Расход тепла в продуктовом отделении

24-05-2017, 10:42

Известно, что количество уфелей в продуктовом отделении, при прочих равных условиях, зависит от чистоты сиропа. Чем выше эта величина, тем больше утфелей и соответственно выше расход пара на уваривание утфелей.
Влияние колебания величины чистоты сиропа на изменение расхода пара в продуктовом отделении можно установить на основании количества выпариваемой воды при уваривании утфелей. Для решения этого вопроса необходимо выполнить продуктовый расчет.
Пусть на основании продуктового расчета получены следующие данные:
Расход тепла в продуктовом отделении

Считая, что при уваривании утфелей концентрация сухих веществ изменяется с 65 до 93%, количество выпаренной воды составит:

Более точный расчет количества выпариваемой воды при уваривании утфелей может быть получен на основании баланса продуктов, поступающих на уваривание утфелей, и количества полученного утфеля.
При уваривании утфелей на выпаривание 1 кг воды требуется примерно 1,1 кг экстра-пара. В соответствии с этим для выпаривания 23% воды потребуется 25,35% экстра-паров.
Примем, что расход пара на четырехкорпусную выпарную установку составляет 39%, а для уваривания утфелей расход пара составляет примерно 23%, т. е. около половины. Таким образом, в рассматриваемом варианте разница 25,3 - 23 = 5,3 кг пара должна быть покрыта за счет греющего пара. С учетом этого расход греющего пара составит

Считаем, что на получение механической энергии в турбогенераторе будет израсходовано еще 13000 кДж теплоты, расход на вспомогательные нужды 6500 кДж, плюс на барометрический конденсатор 40000 кДж. В соответствии с этим общий расход теплоты на переработку 100 кг свеклы составит

При КПД парагенераторов 0,7 сжигание 1 кг условного топлива с теплотворной способностью 29310 даст 20517 кДж теплоты.
В соответствии с этим на переработку 100 кг свеклы потребуется

С использованием данного метода были выполнены расчеты для свеклы с дигестией, отличающейся на единицу, при остальных тех же параметрах, приведенных в рассмотренном выше примере. Данные расчетов приведены в табл. 48.

Анализ данных табл. 48 свидетельствует, что при увеличении сахаристости свеклы увеличивается количество утфелей, и вследствие этого увеличивается расход топлива.
Известно, что количество утфелей в продуктовом отделении зависит (при прочих равных условиях) от чистоты сиропа. Это связано с тем, что, например, при одинаковом количестве сахара в сиропе при изменении величины его чистоты изменяется количество несахаров, которое влияет на количество утфелей.
Подтверждением служат данные табл.49, полученные по вышеописанной методике для сиропа (с содержанием сахара 14% к массе свеклы) в зависимости от его чистоты.
Анализ данных табл. 49 показывает, что с повышением чистоты сиропа уменьшается количество утфелей и соответственно снижается расход условного топлива.

Таким образом, из приведенного следует, что повышение качества свеклы (увеличение ее сахаристости и повышение величины чистоты сиропа) является одним из важных моментов снижения расхода топлива. Из этого также вытекает, что при сопоставлении различных технологических схем продуктового отделения и с теплотехнической точки зрения необходимо учитывать сахаристость свеклы и чистоту перерабатываемого сиропа.
В работе при оценке кристаллизационных схем с теплотехнической точки зрения на основании материального баланса рассчитывалось количество выпариваемой воды при уваривании утфелей и на основании этого показателя - расход пара.
Основной задачей любой кристаллизационной схемы является максимальное извлечение из сиропа сахара требуемого качества при минимальных его потерях в мелассе.
При этом следует иметь в виду, что при правильном ведении процесса кристаллизации потери сахара в мелассе не зависят от числа ступеней кристаллизации, а обусловлены качеством перерабатываемого сырья, т. е. качественным и количественным составом несахаров, переходящих в мелассу. Это означает, что выход мелассы и потери сахара в ней (при переработке сиропа одинакового качества), при применении различных кристаллизационных схем (без учета потерь от термохимического разложения сахарозы) должны быть одинаковыми.
Выход мелассы и потери сахара в ней, при прочих равных условиях, зависят от величины ее чистоты, т. е. степени истощения оттека утфеля последней кристаллизации.
Степень истощения межкристального раствора при уваривании утфелей лимитирована содержанием кристаллов в нем. В среднем эта величина составляет примерно 50%, так как при более высоком содержании кристаллов утфель теряет свою подвижность. Такой утфель трудно спускать и сложно перемешивать.
Из этого вытекает, что нормальное истощение мелассы, т. е. получение ее с чистотой 58...60%, величина которой зависит от качества перерабатываемого сырья, можно достичь только при определенном числе ступеней кристаллизации. При этом количество ступеней в кристаллизационной схеме зависит от чистоты сиропа, которое, в свою очередь, обусловлено качеством перерабатываемой свеклы.
Считается, что нормальное истощение мелассы при переработке свеклы, дающей сироп с чистотой ниже 92%, можно достичь, применяя две ступени кристаллизации, а если чистота сиропа выше 92%, то необходимо уже три ступени.
В зависимости от числа уваривания утфелей (ступеней кристаллизации) кристаллизационную схему называют двухступенчатой, трехступенчатой и т. д. В свеклосахарном производстве применяют главным образом двух- и трехступенчатые кристаллизационные схемы и реже - четырехступенчатую.
Недостатком двухступенчатой схемы, несмотря на ее простоту, является то, что, при переработке сахарной свеклы, дающей сиропы с чистотой выше 92%, трудно хорошо истощить мелассу и получить сахар хорошего качества, так как для истощения мелассы в этом случае приходится возвращать оттеки на себя, что ухудшает качество утфелей.