Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 167 )

На втором предприятии используется HTD. Прессованный жом смешивается с мелассой и затем сушится в параллельной барабанной сушилке с использованием непосредственного нагрева. Используется смесь топочных газов из топки и топочного газа из парогенератора. Еще одна часть осушителя – это так называемый охлаждающий воздух, который проникает внутрь, поскольку по имеющимся данным полностью герметизировать неподвижную смесительную камеру и вращающийся барабан невозможно. Охлаждающий воздух, количество которого составляет примерно 20 % объема сушильного агента, также необходим для обеспечения достаточного потока для перемещения частиц жома, который подвергаются сушке.

Графическое представление, показатели операций и использования энергии при HTD приводятся на рисунке. 7.71. Цифровые данные были стандартизированы и упрощены для сравнения с двумя другими методами сушки, используемыми на двух других предприятиях в качестве примеров применения. Если жом с завода производительностью 10000 т/д (417 т/ч) сушился бы на предприятии, около 46 т/ч воды выпаривалось бы в сушилке. Как видно на рис. 7.71, дымовой газ составляет около 30 % общего потока газа и около 84 % подвода энергии.

Рисунок 7.71- HTD свекловичного жома

На третьем предприятии по производству сахара в Германии свекловичный жом сушат с использованием сушки в два этапа. Вначале свекловичный жом сушат на ленточной сушилке при низкой температуре, которая работает в противоточном режиме. Сушильный воздух для низкотемпературной сушилки нагревается, например, водяным паром и конденсатом, полученным на станциях выпаривания и кристаллизации при производстве сахара. При этом имеется возможность использовать вторичные пары и уменьшить использование первичной энергии для HTD. Меласса смешивается с жомом, а вторым этапом является HTD, аналогично тому, как описано в предыдущем примере.

Графическое представление технологического процесса сушки жома в два этапа приведено на рисунке 7.72. Данные также стандартизированы для завода производительностью 10000 т/д (417 т/ч), который занимается сушкой свекловичного жома. В данном случае около 62 % общего количества воды выпаривается на этапе HTD.

Рисунок 7.72 - Сушка свекловичного жома в два этапа

Получаемые в результате экологические преимущества

См. разделы 7.7.7.1.2, 7.7.7.1.3 и 7.7.7.1.4.

Воздействие на различные среды

См. разделы 7.7.7.1.2, 7.7.7.1.3 и 7.7.7.1.4.

Эксплуатационные данные

В целях анализа затрат энергии относительно вышеприведенных трех примеров базисные данные по предприятиям стандартизированы, как показано в таблице 7.109.

Таблица 7.109 - Стандартизированные базисные данные для трех примеров предприятий в Германии.

Переработка свеклы	10000 т/д (417 т/ч)
Продолжительность сезона	90 д/год
Масса прессованного жома	160 кг/т переработанной свеклы = 66,7 т/ч
Содержание сухих веществ в прессованном жоме	31 %
Содержание сухих веществ в сушеном жоме	90 %
Потребность в паре на сахарном заводе	200 кг/т переработанной свеклы = 83,4 т/ч
Давление острого пара	85 бар
Температура острого пара	525 °C
Теплота сгорания топлива	11,2 кВт-ч/кг (40195 кДж/кг)
Потребность в электрической энергии на сахарном заводе без жомосушки	10,4 МВт = 24,96 кВт-ч/т переработанной свеклы

Стандартизация также предполагает полную кристаллизацию сахарного сиропа во время сезона переработки сахарной свеклы. Такие стандарты предполагают использование следующего технологического оборудования:

- генератор пара при 85 бар и 525 °C;

- соответствующая турбина с противодавлением;

- противодавление в 3 бар для питания испарительной станции, или противодавление в 3 бар и давление отбора в 25 бар для питания испарительной сушилки;

- газовая турбина для уменьшения подачи электрической энергии во время использования испарительной сушилки;

- ОССВ, на которой можно переработать конденсат паров, полученных при работе испарительной сушилки.

В таблице 7.110 показана потребность в энергии и технологические показатели для трех предприятий. С целью сравнения были также добавлены данные для установки для сахарного завода без сушки прессованного свекловичного жома.

