Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 166 )

Такое использование вторичной энергии от технологического процесса производства сахара представляет собой преимущество для сушки свекловичного жома при одновременном производстве сахара и сушки свекловичного жома на одном и том предприятии. Это можно осуществить, если тепло не используется повторно в технологическом процессе производства сахара.

Сточные воды, которые образуются при конденсации паров, образовавшихся на этапе HTD, направляются либо на (КОССВ), либо для орошения полей.

Применимость

Применимо для сушки жома, обогащенного мелассой, в секторе по производству сахара из сахарной свеклы.

Экономические показатели

См. также раздел 7.7.7.1.5.

Сушка паром в FBD и сушка жома в 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

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

Примеры предприятий

Такая система существует только на двух предприятиях. Одно из них является экспериментальным предприятием, а другое характеризуется особенной структурой.

Справочная литература

[65, Германия, 2002 г.]

7.7.7.1.4 Сушка свекловичного жома паром

Описание

Сушка осуществляется перегретым паром. Если температура пара составляет 130 °C, он расширяется, а температура падает до 102 - 103 °C приблизительно при 0,1 МПа за счет поглощения воды. Если температура пара составляет 260 °C приблизительно при 2,6 МПа, он расширяется, а температура падает до 148 °C приблизительно при 0,37 МПа. При сушке паром можно использовать FBD.

Получаемые в результате экологические преимущества

Уменьшение выделения пыли и запаха по сравнению с HTD. Поскольку топочные газы не используются, NOx не выделяется. Еще одно преимущество – это более низкое общее потребление энергии на сушку по сравнению с HTD и сушкой в два этапа. Выходную энергию, например, пар, можно использовать повторно в технологическом процессе экстракции сахара. При сушке жома производится корм для животных, который можно хранить на протяжении более длительного периода, чем сырой корм.

Воздействие на различные среды

Образование сточных вод. В атмосферу и воду выделяются органические вещества.

Эксплуатационные данные

См. также раздел 7.7.7.1.5.

Закрытая конструкция сушки паром обладает преимуществом, которое заключается в уменьшении газообразных выбросов, например, пыли и запаха, тем не менее, для поддержания теплопроводности в FBD требуется отвод газов. По имеющимся сообщениям, концентрация зловонных соединений в отработанном воздухе из FBD в 5 - 50 раз выше, чем при HTD. Как сообщается, для уменьшения выделения запаха можно использовать конденсаторы, однако, данный технический метод в данном документе не описывается.

В случае паровых сушилок, воду, содержащуюся в выхлопных газах, обычно удаляют посредством конденсации. В данном технологическом процессе образуется значительное количество конденсата. Цифровые данные в отношении сушки паром с использованием FBD показывают, что при этом образуется около 0,6 – 0,7 тонн конденсата на тонну прессованного жома при нагрузке по органическим веществам в 0,20 – 0,25 кг TOC на тонну прессованного жома.

Как сообщают, из-за количества пара, которое требуется для сушки свекловичного жома паром, данный технический метод приемлемо применять только на предприятиях, которые также рафинируют сахар.

Применимость

Применимо для сушки жома в секторе по производству сахара. Сушка паром с использованием FBD с интегрированной системой пара можно использовать на новых предприятиях по производству пара. Для существующих предприятий может потребоваться полная реконструкция оборудования по производству энергии и переключению нагрева. Модернизация системы включает реконструкцию участков по производству пара и электричества, включая, например, пересмотр всех мероприятий по теплообмену в пределах предприятия.

Экономические показатели

См. также раздел 7.7.7.1.5.

Сушка паром в FBD и сушка жома в 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

Сбережения на затратах и энергии. При сушке жома производится корм для животных, который можно хранить на протяжении более длительного периода, чем сырой корм.

Примеры предприятий

Используется на шести предприятиях по производству сахара в Германии (см. раздел 7.7.7.1.5).

Справочная литература

[65, Германия, 2002 г.]

7.7.7.1.5 Сравнение сушки свекловичного жома паром, HTD и сушки в два этапа

Описание

Анализируются три предприятия в Германии. Первое использует сушку паром в FBD (см. раздел 7.7.7.1.4). Второе использует HTD с вращающейся барабанной сушилкой (см. раздел 7.7.7.1.2). Третье осуществляет технологический процесс сушки в два этапа (см. раздел 7.7.7.1.3).

