Охрана окружающей среды

Основными источниками загрязнения воздушной среды при работе гидролизного отделения могут быть выбросы в атмосферу из инверторов, сборников гидролизата , циклонов и сборников фурфуролсодержащего конденсата (ФСК) На каждую тонну переработанной древесины, считая на абсолютно сухую массу, в инверторах выделяется около 600 кг паров, содержащих 0,4% фурфурола, а из циклонов – 80 кг, состоящих на 99% из паров воды и 1% некомпенсированных газов, в основном СО и N2, причем в сконденсированных водяных парах, выделяющихся из циклона во время удаления лигнина из гидролизаппаратов, содержится 0,02% фурфурола, или 0,16 кг. на 1 т абсолютно сухой древесины. Таким образом, при удалении лигнина после варки, например из гидролизаппарата вместимостью 80 м3, выбрасывается в атмосферу 800 кг пара, содержащего 1,6 кг фурфурола.

Существенное значение на количество выбросов в атмосферу оказывают режим гидролиза и вид используемого сырья. От режима гидролиза зависит состав полученного гидролизата, степень деструкции лигнина, а также состав полупродуктов и основного загрязняющего стока заводов – последрожжевой бражки, направляемой на выпарные станции или очистные сооружения. Чем ниже загрязненность последрожжевой бражки, тем меньше нагрузка на очистные сооружения.

Предотвращение выбросов в атмосферу. Установка обратных теплообменников на сборниках ФСК полностью предотвращает выбросы паров из них в атмосферу. Как уже указывалось, из испарителей второй ступени гидролизат температурой около 110°С поступает в инверторы, работающие при атмосферном давлении. В результате вскипания около 4% гидролизата превращается в пар, содержащий 0,3…0,5% фурфурола. Задача предотвращения выбросов в атмосферу паров самоиспарения гидролизата, образующихся в инверторах, была впервые успешно решена на Кировском БХЗ.

Рубрика: Научная работа | Метки: , , , , , , , , , , , , | Добавить комментарий

Содержание легко и трудногидролизуемых полисахаридов

Неинвертированных Сахаров в гидролизате, если он находился не менее 6 час в инверторе, практически нет. Моносахаридов в таком гидролизате содержится около 90-95% от РВ. Что касается выхода дрожжей при их культивировании в лабораторных условиях, то он должен быть не менее 50-56% от РВ. Эти данные должны быть в сфере внимания старших варщиков и их помощников.

Кроме того, лаборатории заводов при определении возможного выхода РВ с варки должны учитывать и реальный состав сырья. Следует отметить, что древесное сырье должно поставляться на заводы в соответствии с ГОСТ 15815-83 на щепу технологическую и ГОСТ 18320-78 на опилки древесные технологические.

В соответствии с ГОСТом размеры щепы по длине волокна не должны превышать 35 мм. Существующая техника приготовления щепы позволяет получать ее на лесокомбинатах из горбылей, рейки, дровяной древесины с меньшими размерами. Допустимое содержание коры в поступающем сырье не должно превышать 10%, а гнили 2,5%. В практике работы заводов наблюдаются отклонения качества сырья от указанных требований. Поэтому целесообразно внести в практику производственного контроля показатель выхода . гидролизного сахара от потенциального содержания его в сырье, приведенного к кондиционным условиям [12]:

где Ал и А г – содержание легко и трудногидролизуемых полисахаридов в сырье , выраженное в общих РВ, %; соответственно содержание щепы и опилок кондиционных размеров, коры, щепы крупных размеров (более 5X35 мм), гнили, минеральных примесей.

Рубрика: Научная работа | Метки: , , , , , , , , , , , , | Добавить комментарий

Химико-технологический контроль процесса перколяционного гидролиза древесины

Заводские лаборатории в контакте с начальниками смен, старшими варщиками, их помощниками должны контролировать, оценивать и при необходимости совместно с техническим руководством завода (цеха) корректировать прописи режимов варок. Для этой цели необходимо, используя существующие методики, определить породный и гранулометрический состав сырья и фактическую плотность его загрузки в аппарат, содержание серной и органических кислот в гидролизате, трудногидролизуемых полисахаридов в лигнине, неинвертированных Сахаров, бромируемых веществ и фурфурола в гидролизате, биохимическую доброкачественность субстрата, химическое и биологическое потребление кислорода (ХПК, ВПК) последрожжевой бражки, полученной после культивирования кормовых дрожжей в лабораторных и производственных условиях. Кроме того, должна контролироваться температура гидролизата, выводимого из гидролизаппаратов во время начальной стадии перколяции.

При переработке сырья, содержащего более 30-40% древесины лиственных пород, прогрев гидролизуемой массы должен осуществляться в более мягких условиях, чем при переработке древесины хвойных пород. Содержание трудногидролизуемых полисахаридов в лигнине при переработке древесины хвойных пород должно быть не менее 15-20%, I а при переработке в основном древесины лиственных пород 20-25%. Температура .в начале перколяции при отборе первых 3-4 модулей гидролизата не должна превышать 140-145°С.