Таблица 7.110 - Сравнение энергетических балансов трех различных вариантов для сушки свекловичного жома и для предприятия без жомосушки в Германии

Этап технологического процесса	Единицы	Сушка паром в FBD	HTD	Сушка в два этапа	Установка без сушки
Переработка свеклы	т/д	10000	10000	10000	10000
Потребность выпарной станции в паре	т/ч	83,33	83,33	83,33	83,33
Потребность в электрической энергии для жомосушки	МВт	1,15	0,80	1,70	0
Потребность в электрической энергии для остальной части установки	МВт	10,40	10,40	10,40	10,40
Общая потребность в электрической энергии	МВт	11,55	11,20	12,10	10,40
Удельная потребность в электрической энергии для переработки свеклы на тонну свеклы	кВт-ч/т	27,72	26,88	29,04	24,96
Энергия топлива при HTD	МВт	0	44,70	37,67	0
Энергия топлива парогенератора	МВт	57,12	67,13	67,13	67,13
Энергия топлива газовой турбины	МВт	16,60	0	0	0
Общая тепловая энергия	МВт	73,72	111,83	104,80	67,13
Вырабатываемая электрическая энергия паровой турбины	МВт	7,92	11,66	11,66	11,66
Вырабатываемая электрическая энергия газовой турбины	МВт	4,00	0	0	0
Общая вырабатываемая электрическая энергия	МВт	11,92	11,66	11,66	11,66
Подача электрической энергии	МВт	0	0	0,44	0
Выход электрической энергии	МВт	0,37	0,46	0	1,26

Что касается потребности в электрической энергии, то самым большим потреблением ее характеризуется сушка в два этапа, за ней идет сушка паром с использованием FBD, а затем HTD, для которой требуется наименьшее количество электроэнергии. При сравнении с потребностью в электрической энергии установки без жомосушки, можно констатировать, что дополнительная электрическая энергия, необходимая для каждого из технических методов, составляет:

- HTD: 0,8 МВт;

- сушка паром с использованием FBD: 1,15 МВт;

- сушка в два этапа: 1,7 МВт.

Что касается потребности в тепловой энергии, то самой большой потребностью характеризуется HTD, вслед за ней идет сушка в два этапа, а затем сушка паром с FBD, при которой потребляется значительно меньше тепловой энергии. При сравнении с потребностью в тепловой энергии на установке без жомосушки, можно определить, что дополнительная тепловая энергия, необходимая для каждого из технических методов, составляет:

- HTD: 44,7 МВт;

- сушка паром с использованием FBD: 6,59 МВт;

- сушка в два этапа: 37,67 МВт.

Выработка тепловой энергии, которую можно преобразовать в электрическую энергию, выглядит следующим образом. Самой большой выработкой характеризуется HTD, вслед за ней идет сушка в два этапа и затем сушка паром в FBD.

При сушке паром с использованием FBD из общего количества потребляемой тепловой энергии в 73,72 МВт только 6,59 МВт требуется для сушки. При применении когенерации баланс электрической энергии предприятия является положительным, то есть на выходе производится на 0,37 МВт больше электроэнергии. Хотя значительную часть пара, который производится турбиной с противодавлением приблизительно при 27 бар, не в полном объеме возможно преобразовать в электрическую энергию.

Из общего количества потребляемой тепловой энергии в 111,83 МВт при HTD для жомосушки требуется 44,7 МВт. Удельная потребность в тепловой энергии для выпаривания воды является низкой, например, около 1,03 кВт-ч/кг пара (3,7 МДж/кг).

В случае сушки в два этапа 38 % воды выпаривается на этапе LTD, но на этом этапе требуется в 9,7 раз больше воздуха, чем на этапе HTD. Этап LTD характеризуется высокой удельной потребностью в энергии. Потребность в 34 МВт тепловой энергии при LTD представляет собой около 1,9 кВт-ч/кг (7 МДж/кг) удельного потребления пара, в то время как потребность в 41 МВт на этапе HTD соответствует около 1,4 кВт-ч/кг (5,2 МДж/кг) удельного потребления энергии пара

Применимость

См. разделы 7.7.7.1.2, 7.7.7.1.3 и 7.7.7.1.4.

Экономические показатели

В таблице 7.111 обобщаются отдельные данные для сравнения технических возможностей примеров предприятий. Указанные цифры действительны только для вышеприведенных условий. Возможные незначительные различия в прибыли на побочных продуктах не принимаются во внимание.