Проект реконструкции сокоочистительного отделения ООО ”Сахар Золотухино

W₂= E₂ + W₃ - -X₃

W₂ = 24,28 + 15,62 – 1,4 - 0,5 = 38,0 % к массе свеклы

W₁= E₂ + W₂ - - X₂

W₁ = 4,75 + 38,0 - 0,6 - 0,9 = 41,25 % к массе свеклы

Итого по данной схеме пароотбора в четырех ступенях выпарной выпаривается воды: что мало отличаетсяся от требуемого для выпаривания – 98,5 % к массе свеклы.

Таблица 8 – Распределение ретурного и вторичных паров по технологическим потребителям

Потребители	Расход пара, % к массе  свеклы
Ретурный пар:
Сок перед выпаркой (III группа)	2,33
Сироп с клеровкой в сборниках	0,22
Сборники оттеков	0,67
На клеровочные котлы	0,30
Сушильно-охладительные установки для сахара	0,5
Центрифуги (пропарка и нагрев воды)	0,2
Прочие	4,0
Итого по данному потенцеалу:	8,22
Вторичный пар I ступени выпарки:
Дифузионный аппарат (паровые камеры)	1,25
Сок перед выпаркой (II группа)	2,00
На пропарку вакуум-аппаратов	1,5
Итого по данному потенцеалу:	4,75
Продолжение таблицы – 8
Вторичный пар II ступени выпарки:
Дифузионный аппарат (паровые камеры)	1,25
Сок перед II сатурацией (II группа)	1,57
Сок перед выпаркой (I группа)	3,60
Вакуум-аппараты:
I продукта	14,0
II продукта	2,30
III продукта	1,56
Итого по данному потенцеалу:	24,28
Вторичный пар III ступени выпарки:
Сок холодно-дефекованный (II группа)	7,34
Сок I сатурации перед фильтрованием	2,60
Сок перед II сатурацией (I группа)	1,57
Сироп с клеровкой	0,90
Итого по данному потенцеалу:	12,41
Вторичный пар IV ступени выпарки:
Сок холодно-дефекованный (I группа)	7,71
Итого по данному  потенцеалу:	7,71

 

 

7 Расчет расхода  воды

 

 

Вода в свеклосахарном производстве непосредственно участвует  в технологических процессах (мойка свеклы, экстрагирование сахарозы из свеклы, гашение извести и приготовление известкового молока, промывка фильтрационного осадка и сахара в центрифугах), служит средой для транспортирования (подача свеклы по гидравлическому транспортеру, разбавление и вывод из завода транспортерно-моечного и фильтрационного осадков), используется для охлаждения тепловой аппаратуры и механического оборудования (утфелемешалки-кристаллизаторы, воздушные и газовые насосы), конденсации вторичных паров в конденсаторах, промывки и охлаждения сатурационного газа и других хозяйственных нужд, является источником образования пара в паровых котлах.

Если на все эти цели применять чистую свежую воду, то общий  расход ее составил бы 1800...2300% к массе  переработанной свеклы. Однако многие отработавшие воды сахарного завода могут быть использованы в производстве последовательно (без очистки или после очистки). Примером может служить использование барометрической воды на смыв фильтрационного осадка в дисковых фильтрах; применение барометрических, аммиачных вод для экстрагирования сахарозы в диффузионных установках.

На заводе принята схема водоиспользования с количеством сточных вод III категории 85 % к массе свеклы. Согласно схеме, на сахзаводе предусмотрено четкое деление сточных вод на категории и раздельный отвод их в системы внутренней и наружной канализационной сети, не допускающей смешивания вод разных категорий. Вводится контроль за потреблением свежей воды на различные нужды и количеством образующихся сточных вод с помощью соответствующих контрольно-измерительных приборов.

Указанная схема предусматривает:

- оборотную систему вод  I категории – главного корпуса , ТЭЦ, компрессорной и холодильной станции;

- оборотную систему вод  II категории;

- применение станции искусственной  биологической очистки сточных  вод III категории с доочисткой воды и стабилизацией избыточного активного ила или использование промышленных сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур;

- локальную систему оборотного  водоснабжения вод газопромывателей  сатурационного газа;

- полный возврат жомопрессовых  вод на диффузионную установку  после отжатия жома до содержания сухих веществ 14 %;

- оборотную систему гидравлического  удаления фильтрационного осадка.В  качестве основных очистных сооружений  вод I категории рекомендуются вентиляторные градирни капельного типа, а для обеззараживания воды – хлораторные или электролизные установки.

