Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 165 )

Эксплуатационные данные

В таблице 7.108 приведены примеры структуры воздуха для LTD и HTD свекловичного жома.

Таблица 7.108 - Характеристика LTD и HTD свекловичного жома

Параметры сушильного газа	LTD	HTD
Вход	Выход	Δ	Вход	Выход	Δ
Температура	°C	50	25		750	102
Относительная влажность газа	%	9,0	88,6		*	33,1
Нагрузка водяного пара	кг/кг	0,0070	0,0181	0,0111	0,0366	0,3508	0,3142
Энтальпия влажного воздуха относительно сухого воздуха	кДж/кг	68,8	71,1		983,2	1049,8
Энтальпия влажного воздуха относительно сухого воздуха	кВт-ч/кг	0,019	0,020		0,273	0,292
Соотношение воздуха/выпаренной воды	кг/кг	1/Δy = 0,0111"' = 89,9	1/Δy = 0,3142-1 = 3,2
* Не определено по причине превышения критической температуры Δy: увеличение всасывания

Применимость

Применимо для сушки свекловичного жома в секторе производства сахара из сахарной свеклы.

Движущая сила внедрения

При сушке жома производится корм для животных, который можно хранить на протяжении более длительного периода, чем влажный корм.

Примеры предприятий

Используется на двух предприятиях по производству сахара в Германии, в сочетании с HTD.

Справочная литература

[65, Германия, 2002 г.]

7.7.7.1.2 Высокотемпературная сушка свекловичного жома

Описание

При высокотемпературной сушке (HTD) сушильный агент, например, воздух или топочные газы, нагреваются до температуры 950 °C с помощью непосредственного нагрева, а затем охлаждаются за счет выпаривания воды из жома в сушилке примерно до температуры 100 °C. Для сушки прессованного жома используются вращающиеся барабанные сушилки. Высушивание жома происходит при параллельном токе жома и горячих газов, а не при противотоке.

Получаемые в результате экологические преимущества

При сушке жома производится корм для животных, который можно хранить на протяжении более длительного периода, чем влажный корм.

Воздействие на различные среды

Потребляется энергия. Образуются сточные воды. В атмосферу выделяется пыль и запах. При использовании топочного газа выделяется NOx, CO и органические соединения.

Эксплуатационные данные

См. также раздел 7.7.7.1.5.

Количество тепла, необходимое для выпаривания 1 кг воды, зависит от перепада температур при входе в барабан и выходе из него. Чем выше температура агента на входе барабана, тем выше теплоотдача оборудования. Как правило, сушка при температурах вплоть до 750 °C считается HTD, за исключением Соединенного Королевства, где сушка проводится при температуре 950 °C. Как сообщают, при этом по сравнению с сушкой при 750 °C преимущества по энергетической эффективности составляют 15 - 18 %. Тем не менее, слишком высокая входная температура может привести к сильному расслоению и горению жома, который необходимо высушить. Для входной температуры в 600 °C используется приблизительно 0,972 кВт-ч (3500 кДж) на килограмм воды, которую необходимо выпарить. В жомосушильном барабане выпаривается примерно 150 - 180 кг воды в час на кубический метр его содержимого. В конце технологического процесса температура сушильного агента составляет около 100 °C. Температура жома, который подвергается сушке, составляет от 60 до 70 °C на протяжении технологического процесса сушки.

Используемый сушильный агент может представлять собой смесь горючего газа, который образуется во время сгорания топлива в топочной части жомосушки; отработанных и повторно используемых топочных газов; топочного газа бойлера, получаемого при производстве пара, и небольшого количества атмосферного воздуха, попадающего в барабан из-за конструкции системы. Охлаждающий воздух используется только в исключительных случаях. Используемый топочный газ, образующийся при производстве пара, является, помимо жома, и используемой мелассы, единственным связующим звеном между жомосушильной установкой и остальной технологической частью предприятия по производству сахара.

В технологическом процессе сушки жома на горючие газы приходится примерно 25 % массы потока и около 75 % энергии пара. Топочный газ из парогенератора поставляет около 70 % массы потока для топочных газов и около 25 % энергии потока для сушильных газов.

