Обесцвечивание сиропов активным гранулированным углем
30-05-2017, 15:43
Для адсорбционной очистки сиропов применяют активный гранулированный уголь АГС-4, представляющий собой цилиндрические гранулы темно-серого цвета диаметром 2,0—3,5 мм и длиной 3—8 мм.
На практике применяют периодический способ обесцвечивания, когда уголь находится в стационарном слое, а движется только сироп, и непрерывный, основанный на принципе противотока адсорбента и сиропа.
Периодический способ обесцвечивания. Установка для обесцвечивания сиропа периодическим способом состоит из двух групп адсорберов: в первой группе обесцвечиваются клере, сиропы I и II рафинадных кристаллизаций, во второй— сиропы III рафинадной, I и II продуктовых кристаллизаций.
Адсорбер периодического действия (рис. 82) представляет собой цилиндрический сосуд 2 диаметром 0,8—1,2 м и высотой 8—10 м. Над днищем сосуда закреплена съемная решетка 1. Заполнение адсорбера проводят в следующей последовательности: на решетку укладывают плетенный из лозы круг или густое металлическое сито, а сверху — салфетку из грубого полотна, размеры которой должны превышать сечение адсорбера. На салфетку через нижний люк насыпают 30—40 кг свежего угля, затем края салфетки заворачиваются поверх слоя угля.
Нижний люк плотно закрывают, в адсорбер наливают горячую воду слоем 2,0—2,5 м и уголь через верхний люк загружают в воду (для равномерного распределения по площади цилиндра) до горловины. После окончания загрузки крышку люка закрывают, адсорбер наполняют горячей водой (95 °С) и промывают уголь до выхода прозрачной воды. Затем воду вытесняют паром, адсорбер пропаривают и заполняют сиропом (при открытом воздушном вентиле). После закрытия воздушного вентиля начинается непрерывная подача сиропа сверху.
Обесцвечивание рафинадных сиропов проводится при 80 °С, продуктовых сиропов — при 75 °С со скоростью пропускания через уголь 8—10 л/мин на 1 т угля. Цикл активной работы адсорберов в рафинадной группе 140—240 ч, в продуктовой группе 48—72 ч.
Обесцвеченный сироп, выходящий из адсорбера, содержит мелкие частицы угля, поэтому его пропускают еще через контрольный войлочный фильтр (вертикальный сосуд, разделенный на две камеры горизонтальной фильтрующей перегородкой из войлока толщиной около 15 мм; войлок для прочности обшит редким холстом).
Выход прозрачного сиропа из контрольного фильтра указывает на то, что процесс обесцвечивания и фильтрования стабилизировался. Первые порции прозрачного сиропа, разбавленного водой, оставшейся в слое ад сорбента, направляют в сборники сиропа.
Действие адсорбента, характеризуемое эффектом обесцвечивания (Эф), оценивается по отношению цветности выходящего из адсорбента сиропа (Цв2) к начальной цветности сиропа (Цв1), выраженному в процентах,
Когда в процессе очистки эффект обесцвечивания сиропа начинает резко снижаться, подача сиропа в адсорбер прекращается, остатки его вытесняют горячей водой и промывают уголь. Густой промой с концентрацией сухих веществ более 50 % добавляют к сиропу, а более жидкий идет на приготовление клеровок. В адсорберах первой группы уголь промывают до содержания сухих веществ в промое 0,3—0,4 %, второй группы — до 0,6—0,8 %. После промывания уголь выгружают и направляют на регенерацию.
Недостатком периодического способа обесцвечивания сиропов является то, что неподвижный слой адсорбента под давлением столба жидкости уплотняется, гранулы во многих точках соприкасаются между собой. В результате этого снижаются проницаемость слоя и активная адсорбционная площадь поверхности, а следовательно, пропускная способность адсорбера и эффект обесцвечивания сиропов.
Непрерывный способ обесцвечивания. Адсорбционная способность активного угля проявляется значительно лучше и производительность установки возрастает, если обесцвечивать сироп непрерывно в противотоке угля и сиропа. В этом случае все гранулы адсорбента, находясь во взвешенном состоянии, полностью омываются потоком обесцвечиваемого сиропа.
Схема адсорбционной установки приведена на рис. 83.
Сахарный сироп подается в нижнюю часть противоточного адсорбера 2 через распределительную систему и, поднимаясь вверх, контактирует с углем, поступающим в адсорбер сверху через бункер-дозатор 3. Через верхнюю расширенную часть адсорбера и фильтрующее устройство восходящий поток обесцвеченного сиропа выводится на контрольное фильтрование.
