Способ перколяционного гидролиза растительного сырья

Способ перколяционного гидролиза растительного сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПЕРКОЛЯЦИОННОГО ГИДРОЛИЗА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, предусматривающий загрузку сырья в гидролизаппарат, его прогрев, перг коляцию, сдувку пара до 2-3 ати.и удаление негидролизуемого-остатка из гидролизаппарата, отлич аю,щ и и с я тем, что, с целью снижения загрязненности атмосферы за счет уменьшения выбросов в нее вредных веществ, перед сдувкой проводят отжим негидролизуемого остатка до влажности 78-85%, a удаление его . осуществляют при 85-100 С путем не посредственного введения в гидропиз:аппарат охлаждающей жидкости. , (О G

СОКИ СОВЕТСКИХ .СЭИ Л

РЕСПУБЛИК

a% (11) r

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8T0PGHOMY .СВИДЕТЕЛЬСТВУ

399 С 13 К 1 02 (21) .2975762/28-13 (22) 15. 08. 80 (46) 15. 04. 83. Бюл. Р .14 . (72) П.A. Кривулин, Е.Д. Гельфанд, В.И. КаЛинный,- В.Ф. Благушин, В.H. Чуркин, Л.Н. Краев и В.В. Коротков

;(53) 663.53(088.8) (56) 1; Шарков В.H. и др. Технология гидролизных производств. M., 1973, . с. 68-78.

2. Авторское свидетельство СССР

9 635132, кл. С 13 К 1/02, 1977.(прототип). (54). (57) СПОСОБ ПЕРКОЛЯЦИОННОГО

ГИДРОЛИЗА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, ripeдусматривающий загрузку сырья в гидролизаппарат, его прогрев, перколяцию, сдувку пара до 2-,3 ати,и удаление негидролизуемого остатка иэ гидролизаппарата, о т л и ч а ю - шийся тем,,что, с целью снижения загрязненности атмосферы за счет уменьшения выбросов в нее вредных веществ, перед сдувкой проводят от- жим негидролизуемого остатка до влажности 78-85%, а удаление его осуществляют при 85-100 С путем не посредственного введения в гидропиэаппарат охлаждающей жидкости.

1011688

Изобретение относится к -гидролиэ ной промышленности, а именно к,способу перколяционного Уидролиэа растительного сырья.

Известен способ перколяционного гидролнэа растительного сырья, сущность которого состоит в том, что в гидролизаппарат загружают расти-, тельное сырье, смачивают его разбав" ленной серной кислотой, затем аппарат герметически закрывают, содержимое его прогревают паром до 140160 С и после этого провбдят перколяцию, т.е. в аппарат в течение определенного периода непрерывно подают варочную кислоту при 180

192 С и одновременно из него непрерывно отбирают гидролиэат (раствор сахаров). После окончания стации перколяции негидролизуемый 6статок (лигнин) в аппарате промывают от оставшихся в нем сахаров перегретой водой при 180-192ОС (давление в аппарате при этом составляет около .10-13 ати), затем с целью максимального обезвоживания лигнина перед его выгрузкой проводят отжим влаги (до влажности 70%) за счет избыточного давления в аппарате и, когда это давление снижается до 8 ати, проводят выгрузку лигнина иэ .аппарата путем

"выстрела". Сущность этой операции состоит в том,. что резко открывают нижнюю горловину .аппарата, соединенную посредством специальной выдувной трубы с открытым приемным циклОнОм (сцежеи) для лнгние1а ffpa этом вследствие разности давления лигнин выдувается из аппарата в сцежу, но, так как температура и давление влаги, содержащейся в лигнине, довольно высоки (соответственно

170ос и 8 ати) и в короткий промежуток времени снижаются соответственно до 100 С и 0 ати, то образуется значительное количество пара и процесс приобретает взрывной характер (отсюда и название - "выстрел") 1. .

