Способ подготовки конденсата соковых паров для экстракции сахара из свекловичной стружки

Способ подготовки конденсата соковых паров для экстракции сахара из свекловичной стружки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Область применения: в сахарной промышленности , а именно при экстракции сахара из свекловичной стружки. Сущность изобретения: для повышения степени деаммонизации конденсата, в качестве кавитатора используют суперкавитирующую крыльчатку с частотой вращения 25- , при этом процесс ведут при числе кавитации 2-4 для образования в потоке конденсата геликоидальных суперкаверн, генерирующих пузырьки размером 10-50 мкм, причем кратность рециркуляции потока составляет 7-12. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I) ...(51)5 С 13 D 1/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТтЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:=. ;:,.-:",";"

К АВТОРСКОМУ:СЙИДЕТЁЛ ЬСТВУ цо

1 (21) 4821726/13 (22) 03.05,91 (46) 15.12,92, Бюл. М 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт сахарной промышленности (72) Н. Е. Немчина, А. Ф. Немчин, l0. В. Аникеев и В. Т. Кравчук (56) Сахарная свекла, производство и переработка, 19 90, N. 1, с. 55-57, (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КОНДЕНСАТА

СОКОВЫХ ПАРОВ ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ САХАРА ИЗ СВЕКЛОВИЧНОЙ СТРУЖКИ

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к подготовке аммиачного конденсата сокового пара для использования его в качестве питательной воды для процесса экстракции сахара.

Известен способ подготовки конденсатов путем деаммонизации их в суперкавитирующем реакторе, при этом аммиачный конденсат многократно прокачйвают через

СК-реактор с несколькими ступенями кавитаторов до образования на выходе газожидкостной смеси, из которой при прохождении вакуумированного десорбера удаля ются газовые пузырьки, содержащие аммиак, в результате чего и происходит деаммонизация конденсата.

Недостатком этого способа является невысокая степень деаммонизации конденса- та из-за трудностей создания двухфазной пузырьковой смеси с оптимальными начальными размерами пузырьков.

2 (57) Область применения: в сахарной промышленности, а именйо- пфи экстракции сахара из свекловичной стружки. Сущность изобретения. для повышения степени деаммонизацйи койдвнсата."в"качестве кавитатора используют суперкавитирующую крыльчатку с частотой вращения 2550с 1, при этом процесс ведут при числе кавитации 2-4 для образования в потоке конденсата геликоидальных суперкаверн, генерирующих пузырьки размером 10-50 мкм, причем кратность рециркуляции потока составляет 7-12. 2 табл.

Целью изобретения является повыше- Я ние степени деаммонизации кондейсатов соковых паров.

Указайная цель достигается тем; что в качестве кавитатора, создающегб поля ка- 4 витационных пузырьков, используют супер- QQ кавитирующую крылъчатку с частотой ее з вращения 25 — 50 с . при этом процесс ведут при числе кавитации 2-4 для образования в потоке: конденсата. геликоидальных суперкаверн, генерирук)щих пузырьки размером 10-50 мкм, причем кратность рециряупяции потоке состввпяет 7-12,,в я . Способ осуществляют следующим образом. . Аммиачный конденсат при t=90 С подается тангенциально снйзу в деамйонизатор.

При наполнении его до уровня слива включают двигатель, вращающий суперкавитирующую крыл ьчатку с частотой 25-50 с при этом образуется обширная кавитационная зона из геликоидальйых пульсирующих су1781301 перкаверн и кавитационных микропузырьков. При числах кавитации,равных 2 — 4, количество кавитационных пузырьков в 1 см обьема жидкости составляет5 10 -5 10 при их размерах 10-50 мкм. Оптимальная кратность рециркуляции потока составляет

7 — 12.

