/
Author: Товбин И.М. Файнберг Е.Е.
Tags: пищевое производство масложировая промышленность жиропереработка
Year: 1959
Text
И. М. ТОВБИН, Е. Е. ФАЙНБЕРГ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ЖИРОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
рафинация и гидрогенизация
ЖИРОВ
ПИЩЕПРОМИЗДАТ
Москва • 1959
В книге «Технологическое проектирование жиройерера-
батывающих предприятий» обобщен и систематизирован
материал, накопленный советскими специалистами в процес-
се проектирования и эксплуатации жироперерабатывающих
предприятий. При составлении книги авторы пользовались
чертежами архива Государственного института по проектиро-
ванию масложировых предприятий (Гипрожир).
Книга является пособием практического характера; в ией
дано описание технологических схем производства с мате-
риальными балансами по рафинации и гидрогенизации жи-
ров, приготовлению катализаторов и производству водорода
электролитическим методом. Приведено описание конструк-
ции, принципа действия и даны методы расчета технологиче-
ского оборудования, а также расчеты расхода пара, воды и
электроэнергии. Вопросы автоматизации контроля и управле-
ния процессами подлежат специальному описанию.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников
масложировой промышленности и может быть использована
студентами вузов, специализирующимися по жировой про-
мышленности, при выполнении курсовых и дипломных работ.
V
ОТ АВТОРОВ
В «Контрольных цифрах развития народного хозяйства
СССР на 1959—1965 годы», утвержденных XXI съездом КПСС,
сказано: «... в отношении ряда отраслей и особенно перераба-
тывающей промышленности семилетний план исходит из того,
что основным направлением на ближайшие годы должны быть
коренная реконструкция, расширение и техническое перевоору-
жение действующих предприятий на базе комплексной механи-
зации и автоматизации и новых технологических процессов, пре-
дусматривающих широкое обновление и модернизацию обору-
дования»1. Для разрешения этой задачи работники масложиро-
вой промышленности должны значительно улучшить использо-
вание установленного оборудования, расширить узкие места на
предприятиях, совершенствовать технику и технологию произ-
водства, внедрять передовые непрерывные схемы производства,
автоматический контроль и управление процессом.
Наряду с этим в ближайшие годы предстоит построить и
ввести в действие большое количество новых масложировых
предприятий.
Материалы по технологическому проектированию жиропере-
рабатывающих предприятий, приводимые в настоящей работе,
имеют своей целью помочь работникам промышленности вы-
брать наиболее эффективные решения при проектировании но-
вых, а также реконструкции и расширении действующих пред-
приятий.
В большинстве случаев материал сопровождается подроб-
ными числовыми примерами. Опыт показывает, что такой ха-
рактер изложения весьма целесообразен, так как он наглядно
иллюстрирует и конкретизирует принципиальные положения.
1 Газета «Правда» от 8 февраля 1959 г.
Глава 1
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ОБЪЕМ ПРОЕКТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
По действующим в СССР законам ни одно предприятие не
может быть сооружено или реконструиро|вано без предваритель-
но разработанного проекта и сметы к нему.
В «Контрольных цифрах развития народного хозяйстве!
СССР на 1959—1965 годы», утвержденных XXI съездом КПСС,
указано: «Проектирование новых предприятий должно произво-
диться без излишеств, с учетом прогрессивных технологических
процессов, новейшей техники, автоматизации и механизации,
высоких технико-экономических показателей производства при
снижении капитальных вложений на единицу выпускаемой про-
дукции, а также с учетом создания всего необходимого для
дальнейшего улучшения условий труда (освещение, вентиляция,
душевые и т. п.)»1.
В проекте должны быть комплексно разрешены следующие
вопросы:
1. Осуществление технологических процессов производства,
основанных на прогрессивных схемах и наиболее производи-
тельном оборудовании, для получения заданной номенклатуры
и объема выпускаемой продукции. Во всех случаях следует
стремиться к созданию непрерывных или поточных схем произ-.
водства с максимальным внедрением автоматизации контроля
и управления процессами и аппаратами.
Выбор типов и количества основного оборудования. Режим
работы предприятия.
2. Компоновка (в планах и разрезах) основных цехов с
расположением в них оборудования.
Внутрицеховой, внутризаводский и внезаводский транспорт
для перемещения сырья, материалов, полуфабрикатов и готовой
продукции.
Расположение оборудования в цехах и отдельных цехов на
заводе необходимо осуществлять так, чтобы при минимальном
I Газета «Правда» от 8 февраля 1959 г.
4
количестве транспортных механизмов достигались максималь-
ная экономия труда и наибольшие удобства для работаю-
щих.
На генеральном плане предприятия должны быть показаны
проектируемые, реконструируемые, существующие и подлежа-
щие сносу здания и сооружения, а также схема внутризавод-
ских железнодорожных путей, автодорог и коммуникаций и их
примыкание к сетям общего пользования.
3. Выявление потребности предприятия в сырье, основных
и вспомогательных материалах, таре, топливе, паре, холоде,
электроэнергии и источников их покрытия; грузооборот пред-
приятия и транспортные связи.
4. Санитарная и противопожарная техника — водоснабже-
ние, канализация, вентиляция, освещение, сигнализация и дру-
гие мероприятия, необходимые для нормального функциониро-
вания предприятия и создания здоровых и безопасных условий
для эксплуатационного персонала. Должен быть сделан выбор
источников водоснабжения и мест спуска сточных вод, опре-
делены схемы водоснабжения и канализации, системы отопле-
ния и вентиляции и основное оборудование для них.
5. Строительная часть проекта должна быть составлена
так, чтобы при экономном ее решении были созданы наиболее
благоприятные' условия для размещения технологического,
транспортного, энергетического, санитарно-технического обору-
дования и коммуникаций, а также нормальные условия для об-
служивающего персонала: освещенность, высотность, огнестой-
кость, направление людских потоков и пр. В то же время эта
часть проекта должна обеспечивать, возможность осуществления
строительно-монтажных работ индустриальными методами,. что
удешевляет и ускоряет строительство.
6. Определение потребности .в жилищном и культурно-бы-
товом строительстве с приведением строительной характеристи-
ки намечаемых к строительству зданий и месторасположения
жилого поселка.
7. Производственные связи с .другими отраслями промышлен-
ности, с которыми проектируемое предприятие кооперируется.
Потребность в эксплуатационных кадрах и пути покрытия этой
потребности.
8. Технико-экономические показатели работы проектируемого
предприятия — стоимость единицы продукции по основным
видам, капиталовложения на единицу мощности, производитель-
ность труда.
Эти данные должны быть приведены в сравнений с показа-
телями аналогичных действующих предприятий.
9. Сметная стоимость проектируемого объекта строитель-
ства в целом и его отдельных частей.
10. Проект организации работ, включающий ориентировоч-
5
ный план строительства по годам и краткое описание принятых
методов производства работ по крупным зданиям и сооружениям,
объемов основных строительных и -монтажных работ, потреб-
ности в строительных материалах, механизмах, электроэнергии,
воде, рабочей силе и способов и порядка их удовлетворения.
Потребность в жилье для рабочих-строителей и порядок ее по-
крытия.
Разработка проекта должна вестись комплексно.
Главным в проекте являются требования технологического
процесса, им должны быть подчинены все остальные разделы
проекта.
Задача проектирования заключается в том, чтобы найти
оптимальное решение всего проекта, а также отдельных его
разделов. Поэтому проектировщику необходимо сопоставить
между собой несколько вариантов'проекта и выбрать вариант,
который при наименьших затратах будет наиболее эффектив-
ным.
В соответствии, с директивами партии и правительства об
обеспечении всемерного сокращения стоимости строительства и
удешевления стоимости продукции проектируемого предприятия
при разработке проектов необходимо соблюдать следующие
условия:
1. Территория, отводимая под строительство промышлен-
ных предприятий (и поселков при них), должна быть максималь-
но сокращена за счет объединения в одном здании нескольких
производственных, а также подсобных цехов и сокращения раз-
рывов между отдельными зданиями в пределах, допустимых
действующими нормами.
2. На освоение площадки под строительство предприятия и
рабочего поселка при нем должен быть затрачен минимум
средств. Промышленные здания и сооружения, вспомогательные
цехи, склады и объекты административно-хозяйственного и бы-
тового иаз'начения не должны иметь необоснованных резервов
площадей, основного и вспомогательного оборудования; проект
должен быть составлен на основе применения высокопроизводи-
тельных агрегатов, отражающих достижения современной тех-
ники.
3. Строительная часть проекта должна разрабатываться с
применением наиболее эффективных материалов, облегчающих
вес зданий и сооружений; не должны допускаться повышенные
затраты, вызываемые излишними архитектурными требова-
ниями.
4. Проектирование на всех стадиях должно вестись в соот-
ветствии с действующими нормами и техническими условиями
на проектирование, утвержденными типовыми проектами, стан-
дартами на строительные материалы, детали и конструк-
ции.
6
СОСТАВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Комплекс сооружений и устройств, располагаемых на про-
мышленных площадках, может быть разделен на следующие 8
групп:
1. Основные производственные цехи, выпускаю-
щие готовую продукцию или полуфабрикаты или подготавливаю-
щие сырье и основные материалы для производства. Это рафп-
национные, пидроге1низа'ц’и'онные, маргариновые, мыловаренные,
олифоварочные, катализаторные, газовые, расщепительно-глице-
риновые, дистилляционные цехи жироперерабатывающих заво-
дов.
2. Вспомогательные цехи, обслуживающие различные
нужды производственных процессов. Сюда относятся ремонтно-
механические, ремонтно-строительные, электроремонтные, инст-
рументальные, тарные и другие подсобные цехи.
3. Энергетические устройства, обеспечивающие
снабжение предприятий электроэнергией, паром, теплом, холо-
дом, газом (не технологическим), сжатым воздухом. В эту
группу входят электростанции и теплоэлектростанции, пароко-
тельные, отопительные котельные, газогенераторные установки,
холодильные станции, трансформаторные подстанции, цент-
ральные компрессорные.
4. Складское хозяйство. Сюда относятся склады для
приема и хранения сырья, поступающего в железнодорожных
цистернах и хранящегося в баках (жиры, каустическая сода и
др.), хранения сырья, поступающего в таре (животные жиры,
канифоль, сода) или навалом (соль), хранения готовой про-
дукции, в том числе склады-холодильники для скоропортящихся
грузов (маргариновая продукция), склады для тары и тарома-
териалов, топлива, горючих и смазочных материалов, строи-
тельных материалов, запасного оборудования, хранения ремонт-
ных материалов, инструмента, спецодежды и других материаль-
ных ценностей.
5. Объекты административно-хозяйственного
назначения и бытового обслуживания. Сюда
относятся: заводоуправление, лаборатория, проходная контора,
здания охраны, пожарное депо, столовая, медпункт, амбулато-
рия, детские ясли и пр.
6. Транспортные устройства, служащие для достав-
ки на предприятие сырья, топлива, материалов, вывоза готовой
продукции, внутризаводского перемещения сырья и материалов
в процессе производства. На промышленных предприятиях
транспортные устройства состоят из железнодорожных путей
нормальной и узкой колеи, безрельсовых дорог и различных
устройств стационарного и подвесного механического транспор-
та (трубопроводы, ленточные транспортеры и устройства для
пневматического транспорта). К этой же . группе относятся
7
гаражи, бензозаправочные колонки, установки для зарядки
аккумуляторов, депо для паровозов и мотовозов.
7. Инженерно-технические коммуникации, со-
стоящие из линий электроснабжения и связи, водопровода, ка-
нализации, линий газопровода, холодопровода. Они могут иметь
как подземную, так и надземную прокладку.
8. Элементы благоустройства промышленной
площадки, включающие ограждения, озеленение территории,
тротуары, киоски, павильоны и пр.
СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Проектирование промышленных предприятий с освоенным
производством, жилых и гражданскйх зданий и сооружений ве-
дется в 2 -стадии; при этом составляют:
1) проектное задание со сметно-финансовыми расчетами и со
сводным сметно-финансовым расчетом;
2) рабочие чертежи.
Сводные сметно-финансовые расчеты (сводные сметы) состав-
ляются отдельно:
а) на строительство объектов промышленного назначения;
б) на -строительство жилых домов, школ, детских учрежде-
ний, объектов здравоохранения и культурно-бытового назначе-
ния;
в) на работы, связанные с развитием производственной базы
(за исключением временных зданий и сооружений).
На основе сводных сметно-финансовых расчетов составляет-
ся сводка затрат -в целом на строительство.
Проектирование предприятий с новым, неосвоенным произ-
водством или сложным технологическим процессом ведется в
3 стадии; при этом составляются:
1) проектное задание со сметно-финансовыми расчетами;
2) технический проект с локальными сметами и со сводны-
ми сметами;
3) рабочие чертежи.
В масложировой промышленности, как правило, проектиро-
вание заводов -ведется в две стадии.
Проектное задание имеет целью выявить техническую
возможность и экономическую целесообразность предполагае-
мого строительства в данном месте и в намеченные сроки,
обеспечить правильный выбор площадки для строительства,
источников снабжения его сырьем, топливом, водой, энергией,
а также установить основные решения проектируемых объек-
тов, общую стоимость строительства и основные технико-эконо-
мические -показатели.
Выбор площадки для строительства и проведение связанных
с ним изысканий и обследований входят в комплекс работ по
составлению проектного задания.
8
Для объектов <вспомогательного и (подсобного назначения,
бытовых и административных зданий, а также технически не-
сложных сооружений допускается сокращенный объем проект-
но-сметных материалов.
Технический проект составляется на основании утверж-
денного проектного задания. Его задачей является более де-
тальная разработка принятых в проектном задании технологи-
ческих процессов, уточнение типов и количества оборудования,
конструкции зданий и сооружений.
Рабочие чертежи разрабатываются на основе утверж-
денного проектного задания при двухстадийном или техниче-
ского проекта при трехстадийном проектировании с учетом тех-
нических данных по заказанному оборудованию.
При разработке рабочих чертежей запрещается вносить в
проект какие-либо изменения, вызывающие снижение мощности
предприятия и удорожание стоимости строительства, утвержден-
ных в проектном задании или в техническом проекте.
Типовые проекты. Согласно существующим законопо-
ложениям запрещается составление индивидуальных проектов по
объектам, на которые имеются утвержденные типовые проекты.
Разработка типовых проектов производится для того, чтобы
обеспечить строительство массовых или многократно повторяю-
щихся однотипных предприятий, зданий и сооружений готовы-
ми проектами и рабочими чертежами. Типовые проекты прихо-
дится только привязывать к местным, условиям — климатиче-
ским, геологическим и пр.
При применении утвержденных типовых проектов запре-
щается их переработка, за исключением внесения в рабочие
чертежи изменений, возникающих в связи с привязкой зданий
и сооружений к конкретным климатическим и геологическим
условиям участка.
Оформление проектов. Все материалы проектного
задания и технического проекта (чертежи, схемы, объяснитель-
ные записки, сметы) должны быть пронумерованы, переплетены
и иметь оглавления, позволяющие ориентироваться в проекте.
Проекты, сметы и рабочие чертежи должны быть составлены
ясно и четко, чтобы при пользовании ими не было затрудне-
ний. Чертежи должны составляться с применением условных
обозначений в соответствии со стандартами и нормами.
Пояснительные записки, расчеты и другие текстовые мате-
риалы должны излагаться сжато, точно и ясно и содержать
ссылки на исходные материалы. Чертежи, текстовой материал и
сметы должны быть подписаны лицами, непосредственно выпол-
няющими ту или иную часть проекта, а также соответствующими
руководителями и главным инженером проекта.
Задание на проектирование. Проектирование про-
мышленных предприятий ведется на основе перспективных пла-
нов развития соответствующих отраслей промышленности,
9
утверждаемых в народно-хозяйственных планах. Для разработ-
ки проекта хозяйственная организация — совет народного хо-
зяйства, отраслевое управление или предприятие — выдает
проектирующей организации задание на проектирование. В этом
задании должны быть ясно и кратко изложены данные о районе
или пункте предполагаемого строительства нового предприятия,
характеристика выпускаемой продукции, мощность предприятия
в натуральном или ценностном выражении по основным видам
продукции, предполагаемые производственные связи и основные
источники снабжения предприятия сырьем, а также вид топлива.
Кроме того, должны быть указаны намечаемые сроки строитель-
ства и очередность ввода мощностей.
ВЫБОР УЧАСТКА И ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
Участок под строительство предприятия надлежит выбирать
с учетом комплекса вопросов, разрешение которых в значитель-
ной мере определяет стоимость строительства и условия эксплу-
атации строящегося завода. Наиболее приемлемым считается
прямоугольный участок, у которого отношение сторон 1 : 2; ли-
ния железной дороги должна проходить параллельно длинной
стороне. В табл. 1 приведены примерные размеры площади уча-
стков, необходимые для строительства жировых предприятий
(без жилищно-бытового строительства). Нормальным для жиро-
перерабатывающих предприятий считается коэффициент за-
стройки 0,3 (от общей потребной площади).
Приведенные в табл. 1 данные являются ориентировочными
для .выбора строительной площадки. Размеры площадки уточ-
няются проектом.
Поскольку жироперерабатывающие предприятия размещают-
ся преимущественно в городах, при .выборе площадки приходит-
ся учитывать условия планировки города. Как правило, в каж-
дом крупном городе имеется район, отводимый .под промышлен-
ное строительство, в том числе и для пищевых предприятий.
Наличие такого района облегчает условия выбора участка под
строительство данного завода.
Согласно действующим санитарным нормам проектирования
промышленных предприятий (Н101-54) жироперерабатывающие
предприятия должны располагаться по отношению к ближайше-
му жилому району с подветренной стороны для господствующих
ветров и отделяться от него санитарно-защитными зонами (раз-
рывами) (см. табл. XVI).
Большинство жироперерабатывающих производств имеют са-
нитарно-защитные разрывы, не превышающие 100 м, что объяс-
няется безвредностью этих предприятий для окружающих. Для
гидрозаводов с контактным способом производства водорода
предусмотрен разрыв в 500 м, так как возможно попадание в
воздух сероводорода.
10
Таблица 1
Примерные размеры участков, необходимых для строительства
жировых предприятий, и примерная численность работающих
Наименование предприятия, его состав и годовая мощность Потребная площадь в га Численность работающих
Жировой комбинат: а) гидрогеиизационный завод мощностью 30—40 тыс. т саломаса; б) маргариновый завод мощностью 18-20 тыс. т маргариновой продукции; в) мыловаренный завод мощностью 25—30 тыс. т мыла или стиральных порошков г (с собственной парокотельной) .... 10-14 700-900
Жировой комбинат: а) гидрогеиизационный завод мощностью 25—30 тыс. т саломаса; б) маргариновый завод мощностью 12—15 тыс. т маргариновой продукции (с соб- ственной парокотельной) 7-8 500-600
Масложиркомбинат: а) маслоэкстракционный завод по перера- ботке 60—70 тыс. т семян; б) гидрогеиизационный завод мощностью 25—30 тыс. т саломаса; в) маргариновый завод мощностью 18—20 тыс. т маргариновой продукции; г) мыловаренный завод мощностью 15 тыс. т твердого хозяйственного и туа- летного мыла (с собственной ТЭЦ) . . 18-22 800—1000
Гидрогеиизационный завод мощностью 40—45 тыс. т саломаса с собственной парокотель- ной 6-7 350-400
Маргариновый завод с рафинационным цехом мощностью 12—15 тыс. т маргариновой продукции с собственной парокотельиой 3-3,5 200—250
Мыловаренный завод с цехом безреактивного расщепления жиров мощностью 50—60 тыс. т хозяйственного и туалетного мыла. .... 5-6 400-500
Завод стиральных порошков мощностью 30 тыс. т 4-5 250—350
11
Однако для некоторых жировых заводов важно, какие пред-
приятия размещаются по соседству. Так, например, маргарино-
вые заводы, у которых часть процесса ведется в открытой аппа-
ратуре и продукция которых легко впитывает посторонние запа-
хи, нельзя размещать вблизи предприятий, выделяющих дурно
пахнущие газы или пыль.
При размещении маргаринового завода в промышленном
районе следует стремиться обеспечить санитарно-защитную зо-
ну, предусмотренную нормами для предприятия с большей вред-
ностью.
При размещении маргаринового завода в составе масложир-
комбината на генплане его следует отнести дальше от ТЭЦ,
склада угля и шлака, газовых цехов -при контактном способе
получения -водорода, пухоотделительных и семеочистительных
отделений маслозаводов.
При невозможности по условиям генплана обеспечить доста-
точные разрывы между производственными объектами с повы-
шенными санитарными требованиями и цехами, выделяющими
в процессе производства пыль или дурно пахнущие газы, необ-
ходимо предусмотреть в проекте соответствующие золо-, пыле-
и газоулавливающие установки.
Обследование площадки. Площадка под строитель-
ство завода не считается окончательно пригодной до проведения
технических изысканий. Изыскания должны быть проведены
тщательно -и с достаточной полнотой, чтобы обеспечить -проекти-
рование всеми необходимыми данными и отразить в проекте спе-
цифические особенности выбранной площадки.
Вначале необходимо получить подтверждение, что участок,
отводимый под строительство, не заливается вешними талыми
или ливневыми водами или при разливе близлежащих рек. Эти
данные получают в местных организациях, а при отсутствии их
у местных организаций — путем опроса местных жителей.
Площадку, отведенную под строительство промышленного
предприятия или жилого поселка, с указанием ее точных границ,
необходимо нанести на план, который служит основанием для
разработки генплана завода. План составляется в масштабе
1 :500 -или 1 1000. Нанесенную на чертеж площадку ориенти-
руют относительно стран света.
На отведенной площадке проводятся вертикальная и гори-
зонтальная съемки для определения рельефа местности, нали-
чия на участке природных образований—оврагов, холмов, воз-
вышенностей, а также зданий, сооружений, дорог, тротуаров,
древесных, кустарниковых и других -насаждений.