Недостатками известного способа гидролиза являются: операция отжима технологически недостаточно надежна (это выражается в том, что не всегда удается в установленное регламентом время провести отжим, иногда скорость отжима резко снижается, стадию отжима приходится значительно удлинять во времени кроме того, операция отжима не позволяет четко достигать 70%-ной влажности лягнина); операция "выстрела" при S ати сопровождается ударной волной, .создающей значительную динамическую нагрузку на оборудование, коммуникации и здание, что, в свою очередь, создает повышенную опасность для обслуживающего Персонала: при "выстреле" лигнина из аппарата вследствие резкого вскипания влаги в атмосферу наряду с водяным паром и летучими продуктами гидролиза выбрасываются . также и нелетучие .продукты гидролиза, т..е. Образующийся выброс в атмосферу характеризуется значительным количеством вредных веществ (фурфу рол, муравьиная и уксусная кислоты, формальдегид. Метиловый спирт, лигиин, серная кислота и др.) и значи о тельным теплосодержанием;часто наблюдаются случаи, когда имеет место. неполное удаление лигнина из аппарата, так как при отжиме до 70%-ной влажности происходит спрессовывание l5 лигнинар вследствие этого в аппарате . образуются остатки, масса которых от варки к варке постоянно увеличивается, что уменьшает рабочий объем аппарата и затрудняет ведение тех2О нологического гуэоцесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ перколяционного гидролиза растительного

25 сырья путем загрузки сырья в гидролиэаппарат, прогрева, перколяции в течение 0,5-1,5 ч на первой стадии ведения гидролиэа, а на второй стационарно, сдувки пара до давле-. ния 2-3 ати в аппарате и вывода содержимого в специальный аппарат для отделения гидролиэата от лигнина и промывки его водой при 30-100 С (2).

Однако количество парогазовых

35 выбросов в атмосферу при "выстреле" очень эначительны даже по сравнению с описанным аналогом в 1,3-1,7 раза вследствие того, что количество перегретой жидкости, находящейся в гидролиэаппарате к моменту "выстрела", в данном способе значительно больше.

Цель изобретения - снижение. загрязненности атмосферы эа счет уменьшения выбросов в атмосферу вредных.

45 веществ.

Поставленная цель достигается тем, что в способе перколяционного гидролиза растительного сырья, предусматривающем загрузку сырья в гидЯ ролиэаппарат, его прогрев, перколяцию, сдувку пара до 2-3 ати и удаление негидролиэуемого остатка из гидролизаппарата, перед сдувкой проводят отжим негидролизуемого

55 остатка до . влажности 78-85%, а уда": ление его Осуществляют при 85-100 С путем непосредственного введения в гидролизаппаратах охлаждающей жидкости

60 Для того, чтобы количество выбросов уменьшить по предлагаемому способу осуществляют ввод и в негидролизуемый остаток охлаждающей жидкости, в качестве которой може быть использована холодная вода при ес1011688

:тественной температуре, охлажденный гидролизат, последрожжевая бражка и т.п. Охлаждающую жидкость можно вводить в негидролизуемый остаток непосредственно в гидролизаппарате

;перед сдувкой, однако в этом случае затруднительно снизить температуру остатка до 85-100 С, не "посадив" при этом давление в аппарате ниже того, которое необходимо для удаления негидролизуемого остатка, поэтому, в том случае, если нужно добиться максимального снижения выброса парогазов в атмосферу, то при удалении остатка в него во время движения его по выдувной трубе вводят дополнительно охлаждающую жидкость (путем впрыскивания) с.таким рассчетом, чтобы температура массы перед сцежей была в пределах 85

100 С; верхний предел соответствует жидкости с нулевой степенью перегрева и исключает вскипание ее при поступлении в сцежу, а нижний предел обусловлен тем, что после разделения .смеси на лигнин и гидролизат, последний необходимо перед биохимической переработкой подвергнуть нейтрализации, которую по существующей технологии проводят при

85 С.

Ввод охлаждающей жидкости в негидролизуещгй остаток можно осуществлять и только посредством впрыска в выдувную трубу.во время движения по ней остатка (т.е. без предварительного введения в аппарат), но в этом случае потребуется большая мощность подающего. насоса. Следует отметить, что в принципе подачу охлаждающей жидкости в выдувную трубу можно осуществить и из специально установленного напорного бака.