При правильно составленном и осуществленном режиме гидролиза содержание фурфурола в гидролизате не превышает 0,03-0,04%, а по отношению к массе РВ 1,0-1,5%, бромируемых веществ 0,3-0,4 и 10-15% соответственно. Общая кислотность гидролизата 0,75-0,8% при переработке древесины хвойных пород и 0,8-0,9% при переработке древесины лиственных пород, в том числе серной кислоты около 0,5%.

Рубрика: Научная работа | Метки: , , , , , , , , , , , , , | Добавить комментарий

Фазовый сдвиг

Число оборотов аппарата (а следовательно, и варок) в единицу времени, например в смену, будет равно

При фазовом сдвиге 30 мин расчетное число варок в смену будет равно 16.

Чтобы обеспечить цикличность графика, т. е. ритмичную повторяемость всех операций, необходимо соблюдать равенство

Оборот аппарата должен слагаться из стольких фазовых сдвигов, сколько аппаратов находится в работе. Величина фазового сдвига не может быть меньше продолжительности наибольшей несовместимой операции. Например, если сырье загружается одним конвейером в течение 40 мин, то фазовый сдвиг не мокет быть меньше этого времени, так или иначе пришлось бы одновременно загружать второй аппарат.

Если фазовый сдвиг оказывается меньше лимитирующей операции, то его приходится увеличить до времени этой операции, а чтобы было соблюдено равенство (10), необходимо увеличить время оборота, введя плановые простои или удлинив время каких-либо операций.

Если одновременно можно вести две варки, то фазовый к сдвиг может быть равен

График работы гидролизаппаратов изображается в виде диагоналей. По оси абсцисс откладывается продолжительность смены (суток) в минутах (часах), по оси ординат продолжительность отдельных операций, проводимых в каждом аппарате.

Сменный технолог выдает старшему варщику на начало смены плановый (директивный) график. Старший варщик в течение смены ведет фактический график с отражением простоев или замедлением выполнения определенных операций в виде более пологих диагоналей или горизонтальных участков на графике. Наличие планового и исполнительного графиков позволяет непрерывно контролировать ход технологического процесса, следить за отклонениями, предусматривать возможные срывы и анализировать работу варочного отделения в целом за определенное время (смену, сутки).

На графике ежечасно отмечается количество полученного гидролизата (поданной воды), концентрация РВ, расход кислоты и сырья, величина остатков лигнина в аппарате, межремонтный период гидролизаппарата.

График работы гидролизаппаратов дополняет технологический режим, так как дает четкое представление о работе всех аппаратов в их взаимной связи, дает возможность по фазовому сдвигу рассчитать число варок и выработку РВ в смену. Показан график работы для 6 гидролизаппаратов вместимостью 80 м3 при переработке смеси древесины хвойных и лиственных пород с отбором гидролизата 16 гидромодулей, продолжительностью оборота 240 мин (способ гидролиза с центральной подающей трубой). При заданных условиях 240 : 6=40 мин. Возможное число варок в смену на шести гидролизаппаратах будет равно 8- 60 : 40=12 шт.

Рубрика: Научная работа | Метки: , , , , , , , , , , , | Добавить комментарий

Организация работы гидролизного отделения

Для организации ритмичной работы гидролизного отделения необходима тесная связь смежных технологических станций и участков: цеха приготовления кондиционного сырья и подачи его на гидролиз, котельной или ТЭС, которая должна обеспечить ритмичную подачу пара заданных параметров, участка выгрузки и транспортирования лигнина, станций нейтрализации гидролизата и подачи субстрата на дальнейшую подготовку и биохимическую переработку. Технологические операции, проводимые в гидролизаппарате, увязывают между собой во времени и пространстве пооперационным графиком работы гидролизаппаратов.

Чтобы уяснить основные правила составления графика, примем следующие определения.

Оборот аппарата – время от начала какой-либо операции в одном цикле до ее начала в другом цикле; оно равно

сумме времени всех рабочих операций и предусмотренных графиком простоев.

Несовместимые операции – операции, которые по существующим условиям не могут проводиться одновременно на двух аппаратах, например загрузка сырья при наличии одного общего загрузочного конвейера, подъем давления в аппаратах при недостатке пара, одновременное удаление лигнина в одну сцежу из двух гидролизаппаратов и др.

Сопряженные операции, проводящиеся одновременно на двух аппаратах, например выдача гидролизата, сдувки.

Фазовый сдвиг – время, на которое отличается начало оборотов двух последовательно работающих аппаратов:

где 7 – время оборота аппарата; число работающих аппаратов.

Рубрика: Научная работа | Метки: , , , , , , , , , , , , , | Добавить комментарий