Эти данные имеют большое значение при определении при-
годности выбираемой площадки под строительство. Неблагопри-
ятный рельеф участка, напри-мер его крутое падение, как прави-
ло, увеличивает объем земляных работ по планировке. Разбив-
ка генплана на ряд террас, лежащих на разных горизонталях,
12
затрудняет расположение на площадке различных объектов, осо-
бенно связанных между собой; при этом затрудняется, а иногда
становится невозможной прокладка линий железной дороги к
складским помещениям, усложняются работы по наружным
сетям и коммуникациям.
Площадка может считаться пригодной, если уклон не превы-
шает 3—5%, в крайнем случае можно допустить уклон до 8%.
Необходимо учесть наличие на площадке зданий, сооружений
и насаждений для определения расходов по их переносу или по
возмещению их стоимости владельцам.
Характеристика грунтов. Для определения харак-
теристики грунтовых условий на выбираемой площадке прово-
дят шурфование и бурение. Отобранные из шурфов или сква-
жин образцы породы направляют в лабораторию для определе-
ния физико-механических свойств -грунтов, а затем, по данным
лабораторных исследований, определяют допустимую -нагрузку
на грунт. Одновременно определяют уровень и режим стояния
грунтовых вод. Данные о промерзании грунта и о сейсмичности
принимают по имеющимся нормам, уста-йавленным для каждого
района, или по материалам гидрометеослужбы. На рис. I при-
ведена схематическая карта глубины промерзания грунтов в
различных районах СССР.
В объем изыскательских работ входят следующие метеороло-
гические данные:
а) температура наружного воздуха. Для расчета толщины
наружных стен и кровельных покрытий, (расхода тепла на отоп-
ление и холода на охлаждение помещений пользуются следую-
щими температурными данными: среднеянварскими (наиниз-
шая) и среднеиюлыекими (наивысшая);
б) относительная влажность воздуха -по временам года —
для расчета вентиляционных устройств, градирен, брызгальных
бассейнов и др.;
в) направление и повторяемость ветров. Эти данные исполь-
зуются проектировщиками при составлении генплана завода;
г) количество атмосферных осадков, в том числе величина
снегового покрова. Эти материалы необходимы для расчета лив-
невой канализации, а данные о снеговом покрове учитываются
при расчете нагрузок на кровельное покрытие.
Подъездные пути. При выборе участка для строитель-
ства жироперерабатывающего предприятия необходимо устано-
вить возможность прокладки к нему железнодорожных подъезд-
ных путей нормальной колеи. Основное сырье (масла и жиры,
включая саломас) поступает на предприятия .в железнодорож-
ных цистернах, зимой — в застывшем виде. Разгрузка цистерн
в зимнее время -связана с предварительным (разогревом сырья
па-ром, что требует специальных устройств и дополнительных
капиталовложений при оборудовании их вне территории завода.
Поэтому жироперерабатывающие предприятия должны иметь
13
Рис. 1. Карта глубин промерзания грунтов.
14
собственные подъездные пути широкой колеи со станцией для
разогрева и слива застывающих грузов. Исключением могут
быть мелкие предприятия, получающие саломас в автоцистер-
нах, бочках или специальных контейнерах.
При определении места присоединения подъездного пути и
его трассы необходимо, чтобы протяженность пути была ми-
нимальной и прокладка его не требовала бы сложных сооруже-
ний—мостов, виадуков, больших насыпей или выемок под же-
лезнодорожное полотно.
Грузооборот для предприятия заданной мощности может
быть примерно подсчитан — для поступающих грузов по дан-
ным, приведенным в табл. 2, а по отправляемым — по мощности
завода за вычетом продукции, вывозимой автотранспортом для
местного потребления.
Кроме железнодорожных подъездных путей, должны быть
определены также автогужевые дороги, необходимые для сооб-
щения предприятия с близлежащими населенными пунктами.
В тех случаях, когда предприятие размещается в пунктах,
имеющих водный транспорт, определяют пристань, у причалов
которой может быть организована приемка и отправка грузов.
Водоснабжение. При выборе участка под строительство
завода необходимо тщательно изучить возможность обеспечения
его водой как питьевой, так и технической. В табл. 3 дан при-
мерный расход воды на различные производственные нужды.
При выборе источников водоснабжения следует учесть возмож-
ность получения воды от городских линий или от соседних про-
мышленных предприятий. При отсутствии таких источников или
при их недостаточной мощности необходимо предусмотреть соб-
ственные сооружения, используя для этого открытые водоемы
(реки, озера, каналы) или подземные источники (артезианские,
грунтовые колодцы).
Основной расход воды на жировых предприятиях идет на
охлаждение, поэтому необходимо стремиться получать воду с
постоянной и возможно более низкой температурой.
Для маргаринового производства и для хозяйственно-питье-
вых нужд необходима вода бактериально чистая.
Если вода поступает со стороны, то необходимо установить
напор в сети /в точке присоединения, регулярность подачи по
временам года и в течение суток. При использовании для водо-
снабжения открытых водоемов следует проверить надежность
этих источников в течение года (не пересыхают ли летом, не
промерзают ли до дна зимой).
При использовании подземных источников для водоснабже-
ния нужно определить глубину залегания водоносных горизон-
тов и их мощность. При наличии по соседству артезианских
скважин или колодцев эти данные могут быть позаимствованы
У организаций, ведающих эксплуатацией этих скважин, в про-
тивном случае приходится закладывать опытные скважины. Во
15
Таблица 2
Примерный расход сырья, материалов и тары (на 1 т продукции в кг)
Наименование процесса и готовой продукции Сырье Основные и вспомо- гательные материалы Ящики в uimjM3
жиры (всего) в том числе жироза- менители МОЛОКО шелочи
саломас масло растительное животные жиры
Рафинация светлых масел для пищевых целей .... 1020-1050 — 1030-1050 — — — 3—4 35—40 —
То же, саломаса 1020-1030 1020—1030 — — — — 2—3 35-40 —
Рафинация черного хлопко- вого масла для техничес- ких целей - . 1100—1250 1100-1250 8-15 50-60
Маргарин столовый .... 840-850 720-725 120-125 — — 160 2—2,5 65 -70 44/0,4
Маргарин кухонный .... 1020-1030 665-670 205-210 150 — — 3-3,5 35-40 44/0,4
Саломас из рафинирован- ного масла . . . . • ... 1008-1010 — 1008-1010 — — — 3,5-6,5 7—14 —
Мыло хозяйственное твер- дое 60% (включая расщеп- ление жиров) 633 380—440* 70-120 t 85—135 , 110—120 15 20/0,3
Мыло туалетное 780 350—570* 50-100** 120-310 25—40 — 122-133 100-110 35/0,69
Стиральный порошок 1 сорта 263 183 40 — 40 —• 390 — 40/0,71
Стиральный порошок из син- тетического сырья . • . . — — — — 250 — 700 — —
Олифа натуральная 1001 — 1001 — — • — — 35-40 —
Олифа Оксоль , 551 —“ 551 453*’* — — 29-30 —
* Включая синтетические жирные кислоты.
* * Масло кокосовое.
* ** Уайт-спирит (лаковый керосин).
Зак. 1306
Таблица 3
Примерный расход пара, воды
и электроэнергии на технологические нужды (на 1 т продукции)
Наименование технологического процесса Электро- энергия в квт-н Пар давлением Вода с началь- ной температу- рой 12—15° в м3 Сброс в канализацию
до 6 ата в т 25—30 ата в т всего в м3 из них условно чистых вод в м3
Пищевая рафинация светлых масел и саломаса для пи-
щевых целей................ .........................
Рафинация черного хлопкового масла для технических
целей . . . . .....................................
Производство:
маргарина (без рафинации жиров) ...................
саломаса, включая рафинацию масла(без газового про-
изводства) .......................................
водорода контактным методом (на 100 лг3 газа) . . . •
водорода электролитическим методом (на 100 .и3 газа) .
мыла хозяйственного 60%-ного (без расщепления жиров)
мыла туалетного .................................
Безреактивное расщепление жиров, включая упарку гли-
цериновых вод (на 1 т жиров) . . . . •..........
Дистилляция глицерина . . . . , . • ..........
Производство стирального порошка I сорта . . • ....
Примечание. Кроме того,
1 т продукции.
на производство маргарина расходуется холод в
7-12 0,7 0,2 15-25 15-25 14-24
10-12 0,3-0,4 — 2,5-3,5 2—3 1-2
60—70 0,15-0,2 — 1,8-2,2 1,7 0,3
35-45 0,6-0,8 0,2-0,3 8-10 8—10 6—8
12—14 0,7-0,8 — 9,0-10 9,0-10 —
650 0,15 — 7,0 7,0 7,0
6-8 0,6-0,7 — 12-15 11—14 10-13
50-70 1,5-1,8 — 18-20 18-20 17-19
5-6 0,4-0,5 0,6-0,7 9-11 9-11 8-10
40-50 1,5—1,8 0,66-0,8 90-100 90-100 90-100
30—40 0,5—0,6 2—3 2-3 —
размере 100 —120 тыс. ккал на
всех случаях необходимо установить температуру воды на про-
тяжении года, ее химический и бактериологический состав.
Канализация. Производственные воды, сбрасываемые в
канализацию, представляют собой в основном условно чистые
воды, отходящие из различных холодильников; их можно спу-
скать без специальной очистки. Только небольшая часть про-
мышленных сточных вод содержит загрязнения: следы жира и
мыла в сбросных водах рафинационных, автоклавных, марга-
риновых и мыловаренных цехов, небольшие количества белковых
веществ в сбросных водах маргариновых и молочных цехов,
следы щелочей в водах мыловаренных и катализаторных цехов.
В воде, сбрасываемой газовыми цехами гидрозаводов три кон-
тактном способе получения водорода, содержатся фенольные
соединения и сероводород.
Очистные сооружения для сточных вод проектируются по со-
гласованию с местными органами санитарного надзора.
В табл. XIX приведены данные о загрязнениях сточных вод
жироперерабатывающих предприятий.
Пар. Почти все технологические процессы жировых пред-
приятий проводятся при паровом нагреве. Пар применяется
разных параметров: нормального и повышенного давления, на-
сыщенный <и перегретый.
В табл. 3 дан примерный расход пара на производственные
нужды.
При выборе площадки под строительство завода необходимо
установить возможность получения пара в нужном количестве,
требуемых параметров и равномерно в течение суток и на про-
тяжении года от районных, коммунальных, соседних промыш-
ленных теплоцентралей или котельных. Одновременно следует
уточнить возможность получения со стороны отбросной горячей
воды для отопления производственно-подсобных и вспомогатель-
ных помещений, зданий жилищного и культурно-бытового секто-
ра. Отсутствие таких источников вызывает необходимость
строительства своей заводской парокотельной.
Холод. Искусственный холод применяется в производстве
маргарина (—18, —20°) для демаргаринизации хлопкового мас-
ла и в стеариново-олеиновом производстве. При строительстве
завода рядом с крупными потребителями холода (склады-холо-
дильники, молокозаводы, мясокомбинаты) следует учесть воз-
можность получения от них холода.
Энергоснабжение. Электрическая энергия расходуется
на жировых предприятиях главным образом для силовых и осве-
тительных целей, а в некоторых случаях для проведения хими-
ческих реакций (электролиз воды при получении водорода) и
нагрева.
Расчет потребности в электроэнергии и графики электриче-
ских нагрузок даны ниже, а примерный расход электроэнергии
на производственные нужды приведен ,в табл. 3. При выборе
18
площадки для строительства предприятия необходимо устано-
вить возможен ость получения электроэнергии со стороны: от энер-
гетического кольца, районной или городской ТЭЦ, соседнего
промышленного предприятия. При этом необходимо уточнить ха-
рактер тока (переменный, постоянный, число периодов в секун-
ду) и напряжение. Кроме того, следует установить, существуют
ли в данной энергосистеме ограничения в отпуске электроэнер-
гии по временам года, в определенные часы суток. При исполь-
зовании электроэнергии для нагрева надлежит получить на это
согласие энергосистемы.
Жировые предприятия работают на переменном токе при 50
периодах в секунду с рабочим напряжением 380/220 в для сило-
вой сети и 220 в для осветительных целей. Исключение состав-
ляют цехи получения водорода методом электролиза, где необ-
ходим постоянный ток напряжением 75—220 в. Эти цехи имеют
•обычно свои установки, преобразующие ток.
Для разработки электрической части проекта необходимо по-
лучить технические условия от энергосистемы.
При невозможности получить электроэнергию со стороны
для обеспечения строящегося предприятия следует установить
возможность получения ее хотя бы на период строительства для
механизации строительно-монтажных работ.
При проектировании масложиркомбинатов, потребляющих
большое количество пара на технологические нужды, строи-
тельство ТЭЦ является целесообразным независимо от возмож-
ности получения электроэнергии со стороны.
Газ. При выборе участка под строительство завода проектом
надлежит предусмотреть использование газа для промышлен-
ных и бытовых целей, а в случае необходимости — проектировать
собственные газогенераторные станции.
Ситуационный план, или план местности, показывает
расположение участка строительства (промышленного и жилищ-
но-бытового) по отношению к находящимся вокруг объектам, с
которыми строящееся предприятие может быть связано как в
период строительства, так и во время эксплуатации. На ситу-
ационный план наносят:
а) населенные пункты, которые могут быть использованы для
привлечения рабочей силы на период строительства и эксплуа-
тации завода;
б) промышленные предприятия, с которыми строящийся за-
вод может кооперироваться; получать сырье, электроэнергию,
пар, холод, воду, газ и пр.;
в) станции железных дорог или промышленные подъездные
пути, которые могут быть использованы для присоединения же-
лезнодорожной подъездной ветки строящегося завода, а также
ближайшие пункты разгрузки строительных материалов (до по-
стройки подъездных путей);
г) в случае использования водного транспорта — водный
бассейн (река, канал) и места постройки причалов, пристани и
других сооружений, необходимых для приемки грузов с судов и
погрузки на суда;
д) автогужевые дороги, которые соединяют площадку строи-
тельства с населенными пунктами и станциями железных дорог;
е) водоем (река, озеро, канал, арык), который может быть
использован для забора воды, с указанием места -водозабора;
ж) пойму, овраг, реку, в которые могут поступать ливневые
воды и сточные после очистки;
з) магистральные сооружения — линия электропередачи, во-
довод, канализационный коллектор, к которым вновь строящее-
ся предприятие может присоединиться;
и) прочие сооружения и здания, которые могут быть исполь-
зованы для строящегося предприятия. Если -вблизи от проекти-
руемого объекта есть клуб, библиотека, школа, больница, то при
их достаточной пропускной способности -строительство этих зда-
ний в составе нового предприятия будет -излишним.
Рис. 2. Ситуационный план.
Ситуационный план местности можно получить в местных
организациях. На полученный план изыскателям необходимо
нанести интересующие объекты. При отсутствии готового ситу-
ационного плана его приходится составлять на месте, руковод-
ствуясь правилами топографической съемки.
Ситуационный план составляется в масштабе 1 ; 5000 или
I: 10000.
На рис. 2 показан ситуационный план участка строительства
завода.
20
Кадры и жилищное строительство. Одновремен-
но с выбором точки строительства завода (город, район, поселок
и т. д.) необходимо установить источники обеспечения его кад-
рами рабочих, инженеров, техников и служащих. В табл. 1 при-
ведена примерная численность работающих для различных жи-
роперерабатывающих производств, которая может быть принята
как предварительная при выборе площадки для жилищного и
культурно-бытового строительства. Действительная потребность
в кадрах уточняется по проекту.
Объем жилищного строительства, который должен быть пре-
дусмотрен проектом и сметой, зависит от конкретных условий
строительства, от возможности привлечения для работы на стро-
ящееся предприятие местного населения, обеспеченного
жильем.
Рассчитывается объем' жилищного строительства следующим
образом: определяется численность работающих на проектируе-
мом предприятии, затем количество рабочих, которое может
быть привлечено из числа местных жителей. Для остального ра-
ботающего персонала жилищное строительство должно также
пред уем атр иваться.
Необходимая жилая площадь принимается из расчета 9 м2
на одного человека при коэффициенте семейности 2,5. Размер
культурно-бытового строительства (клуб, детские ясли, детский
сад, магазин, амбулатория или больница) устанавливается при-
менительно к конкретным условиям выбранной точки строи-
тельства и по согласованию с местными органами власти.
Инвентаризация. В тех случаях, когда на площадке,
отводимой под промышленное или жилищное строительство, на-
ходятся здания, сооружения и насаждения, необходимо опреде-
лить их стоимость, для чего проводят инвентаризацию. Если
отчуждаемое имущество принадлежит колхозу или частным ли-
цам, застройщик обязан возместить владельцам их оценочную
стоимость или по соглашению сторон перенести это имущество
своими силами и средствами на новую территорию. Здания, соо-
ружения и насаждения, принадлежащие государственным орга-
низациям, по соглашению сторон могут быть переданы безвоз-
мездно на баланс застройщика. Если на отводимом участке на-
ходятся жилые дома, подлежащие сносу, застройщик обязан
предоставить жильцам, проживающим в сносимых домах, рав-
ноценное жилье. Оценочная стоимость сносимых и переносимых
объектов составляется органами местных Советов депутатов
трудящихся (оценочное бюро отдела коммунального хозяйства).
Расходы по сносу и переносу зданий, сооружений и насаждений
вносят в смету строительства нового предприятия по статье
«Освоение участка».
При проведении инвентаризации определяют техническое со-
стояние зданий и сооружений, остающихся на площадке строи-
тельства, чтобы затем определить возможность их использова-
21
ния в период строительства или даже и при эксплуатации за-
вода.
Экономические показатели. Наряду с технически-
ми изысканиями, проводимыми на площадке, необходимо со-
брать данные, которые потребуются для составления технико-
экономических показателей строящегося завода. К ним отно-
сятся:
а) стоимость получаемых со стороны: 1 квт-ч электроэнергии,
1 мгк тепловой энергии, 1 тыс. ккал холода; 1 м3 воды, 1 м3 газа,
1 м3 сбрасываемой в канализацию воды и пр. Стоимость долж-
на быть отнесена к определенным параметрам: давлению и тем-
пературе пара, температуре воды и пр.;
б) данные о местных видах топлива, например торфа, и его
характеристика: влажность, зольность, теплотворная способ-
ность, отпускная цена и условия доставки на завод;
в) сведения о наличии местных строительных материалов,
необходимых для строительных работ. Ресурсы местных строи-
тельных материалов, которые могут быть отпущены для проекти-
руемого строительства, определяются совместно с местными ис-
полкомами Советов депутатов трудящихся. При этом надлежит
установить действующие отпускные цены, расстояние и условия
доставки их на строительную площадку (автотранспорт, желез-
нодорожный транспорт и т. д.).
Если местных строительных материалов будед недостаточно,
то необходимо решить вопрос о их производстве силами строя-
щей организации. В этом случае нужно установить наличие не-
обходимых естественных ресурсов, а в третьей части сводного
сметно-финансового расчета предусмотреть соответствующие
суммы;
г) наличие заводов по изготовлению сборных железобетон-
ных и металлических конструкций, лесопильных и деревообраба-
тывающих заводов, машинопрокатных станций и других пред-
приятий, которые могут быть использованы на период строитель-
ства.
Согласование отвода площадки. Отвод площад-
ки под строительство должен быть утвержден решением испол-
кома местного Совета депутатов трудящихся. С 'исполкомом, а
также с другими заинтересованными организациями согласовы-
ваются трассы внешних коммуникаций, если они проходят по
городским землям, места водозабора, спуска сточных вод и тре-
бования по их обезвреживанию.
Если участок, отводимый под строительство, принадлежит
колхозу, то необходимо получить согласие общего собрания
колхоза на отвод требуемого участка земли. Решение колхоза
подлежит утверждению в районных и областных исполкомах
советов и советов министров республик.
Согласие колхоза должно быть получено и в тех случаях,
когда по колхозным землям проходят траосы коммуникаций,
22
ПРИЕМКА В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ЗАКОНЧЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВОМ
ПРЕДПРИЯТИЯ
По окончании предусмотренных проектом строительных и
монтажных работ органом, утвердившим проект, назначается
комиссия для приемки и сдачи предприятия в эксплуатацию.
Приемочная комиссия обязана установить степень готовности
предприятия к эксплуатации. Согласно действующему законо-
дательству готовым к пуску предприятие может считаться в том
случае, если на установленном оборудовании возможно произ-
водить в законченном состоянии всю продукцию, предусмотрен-
ную заданием на проектирование. В отдельных случаях, с раз-
решения вышестоящей организации, может быть допущена ча-
стичная приемка предприятия в эксплуатацию.
Приемочная комиссия, проверив в натуре состояние прини-
маемых объектов, должна сделать выводы об их готовности к
эксплуатации и в приемочном акте отметить следующее:
1) соответствие выполненных работ утвержденному проекту
и техническим условиям. Существенные отклонения от проекта,
допущенные при производстве строительно-монтажных работ;
2) эксплуатационные качества произведенных строительных
и монтажных работ, установленного оборудования, инвентаря;
существенные ошибки и недостатки как проекта, так и выпол-
ненных работ;
3) результаты проверки качества материалов, оборудования
и механизмов, исследований грунта, наличие актов на скрытые
работы;
4) обеспеченность необходимыми для эксплуатации кадрами
рабочих, ИТР и -служащих, сырьем, топливом, тарой, Материа-
лами, водой, паром, электроэнергией и оборотными средствами;
5) финансовые результаты строительства предприятия в
сравнении со сметной стоимостью по утвержденному проекту;
6) наличие неоконченных работ, их стоимость и сроки окон-
чания;
7) мощность принимаемого предприятия по основным видам
за проектированных изделий.