Такой режим ведения процесса позволяет увеличить степень деаммонизации конденсата. Аммиак иэ конденсата диффундирует в кавитационные пузырьки и увеличивает в них давление, благодаря чему пузырьки выносятся восходящим циркуляционным потоком на свободную поверхность со-скоростью, превышающей 10 м/с, где и схлопываются. Время. диффузии аммиака в пузырьки и всплытия их на поверхность находится в пределах 0,05 с, что препятствует проникновению в пузырьки паров воды. Отбор аммиака производят со свободной поверхности и существующую вакуумную систему сахарного завода, а деаммонизированный конденсат на -уровне слива подается в диффузионные аппараты. п р и м е р 1, Конденсат соковых паров подают в зону вращенич с частотой 33,3 с крыльчатки, при этом в потоке число кавитации равно 3,5 и создают за счет пульсации геликоидальных суперкаверн йзотропное поле кавитационных пузырьков с размерами 15-25 мкм (табл. 1). При этом режиме кратность рециркуляции, обеспечиваемая насосным эффектом крыльчаткй за счет вариации ее скорости и изменения геометрических параметров (в частности шага), составит 7 циклов.

Остаточное содержание аммиака в конденсате составит 15 мг/л, удельные затраты энергии — 0,044 кВт ч/м .

Начальное содержание аммиака во всех опытах 300 мг/л.

Пример 2(табл. 1). Конденсатсоковых паров подают в зону вращения крыльчатки с частотой 50 с, при этом число кавитации равно 2,5, размеры кавитационных пузырьков — 15-20 мкм, число циклов рециркуляции — 9, а остаточное количество аммиака в деаммонизированном конденсате — 14 мг/л, при энергозатратах 0,063 кВт ч/мз.

При 12- кратной рециркуляции аммиака при тех же оборотах крыльчатки, числе кавитации 2,5 и размерах пузырьков 15-20 мкм энергозатраты составляют 0,08 кВт х х ч/м а количество аммиака в деаммонизированном конденсате составляет 13 мг/л (и. 11 табл. 1).

Установлено, что, заявляемые параметры вращения суперкавитирующей крыльчатки с частотой 25-50 с, при числах кавитации 2-4 и параметрах кавитационных

500-100, при возрастании в 2-3 раза энергозатрат, однако деаммонизация идет крайне медленйо и ниже 30-25 мг/л количество аммиака в конденсате не падает.

25 При увеличении частоты вращения вы. ше 50 с ", (табл. 1) до 75 с ", число кавита ции в потоке становится меньшим 2, при этом меняются структурно-механические характерйстики потока и при малом шаге крыль30 зырька диффузии в него аммиака, в результате чего содержание аммиака при

15-кратной рециркуляции потока остается на достаточно высоком уровне 21 мг/л, при

40 затратах энергии 0,12 кВт ч/м (табл. 1);

Уменьшение количества циклов рециркуляции менее 7 недостаточно для наиболее полного удаления аммиака из конденсата, что ведет к увеличению ceo содержания в

50 делению остаточного химически связанного

15 пузырьков 10-15 мкм в режиме рециркуляции с кратностью 7-12 циклов обеспечивают высокую степень деаммонизации конденсатов соковых паров в пределах 20—

13 мг/л ННз при минимальных затратах энергии 0,04-0,08 кВт ч/м .

Анализ результатов, представленных в табл. 1, позволяет сделать следующие выводы.

При уменьшении частоты вращения суперкавитирующей крыльчатки менее 25 с 1 (табл, 1) число кавитации резко возрастает до 10-20 (в зависимости от шага крыльчатки), поле кавитационных пузырьков становится анизотропным, размеры колеблются от 100 до 1000 мкм, в них наряду с аммиаком начинают интенсивно диффундировать пары воды, что ведет к уменьшению концентрации аммиака в пузырьке, количество циклов рециркуляции резко возрастает до чаток увеличивается частота пульсаций хвостовой части каверн, что способствует созданию поля кавитационных пузырьков с размерами менее 10 мкм, а именно 5-8 мкм.