Расчет расхода воды по различным потребителям произведен по методике [8].

Гидротранспорт свеклы

Для гидротранспорта используют осветленную транспортерно-моечную  и оборотную воду, расход W который можно вычислить по соотношению:

 

φ – коэффициент, зависящий  от формы и размеров поперечного  сечения желоба, глубины потока, скорости движения смеси воды со свеклой  при условии, что в желобе не происходит выпадение осадка, φ – 0,8;

η – коэффициент полезного действия использования гидротранспортера, η = 0,9;

i – уклон дна желоба гидротранспортера, м/пог. м, i = 0,01 м/пог. м.

 

Принимаем средний расход воды на операцию гидротранспорта 900 % к массе свеклы.

Тип воды: осветленная транспортерно-моечная.

Мойка свеклы.

Для мойки свеклы применяют  свежую речную и осветленную транспортерно-моечную воду.

Количество воды для мойки  свеклы рассчитывают по формуле:

 

Y – количество свеклы в 1 м³ пространства мойки, кг/м³; Y= = 420 кг/м³;

Z_c – время пребывания свеклы в мойке, мин.; Z_c = 9 мин;

Z_в - время пребывания свеклы в мойке в зависимости от загрязненности свеклы и допустимого загрязнения выходящей из мойки воды, мин.; Z_в = 14 мин.

 

Принимаем 89 % к массе свеклы.

 

Диффузионная установка

Общий расход воды на диффузию определяется из уравнения материального баланса:

 

100 – количество свекловичной  стружки, поступающей на диффузию, % к массе свеклы;

W_общ – общий расход воды, необходимый для проведения процесса диффузии, % к массе свеклы;

а – откачка диффузионного  сока, % к массе свеклы; а = 120 % к  массе свеклы;

В_сж – количество (выход) свежего жома, выходящего из диффузионного аппарата, % к массе свеклы; В_сж = 90 % к массе свеклы.

Таким образом, общий расход питающей воды на диффузию вычисляется как:

 

 

 

Промывка осадка на фильтр-прессах

Для промывки осадка на фильтр-прессах  используют аммиачную воду. Ее количество рассчитывают по уравнению:

 

100 – расход воды на промывку осадка

Х – расход активной извести  на очистку сока, % к массе свеклы; Х = 2,65 % к массе свеклы.

 

 

Мойка фильтрационной ткани

Расход воды на эту операцию определяют по формуле:

 

q – расход воды на мойку 1 м² ткани, л; q = 5 л;

n – коэффициент, учитывающий неравномерность работы и степень использования мойки; n = 2;

F – поверхность моющей ткани, м²; F = 0,01 м².

 

Тип используемой воды: аммиачная.

 

Гашение извести

Расход воды на гашение  извести определяется требуемой  плотностью известкового молока:

 

ρ – плотность известкового молока, т/м³; ρ = 1,20 т/м³;

р – содержание СаО, г  в 100 мл известкового молока; р = 25,5 г/100 мл;

Х – общий расход активной извести (СаО), % к массе свеклы; Х = 2,9 % к массе свеклы.

 

Тип используемой воды: аммиачная.

 

Охлаждение сатурационного газа в газопромывателе (лавере)

 

Q_в – количество теплоты, получаемое охлаждающей водой, Дж на 100 кг свеклы; Q_в = 4348 кДж;

с_в – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг·град); с_в = 4187 Дж/(кг·град);

t_ух – температура воды на выходе из промывателя, °С; t_ух = 40 °С;

t_вх – температура воды на входе в промывателя, °С; t_вх = 8 °С.