К акту приемочной комиссии прикладываются генеральный
план площадки строительства, технологическая схема производ-
ства и в необходимых случаях фотографии принимаемых объек-
тов.
Акт комиссии, ее выводы и предложения утверждаются при-
казом организации, назначившей комиссию.
Если комиссия приходит к выводу о невозможности приема
предприятия в эксплуатацию, она должна представить назна-
чившему ее органу свое мотивированное заключение.
Глава 2
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ЖИРОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
СТРУКТУРА ЖИРОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Жироперерабатывающая промышленность объединяет пред-
приятия, выпускающие разнообразный ассортимент продукции.
Общим для всех этих производств является применение в каче-
стве сырья растительных и животных жиров, а также синтети-
ческих жирных кислот.
Жировая промышленность охватывает следующие отрасли
производства.
Рафинация жиров — очистка жиров и масел, предназ-
наченных для пищевых и различных технических целей, от со-
держащихся в них примесей — осуществляется на маслодобы-
вающих, гидрогенизационн'ых и маргариновых .заводах, на пред-
приятиях, производящих светлые масляные лаки и олифы, жир-
ные кивлоты и глицерин методом расщепления жиров.
Гидрогенизация жиров — получение пищевого и тех-
нического саломаса для маргаринового 1проивводст1ва, мыловаре-
ния и для выработки стеарина. В составе гидрозаводов имеются
газовые цехи, где получают водород, и цехи, производящие ка-
тализатор.
Производство маргарина — выработка разнообраз-
ной маргариновой продукции: столового и кухонного маргари-
нов, а так$ке майонеза.
Производство жирных кислот и глицерина
(расщепление жиров). Это производство организуется там, где
осуществляется переработка жиров на мыло, стеарин, олеин и
жирные кислоты. Производство синтетических жирных кислот
из нежирового сырья к собственно жироперерабатывающей про-
мышленности не относится.
Мыловарение — производство хозяйственных, туалетных
и специальных мыл в твердом, жидком, мазеобразном виде.
Производство стиральных и мыльных порошков.
Производство [Стеарина и олеиновой кислоты.
Д е м a ip г а р и н и з а ц и я масла — разделение хлопкового
масла на твердую и жидкую фракции для получения немутнею-
24
щего салатного масла и твердого пальмитина для кондитерской
и других отраслей промышленности.
Олифоварение — вы,работка натуральной и синтетиче-
ских олиф.
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Улучшение размещения производительных <оил, приближение
промышленности к источникам сырья, топливо-энергетическим
ресурсам и к районам потребления, правильная специализация
и комплексное развитие хозяйства экономических районов с уче-
том ,более эффективного использования их природных и трудо-
вых ресурсов — важнейшие условия, из которых надо исходить
при экономическом обосновании.
В соответствии с утверждаемыми перспективными планами
развития народного хозяйства СССР составляются перспектив-
ные и годовые планы развития отдельных отраслей промышлен-
ности, намечаются объекты и районы строительства новых, рас-
ширения и реконструкции действующих предприятий.
Задачей экономического обоснования строительства является
определение конкретной географической точки строительства,
уточнение объема и ассортимента продукции, подлежащей выпу-
ску на вновь строящемся или реконструируемом предприятии,
определение технико-экономических показателей строящегося за-
вода в их связи с проектом. Экономическое обоснование должно
предшествовать составлению проекта строительства предприя-
тия. Ниже приводятся некоторые данные, которые должны учи-
тываться при составлении экономического обоснования строи-
тельства жировых предприятий.
Выбор места строительства завода
Жироперерабатывающие предприятия по роду производимой
ими продукции можно разделить на две группы:
1) заводы, выпускающие продукцию для непосредственного
удовлетворения потребностей населения (маргариновая продук-
ция, рафинированные масла, хозяйственное и туалетное мыло,
стиральные и мыльные порошки);
2) заводы, вырабатывающие продукцию, направляемую для
последующего промышленного использования в качестве основ-
ного сырья на другие жироперерабатывающие заводы (пищевой
и технический саломас, жирные кислоты), а также на предприя-
тия нежировой промышленности (стеарин, олеин, глицерин),
для антикоррозийных покрытий в строительстве и машинострое-
нии (различные олифы).
Заводы, производящие продукцию первой группы, размеща-
ют, как правило, в местах ее потребления. Приближение про-
изводства к местам потребления готовой продукции позволяет
25
довести ее до потребителей в свежем и лучше сохранившемся
виде.
Основное сырье для 'выработки маргариновой и мыловарен-
ной продукции является значительно более’ транспортабельным,
чем готовая продукция. Растительные жидкие жиры и саломас
перевозят в обычных железнодорожных цистернах, они не пор-
тятся при перевозке и при длительном хранении. Маргариновая
продукция менее транспортабельна и относится к скоропортя-
щимся продуктам. Хранение ее необходимо производить в скла-
дах-холодильниках, а перевозку — в специальных изотермиче-
ских железнодорожных вагонах, полезная грузоподъемность ко-
торых на 35—40% ниже грузоподъемности железнодорожных
цистерн.
Железнодорожный тариф на перевозку 1 т грузов в цистер-
нах в 1,5—2 раза ниже стоимости перевозок в изотермических
вагонах.
Многие виды жировой продукции имеют удельный расход
жиров меньше единицы: на 1 т маргарина—до 850 кг рафиниро-
ванных жиров, на 1 т хозяйственного ядрового мыла — 633 кг
жиров, на 1 т туалетного мыла — 780 кг, на 1 т стирального по-
рошка I сорта — 265 кг и т. д. Следовательно, ввозить сырье в
данном случае выгоднее, чем готовую продукцию. Кроме жиро-
вого сырья, жироперерабатывающие предприятия потребляют
значительные количества других видов сырья (жирозаменители,
молоко, щелочи), основные, а также вспомогательные материа-
лы, тару (см. табл. 2). В зависимости от отдаленности проекти-
руемого жироперерабатывающего предприятия от источников
снабжения его этими видами сырья и материалов в расчет за-
трат на транспортировку могут (вноситься поправки. Однако
эти поправки не могут существенно изменить сделанного выше
вывода о целесообразности строительства жироперерабатываю-
щих (Предприятий первой группы в местах потребления готовой
продукции.
Наиболее благоприятным вариантом строительства жиропе-
рерабатывающих предприятий является наличие в одном и том
же районе одновременно рынка потребления готовой продукции
и базы снабжения предприятия жировым сырьем. Таковы райо-
ны Северного Кавказа, Украины, Узбекистана и другие, где раз-
мешены основные массивы масличных культур (подсолнечника,
хлопка) и расположены наиболее крупные маслодобывающие
заводы. Жировые заводы в этих районах, как правило, объеди-
нены с маслодобывающими в комбинаты.
При выборе места строительства предприятий второй группы,
продукция которых применяется для промышленной переработ-
ки, действуют другие факторы. Удельный расход жиров при вы-
работке саломаса, натуральной олифы, олеина и стеарина выше
единицы (см. табл. 2). Саломас, олифу и олеин можно перево-
23
зить на далекие расстояния в таких же железнодорожных цис-
тернах, как и исходные жиры. Они не портятся при перевозках
и хранении.
При выборе места строительства гидрогенизационных заво-
дов, кроме наличия сырья или потребности в саломасе, необхо-
димо учитывать энергетические ресурсы. При гидрогенизации
жиров расходуется 50—80 л^3 водорода на 1 т саломаса. На вы-
работку 100 Л43 водорода расходуется: 100—130 кг специальных
углей типа АК или АП при контактном способе, или 600—
700 квт-ч электроэнергии при электролитическом способе, или
60 м3 газа типа саратовского при конверсионном способе. Нали-
чие требуемых энергетических ресурсов или готового водорода,
являющегося отходом химических производств, может служить
одним из факторов для выбора места строительства гидрозаво-
да.
Саломас оказывает большое влияние на качество вырабаты-
ваемой из него продукции — маргарина и мыла. Поэтому при
отсутствии явно выраженных преимуществ для строительства
гидрозаводов в других пунктах их строят в местах потребле-
ния саломаса.
Следует также иметь в виду, что разгрузка саломаса, особен-
но высокотитрового, труднее чем исходного масла, вследствие
его более высокой температуры плавления. Поэтому гидрозаводы
целесообразно строить в системе комбинатов с маргариновыми
или мыловаренными заводами. Это полностью подтверж-
дается практикой строительства пидрозаводов в послевоенный
период.
Производство натуральной олифы обычно сосредоточивается
на заводах, добывающих льняное или конопляное масло. Выра-
ботка олиф типа Оксоль, содержащих, кроме растительного мас-
ла, большое количество растворителей, размещается либо на
тех же заводах, которые производят натуральную олифу, либо
непосредственно в районах ее промышленного применения.
Производство олеина и стеарина комбинируется с другими
жировыми предприятиями.
Жировые комбинаты
В жировой промышленности во все возрастающих масшта-
бах ведется строительство комбинированных (предприятий, в со-
ставе которых объединено несколько производств.
Наиболее часто встречаются жировые и масложировые ком-
бинаты, имеющие следующие производства:
а) гидрогенизация жиров и производство маргарина;
б) гидрогенизация жиров, производство маргарина, хозяй-
ственного, туалетного мыла и стиральных порошков;
в) экстракция масла (или прессование), гидрогенизация жи-
ров, производство маргарина или мыла, или оба производства
вместе;
27
г) экстракция масла (или прессование) и производство
олифы.
Широкое развитие жировых и масложировых комбинатов
объясняется их преимуществом по сравнению с отдельно строя-
щимися предприятиями как по первоначальным капиталовложе-
ниям, так и по эксплуатационным затратам.
Такое кооперирование позволяет объединить энергетическое
хозяйство, водоснабжение, канализацию, подъездные пути и
подсобно -производственные службы (ремонтные цехи, гаражи,
конторы, материальные склады и пр.).
Если в одном комбинате добывается масло, производится
гидрогенизация жиров и вырабатывается маргарин, то в одном
цехе можно объединить рафинацию масла, получаемого на мас-
лозаводе, с рафинацией жиров, идущих для гидрогенизации и
в ряде случаев для производства маргарина. Сливная станция
и баки для хранения растительного масла будут также объеди-
нены. Так как качество пищевого саломаса оказывает решаю-
щее значение на качество маргарина, то объединение гидроге-
низации жиров с маргариновым производством в комбинат
будет способствовать повышению качества готовой продук-
ции.
Объединение гидрогенизационных заводов с мыловаренны-
ми, кроме общности сырьевого хозяйства, имеет еще то преиму-
щество, что позволяет внутри комбината перерабатывать на хо-
зяйственное мыло отходы от рафинации и гидрогенизации жи-
ров. Наконец, кооперирование в масложиркомбинате маслодо-
бывающего и жироперерабатывающего производств позволяет
получить из масличного сырья растительное масло и перерабо-
тать его в маргарин, мыло, рафинированное масло и т. д. Бла-
годаря этому сокращаются транспортные расходы, время, необ-
ходимое для такой переработки, ускоряется оборачиваемость
оборотных средств и значительно сокращаются капитало-
вложения и эксплуатационные затраты на единицу готовой про-
дукции.
Общность технологических процессов переработки жиров не
усложняет обслуживания комбинированных жировых предприя-
тий и не представляет дополнительных трудностей при комплек-
товании жировых комбинатов квалифицированными кадрами
рабочих и инженерно-технических работников.
Методы определения мощности предприятия
Мощность действующих предприятий определяется по веду-
щему оборудованию. С целью унификации оборудования, приме-
няемого в промышленности, облегчения его ремонта и обслужи-
вания, организации планомерного снабжения запасными частя-
28
ми не рекомендуется иметь на заводах большое количество ти-
поразмеров основного оборудования. Каждое жироперерабаты-
ваюшее производство имеет свое ведущее оборудование, по ко-
торому исчисляется 'производственная мощность предприятия.
На гидрогенизационном заводе — автоклавы, на маргариновом—
вакуум-месильная машина или вытеонительно-переохладитель-
ная машина и т. д.
Необходимо отметить, что производительность ведущего обо-
рудования не является величиной постоянной. Рационализация
производства и интенсификация процессов приводят к непре-
рывному улучшению использования оборудования и повышению
его 'прои31водительно1сти.
Поэтому на предприятиях систематически пересматриваются
нормы использования оборудования и устанавливаются новые,
более прогрессивные.
При проектировании надлежит руководствоваться этими про-
грессивными нормами, которые могут быть еще улучшены бла-
годаря рационально составленному проекту.
Для определения годовой мощности предприятия необходимо
установить число смен работы в течение суток и число рабочих
дней в году.
Количество рабочих дней в году подсчитывается по уравне-
нию
Л = 365 - (дв + др -)- д0 + дп), (2-1)
где: дв —количество выходных дней в году. Для предприятий
с прерывной рабочей неделей <Зв = 52 дня; при непре-
рывной рабочей неделе дв =0;
д — количество дней, планируемых на ежегодный капи-
тальный ремонт завода с остановкой производства.
Для заводов с непрерывной рабочей неделей <?р=от
12 до 22 дней. Для заводов с прерывной рабочей
неделей др= от 12 до 17 дней;
д0—количество дней, планируемых для профилактическо-
го осмотра и ремонта оборудования. Для заводов с
непрерывной рабочей неделей планируется 1—2 дня
в месяц или д0= от 11 до 22 дней в году. На заво-
дах с прерывной (рабочей неделей до=0, так как про-
филактический осмотр и ремонт могут производиться
в общевыходной день;
дп — количество праздничных дней; дп =6.
Таким образом, на заводах с непрерывной рабочей неделей
число рабочих дней в году составит Лн=от 315 до 335 дней, а
на заводах с прерывной рабочей неделей—Дл=от 290 до 295
дней.
Умножая сменную производительность оборудования Мсм на
29
количество рабочих смен См и количество рабочих дней А, по-
лучают годовую мощность проектируемого предприятия
A'k- МсмСмА. (2—2)
Число рабочих смен в сутки устанавливается в зависимости
от условий ведения технологического процесса: если процесс во
времени идет так, что окончание его не совпадает с началом и
окончанием смены, тогда работу ведут в 3 смены. К таким про-
изводствам относятся: рафинация, гидрогенизация и расщепле-
ние жиров, мыловарение, дистилляция жирных кислот и глице-
рина, сквашивание молока и т. д.
Если технологический процесс без ухудшения качественных
показателей работы и без дополнительной затраты рабочей си-
лы и топлива или электроэнергии можно остановить в любое
время суток, то работу ведут в 2 и реже 1 смену. Так, маргари-
новые цехи работают в 2 смены, третья оставляется для сани-
тарной обработки /помещений и оборудования. Цехи пласти-
ческой обработки туалетного мыла -работают обычно в 2 сме-
ны.
Непрерывная рабочая неделя устанавливается, как правило,
на жировых заводах, где применяются взрывоопасные вещества
(например, на маслоэкстракционных и гидрогенизационных за-
водах), а также на заводах, где процесс ведется при более или
менее высоких температурах.
Маргариновые и -мыловаренные заводы работают, как прави-
ло, на прерывной рабочей неделе.
ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА
Выбор технологической схемы производства является одним
из наиболее ответственных этапов составления проекта. Техно-
логичеока-я схема .в значительной мере предопределяет:
1) условия ведения технологического процесса — непрерыв-
ным или периодическим способом;
2) его параметры — температуру, давление, перемешивание,
концентрацию /реагентов и юпособ их ведения;
3) типы аппаратов и их /взаимное /расположение.
При выборе технологической схемы необходимо руководство-
ваться следующими общими положениями:
а) возможно более полно использовать сырье для получения
максимальных выходов продукции;
б) обеспечить наиболее высокое качество продукции;
в) механизировать и автоматизировать производственные
процессы с целью обеспечения наиболее высокой производи-
тельности труда;
г) обеспечить безопасные условия труда для лиц, работаю-
щих на данном производстве.
30
При выборе технологической схемы жироперерабатывающих
предприятий необходимо учитывать два специфических фактора:
1) ассортимент вырабатываемой продукции и требования,
предъявляемые к ней ио качеству;
2) характеристику перерабатываемого сырь-я.
Для переработки известных видов сырья и для получения
определенного ассортимента продукции существует несколько
возможных технологических схем. Выбор одной из них должен
быть подтвержден сравнительными технико-экономическими
расчетами, которые показывают, что для данного конкретного
случая эта схема является оптимальной, обеспечивает выработ-
ку продукции высокого качества и в данном ассортименте, с наи-
меньшими затратами материальных и трудовых ресурсов.
Во всех случаях, где это возможно, целесообразно внедрять
непрерывную схему производства, которая требует для своего
осуществления меньших производственных площадей, меньше
рабочей силы, позволяет легче осуществить автоматизацию конт-
роля и управления технологическим процессом. Непрерывная
схема производства благодаря стабильности технологического
режима обеспечивает более равномерное качество продукции,
экономное расходование сырья, пара, воды, электроэнергии, об-
легчает труд рабочих, но в то же время требует от них и более
высокой квалификации.
Однако для осуществления непрерывного процесса необходи-
мо, чтобы качество сырья, а также параметры обогревающих и
охлаждающих агентов были достаточно постоянными в течение
длительного времени.
При определении расходных норм сырья на единицу продук-
ции, вырабатываемой предприятием, необходимо учитывать не
только абсолютную норму расхода, но и ценность получаемых
отходов производства. Иногда выгоднее израсходовать несколь-
ко больше сырья, но получить более ценные отходы. Поясним
сказанное примерами.
1. При удалении фосфатидов и белково-слизистого комплекса из расти-
тельного масла методом сернокислотной рафинации количество масла, отхо-
дящего в гудрон, меньше, чем при удалении этих примесей методом гидра-
тации. Гудрон от сернокислотной рафинации почти не используется, тогда
как. осадок после 'гидратации полностью используется для получения из него
пищевых фосфатидов, имеющих большую ценность в ряде отраслей промыш-
ленности: кондитерской, хлебопекарной, маргариновой и других,;; Ясно, что
схеме с применением гидратации следует отдать предпочтение перед кислот-
ной рафинацией, которая применяется только при очистке сильно загрязнен-
ных жиров и масел, когда отходы нельзя использовать для получения фос-
фатидов.
2. Жир в соапстоке, образующемся при щелочной рафинации масел, пол-
ностью используется в мыловарении. При этом утилизируется также и сода,
израсходованная при рафинации. Однако при переработке темных масел,
особенно некоторых сортов хлопкового масла (экстракционное, из низких
сортов хлопкосемян), получается темноокрашепный соапсток, с трудом поддаю-
щийся осветлению и потому применяемый только для низших сортов хозяй-
ственного мыла. Если этот соапсток обработать минеральной кислотой, раз-
ложить содержащееся в нем мыло, а нейтральный жир расщепить и получен-
31
t'yio смесь жирных кислот подвергнуть дистилляции, то можно получить до-
статочно светлые жирные кислоты, которые можно с большой эффективно-
стью использовать в мыловарении, для гидрогенизации и других целей, на-
пример, вместо олеина III сорта. Несмотря на что при этом повышаются
капиталовложения соответственно стоимости оборудования для разложения
(и расщепления) соапстока и дистилляции жирных кислот, сокращается ко-
личество используемых отходов из-за потерь при разложении и расщеплении
соапстока и угара при дистилляции жирных кислот, теряется щелочь и рас-
ходуется серная кислота на разложение, такая схема является более прием-
лемой, так как из малоценного отхода производства получают полноценный
товарный продукт.
После выбора технологической схемы следует установить ее
влияние на стоимость проектируемого объекта. Если стоимость
строительства по выбранной схеме 'выше, чем по другой возмож-
ной для данных условий, надлежит установить, за какой период
эксплуатации завода окупаются дополнительные капиталовло-
жения той экономией в материальных и трудовых ресурсах, ко-
торая образуется благодаря применению выбранной технологи-
ческой схемы.
Определение количества технологических линий
Линией технологического процесса называется совокупность
машин и аппаратов, соединенных при помощи транспортных эле-
ментов и коммуникаций в единый технологический процесс, обе-
спечивающий переработку сырья (или полуфабриката) в гото-
вый продукт (или полуфабрикат). Количество технологических
линий в проектируемом производстве зависит от ассортимента
поступающего сырья (растительные масла, животные жиры, жи-
розаменители) и выпускаемой продукции.
Технологическая схема производства должна учитывать со-
став и специфические свойства разных видов сырья и обеспе-
чить их раздельную и эффективную обработку.
Не рекомендуется, а в большинстве случаев запрещается
обрабатывать различные жиры и масла в .смеси, например, при
рафинации, гидрогенизации. Каждое сырье целесообразно обра-
батывать и доводить до стадии готовой продукции или полу-
фабриката отдельно.
Если в данном производстве предстоит одновременно обра-
батывать два или более видов сырья, то приходится проектиро-
вать соответственно две или более технологические линии. При
этом во внимание принимают следующие факторы: а) очеред-
ность поступления разных видов сырья; б) влияние попадания
одного сырья в другое в процессе переработки обоих видов на
одной технологической линии. Если разные виды сырья посту-
пают на переработку не одновременно, то можно запроектиро-
вать одну технологическую линию с последовательной обработ-
кой различных видов сырья.
Технологическая схема должна учитывать свойства и состав
всех видов сырья, которые будут перерабатываться на данной
32
линии. В отдельные периоды при поступлении благоприятного
для переработки сырья часть оборудования не будет полностью
использована.
Если разные виды сырья поступают на переработку одновре-
менно, то приходится проектировать раздельные линии.
При определении влияния ассортимента вырабатываемой
продукции на количество проектируемых технологических линий
надлежит уточнить, будут ли все наименования продукции, пре-
дусмотренные заданием, вырабатываться одновременно или по-
следовательно, и в зависимости от этого определить количество
проектируемых линий и технологическую схему для каждой из
них.
