
устанавливать
длительность процесса холодной (теплой) основной дефекации в зависимости от
температуры, содержания редуцирующих веществ и амидов в диффузионном соке,
качества перерабатываемого сырья, регулируется в пределах от 10 до 40 мин
регулятором уровня в дефекаторе.
Учитывая высокую растворимость Са(ОН)2 при температуре 40-55 °С, основную массу известкового молока предусмотрено подавать на холодный (теплый)
дефекатор, что обеспечивает высокую скорость химических процессов и полноту
разложения редуцирующих веществ, получение термоустойчивого сока и
низкоокрашенных продуктов, а также высокую скорость химических процесов на I
сатурации, образование карбоната кальция с большой удельной поверхностью
сорбции и высокой адсорбционной способностью. Часть известкового молока
может подаваться на горячую дефекацию.
Аппарат основной горячей дефекации, разработанный ГК «Техинсервис»,
работает без перемешивающего устройства. Аппарат состоит из двух смешивающих камер. Сок после статической мешалки подается в дефекатор тангенциально, что обеспечивает гидродинамическое перемешивание сока без использования механических приспособлений и уменьшает разрушение агрегатов осадка,
образовавшегося на предварительной дефекации.
I и II сатурация осуществляется в аппаратах, оснащенных эрлифтом (циркуляционным стаканом), который обеспечивает многократную внутреннюю
циркуляцию сока. Ввод сатурационного газа и его распределение осуществляется от
коллектора по трем параллельно расположенным трубопроводам через шлицы,
4
которые равномерно распределены по поперечному сечению направляющей
трубы. Каждая распределительная труба оснащена специальным вращающимся
очистительным устройством, которое приводится в движение от электродвигателя.
Дефекованный сок поступает на I сатурацию тангенциально в циркуляционный стакан и смешивается с поднимающейся смесью газа с соком. За счет самоустанавливающейся разницы по плотности соко-газовой смеси в направляющей
трубе и соком в наружном кольце обеспечивается 20-ти кратное перемешивание
сока в котле I сатурации. Кратность циркуляции сока в котле II сатурации около
300 %, и в зависимости от расхода извести на дефекацию перед II сатурацией,
повышается от 300 до 1000 %.
Система автоматического управления станции дефекосатурации регулирует
подачу газа на I и II сатурацию и обеспечивает стабильное поддержание рН сока,
выходящего из котла I и II сатурации на уровне значений: 11,0...11,2 для сока I
сатурации и 9,0...9,5 для сока II сатурации с точностью ± 0,1 в зависимости от
величины оптимальной щелочности сока, установленной лабораторией завода.
На дефекацию перед II сатурацией подается 0,4...0,5 % СаО, что обеспечивает
дополнительное разложение амидов и редуцирующих веществ, а в процессе II
сатурации на поверхности образовавшегося карбоната кальция удаляется до 30 %
растворимых солей кальция и красящих веществ. Аппарат II сатурации оснащен
также циркуляционным контуром, состоящим из насоса и распылительных
форсунок, что повышает степень утилизации СО2 сатурационного газа.
Как известно, в присутствии сахарозы и аминокислот карбонат кальция,
образующийся в процессе II сатурации, склонен давать пересыщенные растворы,
коэффициент пересыщения которых достигает величины 1,7, и вызывает на
последующих стадиях производства отложение трудно отделяемого осадка на
фильтравальной ткани, на стенках трубопроводов, поверхностях теплообмена.
К сожалению на большинстве заводов Украины отсутствуют дозреватели
сока II сатурации. Конструкция дозревателя, разработанная НПО „Сахар”
недостаточно эффективна. ГК „Техинсервис" разработан дозреватель сока II
сатурации с внутренним циркуляционным контуром. Объем дозревателя
5
обеспечивает 15...20 минутное пребывание сока. Сок поступает в дозреватель
тангенциально во внутренний циркуляционный контур. В верхней части
циркуляционного контура расположена лопастная мешалка,
направляющая
поступающий поток вниз аппарата. Мешалка обеспечивает 10... 15 кратную
циркуляцию сока в дозревателе.
Перед входом сока в аппарат II сатурации или непосредственно в
дозреватель сока, в качестве "затравки", к нему добавляется сгущенная суспензия
осадка сока II сатурации. Использование двух приемов: введение свежеобразованного карбоната кальция, который действует как кристаллическая "затравка", и
интенсивное перемешивание сока за время дозревания 15...20 мин позволяет осадку
СаСОз максимально выкристаллизоваться и предотвращает его более позднюю
кристаллизацию и тем самым инкрустацию в трубопроводах, насосах и на
полотнах фильтрационного оборудования.
Система автоматического управления реализовывается на контроллере
“Schneider Electric” или “Siemens”. Обслуживающий персонал контролирует работу
системы на станциях оператора с помощью цветной жидкокристаллической
панели и в центральном пульте управления заводом на копъютерах класса РС.
Используется программное обеспечение “SimpleSug MorningDew” производства
ГК "Техинсервис".