 

 

Охлаждение утфеля в утфелемешалках последнего продукта

 

а – выход утфеля последнего продукта, % к массе свеклы; а = 8 % к  массе свеклы;

с_у – теплоемкость утфеля, Дж/(кг·град); с_в = 1884,15 Дж/(кг·град);

T₁ – температура утфеля при его спуске из вакуум-аппаратов, °С; T₁ = 78 °С;

T₂ – температура утфеля после охлаждения, °С; T₂ = 40 °С.

с_в – теплоемкость воды, Дж/(кг·град); с_в = 4187 Дж/(кг·град);

t₁ – температура воды, поступающей на охлаждение утфеля, °С; t₁ = 26 °С;

t₂ – температура воды на входе в промывателя, °С; t₂ = 30 °С.

 

Тип используемой воды: свежая речная.

 

Барометрический конденсатор  выпарной установки и вакуум-аппаратов

 

Количество охлаждающей  воды на конденсацию пара в предконденсаторе вычисляют по формуле:

 

W_бв – количество барометрической воды, отбираемой из предконденсатора, % к массе свеклы; W_бв = 110 % к массе свеклы.

i – удельная энтальпия конденсируемого утфельного пара, кДж/(кг·град); i = 2611 кДж/(кг·град);

t₂ – температура барометрической воды, °С; t₂ = 55 °С.

с_в – теплоемкость воды, Дж/(кг·град); с_в = 4,187 кДж/(кг·град);

t₁ – температура охлаждающей воды, °С; t₁ = 18 °С.

 

Количество пара сконденсировавшегося при этом в конденсаторе:

 

 

Количество пара несконденсированного в предконденсаторе, переходящего в основной конденсатор определяют по формуле:

 

D_ипк – количество пара, подаваемого извне на предконденсатор, % к массе свеклы; D_ипк = 14 % к массе свеклы.

 

Общее количество пара, поступающее  на основной конденсатор:

 

D_иок – количество пара, подаваемого извне на основной конденсатор, % к массе свеклы; D_иок = 8 % к массе свеклы.

15,2 % к массе свеклы

 

Для полной конденсации этого  количества пара в основном конденсаторе на него необходимо подать холодной воды в количестве:

 

 

D_ок – количество пара, конденсирующегося в предконденсаторе и в основном конденсаторе, % к массе свеклы; D = 15,2 % к массе свеклы;

i – удельная энтальпия конденсируемого утфельного пара, кДж/(кг·град); i = 2611 кДж/(кг·град);

t₂ – температура барометрической воды, °С; t₂ = 45 °С.

с_в – теплоемкость воды, Дж/(кг·град); с_в = 4,187 кДж/(кг·град);

t₁ – температура охлаждающей воды, °С; t₁ = 25 °С.

 

Общее количество охлаждающей  воды на конденсационную установку:

 

 

 

Питание паровых котлов

Расход воды на питание  паровых определяется по формуле:

 

Д – расход пара по заводу, % к массе; Д = 57,4 % к массе.

W_нк – расход воды на гашение шлака, и обдувку поверхностей нагрева паровых котлов и экономайзеров, улавливание поступающего в топку воздуха, % к массе свеклы; W_нк = 4% к массе свеклы.

 

Баланс воды для отдельных  систем основывается на балансах воды по отдельным аппаратам и операциям. Расход и виды воды, потребляемой на различные нужды сокоочистительного отделения представлены в таблице 9.

 

Таблица 9 – Расход и виды воды, потребляемой на различные нужды сокоочистительного отделения

Объекты водопотребления	Вид потребляемой воды	Общий расход воды на операцию, % к массе свеклы
Промывка дисковых фильтров сока I и II сатурации	Конденсационная	17-40 в зависимости от  способа промывки
Охлаждение вакуум-насосов, компрессоров, подшипников центробежных насосов	Оборотная	40
Лаборатория завода	Артезианская, аммиачная	0,8 0,5
Мытье полов и аппаратуры	Свежая промышленная, аммиачная	1,0 3,0
Подпитка системы оборотного водоснабжения газопромывателей	Свежая  промышленная	3,5
Подпитка системы оборотного водоснабжения вод I категории	Свежая  промышленная	2,5
Хозяйственно-питьевые нужды	Артезианская	3,5
Прочие потребители	Свежая  промышленная, артезианская, аммиачная	1 1 1