Ввиду большого значения, которое могут иметь эти факторы
в проекте, приведем несколько примеров.
1. Если гидрозавод обеспечивается маслом со своего маслозавода только
частично, а остальное масло завозится со стороны, то при проектировании ра-
финационного цеха необходимо предусмотреть различные технологические ли-
нии: одну для масла, поступающего со стороны, п одну для переработки
масла, поступающею с маслозавода. При этом последняя должна быть рас-
считана на возможность раздельной переработки форпрессового и экстракци-
онного хлопкового масла.
2. При строительстве рафинационного цеха на маргариновом заводе при-
ходится предусматривать рафинацию как саломаса, так и жидкого раститель-
ного масла. Ввиду общности требований к качеству обоих видов рафиниро-
ванных жиров для их переработки проектируется одна производственная ли-
ния с последовательной переработкой каждого из этих видов сырья. Если
цри этом из общих коммуникаций и аппаратуры (промежуточные коробки для
каждого вида сырья ставятся отдельные) в саломас попадает небольшое ко-
личество масла или, наоборот, небольшое количество саломаса попадает в
жидкое растительное масло, то это не вызовет особых осложнений в произ-
водстве, так как саломас и масло входят в рецептуру маргарина.
3. Если в составе рафинационного цеха проектируется производство рафи-
нированного салатного масла, то нельзя допускать, чтобы в подсолнечное
салатное масло из аппаратуры и общих коммуникаций попадало даже неболь-
шое количество саломаса, так как при понижении температуры это может
вызвать выпадение объемистого хлопьевидного осадка и такая продукция
окажется негодной к выпуску.
В этом случае для салатного масла надо проектировать отдельную линию
4. Устройство раздельных линий предусматривается на гидрозаводе, вы-
рабатывающем саломас для пищевых и технических целей. Целесообразность
двух раздельных линий со своими самостоятельными коммуникациями даже
в тех случаях, когда оба вида саломаса вырабатываются из одинакового
сырья и. с одним типом катализатора, диктуется требованиями обеспечения
высокого качества продукции, особенно пищевого саломаса. Попадание тех-
нического саломаса в пищевой приводит к появлению в нем серьезных поро-
ков (салистый, стеариновый вкус, крошливая консистенция), которые не
удается устранить рафинацией.
5. Производство всех видов маргарина можно было бы осуществить по
единой технологической схеме. Однако выработку кухонных маргаринов
можно осуществить по более простой технологической схеме, с меньшей
затратой труда, холода и электроэнергии. Поэтому для кухонных марга-
ринов обычно проектируют отдельную линию.
6. Производство всех видов хозяйственного мыла ввиду общности основ-
ных видов сырья, требований к качеству продукции и совпадения почти всех
операций по обработке проектируют обычно по единой технологической схеме,
в одной общей линии.
3 Зак. 1306
33
При строительстве завода, производящего одновременно с хозяйственным
и туалетное мыло, для последнего проектируется обособленная линия. При
этом подготовительные операции и варка мыльной основы могут территори-
ально находиться вместе, но должны иметь самостоятельную аппаратуру и
коммуникации.
Для производства жидкого туалетного мыла во избежание его помутне-
ния должна быть создана отдельная технологическая линия, исключающая
попадание в него саломаса.
7. При строительстве завода стиральных порошков (в зависимости от
масштаба производства) может быть запроектировано несколько линий для
разнообразных стиральных порошков или одна общая линия с последователь-
ным выпуском порошков, вырабатываемых по разным рецептурам. Не следует
в одной линии проектировать производство стиральных порошков, содержа-
щих щелочные электролиты, и мыльных порошков, не содержащих электро-
литов, и особенно тонких моющих средств, предназначенных для стирки тка-
ней и изделий, чувствительных к щелочам.
БАЛАНС СЫРЬЯ И РАСХОД МАТЕРИАЛОВ
Баланс сырья. По выбранной технологической схеме над-
лежит определить* расход сырья, основных и вспомогательных
материалов на единицу вырабатываемой продукции: на 1 т мар-
гарина, мыла, саломаса ит. д. Иногда расчет делают сначала на
единицу перерабатываемого сырья, например на рафинацию 1 т
сырого масла, на расщепление 1 т жира, а затем пересчиты-
вают расход на 1 т готовой продукции. Кроме того, необходимо
подсчитать расходы сырья и материалов на определенный ка-
лендарный период работы предприятия: сутки, месяц, год.
Расчет расхода сырья на единицу изделия Производится на
основании теоретических подсчетов и данных работы промыш-
ленности. Последние принимаются по прогрессивным нормати-
вам, устанавливаемым ежегодно планирующими органами.
Если из одного и того же количества затраченного сырья по-
лучают два или несколько видов готовой продукции, то затраты
по сырью относят на каждый вид продукции либо по прямому
расчету, либо по принятым в промышленности коэффициентам.
Так, при расщеплении жиров принимают расход сырья на жир-
ные кислоты в размере 95% и на глицерин в размере 5%. При
получении стеарина и олеина методом прессования или при раз-
делении хлопкового масла на «зимнее» и хлопковый «стеарин»
методом демаргаринизации расходы по сырью относятся на каж-
дый из получаемых продуктов в зависимости от выходов.
Используемые отходы: соапстоки, красный саломас, жир из
отработанных отбельных глин, прочие технические жиры — рас-
считываются по соответствующим фазам производства; безвоз-
вратные потери сырья в производстве определяются как разность
между затратами сырья, с одной стороны, и выходом готовой
продукции и используемых отходов, с другой. В проекте они при-'
нимаются по опыту работы аналогичных передовых предприя-
тий с поправками на снижение потерь, вытекающих из преду-
сматриваемых мероприятий.
34
I Результаты расчетов по расходу сыр , и додам и шлсрл».
кля удобства сводят в таблицы, которые называются продукто-
вым балансом.
РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
I Классификация оборудования. Оборудование
^кироперерабатывающих предприятий можно классифицировать
по нескольким показателям. Различают оборудование периоди-
ческого, непрерывного и полунепрерывного действия.
По своему назначению оборудование жировых заводов может
быть разделено на основное, вспомогательное и транспортное.
Основным называется оборудование, в котором или при помощи
которого осуществляются технологические процессы обработки
сырья, материалов, полупродуктов и отходов. Это нейтрализато-
ры, промывочные, сушильные, отбелочные, выпарные^ дистил-
ляционные аппараты, дезодораторы, автоклавы, холодильники,
электролизеры, месильные машины, вальцовки, прессы, центри-
фуги, сушилки, фильтры.
Вспомогательным является оборудование, не участвующее
непосредственно в технологических* процессах,—промежуточные
баки, коробки, мерники, бункера.
Транспортное оборудование предназначено для транспорти-
ровки сырья, материалов и готовой продукции. К нему относят-
ся насосы, монжю, компрессоры, вакуум-насосы и газодувки для
транспортировки жидких, газообразных или пылевидных ве-
ществ, шнеки, нории, ленточные и скребковые транспортеры для
перемещения сыпучих продуктов, роликовые, пластинчатые и
ленточные транспортеры для транспорта штучных грузов. Сюда
же относятся грузовые и пассажирские лифты, скреперные и
скиповые транспортеры, грузовые краны — стационарные и пере-
движные (мостовые, автокраны), электрокары, троллейкары,
передвижные тележки с подъемными и стационарными платфор-
мами.
Оборудование в зависимости от системы обслуживания и
управления может быть разделено, на автоматическое, полуавто-
матическое и неавтоматическое. Автоматическим называется
оборудование, в котором все технологические функции выполня-
ются без вмешательства рук человека. В этом оборудовании па-
раметры технологического процесса (температура, давление,
скорость подачи и пр.) регулируются автоматически по задан-
ным условиям. Следовательно, автоматическое оборудование
обеспечивает проведение технологического процесса в строго
ограниченных пределах, благодаря чему достигается постоян-
ство процесса и качества продукции, обеспечиваются хорошие
выхода, облегчаются условия труда и достигается наибольшая
экономия рабочей силы. В масложировой промышленности осу-
ществлено автоматическое управление следующими процессами:
непрерывной щелочной рафинации, безреактивного расщепления
3*
35
жиров, упаривания глицериновой воды. Широко применяются
автоматы при расфасовке готовой продукции: растительного
масла, маргарина, майонеза, стиральных и мыльных порошков,
для завертки туалетного мыла, этикетировки расфасованной в
тару продукции.
Полуавтоматическим называется оборудование, у которого
часть операций производится автоматически, а часть — при вме-
шательстве обслуживающего персонала. Таковы, например, прес-
сы для штамповки мыла.
Расчет оборудования ведется в соответствии с вы-
бранной технологической схемой производства последовательно
по ходу процесса. Количество обрабатываемого сырья, полупро-
дуктов и отходов принимается по данным материальных расче-
тов.
На предприятиях жироперерабатывающей промышленности
применяется оборудование двух типов: 1) серийного изготовле-
ния с определенной технической характеристикой (емкость, за-
грузка, производительность). Это оборудование строится на
машиностроительных завода^ по заводским чертежам и норма-
лям; 2) несерийного изготовления, которое строится по техниче-
ским условиям и чертежам, специально разрабатываемым для
проектируемого объекта. Это может быть и основная и вспомо-
гательная аппаратура.
Расчет оборудования сводится к тому, чтобы для заданной
мощности предприятия выбрать типы и наиболее выгодное ко-
личество единиц оборудования определенной производительно-
сти (или емкости).
Производительность отдельной единицы оборудования может
быть выражена в тоннах перерабатываемого сырья или в тон-
нах вырабатываемой готовой продукции в единицу времени.
Дать единый метод для решения этой задачи не представ-
ляется возможным ввиду большого количества факторов, встре-
чающихся в практике проектирования жировых предприятий.
Приведем лишь наиболее существенные из них.
Остановимся сначала на расчете количества машин или аппа-
ратов, работающих периодически, необходимых для обеспечения
производительности Gc т/сутки сырья.
Если аппарат или машина за время полного цикла своей ра-
боты, равное тч час., перерабатывает <?ч т/ц сырья и если в те-
чение суток аппарат работает тс час., то суточная производи-
тельность одного аппарата
~ т[сутки. (2—3)
Полный цикл работы аппарата включает время на проведе-
ние технологического процесса и на вспомогательные операции
(загрузку, выгрузку, осмотр, зачистку и пр.).
36
Необходимое количество аппаратов
Если производительность аппарата определяется его объемом
Vc ж3, то сначала нужно определить полезную емкость аппара-
та V по уравнению
(2-5)
где ф — коэффициент заполнения аппарата.
Этот коэффициент зависит от условий проведения технологи-
ческого процесса. Наличие воронки при перемешивании, вспени-
вание, разбрызгивание уменьшают его значение и тем значитель-
нее, чем сильнее проявляются указанные факторы. Для резер-
вуаров, в которых Жиры находятся в спокойном состоянии, ф —
=0,95—0,97; для дезодораторов, в которых ведется интенсивное
перемешивание, ф = 0,5.
Следовательно, весовое количество материала, находящегося
в аппарате,
°ц = ^1 = К и кг, (2-6)
где у—удельный вес обрабатываемого сырья в кг/лг3.
Вставляя значение в уравнение (2—3), получаем
Ga=V-^£. (2-7)
При непрерывно действующем процессе количество аппара-
тов
га = -^, (2-8)
где: G4—часовая производительность аппарата; тс при кругло-
суточной работе равно 24 час.
В вышеприведенных уравнениях искомыми являются вели-
чины: п, G ц, или Gc.
Длительность технологического цикла тч для каждого аппа-
рата можно установить на основе технологических инструкций и
нормативов. При этом надо иметь в виду, что технологические
режимы и продолжительность отдельных операций не являются
величинами строго постоянными. Они систематически пересмат-
риваются на основе достижений науки и передовиков производ-
ства. Однако прогрессивные нормы производительности (обора-
чиваемости) оборудования, утверждаемые периодически хозяй-
ственными органами, могут быть приняты в качестве исходных
при проектировании.
37
Величины п, Gtl и Gc взаимозависимы. Для обеспечения за-
данной мощности может быть поставлено большее количество
аппаратов меньшей производительности или меньшее количество
аппаратов большей производительности.
Например, для рафинации 50 т подсолнечного масла может
быть установлено: 1 нейтрализатор с загрузкой 20 г, или 2 ней-
трализатора с загрузкой 10 т, или 3 нейтрализатора с загруз-
кой 5,0 т.
Расчет должен определить, какой из возможных размеров
аппаратов наиболее подходит для данного случая. В качестве
сопоставимых величин должны учитываться; а) расход металла
на изготовление оборудования; б) потребные площади и кубату-
ра помещения для его размещения; в) эксплуатационные расхо-
ды. Подразумевается, что качество получаемой продукции и
нормы расхода сырья не зависят от рабочей емкости аппаратов.
В противном случае эти факторы превалируют над первыми.
Расход металла на изготовление крупной аппаратуры, отнесен-
ный на единицу ее рабочей емкости, ниже, чем при изготовлении
более мелкой аппаратуры. При установке крупной аппаратуры
сокращаются также потребные производственные площади, про-
тяженность коммуникаций, уменьшаются затраты труда по ее
обслуживанию. В больших аппаратах, работающих с нагрева-
нием или охлаждением, относительно сокращаются тепловые
потери. В то же время при увеличении рабочей емкости аппа-
ратов несколько усложняется их конструктивное исполнение,
особенно аппаратов, работающих при повышенном (или пони-
женном) давлении, в условиях агрессивной среды, а также при
необходимости обеспечить интенсивное и равномерное механиче-
ское перемешивание. При установке крупных аппаратов, рабо-
тающих с изменяющимися параметрами технологического режи-
ма (нагрез, охлаждение, перемешивание), возрастают пиковые
нагрузки по пару, электроэнергии, воде, холоду, так как одно-
временно приходится нагревать, охлаждать и перемешивать
большие массы сырья.
В практике жировых заводов более простые аппараты, как
например мыловаренные котлы, изготовляют емкостью до 100
и даже до 200 м3, нейтрализаторы до 40—50 м3, а автоклавы,
дезодораторы и другие аппараты, работающие при высоких тем-
пературах и давлении (вакууме), выпускают емкостью
до 20 ЛЕ3.
При непрерывных процессах рабочая емкость аппаратов всех
типов резко сокращается.
При периодическом процессе производства желательно, что-
бы рабочая емкость всех аппаратов в технологической линии
была одинаковой. В этом случае можно проследить за обработ-
кой каждой отдельной партии сырья, не смешивая ее с другими.
Такая возможность, однако, не всегда имеется, а иногда и неже-
лательна. Например, изготовление нейтрализатора с загрузкой
33
40—50 т жира не -представляет особых трудностей, а -вакуум-
сушильного и отбелочного аппаратов с такой же загрузкой до-
вольно сложно и связано с большим расходом -металла. В то же
время отбелочные аппараты большой емкости нежелательны и
по технологическим соображениям. В таких аппаратах время
соприкосновения жира с отбельными глинами увеличивается за
счет удлинения фильтрации, в результате чего жир приобретает
землистый привкус. Поэтому отбелочные аппараты изготовляют
обычно на загрузку не более 20 т.
Рабочая емкость аппаратов, находящихся в одном производ-
ственном потоке, не должна меняться, так как это нарушает
иеткость работы цеха. При разной емкости аппаратов между
и-имн часто ставят промежуточные коробки. Целесообразно, что-
Кы емкости промежуточных -коробок, как и самих аппаратов,
рыли кратны друг другу.
I График работы аппаратов. После того как расче-
IraiMH определены.тип, количество и емкость основного оборудо-
вания, надлежит построить почасовой график его работы. Гра-
фик обычно составляется на сутки.
Для построения графика работы технологического оборудо-
вания на разграфленном листе бумаги наносят по горизонтали
часы суток, а по вертикали — наименование аппаратов и -опера-
ций, которые в них последовательно осуществляются.
Распределение нагрузки делается равномерным на все аппа-
раты (кроме резервных) в течение всей смены и рабочих -суток.
На рис. 3 приведен для примера график работы оборудова-
ния цеха по рафи-нации черного хлопкового масла.
График -может внести некоторые коррективы в расчеты обо-
рудования, особенно в тех случаях, когда сырье или полуфабри-
каты передаются непосредственно из одного аппарата в другой,
без промежуточных коробок. Так, например, рабочий цикл ней-
трализатора (см. рис. 3) удлиняется -на I—2 часа за -счет про-
стоя до освобождения промывочного и вакуум-сушильного аппа-
рата; последний в свою очередь может -простаивать до освобож-
дения очередного фильтрпресса.
График работы оборудования необходим также для постро-
ения -почасовых графиков расхода пара, воды, холода, электро-
энергии.
График не требуется -для производств, работающих по непре-
рывной схеме.
Резервное оборудование удорожает стоимость
строительства. Поэтому установка его ограничивается и допу-
скается только в тех случаях, когда это крайне необходимо для
обеспечения бесперебойной работы предприятия:
а) при работе в тяжелых условиях—агрессивная среда, вы-
сокая температура, большой механический изно-с из-за высоких
абразивных свойств перерабатываемого материала;
39
б) при наличии в цехе нескольких одинаковых машин и агре-
гатов, имеющих большое количество трущихся частей, требую-
щих частого ремонта и замены изнашивающихся деталей. На-
пример, резерв предусматривается к автоматам для завертки
мыла, расфасовки маргарина, стиральных порошков, выпускаю-
щим от 70 до 250 единиц в минуту;
в) если в цехе установлен только один аппарат и выход его
из строя влечет за собой остановку всего производства;
г) когда перезарядка оборудования, производимая через
определенные промежутки времени, связана с полным отключе-
нием его из технологического цикла (например, перезарядка во-
дородных генераторов [рудой при 'контактном способе производ-
ства водорода).
Во всех случаях установки резервного оборудования расче-
том должно быть подтверждено, что: а) время, необходимое на
ремонт данного оборудования, не укладывается в сроки, преду-
смотренные на профилактический и капитальный ремонты пред-
приятия и б) выход из строя одного из агрегатов не может быть
компенсирован кратковременным форсированием работы осталь-
ных агрегатов.
Допускается установка резервного транспортного оборудова-
ния, например насосов, особенно в условиях перекачки агрессив-
ных жидкостей, поскольку этим обеспечивается надежная рабо-
та предприятия при сравнительно небольшой стоимости этого
оборудования и незначительности производственной площади,
требующейся для его установки.
Резервное оборудование необходимо ставить в том случае,
когда непредвиденный выход из строя основного агрегата может
вызвать не только остановку производства, но и повлечь за со-
бой аварию. Так, например, остановка парового котла (если он
один) влечет за собой прекращение подачи пара не только на
производство, но и для отопительных целей, что в зимнее время
может вызвать замораживание коммуникаций и аппаратуры.
Поэтому в котельных ставят не менее двух паровых котлов.
Противопожарными нормами строительного проектирования
промышленных предприятий и населенных мест (Н102-54) пре-
дусматривается обязательная установка резервного насоса для
подачи воды в противопожарный водопровод.
РАЗМЕЩЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
При проектировании размещения оборудования в цехах не-
обходимо обеспечить постоянное направление движения перера-
батываемого сырья и материалов. Различают три типа потока
производственного процесса: горизонтальный, вертикальный и
смешанный.
При горизонтальном потоке оборудование устанавливается
в одном этаже, а последовательное перемещение обрабатывае-
40
^лого сырья из одного аппарата в другой осуществляется с по-
мощью насосов, ленточных, скребковых или винтовых транспор-
теров, вагонеток, электрокаров. Примером горизонтального по-
тока производственного процесса могут служить цехи для пла-
стической обработки и упаковки маргарина, обработки туалет-
ного мыла (при поточной системе), охлаждения и обработки хо-
зяйственного мыла.
Достоинством горизонтального потока является сравнитель-
ная простота строительных конструкций здания — отсутствие
междуэтажных перекрытий. К недостаткам следует отнести не-
обходимость развития площади цеха в плане и наличие боль-
шого количества транспортных элементов для перемещения пе-
рерабатываемых материалов, что удорожает эксплуатационные
затраты.
Вертикальный поток производственного процесса предусмат-
ривает такое размещение оборудования, при котором обрабаты-
ваемый материал^ будучи поднят наверх, далее перемещается от
одного аппарата к другому самотеком — по трубам, течкам, на-
клонным спускам.
Примером вертикального потока может служить цех для рас-
щепления жиров и получения глицерина. Преимуществом вер-
тикального потока является экономия, получаемая от сокраще-
ния количества транспортных элементов; недостатком— необхо-
димость увеличения высоты зданий, что при большом числе опе-
раций и оборудования может привести к значительному услож-
нению строительных конструкций проектируемого здания. Вер-
тикальный поток производственного процесса используется при
невозможности развития здания в плане.' Вертикальный поток
является также желательным при переработке материалов с
агрессивной средой.
В жироперерабатывающей промышленности чаще всего ис-
пользуется смешанный поток. При этом оборудование в зависи-
мости от типа производства размещается в 2—3—4-этажном
корпусе, а сырье от одного аппарата к другому перемещается
самотеком и принудительно, с помощью транспортных механиз-
мов.
Производственный технологический процесс не всегда строит-
ся в одну линию, чаще всего он бывает многолинейным. Две и
больше технологические линии, начавшись раздельно, сходятся в
какой-нибудь общей точке, сливаются, и далее обработка полу-
ченных в раздельных линиях полуфабрикатов идет в одной об-
шей линии. Такой технологический процесс называется много-
линейным со сходящимся потоком. Примером производства со
сходящимся потоком является маргариновое производство: жи-
ры, молоко и основные материалы (эмульгатор, сахар, соль), бу-
дучи предварительно обработаны отдельно в соответствующих
линиях, сходятся в маргариновом цехе в общий производствен-
ный поток. Такое же положение имеет место при гидрогенизации
41
жиров: масло, водород и катализатор приготовляются раздельно
и затем, попадая в автоклавы, соединяются в единый производ-
ственный поток.
