Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 154 )

Применимость

Подходит для новых и существующих предприятий. Метод легкодоступен и имеет хорошую эксплуатационную надёжность.

Экономические показатели

Высокие начальные инвестиционные расходы. Снижение энергозатрат на установку экстракции.

Движущая сила внедрения

Потенциальные более низкие остаточные уровни растворителей в шроте. Снижение эксплуатационных расходов завода. Повышенная безопасность предприятия. Гарантированная эксплуатационная безопасность нисходящего процесса. Соответствие законодательству, контролирующему летучие органические соединения (ЛОС).

Справочная литература

[141, FEDIOL, 2002 г.]

7.7.7.3 Повторное использование паров из десольвентайзер-тостера в дистилляции мисцеллы в экстракции растительного масла

Описание

Десольвентайзер-тостер удаляет гексан из шрота (см. Раздел 7.7.7.2). Пары из ступени десольвентайзер-тостера (смесь пара/гексана) подаются на первую ступень предварительного испарителя дистилляции мисцеллы для обеспечения источника нагрева, тем самым рекуперируя энергию. Основная блок-схема интегрирования парового тепла в десольвентайзер-тостере показана на рисунке 7.56.

Рисунок 7.56 - Основная блок-схема интеграции парового тепла в десольвентайзер-тостере

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления энергии и растворителя.

Эксплуатационные данные

Сообщается об экономии энергии в процессе экстракции, составляющей примерно 37,5 КВтч/т (135 МДж/т) (60 кг пара/т) семян. Энергия также экономится за счет уменьшения тепловой нагрузки на систему охлаждающей воды предприятия.

В предварительном испарителе концентрация мисцеллы (% масла в смеси гексан/масло) увеличивается с примерно 20 – 30% до 60 – 75%. Например, при переработке сои, предварительный испаритель выпаривает около 0,4 тонн гексана на тонну семян, благодаря наличию тепла отработанного пара десольвентайзер-тостера. Это представляет существенное количество ввода свежего растворителя в экстракцию. Повторное использование энергии уменьшает тепловую нагрузку на конденсатор десольвентайзер-тостера. Также минимизируется потребность в паре для нисходящей дистилляции мисцеллы.

Применимость

Широко применяется в экстракции семян масличных культур. Метод легкодоступен и имеет хорошую эксплуатационную надёжность.

Экономические показатели

Большие начальные инвестиции. Уменьшение эксплуатационных расходов предприятия благодаря рекуперации энергии.

Движущая сила внедрения

Оптимизация энергетического баланса дистилляции мисцеллы. Улучшенная безопасность предприятия. Соответствие правительственным программам энергосбережения.

Справочная литература

[141, FEDIOL, 2002 г.]

7.7.7.4 Повторное использование тепла в процессе гидрирования (затвердении) растительных масел

Описание

Гидрирование жиров является первым промышленным гидрогенизационным процессом, основанным на использовании гетерогенных катализаторов, с целью получения жиров для производства маргариновой продукции и продуктов питания, мыла.

Процесс гидрогенизации является экзотермическим процессом. Реакция генерирует тепло 41,67 – 152,78 КВтч/т (150 – 550 МДж/т) сырья. Генерированное тепло зависит от сырья и спецификации продукции и диапазона, например, при производстве меньшего количества гидрогенизированных продуктов генерируется меньше пара. Это тепло используется для нагрева продукта до желаемой температуры реакции и для генерирования пара позже в реакции.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления энергии, например, улучшение эффективности процесса за счет восстановления тепла. Уменьшение эмиссий из-за генерирования энергии.

Эксплуатационные данные

На используемом в качестве примера заводе по рафинации пищевого масла генерируемый пар подается в существующий главный паропровод предприятия под давлением 350000 Па (3,5 бар), снижая тем самым потребление первичного пара предприятием в целом. Передаваемое генерирование энергии (пара) составляет 25 – 125 КВтч/т (90 – 450 МДж/т) (40 – 200 кг/т) нерафинированного масла. Кроме этого, за счет использования экзотермической энергии от гидрогенизации достигается 5 – 10% уменьшение потребления первичной энергии на выбранном предприятии.

Применимость

Широко применяется и характеризуется хорошей эксплуатационной надёжностью. Применимость могут ограничить следующие проблемы:

- пропорция всей спецификации продукции и диапазон, который включает гидрогенизацию;

- существующая стратегия энергоснабжения предприятия в целом, например, внешнее снабжение;

- существующая структура энергии предприятия в целом, например, отношение электричества к пару;

- тип соглашений об энергии с внешними поставщиками/потребителями.

Экономические показатели

Необходимы дополнительные инвестиционные расходы. Снижение эксплуатационных расходов благодаря уменьшению генерирования пара.