Первое предприятие применяет сушку паром с использованием двух FBD. Сушильная установка начинается с подачи прессованного жома. Из турбины заводской котельной сахарного предприятия производится подача пара в 25 бар. В конце сушильной установки жом, обогащенный мелассой, подается на станцию гранулирования. Оборудование по обработке мелассы является частью жомосушильной установки.

Вначале прессованный жом после взвешивания подается конвейером на FBD. Жом проходит через элеваторное колесо и винтовой конвейер в первую из 16 ячеек, расположенных вокруг пароперегревателя. Вентилятор, который представляет собой единственную подвижную часть в FBD, помимо элеваторного колеса, выдувает перегретый пар, благодаря отведению пара из паровой турбины через перфорированные базисные плиты в ячейки. При этом жом удерживается во взвешенном состоянии, и его легко транспортировать. Выпаривание влаги из жома происходит в такой FBD при давлении в 3 бар и при температуре насыщенного пара приблизительно в 135 °C.

Тяжелые частицы на нижнем уровне проходят через открытые стенки ячеек в ячейках с 1 по 16, в то время как легкие частицы продвигаются вверх в коническую часть FBD и проходят по наклонной поверхности и направляющим рельсам в ячейку 16. Циркулирующий пар направляется по направляющим лопаткам в верхнюю часть FBD, которая принимает форму циклонного фильтра и служит для отделения частиц пыли, которые накапливаются на внешней стенке циклонного фильтра, их собирают эжектором и подают на ячейку 16. Из ячейки 16 сушеный материал проходит по винтовому конвейеру и элеваторному колесу на циклонный фильтр. Отсюда сушеный жом проходит через другое элеваторное колесо на винтовой конвейер с мелассой, где происходит добавление мелассы. Затем жом возвращается на станцию гранулирования по кондиционирующему винтовому конвейеру. Давление пара, удаляемого из сушилок, составляет приблизительно 3 бар.

Высота сушилки составляет примерно 18 м, 7,1 м – нижней части и 10,4 м – верхней части. Вес составляет 320 т. На рисунке 7.69 приведена схема FBD, используемой для сушки свекловичного жома.

Рисунок 7.69 - Схематическое изображение сушки в FBD, используемой для сушки свекловичного жома

Около 2/3 общего количества отработанного пара используется в сушилках при давлении в 25 бар и преобразуется в технологический пар при давлении в 3 бар. Таким образом, пар с таким давлением, или градиентом энтальпии, от 25 бар до 3 бар нельзя использовать для производства электрической энергии, как на обычных сахарных заводах. Чтобы удовлетворить собственные нужды предприятия, в том числе высокий уровень потребления электроэнергии жомосушилками, необходимо найти другое решение, в отличие от обычного энергоблока противодавления, работающего на паре. Один из вариантов – использование газовой турбины, которая предназначена для удовлетворения максимальной дополнительной потребности в электроэнергии. Поскольку газовая турбина характеризуется большими потерями отходящих газов, расположенный далее парогенератор конструируется в виде котла-утилизатора тепла отходящих газов для использования энергии пара отходящих газов газовой турбины. Котел оснащен дополнительным оборудованием для сжигания жидкого тяжелого топлива, но благодаря системе, оборудованной специальными горелками, его успешно используют для соответствия допустимым пределам отработанных газов при работе без необходимости установки оборудования по очистке топочных газов от примесей. На рисунке 7.70 изображена система генерирования тепла и электроэнергии (CHP) и парогенераторная установка предприятия по производству сахара, на котором жом сушится паром.

Рисунок 7.70 - CHP и парогенераторная установка предприятия по производству сахара, на котором жом сушится паром

Горячий пар, образующийся при давлении 85 бар и температуре 525 °C с максимальной скоростью массового потока в 110 т/ч, подается на расположенную далее паровую турбину противодавления. Через систему отбора турбина способна засасывать необходимое количество пара при давлении в диапазоне между 11 и 25 бар для нагрева испарительной сушилки. Пары, образующиеся в сушилках, повторно используются на испарительной станции в технологическом процессе экстракции сахара. Пары, которые содержат органические вещества, например, кислоты, проходят через расположенный далее паропреобразователь и затем используются для нагрева на первом этапе работы испарительной станции. Неконденсируемые газы, содержащие определенное количество водяного пара, выделяются в атмосферу из паропреобразователя.