Иногда, наоборот, единый вначале поток разделяется далее
на две или более линии. Примером производства с расходящим-
ся потоком может служить расщепление жиров и получение гли-
церина. При подготовке жиров к расщеплению и во время соб-
ственно расщепления производственная линия является единой.
Далее, после расщепления жирные кислоты направляются по
одному потоку на дистилляцию или на мыловарение, а глице-
риновые воды по другому потоку для получения глицерина. Раз-
деление жирных кислот на стеарин и олеин также представляет
процесс с расходящимся производственным потоком.
Встречаются также многолинейные технологические процес-
сы, при которых производственный поток сначала является схо-
дящимся, а потом расходящимся.
При любом типе потока, положенного в основу проекта, обо-
рудование необходимо расположить так, чтобы движение сырья
и материалов не перекрещивалось и не образовывались возврат-
ные потоки. При этом надлежит руководствоваться следующим:
1) аппараты и машины, в которых совершаются операции,
следующие одна за другой, должны размещаться ближе друг
к другу (рядом или одни под другими) для сокращения длины
связывающих их транспортных элементов;
2) аппараты и машины следует разместить так, чтобы умень-
шить количество транспортных элементов, необходимых для пе-
редачи обрабатываемого материала из одного аппарата в дру-
гой;
3) размещение аппаратов и машин должно обеспечить их
удобное и безопасное обслуживание и ремонт. Между аппара-
тами должны быть оставлены проходы, обеспечивающие свобод-
ный доступ обслуживающего персонала к местам наблюдения и
управления. У оборудования, требующего систематического ре-
монта, должны быть оставлены свободные площади для разме-
щения разбираемых деталей.
Встречается несколько вариантов размещения оборудования
внутри цехов. Чаще всего оно размещается вдоль периметра
стен и обслуживается со стороны центрального прохода либо
устанавливается в одну или две линии вдоль оси здания и обслу-
живается со стороны проходов у стен.. Примеры размещения
оборудования в различных жироперерабатывающих производ-
ствах приведены ниже.
При проектировании производственного корпуса следует из-
бегать чрезмерного дробления его на множество цехов и отде-
лений. Такое дробление, как правило, удорожает стоимость
строительства и последующую эксплуатацию завода и увеличи-
вает численность обслуживающего персонала. В отдельные цехи
целесообразно выделить комплекс оборудования с законченным
42
производственным циклом, например: рафинация жиров, варка
мыла, производство катализатора, подготовка молока для мар-
гаринового производства. В обособленные помещения следует
выносить аппараты, связанные: а) с выделением пыли (расфа-
совка стиральных и мыльных порошков); б) с переработкой
опасных в пожарном или вредных в санитарном отношении про-
дуктов, например автоклавные отделения гидрозаводов; в) ухуд-
шающие санитарное состояние цеха, как например оборудова-
ние подготовительных отделений.
КОМПОНОВКА ЦЕХОВ
После того как запроектировано размещение оборудования
в цехах и найдены основные площади для них, необходимо перей-
ти к компоновке цехов и отделений в единый производственный
корпус. От удачного решения компоновки в значительной мере
зависит экономичность решения всего проекта как по первона-
чальным затратам, так и по эксплуатационным расходам. По-
этому вопросу компоновки должно быть уделено особое внима-
ние и для выбора окончательного решения нужно сопоставить
несколько вариантов.
Практикой промышленного строительства доказано, что
уменьшение количества зданий, в которых размещаются произ-
водственные цехи и подсобные помещения, обеспечивает сокра-
щение капиталовложений и облегчает последующую эксплуата-
цию строящегося предприятия. Поэтому при компоновке произ-
водственных цехов, как и других объектов, надлежит добивать-
ся объединения их в одном общем корпусе или в немногих кор-
пусах и при том возможно более простой конструкции.
| В практике проектирования советских жироперерабатываю-
[цих предприятий выявилась возможность объединения в одном
производственном корпусе следующих цехов и производств:
I 1. На маргариновом заводе: рафинационный цех, молочный
|цех, маргариновый цех с отделением подготовки тары, машинно-
|холодильное отделение, склад-холодильник для маргарина.
I 2. На гидрогенизационном заводе: рафинационный цех, ка-
|тализаторный цех, газовый цех с электролитическим способом
[получения водорода (при контактном и конверсионном способах
газовые цехи размещаются в отдельном здании), автоклавный
цех с фильтрацией саломаса, цеховое хранилище для масла и
саломаса.
3. На мыловаренном заводе: расщепительно-тлицериновый
цех, подготовительное отделение, варочное отделение, холодиль-
но-формующий цех с отделением подготовки тары, склад гото-
вой продукции.
4. На заводе стиральных порошков: варочное отделение, под-
готовительное отделение, отделение распыления и сушки по-
рошка, цех расфасовки, склад готовой продукции.
43
5. На жировом комбинате в одном корпусе могут быть объ-
единены производства: гидрогенизационное и маргариновое
с цехами и отделениями; мыловаренное с производством сти-
ральных и мыльных порошков.
Цехи и отделения необходимо разместить так, чтобы обеспе-
чить максимальную прямолинейность потока и избежать боль-
шой протяженности транспортных механизмов, возвратных и ло-
маных движений обрабатываемого сырья и полуфабрикатов при
передаче их из одного цеха в другой.
Удобный и простой метод составления первоначальных схем
компоновки производственного корпуса предложен Е. Н. Барте-
невым.
При пользовании этим методом необходимо сначала устано-
вить функциональные связи различных цехов и отделений.
Функциональными называются связи, объединяющие цехи или
отделения едиными потоками последовательной обработки
сырья, материалов, полуфабрикатов, тары и готовой продукции,
а в отношении вспомогательных цехов — людскими потоками.
На рис. 4 в качестве примера приведены функциональные
связи маргаринового завода. Из рисунка видно, что рафинаци-
онный цех функционально связан с подготовительным, отделе-
нием, маргариновым цехом и служебно-бытовыми помещениями
и не связан с отделениями для приемки, обработки и скваши-
вания молока, с холодильным складом и машинно-холодильным
отделением.
Маргариновый цех связан с рафинационным цехом, квасиль-
ным отделением, отделением подготовки тары, со складом-холо-
дильником, машинно-холодильным отделением и со служебно-
бытовыми помещениями.
К таблице функциональных связей составляется вспомога-
тельный график, который характеризует функциональные связи
попарно (рис. 5).
На основе таблицы функциональных связей и вспомогатель-
ного графика можно составить безразмерную принципиальную
схему компоновки производственного корпуса. На рис. 6 показа-
на такая принципиальная схема компоновки маргаринового за-
вода. Как видно, при такой компоновке удалось сохранить все
функциональные связи, кроме 3—9. Потеря этой связи не столь
существенна, так как подача относительно небольшого количе-
ства холода в отделение приемки молока может быть без труда
осуществлена по трубопроводу.
После того как наметилась принципиальная безразмерная
схема компоновки производственного корпуса, надлежит соста-
вить окончательную или размерную компоновку. Решение этой
задачи значительно труднее первой; иногда при этом приходится
отступать от схемы безразмерной компоновки, теряя дополни-
тельно ту или иную из менее ответственных функциональных
связей.
44
Для составления окончательной компоновки производствен-
ного корпуса целесообразно иметь фигуры — модели, изобража-
ющие площади отдельных цехов и помещений, перечисленных
в таблице функциональных связей.
Рис. 4. Таблица функциональных связей маргаринового завода.
Модели могут быть выполнены в масштабе 1 :500 или 1 : 1000
по линейным размерам цехов и отделений в плане. Приклады-
вая модели друг к другу или накладывая их одну на другую,
при многоэтажном здании, можно получить самые разнообраз-
ные очертания корпуса.
Очевидно, что оптимальным является такое решение компо-
новки, при котором: а) будет наименьшее количество потерян-
ных функциональных связей; б) обеспечивается наибольшая
прямоточность производства; в) цехи не загромождаются и не
заслоняют друг друга. Это имеет важное значение для обеспече-
ния цехов естественным светом и вентиляцией.
45
При окончательной компоновке производственного корпуса
приходится иногда менять предварительно намеченные габари-
ты отдельных цехов и помещений, увязывая их в общем комп-
70
Рис. 5. График функциональных
завода.
связей маргаринового
лексе со всеми остальными цехами и с генеральным планом пло-
щадки. В окончательном виде производственный корпус чаще
всего имеет форму вытянутого прямоугольника.
Рис. 6. Схема принципиальной компоновки производственного
корпуса маргаринового завода.
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗДАНИЯМ
Здания масложировых предприятий выполняются из огне-
стойких материалов. Стены обычно принимаются каменные не-
сущие, чаще из кирпича, междуэтажные перекрытия — «борные
железобетонные по сборным железобетонным колоннам, с ша-
гом колонн 6X6 м.
Покрытия в производственных цехах выполняются несгорае-
мые, сборные железобетонные, как правило, бесчердачные.
В покрытиях целесообразно устраивать фонари, которые слу-
жат для лучшей естественной вентиляции производственных по-
мещений, что очень важно в условиях обильного тепловыделе-
ния аппаратуры.
Этажность зданий определяется технологической схемой про-
изводства и принятой компоновкой здания. Высоту этажей сле-
46
дует проектировать с таким расчетом, чтобы обеспечить удобное
обслуживание аппаратуры с пола, не прибегая к устройству про-
межуточных площадок и лестниц. При подвешивании аппаратов
в междуэтажном перекрытии высота помещения должна быть
рассчитана так, чтобы от пола до нижней обслуживаемой части
аппарата было от 1,4 до 1,8 м, а от пола следующего этажа до
верхней части аппарата не более 1,1 м.
Требования к строительным конструкциям должны быть увя-
заны с противопожарными нормами строительного проектиро-
вания промышленных предприятий (Н102-54) и санитарными
требованиями норм строительного проектирования (Н101-54).
В табл. XV приведена классификация масложировых произ-
водств по степени пожарной опасности, разработанная Гипро-
жиром и согласованная с нормативно-техническим отделом
ТУПО МВД СССР. В табл. XVII приведена классификация
масложировых производств по санитарным нормам, разрабо-
танная Гипрожиром и согласованная с Главной государствен-
ной санитарной инспекцией.
При определении высоты здания необходимо учитывать
обильное тепловыделение аппаратуры, поэтому высоту этажей
приходится рассчитывать не только по габаритам аппаратуры,
но и с учетом создания необходимых объемов для улучшения
санитарных условий.
В междуэтажных перекрытиях, к которым подвешивается
аппаратура, обслуживаемая с двух этажей, целесообразно де-
лать проемы (с ограждениями) достаточной ширины и длины,
чтобы можно было наблюдать с одного этажа за работой аппа-
рата в другом этаже.
Одновременно через эти проемы будут вентилироваться по-
мещения.
Оборудование жировых предприятий создает сосредоточен-
ные нагрузки на перекрытия. Под очень крупные аппараты, на-
пример под мыловаренные котлы, подводят самостоятельные не-
сущие конструкции в виде фундаментов или отдельных опор. При
расчете нагрузок на перекрытия от оборудования следует учи-
тывать полный собственный вес аппарата с изоляцией и комму-
никацией, а также его рабочую загрузку. Кроме того, приходится
учитывать динамичность некоторых аппаратов в работе. Для
таких аппаратов, как дезодораторы и автоклавы, динамический
коэффициент принимается равным 1,1—1,2.
Полы в жировых цехах желательно делать из керамических
плиток. Цементные железненые полы быстро разрушаются под
действием жирных кислот. В местах систематического смачива*-
ния полов жиром плитки надо класть на кислотоупорном цемен-
те или диабазовой замазке. К таким местам относятся, например,
полы у фильтрпрессов. На кислотоупорном цементе целесооб-
разно выложить также пол на площадке у мерников с поварен-
47
ной солью, так как последняя вызывает сильную коррозию бе-
тона.
Во многих цехах, где жиры во время работы могут попасть
на пол, последний делается без уклонов и трапы в нем не
устраиваются во избежание попадания жира в канализацию.
В этих цехах полы моются мыльной водой. В цехах, к которым
предъявляются повышенные санитарные требования (маргари-
новые, молочные, по производству майонеза), полы настилаются
с уклоном к канализационным трапам в 1%, для того чтобы
можно было вымыть их водой из шланга.
Стены производственных цехов штукатурятся и на высоту
2 м покрываются масляной, а выше клеевой краской. В цехах с
повышенными санитарными требованиями (молочные, маргари-
новые) стены на высоту 2 м покрываются глазурованными
облицовочными плитками.
Жироперерабатывающие предприятия по естественной осве-
щенности относятся к III разряду предприятий (по строительным
нормам и правилам). При определении размеров световых про-
емов нужно иметь в виду, что аппараты, подвешиваемые в меж-
дуэтажных перекрытиях вдоль периметра стен, заслоняют часть
естественного света. Искусственное освещение устанавливается
в пределах 20—25 лк. Кроме общего освещения, необходимо
обеспечить местное освещение у некоторых рабочих мест, как на-
пример у смотровых фонарей дезодораторов и отбельных аппа-
ратов, контрольно-измерительных приборов. В каждом цехе в не-
скольких местах необходимо предусмотреть штепсельные розет-
ки для переносных низковольтных ламп, нужных при осмотре и
ремонте оборудования (во взрывоопасных цехах — в герметич-
ном исполнении).
Таким образом, при устройстве вентиляции необходимо пре-
дусмотреть комплекс мероприятий, часть из которых должна
быть решена при проектировании строительных конструкций
здания: устройство окон, фонаря, проемов в междуэтажных пе-
рекрытиях. Приточно-вытяжная вентиляция имеет в этом случае
вспомогательное значение при основном методе — аэрации.
Местная вытяжная вентиляция устраивается для удаления вред-
ных веществ, выделяемых отдельными аппаратами (пыль у бун-
кера для разгрузки отбельной глины, водяной пар у мерников
для щелочи и соли и пр.).
Для уменьшения тепловых выделений на жировых предприя-
тиях необходимо предусматривать устройство эффективной изо-
ляции нагретых поверхностей, температура которых не должна
превышать 35—40°.
В табл. XX даны предельно допустимые концентрации ядови-
тых газов, паров и пыли в воздухе рабочей зоны, которые
должны учитываться 'при проектировании вентиляции.
48
МЕТОДЫ РАСЧЕТА РАСХОДА ПАРА, ВОДЫ И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Применение пара и его характеристика. В ка-
честве теплоносителя на жировых заводах применяется насы-
щенный или с небольшим перегревом водяной пар давлением у
теплопотребляющих аппаратов 3—4 ата. Исключение состав-
ляют процессы безреактивного расщепления жиров, гидрогени-
зации, дезодорации, для которых требуется пар давлением 25—
30 ата, и дистилляции глицерина, для которой нужен пар дав-
лением 12—15 ата.
В основном пар расходуется на нагревание сырья и материа-
лов, так как большинство процессов жиропереработки ведется
при повышенной температуре. В ряде процессов для перемеши-
вания реагирующих масс необходим острый пар (например, при
варке мыла, расщеплении жиров). В отдельных случаях пар
расходуется на химические реакции (получение водяного газа и
водорода контактным способом).
В последнее время в ряде производств, требующих повышен-
ных температур, применяют вместо пара повышенного давления
различные высококипящие органические теплоносители (ВОТ),
например смесь из дифенила и дифенилоксида.
Расчет необходимого тепла. В процессах жиропе-
реработки тепло расходуется на следующие цели:
а) нагревание материалов;
б) изменение агрегатного состояния вещества — плавление
твердого материала или испарение жидкости;
в) компенсацию потерь тепла в окружающую среду.
Количество тепла, необходимого для нагрева G кг материала
от начальной температуры tH до конечной tK, находится по урав-
нению
Q, = G с (tK — tH) ккал, (2—9)
где с — теплоемкость материала в ккал/кг град.
На изменение агрегатного состояния G кг вещества требует-
ся следующий расход тепла:
Q2 = Gr ккал, (2—Ю)
где г — скрытая теплота плавления или испарения данного ве-
щества в ккал{кг.
Значения теплоемкости и теплопроводности некоторых жи-
ров и масел даны в табл. II.
Расход пара на умеренное перемешивание принимается, по
практическим данным, в размере d„=0,25 кг1мин на 1 м2 попе-
речного сечения аппарата.
Расход тепла на компенсацию потерь в окружающую среду
подсчитывается по уравнению
Q3 = a.F(tcm — te) ккал1час, (2—11)
4 Зак. 1306
49
где: а — коэффициент теплоотдачи от наружной стенки аппара-
та к окружающему воздуху в ккал!м? час град;
F — поверхность наружной стенки аппарата в ж2;
— температура наружной стенки и воздуха в град.
Коэффициент теплоотдачи а является суммой двух коэффи-
циентов— конвекции ая и лучеиспускания а/.
а = ак + а-д ккал/м* час град. (2—12)
Коэффициент теплопередачи при тепловой конвекции опреде-
ляется критериями Прандтля и Грасгофа. Так как мы имеем
дело с воздухом и в узких температурных пределах, то все фи-
зические константы, входящие в" значение этих критериев (кро-
ме разности температуры tcm—te), можно считать постоянными,
тогда ах определится из уравнения
ак = k Vtcm — te ккал!м* час град. (2—13)
Коэффициент k зависит от расположения теплоотдающей по-
верхности.
Для вертикальной поверхности аппарата принимается k=
=1,70; для горизонтальной стенки:
а) обращенной вверх (крышки аппаратов) 6=2,16;
б) обращенной вниз (днища аппаратов) 6=1,13.
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием ал рассчитывает-
ся по формуле
/273 + tcm\j _ / 273 + te у
ал = С --------------------- ккал/м1 час град. (2—14)
1ст
Коэффициент излучения С зависит от качества теплоизлуча-
ющей поверхности; для абсолютно черного тела он равен 4,96.
Примерные значения этого коэффициента для некоторых по-
верхностей приведены в табл. XXII.
В табл. XXIII приведены некоторые значения коэффициен-
та теплоотдачи лучеиспусканием при среднем значении С=4 и
значение величин j/tcm—ta для определения а.к.
Пользуясь данными этих таблиц, можно определить тепло-
вые потери аппаратуры.
При проведении технологических процессов в аппаратах с
открытой поверхностью или с поверхностью, закрытой крышкой,
но сообщающейся с атмосферой при помощи вытяжных труб,
имеют место потери тепла от испарения жидкости. Тепло, рас-
ходуемое при этом, подсчитывается по уравнению (2—10). Не-
обходимо только правильно определить количество испаряюще-
гося вещества в единицу времени.
В табл. 4 приводятся практические данные о количестве вла-
ги, испаряющейся с 1 ж2 зеркала воды в течение часа.
50
Таблица 4
мг зеркала воды в течение часа
50 60 70 80 90 100
3,0 5,0 8,0 18,0 28,0 40,0
Количество влаги, испаряющейся с 1
Температура в ° ... 20 30 40
Испаряется воды в кг 0,9 1,5 2,0
При пользовании табл. 4 необходимо учитывать следующее:
а) если температура вещества в течение какого-то отрезка вре-
мени меняется, то следует брать среднее ее значение; б) ско-
рость воздуха над зеркалом испарения принята 1 м/сек, что1 при-
мерно имеет место при тепловой конвекции помещений со сред-
ней степенью вентилирования. При увеличении скорости воз-
духа на 0,5 м/сек испарение увеличивается на 22%, а при сни-
жении скорости воздуха на 0,5 м/сек — уменьшается на 20%;
в) значение величины г (теплота испарения) следует принимать
при фактической температуре испарения.
Обычно для аппаратов непрерывного действия рассчитывает-
ся расход тепла за 1 час, для аппаратов периодического дей-
ствия — за цикл работы. В последнем случае следует иметь в
виду, что уравнение (2—11) дано для компенсации часовой по-
тери тепла, а общие потери тепла подсчитываются за весь цикл.
Часто тепло, идущее на компенсацию потерь, не рассчиты-
вают, а принимают равным какой-то доле тепла (например, 5—
10%), необходимого для проведения технологического процесса.
Определение расхода греющего пара. Обозна-
чим через I ккал/кг теплоотдачу греющего пара, т. е. то коли-
чество тепла, которое передает 1 кг греющего пара нагреваемо-
му материалу. Тогда количество пара D, необходимое для по-
крытия расхода тепла Q, будет равно
D = О- кг. (2-15)
Для периодических процессов значение Q и D дается для
цикла работы аппарата (Q4 ккал/ц и £>ч кг/ц), при непрерыв-
ных процессах соответственно для 1 часа работы уста-
новки (Q ккал/час, D кг/час).
Полезная теплоотдача насыщенного водяного пара при на-
гревании через стенку паровой рубашки, трубчатого1 теплообмен-
ника или парового змеевика определяется из уравнения
/н = (гх ф- ie — iK) уи ккал/кг, (2—16)
где: г — теплота парообразования при данных параметрах во-
дяного пара;
х— степень сухости пара;
I, —теплосодержание влаги во влажном паре;
iK—теплосодержание отходящего конденсата;
4*
51
— коэффициент использования тепла, который учитывает
потери пара через конденсационный горшок и не-
плотности.
Заметим, что влага, находящаяся в паре, имеет температуру
насыщенного пара ts. Эту же температуру принимают и для от-
ходящего конденсата (пренебрегая незначительным его охлаж-
дением). Так как теплосодержание воды численно равно ее тем-
пературе, то для технических расчетов можно принять
С учетом этих данных уравнение (2—16) может быть упрощено:
1н = гх1]и. (2—17)
Для насыщенного водяного пара давлением 3 ата г—
=517,3 ккал!кг. При сухости пара ,г = 0,95 и коэффициенте ис-
пользования тепла т\и =0,95 полезная теплоотдача
, 1Н — 517,3-0,95-0,95 = 467 ккал[кг.