Движущая сила внедрения

Превентивное регулирование потребления энергии.

Справочная литература

[65, Германия, 2002 г. 185, CIAA-FEDIOL, 2004 г.]

7.7.7.5 Скруббер минерального масла для восстановления гексана

Описание

Все пары гексана и водяного пара, выходящие из удаления растворителя-тостирования шрота, дистилляции мисцеллы, ребойлера и из отгоночной колонны системы минерального масла, проходят через конденсатор. Компоненты, которые не могут быть конденсированы конденсатором, например, отработавший воздух в очень малом объеме со следами гексана, абсорбируются скруббером минерального масла.

Скруббер минерального масла состоит из абсорбционной колонны, в которой гексан абсорбируется холодным пищевым минеральным маслом. Затем насыщенное гексаном минеральное масло пропускается через отгоночную колонну для восстановления гексана. Минеральное масло охлаждается и используется повторно в абсорбционной колонне.

Пары гексана и водяного пара из отгоночной колонны конденсируются в конденсаторе. Затем конденсат гексан-вода направляется в сепаратор гексан-вода. Сточная вода декантируется в сепараторе гексан-вода, и гексан рециркулирует в процесс экстракции. Процесс показан на рисунке 7.57.

Рисунок 7.57 - Система минерального масла и этапы процесса

[141, FEDIOL, 2002 г.]

Экологические эффекты от внедрения метода

Восстановление гексана для повторного использования и, следовательно, более низкие уровни эмиссии ЛОС.

Воздействие на различные экологические среды

Дополнительное потребление энергии в основном из-за нагрева минерального масла с помощью пара для отгонки и из-за использования электроэнергии для перекачки масла.

Эксплуатационные данные

Могут быть достигнуты концентрации выбросов гексана менее нижнего предела взрываемости, например, примерно 40 г/м3. Потребление энергии примерно 25 кг пара/тонна семян и 0,5 КВтч/тонна семян.

Применимость

Подходит для существующих и новых предприятий, хорошая эксплуатационная надёжность и легкая доступность.

Экономические показатели

Большие инвестиционные расходы и дополнительные эксплуатационные расходы из-за дополнительного потребления энергии.

Экономия за счет восстановления гексана.

Движущая сила внедрения

Более высокая безопасность предприятия, восстановление и повторное использование гексана, законодательный контроль выбросов ЛОС и отсутствие лучшей альтернативы пищевому минеральному маслу в качестве абсорбирующей жидкости.

Справочная литература

[141, FEDIOL, 2002 г.]

7.7.7.6 Восстановление гексана с помощью ребойлера и гравитационного сепаратора

Описание

В процессе экстракции масла используется гексан в качестве растворителя. Как следствие, насыщенный гексаном пар конденсируется, образуя технологическую воду, содержащую гексан при температуре около 50ºC. Нерастворённый гексан в основном отделяется в гравитационном фазовом сепараторе, т. е., в сепараторе гексан-вода.

Любой остаточный растворитель в водной фазе сепаратора гексан-вода дистиллируется нагревом водной фазы примерно до 80 – 95ºC в ребойлере. Полученные в результате этого пары гексан-вода из ребойлера конденсируются совместно с парами из ступени дистилляции мисцеллы. Неконденсированное газообразное вещество паров обрабатывается в скруббере минерального масла после конденсатора, где остаточный гексан абсорбируется (см. Раздел 7.7.7.5).

Весь восстановленный гексан используется повторно в процессе экстракции. После кипячения вода, почти не содержащая гексана, направляется в систему сточных вод. Этот метод также исключает возможные риски взрыва насыщенных растворителем стоков в расположенной ниже системе очистки сточных вод. Процесс показан на рисунке 7.58.

Рисунок 7.58 - Блок-схема процесса восстановления гексана из технологической воды в экстракции нерафинированных растительных масел

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления и выбросов гексана. Безопасность системы очистки сточных вод обеспечивается за счет исключения взрывоопасных смесей гексан-воздух. Минимизация потерь растворителя и концентрации ХПК/БПК в сточной воде.

Воздействие на различные экологические среды

Увеличение подвода тепловой энергии. Повышение температуры сточных вод.

Эксплуатационные данные

Пар потребляется в соотношении 0,778 КВтч/м3 воды (1 кг/м3). Содержание гексана в сточной воде менее 3 мг/л. Восстановление гексана примерно 5 кг/т семян.

Применимость

Универсальная применимость и легкая доступность безо всяких ограничений. Эксплуатационная надежность очень хорошая, благодаря многоступенчатой конструкции, контролю и мониторингу температуры.

Экономические показатели

Уменьшение расходов за счет снижения потерь гексана и повышение расходов из-за большего потребления энергии.