Периодически, через 8—12 ч, часть отработавшего угля отбирается снизу из адсорбера в промывочную камеру 1, а взамен из бункер ?-дозатор а загружается регенерированный уголь. В промывочной камере уголь промывают горячей водой (96 °С) и отправляют на регенерацию. Интенсивность замены отработавшего угля свежим зависит от цветности исходного сиропа и эффекта обесцвечивания. Полностью уголь в аппарате обновляется за 10—15 суток работы.
Подготовка адсорбера к работе производится так же, как и при периодическом способе обесцвечивания сиропов. Скорость пропускания сиропа через уголь контролируется с помощью расходомера.
Термическая регенерация активного гранулированного угля. Уголь в результате термической обработки почти полностью восстанавливает свои адсорбционные свойства. Процесс регенерации состоит из последовательного промывания угля водой и прокаливания без доступа воздуха. Регенерацию угля первой и второй групп адсорберов целесообразно проводить раздельно.
Для осуществления регенерации промытый уголь направляют в пропарник, аналогичный по конструкции адсорберу периодического действия, и промывают кипящей водой, циркулирующей через слон угля по замкнутому контуру.
Часть адсорбированных углем веществ при этом вымывается водой. Отработавшую воду спускают из пропарника в канализацию, а уголь отжимают от воды паром и направляют в печь на регенерацию.
Для термической регенерации применяется вращающаяся барабанная печь, работающая на жидком топливе, или шахтная печь с гравитационным движением угля, в которой в качестве топлива используется природный газ.
Барабанная печь (рис. 84) представляет собой вращающийся цилиндрический барабан 2, установленный под углом 1,0—1,5° в сторону топки. Одним концом барабан примыкает к топке, которая состоит из камеры сгорания 4 и камеры смешения 3. Другим концом барабан входит в камеру для вывода газов.
Внутренняя поверхность барабана и топки выложена огнеупорным кирпичом.
Регенерация осуществляется по принципу противотока при непосредственном контакте угля и раскаленных топочных газов (750 — 850 °С). Влажный уголь, поступающий из пропарника, равномерно подается дозатором 1 в барабан 2 и перемещается навстречу топочным газам, разбавленным водяным паром. При этом органические несахара, адсорбированные углем, сгорают и поверхность угля освобождается. Прокаленный уголь выгружается на вибротранспортер 5, охлаждается водой и просеивается на сите для отделения пыли. Потери угля при регенерации и отсеивании составляют не более 7 % к его массе.
На практике применяют периодический способ обесцвечивания, когда уголь находится в стационарном слое, а движется только сироп, и непрерывный, основанный на принципе противотока адсорбента и сиропа.
Периодический способ обесцвечивания. Установка для обесцвечивания сиропа периодическим способом состоит из двух групп адсорберов: в первой группе обесцвечиваются клере, сиропы I и II рафинадных кристаллизаций, во второй— сиропы III рафинадной, I и II продуктовых кристаллизаций.
Адсорбер периодического действия (рис. 82) представляет собой цилиндрический сосуд 2 диаметром 0,8—1,2 м и высотой 8—10 м. Над днищем сосуда закреплена съемная решетка 1. Заполнение адсорбера проводят в следующей последовательности: на решетку укладывают плетенный из лозы круг или густое металлическое сито, а сверху — салфетку из грубого полотна, размеры которой должны превышать сечение адсорбера. На салфетку через нижний люк насыпают 30—40 кг свежего угля, затем края салфетки заворачиваются поверх слоя угля.
Нижний люк плотно закрывают, в адсорбер наливают горячую воду слоем 2,0—2,5 м и уголь через верхний люк загружают в воду (для равномерного распределения по площади цилиндра) до горловины. После окончания загрузки крышку люка закрывают, адсорбер наполняют горячей водой (95 °С) и промывают уголь до выхода прозрачной воды. Затем воду вытесняют паром, адсорбер пропаривают и заполняют сиропом (при открытом воздушном вентиле). После закрытия воздушного вентиля начинается непрерывная подача сиропа сверху.
Обесцвечивание рафинадных сиропов проводится при 80 °С, продуктовых сиропов — при 75 °С со скоростью пропускания через уголь 8—10 л/мин на 1 т угля. Цикл активной работы адсорберов в рафинадной группе 140—240 ч, в продуктовой группе 48—72 ч.
Обесцвеченный сироп, выходящий из адсорбера, содержит мелкие частицы угля, поэтому его пропускают еще через контрольный войлочный фильтр (вертикальный сосуд, разделенный на две камеры горизонтальной фильтрующей перегородкой из войлока толщиной около 15 мм; войлок для прочности обшит редким холстом).