При изменении степени сухости насыщенного пара полезная
телоотдача насыщенного пара также изменяется. Применение
сухого насыщенного пара повышает его полезную теплоотдачу.
Поэтому целесообразно пар в котельной несколько перегревать
с таким расчетом, чтобы охлаждение его в паропроводах ком-
пенсировалось за счет перегрева и к аппаратам пар подавался
сухим, насыщенным.
Полезная теплоотдача 'пара давлением до 5 ата колеблется
в пределах от 455 до 513 ккал/кг, поэтому для приближенных
расчетов часто пользуются средней величиной, равной
500 ккал/кг.
В тех случаях, когда представляется возможным использо-
вать часть тепла конденсата (нагрев в змеевиках, нагрев при
больших перепадах температур между конденсатом и нагревае-
мым материалом), полезная теплоотдача пара может быть по-
вышена на 5—6%.
При -нагревании острым паром его полезная теплоотдача
подсчитывается по уравнению
/0 = ГХ + ig — tK, (2—18) ’
где tK—конечная температура нагреваемой массы.
При нагревании воды до кипения полезная теплоотдача пара •
давлением 3 ата равна (
10 — 517,3-0,95 + 133,4 — 100 = 524 ккал/кг. .
В температурном интервале от 30 до 100° для пара различ-
ного давления теплоотдача колеблется от 512 до 618 ккал/кг.
Для приближенных расчетов часто принимают /о=55О ккал/кг.
При работе на оборудовании периодического действия рас-
ход пара на проведение отдельных операций и на весь техноло-
52
гический процесс получается неравномерным. Поэтому для каж-
дого потребителя пара в соответствии с его режимом работы не-
обходимо найти почасовой расход пара. Суммируя часовые рас-
ходы пара по отдельным потребителям и нанося их на суточный
график работы оборудования, находят пиковые часовые нагруз-
ки по пару, необходимые для расчета парокотельных и паропро-
водов.
Расчет расхода воды. Расход воды Wi на охлажде-
ние 6 кг материала подсчитывается по уравнению
— G с кг, (2-19)
^к.в ~ ^н-в
где: tK„ и tH_t—конечная и начальная температура охлаждаю-
щей воды.
Расход воды на охлаждение и перевод в твердое состояние .
расплавленной массы подсчитывается по уравнению
П72 = G fr_+ <*« ~ /f2. (2-20)
С', в
Расход воды на конденсацию D кг паров через стенку ру-
башки или змеевика подсчитывается по уравнению
D(l~ (к'к) - кг, (2-21)
^к-в ~ ^н.в
где: /—теплосодержание конденсирующихся паров;
tK,K—температура уходящего конденсата.
Расход воды на конденсацию D кг водяных паров в конден-
саторе смешения равен
W4 = кг. (2-22)
' ^К‘в ^н.в
Расход воды на орошение, например в скрубберах, приведен
в главе 4 «Проектирование гидрогенизационных заводов».
Расход воды на технологические нужды (на растворение, про- .
мывку) принимается по данным технологических расчетов, на
бытовые и санитарно-технические нужды — по действующим
нормативам.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Электроэнергия, потребляемая на жироперерабатывающих
предприятиях, подразделяется на следующие категории:
1) силовая, приводящая в движение производственное, вспо-
могательное и транспортное оборудование; I
2) технологическая, используемая для получения водорода
53
методом электролиза воды, магнитной сепарации металлопци-
месей, эмульгирования токами высокой частоты и пр.;
3) энергия для нагревательных целей;
4) осветительная.
Для определения электрических нагрузок предприятия в це-
лом необходимо сначала установить нагрузки отдельных цехов.
Последние в свою очередь вычисляются исходя из установлен-
ной мощности токоприемников.
Установленная мощность Ру — это арифметическая сумма
номинальной паспортной мощности токоприемников, установлен-
ных в цехах и нормально работающих. Токоприемники, установ-
ленные у оборудования, находящегося в резерве или на случай
аварии, например пожарных насосов, .в расчет не принимаются.
Расчетная нагрузка Рн определяется из уравнения
Рн = Pv ^с~ Ру' — -° кет; (2—23)
(2-24)
wnc
где: Кс—коэффициент спроса;
К3—коэффициент загрузки токоприемников, который в
реальных условиях работы ниже номинальной мощ-
ности токоприемника. Для электродвигателей жиро-
вых предприятий /С, =0,8—0,9;
Ко — коэффициент одновременности, который учитывает
количество одновременно работающих токоприемни-
ков. Этот коэффициент может колебаться в широких
пределах <в зависимости от особенностей технологи-
ческого процесса, применяемой аппаратуры.
Как правило, процессы с непрерывной схемой про-
. изводства (например, непрерывная рафинация и гид-
рогенизация, непрерывное производство маргарина и
мыла) имеют высокий коэффициент одновременности
До=О,9. В процессах с периодически действующей
аппаратурой Ко—0,5—0,7;
—коэффициент полезного действия токоприемника;
т]^=0,8—0,9;
т|с — коэффициент полезного действия сети низкого на-
пряжения от подстанции до цеха; г]с =0,9—0,95.
Подставляя в уравнение (2—24) значения для Ко, на-
ходим, что коэффициент спроса колеблется в пределах от 0,55
до 0,95.
Из практики действующих заводов и по материалам ряда про-
ектов, разработанных Гипрожиром, можно принять следующие
коэффициенты спроса для масложировых предприятий.
54 »
Гидрогенизационный корпус........................
Маргариновый корпус .............................0,6
Мыловаренный /корпус:
а) производство хозяйственного мыла . . .0,5
б) производство туалетного мыла на поточных ли-
ниях ........................................0,6
Цех для получения водорода методом электролиза 1,0
Ремонтно-механические мастерские.................0,4—0,5
Склады . . ................................. 0,4—0,6
Затраты электроэнергии и мощность токоприемников на тех-
нологические нужды подсчитываются по нормативным данным
(чаще всего по данным заводов-изготовителей), исходя из рас-
хода на единицу изделия.
Расход электроэнергии на обогрев определяется по формуле
квт-ч, (2—25)
дэ-860
где: Q — расход тепла в ккал;
т] , — электротехнический к. п. д. нагревательных приборов;
т}а = 0,8—0,95;
860 — тепловой эквивалент 1 квт-ч в ккал.
Расход электроэнергии на осветительные цели подсчитывают
исходя из норм освещенности, установленных ГОСТом 3825-47.
Для производственных помещений предприятий масложировой
промышленности норма освещенности равна 9—10 в/м2 пола,
административных помещений 15—16 в/м2, производственно-
подсобных 6—8 в/м2, для складских 4—5 в/м2.
Удельный расход электроэнергии на единицу продукции опре-
деляется уравнением
7V— —гт- квт-ч/т, (2—26)
мг 1 ’
где: гр — число часов использования максимума силовой на-
грузки в часах в течение года. Для трехсменной рабо
ты, по практическим данным, принимается в среднем
Тр=4000 час.;
Мг—годовая мощность завода в т.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ ПЕРСОНАЛА
При разработке проектов строительства новых или рекон-
струкции действующих предприятий необходимо предусмотреть
максимум мероприятий по механизации и автоматизации произ-
водственных процессов, по механизации тяжелых и трудоемких
операций. Только в этом случае можно обеспечить выполнение
предприятием производственного плана при наименьших затра-
55
тах труда, когда в проектах с достаточной полнотой и тщатель-
ностью разрабатываются вопросы механизации и автоматизации
процессов внутри основного производства, но не решаются во-
просы механизации в подсобных и вспомогательных производ-
ствах и на транспорте. В результате этого численность персона-
ла на вспомогательных работах остается высокой и ее удель-
ный вес в общей численности растет.
Поэтому при разработке проекта для обеспечения высокой
производительности труда необходимо определить численность
работающих не только в основном производстве, но и в подсоб-
ных и вспомогательных цехах.
Численность рабочих, инженеров, техников и служащих уста-
навливается проектом в соответствии с разработанной организа-
цией производства.
Количество потребных рабочих по квалификациям устанав-
ливается по каждому цеху отдельно. Численность инженерно-
технических работников и служащих определяется по штатному
расписанию отдельно по цеховому и административно-управлен-
ческому персоналу.
Количество транспортных работников определяется в соответ-
ствии с проектируемым составом перевозочных средств и их ис-
пользованием в течение года с указанием планируемого грузо-
оборота по каждому виду транспорта — железнодорожному,
автомобильному, водному.
Делением годовой проектной мощности предприятия в натуре
или денежном выражении (в оптовых ценах предприятий) на
количество промышленно-производственного персонала получа-
ют годовую выработку на 1 работающего. Эта величина пред-
ставляет собой натуральное или денежное выражение произво-
дительности труда на данном предприятии.
СЕБЕСТОИМОСТЬ ПРОДУКЦИИ
Себестоимость получаемой продукции определяется в соот-
ветствии- с общепринятыми в промышленности методами состав-
ления плановых калькуляций на вырабатываемую продукцию.
Расходные нормы сырья, материалов, топлива и электроэнергии
принимаются по данным производимых расчетов, нормируемые
расходы берутся по аналогии с однотипными предприя-
тиями.
Сравнивая плановую калькуляцию себестоимости продукции
на проектируемом .объекте с калькуляцией продукции, выпускае-
мой однотипными предприятиями, и с действующими оптовыми
ценами на данную продукцию, определяют рентабельность про-
изводства, которая также является показателем экономичности
запроектированного объекта.
Глава 3
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАФИНАЦИОННЫХ ЦЕХОВ
Рафинационные цехи - строятся двух типов для рафинации
жиров, идущих на: а) пищевые нужды и б) на различные тех-
нические цели. Технологические процессы в этих цехах могут
вестись на аппаратуре периодического и непрерывного действия.
В последние годы в нашей промышленности все шире внедря-
ются методы непрерывной рафинации жиров.
Выбор технологических схем зависит от многих факторов:
вида и сорта исходного жира, назначения рафинируемого жира,
объема производства.
Наиболее распространенными являются следующие техноло-
гические схемы: а) щелочная рафинация черного хлопкового
масла в аппаратуре периодического действия; б) щелочная ра-
финация подсолнечного масла в аппаратуре непрерывного дей-
ствия при работе с сепараторами; в) полная рафинация сало-
маса для пищевых целей в аппаратуре периодического действия.
Перечисленные схемы не исчерпывают всех возможных прак-
тических случаев, однако приводимые далее расчеты позволяют
разрешить вопросы проектирования цехов для рафинации раз-
личных видов и сортов масел, имеющих разное назначение.
ЦЕХ РАФИНАЦИИ ЧЕРНОГО ХЛОПКОВОГО МАСЛА
Схема рафинации хлопкового масла методом эмульгирования
На рис. 7 показана схема рафинации хлопкового масла ме-
тодом эмульгирования, разработанная во ВНИИЖе. Из короб-
ки 1 на весах или из запасного бака 2 сырое масло насосом 3
качается в смеситель 5, где оно интенсивно смешивается с рас-
твором щелочи, поступающим из мерника 6.
Температура масла, поступающего в смеситель, должна быть
не выше 22—24°; для этого оно предварительно пропускается че-
рез трубчатый холодильник 4.
Для учета количества масла и щелочи, поступающих в сме-
ситель, на трубопроводах устанавливаются указывающие и ре-
гистрирующие приборы (на схеме не показаны).
Смесь масла и щелочи из смесителя непрерывно поступает в
эмульсатор 7, в котором образуется эмульсия мыла в масле.
Вследствие большой развивающейся при этом поверхности кон-
57
такта мыло адсорбирует на своей поверхности красящие веще-
ства и госсипол, благодаря чему масло хорошо осветляется.
Эмульсатор подает эмульсию в нейтрализатор 8, заполняя
его в течение часа. Затем туда же при перемешивании подается
вода, нагретая до 40—45°. В зависимости от кислотности масла
воду берут в количестве 4—10% к весу масла.
Содержимое нейтрализатора нагревают при перемешивании
до 50—55э. Затем пар выключают и перемешивание продолжают
до момента образования крупных хлопьев соапстока, после чего
массе дают отстояться в течение примерно 6—9 часов.
В результате отстаивания соапсток оседает на дно, откуда
он подается в соапсточник 9, а нейтральное масло передается в
промывной вакуум-сушильный и отбельный аппарат 10, в кото-
ром промывается и высушивается. Промытое и высушенное
масло отбеливается, фильтруется через фильтрпресс 16, после
чего отправляется на дальнейшую переработку. Отработанная
отбельная глина для извлечения из масла поступает в автоклав
68, в котором разваривается в присутствии слабого раствора
соды.
Схема собственно щелочной рафинации на этом заканчивает-
ся. В производственной практике эта схема встречается в не-
скольких модификациях, однако принцип ее и основное обору-
дование сохраняются.
Соапсток, получаемый при щелочной рафинации черного
хлопкового масла, обладает темным цветом и поэтому исполь-
зуется главным образом в производстве хозяйственного мыла,
которое также получается темного цвета, иногда с неприятным
запахом. Признано целесообразным выделять из соапстока жир-
ные кислоты, с тем чтобы их можно было рационально исполь-
зовать в производстве светлых сортов хозяйственного мыла и
для других технических целей. Описываемая схема предусматри-
вает получение из соапстока дистиллированных жирных кислот.
Для этого соапсток разбавляют водой и перекачивают насосом
9а в кислотоупорный аппарат 25, где его обрабатывают при пе-
ремешивании минеральной кислотой, например серной. Полу-
ченная в результате разложения мыла смесь жирных кислот и
нейтрального жира после промывки в аппарате 29 направляет-
ся в расщепительный цех. Полученные после расщепления жир-
ные кислоты поступают в бак 41, откуда засасываются в подо-
греватель дистилляционной установки 42. Нагретые до 90—110°
и высушенные жирные кислоты непрерывно поступают в дистил-
ляционный куб 43. Отгонка жирных кислот с водяным' паром
производится при температуре 230—240° и остаточном давлении
в кубе 5—10 мм рт. ст. Дистиллированные жирные кислоты кон-
денсируются в поверхностных конденсаторах 49 и 50, а водяной
пар и несконденсировавшиеся газы, пройдя ловушку 58, засасы-
ваются пароструйными эжекторами 54 и 55. Сконденсировав-
шиеся жирные кислоты собираются в сборник 51, откуда их пе-
58
llipdlbJlMrvj i
я 'В кубе,
тм ост и от
т на дис-
таве дан-
нерента-
эоапстоке,
делив ши е-
itkom это-
омыление
на разло-
сокраща-
юты, име-
киркомби-
)нным ме-
ьзованием
сото мето-
ic. 8. Мас-
оно отста-
откачива-
I на даль-
непрерыв-
пивается с
через до-
> щелочью
эгреватель
эка произ-
аденное о г
но отсасы-
6 и 7. По
в трубча-
18 также
я промыв-
гтся через
; 6, запол-
1ерника 15
ерывно от-
13 аппарат
в колонке
довательно
домывается
эбки 16.
59
такта мыло адсор
ства и госсипол, <
Эмульсатор пс
его в течение час:
вода, нагретая до
воду берут в кол
Содержимое н
до 50—55°. Затем
до момента образ
массе дают отсто|
В результате |
он подается в со:
промывной вакуу
ром промывается
масло отбеливает
чего отправляете
отбельная глина
68, в котором ра
соды.
Схема собстве
ся. В произволе'
скольких модиф:
дование сохрани:
Соапсток, п
хлопкового масл
зуется главным
которое также п
запахом. Призна
ные кислоты, с т
зовать в произв
для других технт
вает получение 1
Для этого’ соапс
9а в кислотоупо
ремешивании м: >
ченная в резуль
нейтрального ж
ся в расщепите^
ные кислоты по
греватель дисти
и высушенные я
ляционный куб
производится п
в кубе 5—10 мл
денсируются в
пар и несконде:
ваются паростр
шиеся жирные
58
риодически перекачивают в приемник 64, а из него отправляют
к месту использования. Гудрон, который накапливается в кубе,
периодически спускают в сборник 45 и далее, в зависимости от
его состава, либо вторично расщепляют и возвращают на дис-
тилляцию, либо выводят из производства.
В тех случаях, когда расщепительного цеха в составе дан-
ного предприятия нет, а строительство его является нерента-
бельным, можно нейтральный жир, содержащийся в соапстоке,
доомылить щелочью, разложить полученное мыло и.выделившие-
ся жирные кислоты подвергнуть дистилляции. Недостатком это-
го метода является дополнительный расход щелочи на омыление
нейтрального жира и повышенный расход кислоты на разло-
жение мыла. В то же время потери жира в гудроне сокраща-
ются, так как на дистилляцию поступают жирные кислоты, име-
ющие, глубину расщепления, равную почти 100%.
Непрерывная рафинация хлопкового масла
В рафинационном цехе гидрозавода Казанского жиркомби-
ната рафинация черного хлопкового масла эмульсионным ме-
тодом производится в непрерывном потоке с использованием
^оборудования, ранее установленного для периодического мето-
да работы.
I Схема непрерывной рафинации представлена на рис. 8. Мас-
’ло из запасных баков подается в приемники 1. Здесь оно отста-
ивается, отделившаяся вода и фуз снизу аппаратов откачива-
ются насосом 9 в сборник 13, ив которого передаются на даль-
нейшую утилизацию. Отстоявшееся масло насосом 17 непрерыв-
но подается через дозатор 10 в смеситель 2, где смешивается с
раствором щелочи, который поступает из мерника 14 через до-
затор 11. Из смесителя 2 грубая эмульсия масла со щелочью
вихревым насосом 19 подается через трубчатый подогреватель
3 в низ отстойника-разделителя 4. Отделение соапстока произ-
водится непрерывно при Z = 55—65° Масло, освобожденное or
соапстока, поднимается в верх аппарата 4, откуда оно отсасы-
вается насосом 18 и передается в промывные колонки 6 и 7. По
пути от разделителя к колонкам масло подогревается в трубча-
том подогревателе 5 до температуры 90°. К насосу 18 также
подводится из мерной коробки 15 солевой рассол для промыв-
ки. Образующаяся водно-масляная эмульсия подается через
дырчатый распределитель в низ промывной колонки 6, запол-
ненной рассолом. Рассол непрерывно подается из мерника 15
через душирующие устройства в верх колонки и непрерывно от-
водится через переливную трубу 21 снизу колонки в аппарат
для разложения мыла серной кислотой. Всплывшее в колонке
6 масло, частично освободившееся от мыла, последовательно
самотеком переходит во вторую колонку 7, где промывается
пресной, нагретой до 95° водой, поступающей из коробки 16.
59
Рис. 7. Схема рафинации черного хлопкового масла методом эмульгирования с последующим разложением соапстока и дистилляцией жирных ки(
/—коробка на весах для приема сырого масла; 2—бак сырого масла; \3—насос для масла; 4—холодильник для масла; 5—смеситель масла и щелочи; 6—мерник щелочи; 7—эмульсатор; 8—нейтрализатс
соапстока; 10—промывной вакуум-сушильный и отбельный аппарат; //—'.мерник раствора соли; 12—мерник конденсата; 13—мерник воды; /*•—:коробка для сборного жира; 15—насос для масла; 16—фильт
для промывной воды; 19—поверхностный конденсатор; 20—вакуум- насос; .21—вакуум-монжю для мутного масла; 22^— коробка для приема рафинированного масла; 23—насос для рафинированного масла;
ного масла; 25—аппарат для разложения соапстока; 26— мерник серной кислоты; 27—промежуточная коробка для жирных кислот и нейтрального жира; 28— насос для жирных кислот и нейтрального
жирных кислот и нейтрального жира; 30—жироловушка: ЗЬ— бак на весах для промытых жирных кислот и нейтрального жира; 32—насос; 33—Жироловушка- 34—насос; 35— бак для нейтрализации кислых 1
ка; 37—воздухоструйный элеватор; 38—мерник известкового молока; 39—насос для нейтральных вод; 40^-коробка на весах для сырых жирных кислот: 41—бак для сырых жирных кислот; 42—подогреваг
каплеотбойник; 45—сборник недистиллированных жирных кислот; 46— насос; 47—коробка для гудрона; 48—парогенератор ВОТ; 49—первый _конденсатор жирных кислот; 50—второй конденсатор жирны?
ных жирных кислот; 52—насос 'для жирных кислот; 53—коробка на весах для дистиллированных жирных кислот; 54—пароструйный Л^ектоР первой ступени; 55—пароструйный эжектор второй ст;
рами; 56—вакуум-насос; 57>—барометрический колодец; 58—ловушка; 59>—промежуточный сборник; 60—поверхностный холодильник; Ы ^ЛСОс ^ля охлаждающего конденсата; 62—напорная коробкг
приемник для дистиллированных жирных кислот; 65— насос для жирных кислот; 66—жироловушка; 67>—смеситель отработанной отбельной глины; 5л—автоклав для извлечения жира из отработанной отбельной
1 жира.
ма рафинации черного хлопкового масла методом эмульгирования с последующим разложением соапстока и дистилляцией жирных кислот:
via; 2—бак сырого масла; —насос для масла; 4—холодильник для масла; 5—смеситель масла j
и отбельный аппарат; //—'мерник раствора соли; 12—мерник конденсата; 13—мерник воды;' 14
конденсатор; 20—вакуум-насос; .21—вакуум-моижю для мутного масла; 22»—коробка для приема pi
апстока; 26—меринк серной кислоты; 27—промежуточная коробка для жирных кислот и нейтрал!
•кироловушка; 31*— бак на весах для промытых жирных кислот и нейтрального жира; 32— насос; &Я
к известкового молока; 39— насос для нейтральных вод; 40— коробка на весах для сырых жирны!
1ных жирных кислот; 46—насос; 47—коробка для гудрона; 48—парогенератор ВОТ; 49—первый!