При использовании топочных газов для сушки выделяется NOx. Уровень его в топочных газах зависит от применяемых вида топлива, типа горелки, первичной, вторичной и третичной фракций воздуха и места нахождения выхлопа отработанного газа. Например, на пяти предприятиях по производству сахара в Германии, использующих природный газ, среднее содержание NOx составляло при нормальных условиях в выхлопной трубе около 70 мг/м3, а на 12 предприятиях по производству сахара, использующих тяжелое топливо (мазут, уголь и др.), оно составило при нормальных условиях около 270 мг/м3. Выбросы органических соединений составляют 50 - 600 г/м3 при нормальных условиях, а выбросы CO при тех же нормальных условиях составляют 210 - 1050 мг/м3. После очистки отработанных газов в циклонах концентрация пыли в воздухе, на пяти сахарных предприятиях, использующих природный газ, составила в нормальных условиях около 35 мг/м3, в то время как концентрация пыли на двух заводах, использующих уголь для бойлера и тяжелое топливо/природный газ для сушки жома, составила при нормальных условиях около 82 мг/м3. Из Германии поступали сообщения о выбросах на уровне 50 - 60 мг/м3 в нормальных условиях мокрой пыли и 0,08 кг общего содержания органического углерода (TOC)/т изрезанной свеклы, что было измерено при стандартных условиях 12 % содержания O2 в воздухе по объему. Пыль в отработанном воздухе сушилки также зависит от влажности сушеного жома. Содержание сухих веществ на уровне выше 91 % может привести к большему количеству пыли в воздухе. Содержание сухих веществ должно быть больше 86 %, поскольку большая влажность может снизить биологическую стабильность жома.

Основная экологическая проблема – это потребление энергии. Потребление энергии можно уменьшить за счет уменьшения начального содержания влаги в свекловичном жоме. Если содержание сухих веществ в жоме после прессования составляет 25 %, то для получения содержания сухих веществ на уровне 90 % в технологическом процессе сушки необходимо выпарить 2,6 тонны воды на тонну сушеного жома. Если прессованный или предварительно высушенный жом содержит 35 % сухих веществ, то нужно выпарить только 1,6 тонны воды для производства одной тонны сушеного жома. При меньшем количестве влаги, которую необходимо выпарить, требуется меньшее количество воздуха или топочных газов и, как следствие, образуется меньшее количество конденсата. В результате этого нужно обрабатывать меньше воздуха и отходов.

В таблице 7.108 приведены примеры структуры воздуха для LTD и HTD.

Применимость

HTD является наиболее широко используемым в Европе техническим способом. Он применяется в сушке жома в секторе производства сахара из сахарной свеклы. Данный технический способ можно использовать независимо от метода работы предприятия по производству сахара и парогенераторов.

Экономические показатели

См. также раздел 7.7.7.1.5.

Сушка жома паром в сушилках с псевдосжиженным слоем (FBD) и сушка в жома два этапа характеризуются практически одинаковыми энергетическими затратами (NPV), в то время как HTD дешевле примерно на 6 %. Однако, если расчеты производятся на основе более продолжительного периода эксплуатации, например 18 лет, то в отношении сушилок и газовой турбины NPV при сушке паром в FBD процесс сушки является наименее затратным.

Движущая сила внедрения

Оборудование и технологический процесс представляют собой функциональную и надежную технологию. В отношении таких систем сушки и в отношении самого технологического процесса накоплен богатейший опыт. При сушке жома производится корм для животных, который можно хранить на протяжении более длительного периода, чем сырой корм.

Примеры предприятий

Используется в большей части сектора по производству сахара из сахарной свеклы (см. раздел 7.7.7.1.5).

Справочная литература

[65, Германия, 2002 г., 87, Уллманн, 2001 г.]

7.7.7.1.3 Сушка свекловичного жома в два этапа

Описание

Для сушки жома, обогащенного мелассой, первый этап – это LTD жома с использованием ленточной сушилки (см. раздел 7.7.7.1.1). Меласса смешивается с жомом, а затем вся смесь высушивается при HTD во вращающейся барабанной сушилке (см. раздел 7.7.7.1.2). LTD применяется в качестве первого этапа для использования низкоэнергетического тепла, поступающего с этапа HTD, и от технологического процесса производства сахара.

Получаемые в результате экологические преимущества

Уменьшение потребления энергии и загрязнения воздуха по сравнению с HTD. При сушке жома производится корм для животных, который можно хранить на протяжении более длительного периода, чем сырой корм.

Воздействие на различные среды

Выделяются пыль и запах. При использовании топочных газов выделяется NOx, CO и органические соединения. Образуются сточные воды.

Эксплуатационные данные

См. также раздел 7.7.7.1.5.

При высушивании жома в два этапа можно сберечь около 30 % энергии за счет повторного использования на первом этапе LTD паров, получаемых на этапе HTD. Большинство ленточных сушилок работают на горячем воздухе при температуре примерно 60 °C, который можно нагреть, используя вторичные пары выпарной станции и станции кристаллизации сахарного предприятия, которые в ином случае были бы потеряны при выделении в окружающую среду в качестве отходящего тепла.