Выход прозрачного сиропа из контрольного фильтра указывает на то, что процесс обесцвечивания и фильтрования стабилизировался. Первые порции прозрачного сиропа, разбавленного водой, оставшейся в слое ад сорбента, направляют в сборники сиропа.
Действие адсорбента, характеризуемое эффектом обесцвечивания (Эф), оценивается по отношению цветности выходящего из адсорбента сиропа (Цв2) к начальной цветности сиропа (Цв1), выраженному в процентах,
Когда в процессе очистки эффект обесцвечивания сиропа начинает резко снижаться, подача сиропа в адсорбер прекращается, остатки его вытесняют горячей водой и промывают уголь. Густой промой с концентрацией сухих веществ более 50 % добавляют к сиропу, а более жидкий идет на приготовление клеровок. В адсорберах первой группы уголь промывают до содержания сухих веществ в промое 0,3—0,4 %, второй группы — до 0,6—0,8 %. После промывания уголь выгружают и направляют на регенерацию.
Недостатком периодического способа обесцвечивания сиропов является то, что неподвижный слой адсорбента под давлением столба жидкости уплотняется, гранулы во многих точках соприкасаются между собой. В результате этого снижаются проницаемость слоя и активная адсорбционная площадь поверхности, а следовательно, пропускная способность адсорбера и эффект обесцвечивания сиропов.
Непрерывный способ обесцвечивания. Адсорбционная способность активного угля проявляется значительно лучше и производительность установки возрастает, если обесцвечивать сироп непрерывно в противотоке угля и сиропа. В этом случае все гранулы адсорбента, находясь во взвешенном состоянии, полностью омываются потоком обесцвечиваемого сиропа.
Схема адсорбционной установки приведена на рис. 83.
Сахарный сироп подается в нижнюю часть противоточного адсорбера 2 через распределительную систему и, поднимаясь вверх, контактирует с углем, поступающим в адсорбер сверху через бункер-дозатор 3. Через верхнюю расширенную часть адсорбера и фильтрующее устройство восходящий поток обесцвеченного сиропа выводится на контрольное фильтрование.
Периодически, через 8—12 ч, часть отработавшего угля отбирается снизу из адсорбера в промывочную камеру 1, а взамен из бункер ?-дозатор а загружается регенерированный уголь. В промывочной камере уголь промывают горячей водой (96 °С) и отправляют на регенерацию. Интенсивность замены отработавшего угля свежим зависит от цветности исходного сиропа и эффекта обесцвечивания. Полностью уголь в аппарате обновляется за 10—15 суток работы.
Подготовка адсорбера к работе производится так же, как и при периодическом способе обесцвечивания сиропов. Скорость пропускания сиропа через уголь контролируется с помощью расходомера.
Термическая регенерация активного гранулированного угля. Уголь в результате термической обработки почти полностью восстанавливает свои адсорбционные свойства. Процесс регенерации состоит из последовательного промывания угля водой и прокаливания без доступа воздуха. Регенерацию угля первой и второй групп адсорберов целесообразно проводить раздельно.
Для осуществления регенерации промытый уголь направляют в пропарник, аналогичный по конструкции адсорберу периодического действия, и промывают кипящей водой, циркулирующей через слон угля по замкнутому контуру.
Часть адсорбированных углем веществ при этом вымывается водой. Отработавшую воду спускают из пропарника в канализацию, а уголь отжимают от воды паром и направляют в печь на регенерацию.
Для термической регенерации применяется вращающаяся барабанная печь, работающая на жидком топливе, или шахтная печь с гравитационным движением угля, в которой в качестве топлива используется природный газ.
Барабанная печь (рис. 84) представляет собой вращающийся цилиндрический барабан 2, установленный под углом 1,0—1,5° в сторону топки. Одним концом барабан примыкает к топке, которая состоит из камеры сгорания 4 и камеры смешения 3. Другим концом барабан входит в камеру для вывода газов.
Внутренняя поверхность барабана и топки выложена огнеупорным кирпичом.
Регенерация осуществляется по принципу противотока при непосредственном контакте угля и раскаленных топочных газов (750 — 850 °С). Влажный уголь, поступающий из пропарника, равномерно подается дозатором 1 в барабан 2 и перемещается навстречу топочным газам, разбавленным водяным паром. При этом органические несахара, адсорбированные углем, сгорают и поверхность угля освобождается. Прокаленный уголь выгружается на вибротранспортер 5, охлаждается водой и просеивается на сите для отделения пыли. Потери угля при регенерации и отсеивании составляют не более 7 % к его массе.