х кислот; 53—коробка на весах для дистиллированных жирных кислот; 54—пароструйный М
колодец; 58—ловушка; 59— промежуточный сборник; 60—поверхностный холодильник;
слот; 65— насос для жирны^ кислот; 66—жироловушка; 67*— смеситель отработанной отбельной глинь!
жира. 1
щелочи; 6—мерник щелочи; 7—эмульсатор; 8—нейтрализатор; 9- оапсточник; 9а—насос для
коробка для сборного жира; 15— насос для масла; 16—фильтрпресс: /7—жироловушка; 18—насос
тированного масла; 23—насос для рафинированного масла; 24—бак на весах для рафинирован*
>ГО жира; 28—насос для жирных кислот и нейтрального жира;! 29—аппарат для промывки
сиро ловушка- 34—насос; 35—бак для нейтрализации кислых вод; смеситель известкового моло-
кислот; 41— бак для сырых жирных кислот; 42—подогреватель; 4г—дистилляционный куб; 44—
энденсатор жирных кислот; 50—второй конденсатор жирных кислэт; 51*—сборник дистиллировая-
Стор первой ступени; 55—пароструйный эжектор второй ступени Ъ промежуточными коидеисато-
Йсос для охлаждающего конденсата,- 62—напорная коробка для конденсата; 63—насос; 64—бак—
автоклав для извлечения жира из отработанной отбельной глин^; 69—коробка для технического
Промытое масло стекает в сборник 8, из которого оно на-
правляется на сушку и фильтрацию, а промывные воды через
трубу 22 — на подкисление.
Соапсток, отделившийся в разделителе 4, отводится через
переливную трубу 20 в соапсточник 12, откуда насосом 23 от-
качивается на утилизацию.
При работе по этой схеме применяется щелочь концентра-
цией 135—140 г/кг.
------Сырое маем
------Ради и и рое том
------Лроштае масло
-•-’—Соапстог
-----<Руз
-----Щелоче
-•—-8оЗа
-----Ра стар соли
Рис. 8. Схема непрерывной рафинации черного хлопкового масла-
1—приемники сырого масла, объемом 30 г; 2s—смеситель объемом 1,5 /и3; 3—подогрева-
гель трубчатый; 4—разделитель масла; 5—подогреватель; 6, 7—промывные колонки;
8—сборник нромытого масла; 9—насос для фузов; СО—дозатор для масла; 11—дозатор
для щелочи; /^' -соапсточник: 13—сборник фуза; 14—мерник раствора щелочи; 15— мер-
ник раствора соли; 16—коробка для воды; 17, Г8—насосы; 19—вихревой насос; 20—пере-
ливная труба для соапстока; 21, 22—переливные трубы для мыльной воды; 23—насос.
Производительность цеха при четырех аппаратах емкостью
по 30 т составляет 120 т в сутки. Отношение омыленного жира
к нейтральному в соапстоке, 'по данным Казанского жирком-
бината, колеблется от 2>: 1 до 4:1. Общее содержание жира в
соапстоке 30—50’%. Содержание мыла в масле: после раздели-
теля 0,07—0,2%, после первой колонки — 0,05—0,09%, второй
колонки 0,02—0,05'%. После сушки и фильтрации мыло в масле
отсутствует. Содержание мыла в промывной воде до подкисле-
ния — 2%, после подкисления — следы.
Как видно из схемы, к обычному оборудованию цеха, рабо-
тающему по периодической схеме, добавляются две промывоч-
ные колонки и два подогревателя.
60
Сырьевой баланс
Баланс рафинации черного хлопкового масла приводится на
примере рафинационного цеха при гидрозаводе мощностью
100 т рафинированного масла в сутки.
Для расчета принимается, что на рафинацию поступает прес-
совое и экстракционное масло с начальной кислотностью Кн—
= 6 мг КОН. Эта кислотность значительно выше средней кис-
лотности вырабатываемого масла, но для расчета аппаратуры
принимается масло низших сортов, что обеспечивает заданную
производительность цеха. Технологическая схема рафинации
принята с применением метода эмульгирования периодического
действия.
Щелочная рафинация. Нейтрализация жирных кислот
производится раствором натровой щелочи концентрацией а —
= 150 г/кг.
Расчеты приводятся на 1 т нерафинированного масла.
Теоретический расход каустической соды Щ на нейтрализа-
цию определяется из уравнения
Ж'„КНМШ 1000-6-40
Щ= 56,1-1000 ~ 56,1-1000 ~ 4,26 кг1т> (3~-1)
где: —вес исходного масла; Ж'о= 1000 кг;
Кн — кислотное число масла; Кн = 6;
—молекулярный вес натровой щелочи; 714^=40;
56,1—молекулярный вес КОН.
Количество жирных кислот, связанных теоретическим коли-
чеством едкой щелочи, равно
Жщ = = 4,26-282 = 30,2 кг, (3 -2)
щ мщ 40- v ’
где — средний молекулярный вес жирных кислот хлопково-
го масла; ЛД =282.
Количество связанных жирных кислот при коэффициенте из-
бытка щелочи 2 равно
Ж'щ = 2Жщ = 2-30,2 = 60,4 кг.
Для расчетов условно принимается, что свободная щелочь,
уходящая в соапсток, компенсируется тем, что в рафинирован-
ном масле остается некоторое количество свободных жирных
кислот.
В нейтрализованном масле после отделения соапстока оста-
ются связанные в виде мыла жирные кислоты в количестве
<W(?=0,15% = 1,5 кг. Таким образом, в соапсток переходит
связанных жирных кислот
Ж г = Ж'щ ~ Ж 6 = 60,4 - 1,5 = 58,9 кг.
61
Ио данным действующих заводов, в соапсток вместе со свя-
занными жирными кислотами переходит примерно двойное ко-
личество нейтрального масла:
Жт = 58,9-2 = 117,8 кг.
Кроме того, в соапсток уходит нежировой комплекс, который
в сыром хлопковом масле содержится в среднем в размере
0,7%, или Нк = 7 кг.
Общий отход масла в соапсток
Жс^Жг+ Жт % НК = Б8,9+ 117,8 + 7= 183,7 кг.
Выход масла после щелочной нейтрализации
Жн=^Ж'р-Жс~ 1000— 183,7 = 816,3 кг.
Промывка масла. Масло после нейтрализации промы-
вается водой и конденсатом. Расход воды на 4 промывки со-
ставляет примерно 40% от веса масла и равен
Wn = /VfK-0,4 = 816,3-0,4 = 325 л=325 кг.
Водой удаляется из масла 'Примерно 95% связанных жир-
ных кислот и механически уносится некоторое количество ней-
трального масла. Согласно практическим данным, концентрация
жира в воде Ь'^ 12 г/кг. Унос масла с промывной водой равен
Опр — Wnb—828A2 — 3900 г = 3,9 кг,
в том числе:
связанных жирных кислот
Ж3=Жб-Ъ,95 = 1,5-0,95 = 1,4 кг,
нейтрального масла
Жв = Опр - Ж3 = 3,9 - 1,4 = 2,5 кг.
Из-3,9 кг масла О'пр-=2 кг масла улавливается в цеховой
жироловушке и возвращается в производство, а оставшееся мас-
ло (О"„р — Опр — О'пр =3,9—2=1,9 кг) вместе с водой добав-
ляется к соапстоку при его разбавлении перед разваркой.
Выход промытого масла
Жп = ЖН — Опр = 816,3 - 3,9 = 812,4 кг.
Отбелка масла. Расход отбельных глин принимаем в
размере 2% от веса масла
7% = ^-0,02 = 812,4-0,02= 16 кг.
При маслоемкости отбельных глин 0,5 отход масла при от-
белке
Оо = Го-0,5 = 16-0,5 = 8 кг.
62
Выход отбеленного масла
Жо = Жп-О0 = 812,4 — 8 = 804,4*2.
Баланс жиров в отходах. 1. Соапсток, полученный
после щелочной рафинации, подвергается обработке солью, при
этом выделяется и возвращается в производство примерно по-
ловина увлеченного им нейтрального масла:
Вп=Жт-0,5 = 117,8-0,5 = 58,9 кг.
После обработки солью в соапстоке остается масло
Ж'с = Жс — Вп = 183,7-58,9 = 124,8 кг.
К соапстоку добавляются промывные воды, содержащие по-
сле цеховой жироловушки О"пр = 1,9 кг жира.
Итого масла в соапстоке
Ж‘= Ж'с+ о’п= 124,8 + 1,9 = 126,7 кг.
2. При обработке отработанных отбельных глин в автоклаве
смесью соды и соли извлекается около 92% поглощенного
масла.
Выход технического жира
О%== Оо-0,92 = 8-0,92 = 7,4 кг.
Остальное количество представляет собой безвозвратные по-
тери, при отбелке
Ооб = Оо — О'о = 8 — 7,4 = 0,6 кг.
Прочие безвозвратные потери в производстве принимаем
Об = 3 кг.
Выход рафинированного масла
Жр = Ж0 — 0^-= 804,4 — 3 = 801,4 кг.
Полученные расчетом данные сведены в табл. 5.
Расход сырого масла на 1 т рафинированного (с учетом воз-
bj) эта)
Для получения I т рафинированного масла должно быть про-
пущено через рафинационную аппаратуру
, 2Л'%-1000 1000-1000-
жр = Ь01,4 =
= 1247,8 кг сырого масла. (3-4)
63
Таблица 5
Сводная таблица отходов и потерь при рафинации черного
хлопкового масла с начальной кислотностью 6 мг КОН (в кг)
Наименование Выход ГО- ТОВОЙ про- дукции и полуфаб- риката Всего от- ходов и потерь В том числе
отходы безвоз- вратные потери
возвращае- мые в про- изводство Ов исполь- зуемые на техниче- ские нужды
Исходное масло Жр' . 1000 — — —-
Масло после щелочной нейтрализации Жн, . . 816,3 — — —— —
Масло, отходящее в соап- сток, Жс . . ... — 183,7 58,9 124,8 —
в том числе: а) связанные жирные кислоты Жг 58,9 58,9
б) нейтральное масло Жт — 117,8 58,9 58,9 —
в) нежировой комплекс нк • • — 7,0 — 7,0 —
Масло после промывки жп 812,4 — — — —
Отход масла при про- мывке Опр — 3,9 2 1,9 —
Отход масла при отбелке Оо ......... — 8 — 7,4 0,6
Выход отбеленного масла Жо 804,4 — — —. —
Прочие безвозвратные потери Og — 3,0 — — 3,0
Выход рафинированного масла Жр ....... 801,4 — —'
Всего отходов и потерь . — 198,6 60,9 134,1 3,6
Всего отходов и потерь за вычетом возвращае- мых в производство — 137,7 — 134,1 3,6
Расход вспомогательных материалов
Каустическая сода. Расход щелочи на нейтрализацию
1 т масла с кислотностью 6 мг КОН при коэффициенте избытка
2 равен 2Щ = 2 • 4,26 = 8,52 кг. При содержании едкого натра
в продажной каустической соде в количестве 92% расход ее со-
ставит
ЧЩ = 8,52 ^93
0,92 0,92 ~ ’
кг.
64
Нейтрализация проводится раствором щелочи концентраци-
ей а — 150 г/кг. Расход раствора щелочи на 1 т масла
... 2Щ-10С0 8,52-1000 с_
Щп = —-----------------= 57 кг.
р а 150
Поваренная соль, а) После нейтрализации жир один
раз промывают 10%-ным солевым раствором. Расход соли на
промывку составит
1Г..0,1|= 325.<м_ г
1 4 4
б) На обезжиривание 1 т отработанных отбельных глин рас-
ходуется 300 кг соли. Расход соли на 1 т масла
с = (Го + Оо) 300 _ (16 + 8) 300 = 7 2 кг
2 1000 1000
в) Расход сухой соли на отсолку соапстока равен примерно
5% от веса жиров в соапстоке:
С3 =^.0,05 = 183,7-0,05 = 9,2 кг.
Суммарный расход соли
с = С\ + Съ + Cs = 8,1 + 7,2 + 9,2 =& 25 кг/m.
Сода кальцинированная. На обезжиривание отрабо-
танных отбельных глин при расходе 100 кг/т удельный расход
соды на 1 т масла составит
с (Го + Оо) 100 = (16 + 8) 100 = 2 4 кг
д 1000 1000
Обработка соапстока
Обработка соапстока перед дистилляцией, как указано выше,
может производиться по двум вариантам.
Вариант первый. Соапсток подвергается разложению
серной кислотой, промывке и последующему дорасщеплению.
Расщепленные жирные кислоты дистиллируются. В результате
обработки соапстока серной кислотой получается смесь жирных
кислот и нейтрального жира с выходом примерно 98%. Коли-
чество смеси в рассматриваемом примере
Жсл = /УГ-0,98 = 126,7-0,98 = 124,1 кг.
Потери при разложении и промывке Осл = 2,6 кг.
В этой смеси содержится жирных кислот Х/й(=60,4 кг:.
остальное — нейтральный жир и нежировой комплекс в количе-
стве Н'к = 5 кг (2 кг нежирового комплекса разрушено при об-
работке кислотой).
5 Зак. 1306
65
Кислотность полученной смеси жира составит в %
^-100=60,4-100 3_5)
Лсл— Жсл 124,1 » /о
Направляя смесь на расщепление и принимая глубину рас-
щепления Грл = 9О°1о и выход жирных кислот 95% от веса ней-
тральных триглицеридов, получим потери при расщеплении
о = Жсл(Грл — Ксл}Ь,№ = 124,1 (90 - 48,6) 0,05 = g
Рл 100 100 ’
Выход жирных кислот, направляемых на дистилляцию,
Жд = Жсл - Орл = 124,1 - 2,6 = 121,5 кг.
Эти жирные кислоты содержат 5 кг нежирового комплекса
(Н'к) и нейтральный жир.
Количество нейтрального жира
Жнл = Жсл-Ъ,\ — H'K=V2A,\-0,1 -5 = 7,4 кг.
В результате дистилляции в кубе остается гудрон, в который
переходит нейтральный жир (Жнл), нежировой комплекс (Я\)
и примерно 25%' свободных жирных кислот.
Выход гудрона
+ И’к) 100 = (7,4 + 5) 100 = w 5 кг
75 75 ’ ’
Угар при дистилляции, равный Г%, составит
0^ = ^.0,01 = 121,5-0,01 = 1,2 кг.
Выход дистиллированных жирных кислот
— (Г+Ор) = 12!,5-(16,5+ 1,2) = 103,8 кг.
Выход дистиллированных жирных кислот в % к весу:
а) жира, направляемого на разложение,
J%-100 103,8-ЮО _ по/ .
Ж"с 126,7
б) жира, прошедшего щелочную рафинацию,
ТКк-ЮО = 103,8-100 _ 1() 40.
Ж’р 1000 ’ °‘
Выход глицерина сапонификата с учетом 10% потерь на опе-
рациях очистки и упарки глицериновой воды составит
0,0546-Э-Л,,-0,9 0,0546-100,8-90-0,9 . ко,
Г — ---------------—------------------- = 4,5и/0,
' л 100 100 . • . 1 - i
66
где: 0,0546 — глицериновый коэффициент;
Э — эфирное число смеси жирных кислот, равное 100,8,
которое находится как разность между числом
омыления хлопкового масла (198) и числом кислот-
ности смеси (2-Ксл = 2-48,6 = 97,2); отсюда эфир-
ное число 3=198—97,2=100,8;
0,9—коэффициент выхода глицерина за вычетом потерь
при обработке.
Расход серной кислоты на разложение мыла в соап-
стоке (по израсходованной щелочи) находим из уравнения
о 2ЩМ. 8,52-98 1Л _
Sj = ———* = —2—-— «= 10,5 кг,
2МЩ 2-40
где Л43 — молекулярный вес серной кислоты, равный 98.
Для полноты разложения, учитывая большую загрязненность
жира, принимаем избыток серной кислоты 15%, что составляет
Su - Si-0,15 = 10,5-0,15 = 1,5 кг.
Полный расход серной кислоты
S2 = Si +SU= 10,5+ 1,5 = 12 кг.
В пересчете на купоросное масло с содержанием H2SO4 =
= 92 % получим
Sm~ 92
Расход серной кислоты на
правляемого
(3-6)
$2-100 12-100
------—---------= 13 кг.
92
1000 кг жира в ооапстоке, на-
13-1000
--------= 100 кг.
126,7
То же, в
ных жирных
на разложение,
qz _____ $.и* 1000
Л/ v-//
ХП с
пересчете на 1000 кг получаемых дистиллирован-
кислот
г,-__ $м' юоо
-Jju —
13-1000
------% 126 кг.
Жк 103,8
извести. Известь идет на нейтрализацию избыт-
ка серной кислоты в воде, спускаемой в канализацию после раз-
ложения мыла. Расход извести определяется по уравнению
л, _ 5«-Миэ-К-100 1,5-56 1,1-100 _
Г13 —-----—-------= ——~ 1,4 кг, (0—1)
Расход
Л14т)из 98-67
где:Л4вз—молекулярный вес негашеной извести (СаО); М„.~
= 56;
К— коэффициент избытка извести; К— 1,1;
'iaa—содержание активной окиси кальция в продажной из-
вести; Г|вз = 67%.
5*
67
Соответственно на 1 т жира в соапстоке И'3 = 11 кг; на 1 г
дистиллированных жирных кислот И"3 = 14 кг.
Вариант второй. Жир в соапстоке после извлечения ча-
сти нейтрального жира доомыливается щелочью; полученное
мыло разлагается серной кислотой и далее направляется на
дистилляцию.
Расход едкого натра на доомыление нейтрального жира
щ,___ {(Жт ~ вп) + Опр) Мщ __
~мк ~
д[<11Л8-53.9>-И.Э|40 _8|6 ет. (3-8)
282 ' ’
Расход 92%-ной каустической соды
2 0,92
Количество получаемых жирных кислот после разложения
мыла и промывки при Г% потерь
^ = ^.0,99 = 126,7-0,99= 125,4 кг.
В смеси, направляемой на дистилляцию, содержится Нк =
~ 7 кг нежирового комплекса и около 1% (1,3 кг) неомыленно-
го жира. В соответствии с вышеприведенными расчетами выход
гудрона при дистилляции этих жирных кислот
^(-^3)100^.^
75
За вычетом угара при дистилляции О'д = 1,3 кг выход ди-
стиллированных жирных кислот
Ж'к = Ж'д — (Л + О'д) - 125,4 -(И + 1,3)= 113,1 кг,
что составляет в % к жиру, направленному на разложение, —
89,2, на щелочную рафинацию — 11,3.
Расход серной кислоты на разложение мыла при
H2SOt = 92% и при избытке 15%
S' = + ZZTlAfy 1,15 _
М~~ 2Л4ч-0,92 ~
(8.52 +8,6)-98-1,15 ос .
~ 2----------------= 26,4 кг.
содержании
(3-9)
2-40-0,92
В пересчете на 1 т жира в соапстоке расход серной кислоты
составит 208 кг, на 1 т дистиллированных жирных кислот —
234 кг.
Расход извести на нейтрализацию избыточной серной кис-
лоты в соответствии с вышеприведенными расчетами составит
68
на 1 “т рафинируемого масла И3 = 3 кг, 1 т жира в соапстоке
И'3 =24,0 кг, 1 т дистиллированных жирных кислот И"э~27,0 кг
Результаты, полученные по обоим вариантам обработки со-
апстока, сведены в табл. 6.
Таблица 6
Сопоставление выхода дистиллированных кислот и расхода химикатов
при обработке соапстока
Варианты
Наименование статьи первый второй
Выход дистиллированных жирных кислот в кг на 1 m рафинируемого жира Жк и Жк' • 103,8 113,1
Выход дистиллированных жирных кислот в % к жиру в соапстоке ....... «... 81,9 89,2
Расход щелочи на доомыление нейтрального жира в соапстоке в кг/m рафинируемого жира ........ — 9,3
То же, на 1 т дистиллированных жирных кислот — 82,3
Расход серной кислоты на разложение мыла в кг/т рафинируемого жира и S‘M . . . 13 26,4
То же, на 1 т дистиллированных жирных кислот • . 126 234
Выход глицерина в кг1т рафинируемого жира гл 5,5 —
То же, в % к жиру в соапстоке 4,5 —
Сопоставляя результаты, получаемые по обоим вариантам,
находим, что по первому варианту выход дистиллированных
жирных кислот примерно на 10 кг меньше, чем по второму,
вследствие больших отходов жира в гудрон. В то же время при
этом варианте можно получить 5,5 кг сапонификационного гли-
церина. При работе по второму варианту хотя и увеличивается
выход дистиллированных кислот, но теряется глицерин и появ-
ляется добавочный расход 9,3 кг щелочи на доомыление ней-
трального жира и увеличивается расход серной кислоты на по-
следующее разложение мыла примерно на 13,4 кг/т.
Исходя из этих расчетов, следует считать, что первый ва-
риант переработки соапстока является более рациональным и
его следует применять там, где в составе предприятия имеется
расщепительно-глицериновый цех. При отсутствии такого цеха
можно применить второй вариант, так как строительство от-
дельного расщепительно-глицеринового цеха для переработки
69
жира, выделяемого из соапстока, экономически не всегда оправ-
дано.
В табл. 7 приведен сырьевой баланс рафинации черного
хлопкового масла с учетом переработки соапстока по первому
варианту.
*' Таблица?