Для осуществления предлагаемого способа поступают следующим образом: типовой гидролизаппарат загружают сырьем, прогревают паром и проводят перколяцию по обычному регламенту, затем проводят отжим остатка до . - влажности в пределах 78-85%, после чего в негидролизуемый остаток, находящийся в аппарате, вводят через лучевые фильтры охлаждающую жидкость, например, последрожжевую бражку (.из расчета 3-5 м на аппарат объемом 50 м ), проводят сдувку .до 2-3 ати, а затем — "выстрел", т.е. удаление негидролизуемого остатка, при этом одновременно с началом. удаления проводят впрыск в выдувную трубу охлаждающей жидкости в таком количестве, чтобы температуру остатка снизить до 85-100 С.

Таким образом, в сцежу поступает пульпа при. 85-100оС, что исключает ее вскипание за счет перепада давлений и образования паров. (По тех65 остатка, при котором в выдувную йологии, разработанной авторамй в дополнение к данному способу варки, пульпу из сцежи откачивают насосом и подают на фильтр, где она разде5 ляется на гидролизат и лигнин) .

Пример . 1. В гидролизаппарат объемом 50 м загружают 12,8 т растительного сырья влажностью 503, затем проводят прогрев и перколяцию по общепринятому регламенту, после

30 чего проводят отжим остатка до влаж" ности 78>. далее через лучевые фильт- ры вводят в аппарат 3 м последрожжевой бражки при 35 С проводят сдувку до 1,5 ати и удаление с одновремен15 ным впрыском в выдувную трубу 4,2 .м последрожжевой бражки. Температура массы еред сцежей составляет около

100 С, выброс парогазов в атмосферу . практически отсутствует. Выход РВ с варки составляет 2816 кг.

Для сопоставления с известным способом, в этом же аппарате в аналогичных условиях проводят варку, в которой после окончания стадии перколяции проводят сдувку до 3 ати с последующим удалением остатка в сцежу. Количество парогазов, "выброшенных" в атмосферу при "выстреле", составляет 1,7 т, а тепла-.30

При проведении аналогичной варки со сдувкой до 2 ати, количество парогазов составляет 1,3 т, тепла

0,8 Гкал. Выход РВ с варки составляет 2760 кг.

Параллельно проводят также 2 варки по предлагаемому способу, в которых либо не подают последрожжевую бражку в выдувную трубу, либо— и в выдувную трубу, и в аппарат,в

40 первой из них выброс парогазов йри удалейии остатка составил 0,42 т; во второй - 0,73 т, т.е. в обоих случаях значительно меньше, чем по ,известному способу.

Пример 2. В условиях примера 1 проводят варку, в которой все стачии, включая отжим, аналогичны примеру 1; затем, после отжима в аппарат вводят 3 м, предварительно охЪ лажденного до 22 С гидролизата, проводят сдувку до 2 ати и удаление негидролизуемого остатка, одновременно с которым в выдувную трубу подают 4,4 м - этого же гидролизата.

Выброс парогазов практически отсутствует, температура массы на выходе в сцежу составляет 8S C. Выход PB с варки составляет 2830 кг.

Пример 3. В условиях при60 мера 1 проводят варку, в которой все стадии до.отжима айалогичны примеру 1; отжим остатка проводят до влажности 85%, после чего проводят сдувку до 3 ати и затем удаление

1011688

Составитель М. Ларина, Редактор Т. Парфенова Техред A.Áàáèíåö Корректор М.Демчнк

Заказ 2689/32 Тираж 362 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",. г. Ужгород, ул. Проектная, 4 трубу подают 7,2 мз холодной воды (t, 13©С), Выброс парогазов практичес, ки отсутствует, температура массы перед сцежей 98 С. Выход РВ с варки составляет 2790 кг.

Из приведенных примеров видно, что йредлагаемый способ позволяет устранить выброс парогазов в атмосферу (в составе которых содержится ряд вредных веществf в количестве

1,3-1,7 т на каждую варку в расчете на аппарат объемом 50 мв по сравнению с прототипом. С учетом примерно 18 тыс. варок:в год, провод Й мых на заводе средней мощности, устраняется выброс. 23-30 тыс. т парогазов.