При этом резко увеличивается сопротивление пара-газовой смеси внутри.пудеаммонйзированном конденсате (табл. 1), а увеличение количества циклов рециркуляции более 12 повышает.энергозатраты на процесс деаммонизации без значительных эффектов очистки, т, е. не способствует выаммиака.

Понйженйе чйсла кавитации в обрабатываемой жидкости ниже 2 ведет к увеличению энергозатрат (табл. !) и уменьшению размеров кавитационных пузырьков ниже

10 мкм, что препятствует дйффузии в них аммиака, а увеличение-числа кавитации выше 4(п,20, 21) ведет к срйву кавитационного течения, увеличению анизотронности поля кавитационных пузырьков, колебанию их

1781301

6 размеров от 100 мкм до 1 мм и выше, резкому снижению давления внутри пузырька, увеличению проницаемости его оболочкй Й интенсивной диффузии в него водяного пара, что снижает эффект деаммонизации даже при значительном увеличении кратности рециркуляции.

Использование данного способа подготовки воды для диффузии исключит применение химических реагентов для деаммонизации конденсата, в частности 53 тонн окиси кальция и ЗЗ тонн серы за сезон работы завода мощностью 3000 т свеклы в сутки, позволит сократить время пребывания конденсата в аппарате до 30 с и увеличить выход сахара на О,ОЗ за счет использования в процессе диффузии практически чистого дистиллята.

Преимущество предлагаемого способа по сравнению со способом-прототипом подтверждается данными, представленными в табл, 2. Как следует из этих данных, предлагаемый способ понижает количество аммиака в деаммонизированном конденсате"с 18 мг/л (94 (2)) до 13-15 мг/л при значительном снижении энергозатрат.

5 Формула изобретения

Способ подготовки конденсата соковых паров для экстракции сахара из свекловичной стружки, предусматривающий деаммонизацию последнего путем создания в

10 потоке конденсата при помощи кавитатора поля кавитационных пузырьков при его рециркуляции в зону кавитационного воздействия, отличающийся тем, что, с целью повышения степени деаммонизации кон15 денсата, в качестве кавитатора используют суперкавитирующую крыльчатку с частотой ее вращения 25-50 с, при этом процесс ведут при числе кавитации 2-4 для образования в потоке конденсата геликоидальных

20 суперкаверн, генерирующих пузырьки размером 10-50 мкм, причем кратность рециркуляции потока составляет 7-12.

Таблица 1

Зависимость содержания аммиака от режима обработки в предлагаемом способе

Содержание аммиака в конденсате, мг/л

Удельные затраты энергии, кВт х х ч/м

Число кавитации, к

Кратность рециркуляц., (к-во цикл) Размер кавитационных пузырьков, мкм

Частота вращения крыл ьчатки, с-1

Пример

40-50

40-50

40-50

25-40

25-40

25-40

15-25

15-25

15-25

15-25

15-20

15-20

10-15

10-15

5-8

5-8

5-8

10-15

10-15

100-200

500-1000

25-40 25-40

П р и м е ч а н и е. П. 15-23 -запредельные значения.

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18

19

21

22

33,3

33,3

33,3

33,3

16,6

16,6

4,0

4,0

4,0

3,5

3,5

3,5

3,5

3,5

3,0

3,0

2,5

2,5

2,0

2,0

1,5

1,5

1,5

1,8

1,8

4,0

4,0

9

12

9

12

12

9

12

8

7

20

17,5

17,0

16,0

16,0

17,5

15,0

15,0

13,0

14,0

13,0

13,0

14,0

15,0

16,0

26,0

30,0

21

14

30, 25

0,04

0,06

0,075

0,041

0,062

0,072

0,044

0,078

0,048

0,0625

0,08

0,063

О,060

0,045

0,06

0,055

0,12

0.,04

012

0,078

0,16

0,035

0,12

1781301

Таблица 2

У"

1 з

Составиталь Л. Джангирова

Техред М.Моргентал Корректор Н. Тупица

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4256 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб., 4/5