Баланс масла при рафинации черного хлопкового масла для
технических нужд. Начальная кислотность масла 6 мг КОН (в кг)
Наименование При разложении соапстока и дистил- ляции жирных кислот Без разложения соапстока и дистил- ляции жирных кислот
иа 1 т масла
сырого рафиниро- ванного сырого рафиниро- ванного
Расход масла, направляемого на рафинацию, Ж"р. ... .... 1000 1247,8 1000 1247,8
Возврат масла в производство 60,9 76,0 60,9 76,0
Расход сырого масла за вычетом возврата Ж ... 939,1 1171,8 939,1 1171,8
Выход рафинированного масла Жр 801 ,4 10^0 801,4 1000
Выход дистиллированных жирных кислот Жк • 103,8 129,6 — —
Отходы масла в соапсток Ж’с . . — — 124,8 155,8
Отходы масла с промывными во- дами .... —. — 1,5 1.8
Отходы масла с отбельной глиной о»’ 7,4 9,2 7,4 9,2
Отходы жира с гудроном Г . . • 16,5 20,5 — —
Безвозвратные потери • • .... 10,0 12,5 4 5
в том числе
при щелочной рафинации Og . . 3.0 3,7 3 3,8
в отработанной отбельной глине ооб... . 0,6 0,7 0,6 0,7
при разложении и промывке соапстока Осл 2,6 3,3 —— —-
при расщеплении Орл 2,6 3,3 —— —
, дистилляции Og 1,2 1,5 — —
, промывке , . —— — 0,4 0,5
Расход вспомогательных материалов на рафинацию черного
хлопкового масла, включая обработку соапстока, приведен в
табл. 8.
70
Таблица 8
• Расход вспомогательных материалов иа рафинацию черного хлопкового
масла
Расход в кг иа 1 т масла
Наименование материала сырого рафиниро- ванного сырого рафиниро- ванного
при разложении соапстока без разложения соапстока
Сода каустическая 9,3 11,6 9,3 11,6
Сода кальцинированная 2,4 3,~0 2,4 3,0
Отбельная глина . 16,0 20 16,0 20
Кислота серная . 13,0 16,3 — —
Известь . . 1,4 1,8 — —
Соль поваренная 25.0 31,3 25 31,3
Фильтровальная ткань в пог. м . . 0,15 0,18 0,15 0,’8
можно
расчетов
На основании приведенных
ную таблицу грузооборота рафинационного цеха
составить свод-
(табл. 9).
Таблица 9
Грузооборот (по весу нетто) рафинационного цеха мощностью 100 т
рафинированного хлопкового масла для технических целей
(начальная кислотность черного хлопкового масла 6 мг КОН)
Наименование Норма расхода в кг!т рафиниро- ванного масла Расход в т
в сутки в год (320 дней)
Сырое масло . 1171,8 117,2 37500
Рафинированное масло 1С00.0 100,0 32000
Дистиллированные жирные кис- лоты . . ., • , . . 129,6 12,9 4128
Жир технический (из отбельной глины) • . . . . 9,2 0,92 294
Отходы жира в гудроне ..... 20,5 2,1 656
Сода каустическая . • . . . . . . 11,6 1,16 371
Сода кальцинированная .... 3,0 0,3 96
Отбельная глина . . 20 2,0 640
Соль поваренная 31,3 3,13 1002
Серная кислота г . . 16,3 1,63 522
Известь • 1,8 0,18 58
Фильтровальная ткань в пог. м 0,18 18 5800
71
РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Расчет оборудования дается на мощность цеха Мрс= 100 т
рафинированного хлопкового масла в сутки; при этом в аппа-
ратуре должно быть переработано
Мвс-Ж0" 100-1247,8
№ис = —ПХЮ~ = 1000 = 124,8 m масла-
Суточный расход масла с учетом отходов, возвращаемых в про-
изводство, составит, согласно данным табл. 9, Мсс = 117,2 т
сырого хлопкового масла с начальным кислотным числом 6 мг
КОН.
Смеситель
Смеситель (рис. 9) служит для кратковременного контакта
жира с раствором щелочи. Аппарат стальной, сварной, верти-
кальной конструкции. Размешивание производится мешалкой
турбинного типа, делающей 300 об/мин., которая приводится
в движение от электродвигателя через текстропную передачу.
Для расчета смесителя непрерывного действия принимается:
а) длительность смешения жира с раствором щелочи тм =
=30 сек.;
б) длительность работы смесителя, соответствующая време-
ни заполнения нейтрализатора, с загрузкой 22 т, Ti=50 мин.;
в) количество прокачиваемого масла G4=22 т;
г) коэффициент заполнения смесителя ср = 0,7 т;
д) расход 100%-ной щелочи для нейтрализации свободных
жирных кислот 2Щ = 8,52 кг/т;
е) концентрация раствора щелочи а =150 г/кг.
Объем хлопкового масла Уж при ^=20° и у=0,917 т/м3
равен
22
V — —------------94. м3
v ж— 7 — о,917 ~ '
Для рафинации 22 т масла объем раствора щелочи Vщ кон-
центрацией а=150 г/кг и удельным весом 7^=1,17 равен
С„-2Щ 22-8,52
а-Чщ = 150-1,17 ~ 1 ’1 Л<3-
Полный объем смесителя непрерывного действия определяет-
ся из уравнения
« г \ лс 1 щ/ ц
с 60 Tj у
= I24 = o,38 м*. (3-10)
60-50-0,7 ’ ' '
72
Принимаем следующие размеры смесителя: диаметр 0,7 м;
высота 1,1 м, полный объем 0,40 м?.
Рис. 9. Смеситель для эмульсионной рафинации:
/—корпус; Э—турбинная мешалка; 3—гребни; 4—электродвигатель;
5—клиноременная передача.
В сутки смеситель работает
Мас-ъ 124,8-50 , -
"61~ =------------— 4,7 часа.
Сч-60 22-60
Следовательно, для обеспечения заданной мощности цеха доста-
точно одного смесителя.
73
Нейтрализатор
Нейтрализатор (рис. 10) предназначен для проведения про-
цесса щелочной нейтрализации жиров. Представляет собой вер-
тикальный стальной сварной аппарат цилиндрической формы с
коническим дном, подвешиваемый к несущим конструкциям с
помощью четырех лап.
Для нагревания жира нейтрализатор имеет паровую рубаш-
ку, рассчитанную на рабочее давление 3 ата, и механическую
мешалку грабельного типа с 'приводом от индивидуального
электродвигателя через редуктор и кулачковую муфту.. Нейтра-
лизатор снабжен улитковыми вращающимися распылителями
для слабых растворов щелочи и воды, дырчатым змеевиком для
крепкой щелочи, распылительным кольцом с сетками-душами
для солевого раствора, шарнирной трубой для откачки нейтра-
лизованного жира, ртутным термометром, контролирующим тем-
пературу, и градуированной рейкой для определения количества
подаваемого жира. В вершине конического днища нейтрализа-
тора имеется спускной патрубок; второй патрубок и пробный
краник расположены на боковой поверхности конуса. На паро-
вой рубашке имеются патрубки для впуска пара и выпуска кон-
денсата, предохранительный клапан, манометр и воздушный
краник.
В табл. V приведены данные о нейтрализаторах, выпускае-
мых машиностроительными заводами.
Расчет нейтрализаторов сводится к нахождению для задан-
ной мощности цеха количества и рабочей емкости аппаратов.
Суточная производительность нейтрализатора периодическо-
го действия с загрузкой G4 т определяется из уравнения
Од = с 60 ml сутки, (3—11)
где: —время работы цеха в часах (при круглосуточной ра-
боте тс =24 час.);
тч — время, затрачиваемое на один полный оборот нейтра-
лизатора, принимается по действующим нормам, еже-
годно устанавливаемым на основании достижений пе-
редовиков производства.
В табл. 10 приведена продолжительность одного оборота ней-
трализатора при рафинации черного хлопкового масла методом
эмульгирования.
В этой же таблице приведена производительность одного ней-
трализатора, рассчитанная по вышеприведенному уравнению,-
Количество потребных нейтрализаторов производительностью
Ga т) сутки для рафинации Мвс т/сутки масла определяется из
уравнения
= (3-12)
Ga
74
LPMfwue по MK
5323-
-WO
Рис. 10. Нейтрализатор:
1—предохранительный клапан; 2—термометр; 3—патрубок для выпуска
жира- 4—спуск конденсата; 5—спуск воды; 6—пробные краны; 7—мано-
метр;’ в—впуск пара; S—воздушный кран: 10—впуск щелочи; 11—спуск
соапстока.
75
Таблица 10
Примерное время (в мин.), затрачиваемое на один оборот
нейтрализатора при рафинации черного хлопкового масла методом
эмульгирования
Наименование операции Расчетная загрузка аппарата в т Сц
5,5 п 22 44
Подготовка аппарата 10 10 10 10
Заполнение аппарата жиром . 30 40 50 60
Обводнение масла 20 20 30 30
Подогрев масла 40 60 60 90
Перемешивание . 60 60 60 60
. Отстаивание 420 480 500 530
Передача жира в промывной ап- парат . . . • 20 30 40 50
Спуск соапстока 20 30 30 40
Полный оборот нейтрализатора 620 720 , 780 880
Производительность одного аппа- рата в т/сутки Ga сырого масла 12,6 22 40,5 72,0
То же, рафинированного G'a . . . 10,0 18 32,0 58,0
Примечание. Производительность одного аппарата на рафиниро-
ванное масло рассчитывается по уравнению
°'д= "-J?,00 гп[сутки. (3—13)
/Кр
За счет сокращения длительности отстаивания производи-
тельность нейтрализаторов может .быть повышена на 15—20%•
Пользуясь данными о производительности нейтрализаторов,
приведенными в табл. 10, находим, что для рафинации в сутки
Мас = 124,8 т черного хлопкового масла необходимо следующее
количество нейтрализаторов.
Загрузка в т Количество потреб- ных аппаратов
номинальная - расчетная
5,0 5.5 10
10,0 11,0 6
20,0 22,0 3
40,0 44,0 2
Прежде чем определить оптимальное количество и загрузи)'
нейтрализаторов, необходимо определить производительность
связанных с ними в общем рабочем цикле промывных, вакуум-
сушильных и отбельных аппаратов,—--
76
аппарат
Промывной вакуум-сушильный и отбельный аппарат (рис.
11) служит для промывки жиров после щелочной рафинации во-
дой с целью удаления из него остатков мыла и для последую-
щей сушки под вакуумом и отбелки жиров. Это вертикальный
стальной сварной аппарат цилиндрической формы с коническим
дном и сферической герметической крышкой, рассчитанный
для работы при остаточном давлении 40—60 мм рт. ст. Подве-
шивается к несущим конструкциям с помощью четырех лап. Для
нагревания жира аппарат имеет паровую рубашку на рабочее
давление 3 ата, для перемешивания — пропеллерную мешалку
с приводом от индивидуального электродвигателя через редук-
тор.
Аппарат снабжен распылительным кольцом с сетками для
воды и рассола и ртутным термометром для контроля темпе-
ратуры; на крышке аппарата имеется люк, смотровой фонарь,
патрубки вакуумной трубы и воздушного крана. В днище ап-
парата имеются патрубки для спуска жира, воды и для проб-
ного краника. На паровой рубашке имеются патрубки для впус-
ка пара и выпуска конденсата, предохранительный клапан, ма-
нометр и воздушный краник.
Размеры и характеристика промывных вакуум-сушильных и
отбельных аппаратов даны ib табл. V. Расчет этих аппаратов,
как и нейтрализаторов, сводится к нахождению их количества
и расчетной' загрузки.
В табл. 11 приведена примерная продолжительность полного
рабочего цикла промывных вакуум-сушильных и отбельных ап-
паратов и их суточная производительность.
Для обеспечения переработки Мис — 124,8 т черного хлоп-
кового масла необходимо следующее количество промывных ва-
куум-сушильных и отбельных аппаратов.
Загрузка в m Количество потреб- ных аппаратов
номинальная расчетная
5,0 5 5 5
10,0 11,0 4
20,0 22,0 3
Выбор оптимальной емкости аппаратов
Чтобы определить наиболее выгодные для заданной мощно-
сти рафинационного цеха количество и емкость нейтрализаторов,
промывных вакуум-сушильных и отбельных аппаратов, необхо-
димо установить расход металла на изготовление оборудования
и потребные площади и кубатуру здания для его установки. Вес
аппаратов берется из табл. V. Схема установки аппаратов при-
ведена на рис. 12.
1Т
Рис. 11. Промывной вакуум-сушиль-
ный и отбельный аппарат с загруз-
кой И т:
1—патрубок для присоединения к вакуум-
ной линии; 2~макэвакуумметр; 3—термо-
метр; 4 воздушный кран; 5—мерное стек-
ло: 6—предохранительный клапан; 7—проб-
ный край; 5 —спуск воды; 9>— манометр:
ГО—смотровой фонарь; ГУ—люк; 12—впуск
воды,- 13—впуск жира: 14—впуск пара.
78
Таблица 11
Примерное время (в мин.), затрачиваемое на один оборот промывных
вакуум-сушильных и отбельных аппаратов
Наименование операции Загрузка в т Сц
5,5 11,0 22
Подготовка аппарата . . .... 5 5 5
Заполнение аппарата жиром . . . 20 30 40
Нагрев 20 30 30
Введение рассола, воды и конден- сата (4 раза) 20 40 60
Отстаивание (4 раза) 120 180 200
Спуск воды (4 раза) 30 40 75
Сушка 20 35 35
Отбелка .... 25 30 35
Перекачка на фильтрацию . . • . 50 . 100 160
Полный оборот аппарата . . . 310 490 640
Производительность одного аппа- рата в пЦсутки.-. а) сырое масло 25,6 32,0 50,0
б) рафинированное 20,5 26,0 40,0
Вокруг аппаратов оставляются проходы шириной около 1 м,
а перед фронтом обслуживания шириной около 1,5 м. Площадь
пола, необходимая для установки аппаратов,
Fn — (D + 1 + 1,5) • (Dn + п + 1) м?.
Рис.12. Схема • установки аппаратов.
79
Пример. Для установки 1 аппарата диаметром D=2 м необходима пло-
щадь Л'п=(2+1+1,5) • (2+1+1) = 18 мг. Для установки 3 аппаратов тако-
го же диаметра необходима площадь
Р'п = (2 + 1 + 1,5)• (2-3 + 3 + 1) = 45 м2.
Кубатура помещений подсчитывается с учетом высоты аппа-
ратов. При этом принимается, что аппараты, устанавливаемые
в междуэтажном перекрытии, выступают над полом верхнего
этажа на 1—1,1 м, а конус не доходит до пола нижнего этажа
на 1,4—1,8 м. Следовательно, высота нижнего этажа может быть
принята при установке аппаратов следующей.
Загрузка в m
номинальная расчетная Высота п д ниж- него этажа в м
5 5,5 4,8
10 И 5,4
20 22 6,0
40 ' 44 6,6
Высота второго этажа принимается обычно Н"в = 4,8 м. Не-
обходимая кубатура подсчитывается из уравнения V = Fn (Н'в +
+А/", ). Так, для установки трех аппаратов с загрузкой 5,5 т
кубатура производственного помещения
= р"п (н'э + =45 (4,84-4,8) = 432
Количество потребных аппаратов, их суммарный вес, пло-
щади и кубатура производственных помещений, необходимые
для размещения разных по емкости аппаратов для обеспечения
заданной мощности рафинационного цеха, приведены в табл. 12..
Анализируя данные, приведенные в табл. 12, устанавливаем,
что для заданной мощности цеха не могут быть приняты аппа-
раты с ' загрузкой 5,5 и 11 т, так как для этого пришлось бы
установить соответственно 14 или 10 аппаратов, на изготовление
которых ушло бы больше металла, а для установки их потре-
бовалось бы больше производственной площади и кубатуры зда-
ния. Следует иметь в виду, что протяженность коммуникаций,
количество арматуры, КИП и электродвигателей также увеличи-
вается пропорционально количеству устанавливаемых аппара-
тов.
Наиболее экономичные показатели имеют нейтрализаторы с
загрузкой 44 т и промывные вакуум-сушильные и отбельные
аппараты с загрузкой 11,0 т.
Однако сочетание таких разных по емкости аппаратов в од-
ном технологическом потоке нежелательно, так как это привело
бы к длительным простоям нейтрализаторов в ожидании, пока
80
освободятся промы-
вочные вакуум-сушиль-
ные и отбельные аппа-
раты.
График работы ап-
паратуры показывает,
что установка нейтра-
лизаторов с загрузкой
22 т и промывных ва-
куум-сушильных и от-
бельных аппаратов с
загрузкой II т также
не обеспечивает задан-
ной мощности цеха из-
за несовпадения во
времени периодов их
работы. Можно было
бы установить между
нейтрализаторами и
промывными аппарата-
ми промежуточную ко-
робку, однако эконо-
мия, которая возможна
при сочетании таких
аппаратов, не будет
получена.
По-видимому, опти-
мальным для данной
мощности будет вари-
ант, при котором рас-
четная загрузка ней-
трализаторов и промы-
вочных вакуум-сушиль-
ных и отбельных аппа-
ратов будет принята
22 т. При этом ва-
рианте надлежит уста-
новить 3 нейтоализато-
ра и 3 промывочных
вакуум-сушильных и
отбельных аппарата.
График работы (см.
рис. 3) подтверждает,
что при такой загруз-
ке аппаратов обеспечи-
вается надежная и
устойчивая работа це-
ха.
Я
Я
S
ч
\о
Я
Ь*
£
Промывочные вакуум-сушильные и отбельные аппараты расчетной загрузкой 22
6 Зак. 1306
81
Мерник для раствора щелочи
Для обеспечения точной дозировки щелочи, подаваемой в
нейтрализатор, устанавливается мерник (рис. 13). Емкость мер-
ника должна быть рассчитана на возможную переработку жи-
ров с более высокой кислотностью. Коэффициент запаса емко-
Рис. 13. Мерник для раствора щелочи:
/—корпус; 2—мешалка; 3—змеевик для глухого
пара; 4 — мерное стекло; 3— электродвигатель.
сти мерника принимается
равным 1,4.
Согласно вышеприве-
денному расчету (см:
стр. 72), при нейтрализа-
ции 22 т черного хлопко-
вого масла с кислотным
числом Кн =6,0 мг КОН
расходуется Ущ = 1,1 м3
раствора щелочи кре-
постью 150 г/кг. С учетом
коэффициента (запаса ра-
бочий объем .мерника
1/=1,1 • 1,4=1,55 ж3.
К установке прини-
мается мерник размера-
ми: диаметр 1,2 м, высо-
та 1,5 м, полный объем
1,7 ж3. Вес 0,46 т. Коэф-
фициент заполнения мер-
1 55
ника Ф=-ру-^0,9.
Мерник снабжен змее-
виком для глухого пара,
мешалкой и мерным стек-
лом или специальным пневматическим измерителем уровня, ко-
торый позволяет передавать и фиксировать результаты измере-
ния на.значительное расстояние, например, К нейтрализатору.
Соапсточник
Соапсточник (рис. 14) служит для приема и обработки со-
апстока, полученного в процессе нейтрализации жира.
Соапсточник представляет собой стальной сварной цилинд-
рический вертикально расположенный аппарат с плоским дни-
щем, снабженный глухими змеевиками для нагрева и механи-
ческой мешалкой с непосредственным приводом от электродви-
гателя через редуктор.
Согласно приведенному выше балансу жиров в отходах, при
рафинации 1 т черного хлопкового масла в соапсточник посту-
пает соапсток с содержанием жира в количестве Жс =183,7 кг.
Рабочая емкость аппарата определяется из расчета приема
82
соапстока из одного неитрализагира с ooipjobvn t
„ 183,7-22 , п
что составляет (/,,==------= 4,0 т.
4 1000
При концентрации жира в соапстоке 60%, при коэффициенте
заполнения соапсточника ср=0,85 и удельном весе соапстока,
равном 1, полная емкость аппарата
G„-100 4,0-100
V-----------=-----------
с~ 60-f-l 60-0,85-1
= 8 Ms.
Принимаем к установке
2,6 м, высота 1,5 м, полная
соапсточник размерами:
емкость Vc =8 м3.
диаметр
Рис. 14. Соапсточник:
7—корпус; 2—крышка; <31—змеевик для глухого пара; 4—мешалка; 5—электро-
двигатель с редуктором.
Продолжительность рабочего цикла соапсточника примерно
следующая (в мин,):
заполнение............................ 30
подогрев.............................. СО
отсолка двукратная ................... 60
отстаивание двукратное ............. 180
слив выделившегося жира ....... 30
разбавление соапстока водой .......... 20
откачка соапстока .................... 30
Всего............. 410мин.
Продолжительность рабочего цикла соапсточника почти в
2 раза меньше времени, затрачиваемого на один оборот нейтра-
лизатора с загрузкой 22 т. Следовательно, для заданной мощ-
ности цеха достаточно двух соапсточников. Однако для удоб-
ства работы принимаем к установке 3 соапсточника — по одно-
му на каждый нейтрализатор, чем обеспечивается лучшая обра-
ботка соапстока и более полное извлечение нейтрального жира.
6*
83
Чан для разложения соапстока серной
кислотой
Чан служит для обработки соапстока серной кислотой с
целью разложения содержащегося в нем мыла. Аппарат сталь-
ной, сварной, вертикальной конструкции, с коническим дном и
плоской крышкой. Внутри аппарат выложен двойным рядом
кислотоупорных плиток, снабжен барботерами для острого па-
ра и воздуха и вытяжной трубой. Аппарат подвешивается обыч-
но в междуэтажном перекрытии. Размеры аппарата: диаметр
внутренний 2,5 м, высота цилиндра 3,5 м, высота конуса 1,5 м.
Полная емкость 20 л3. Рабочая емкость (при коэффициенте
заполнения ср=0,7) К=14 м3.
В аппарат для разложения поступает соапсток, содержащий
связанные жирные кислоты и нейтральный жир в количестве ;
(считая на 1 т сырого масла) Жс'= 124,8 кг и промывные воды >
О’пр , содержащие 1,9 кг Жира. Суточное количество жиров, под- [:
вергающихся обработке в чане, составляет >
Мсе (Ж'с + Опр ) 117,2(124,8+1,9)
1000
= 14,8 т.
1000
Кроме того, в чан поступают промывные воды в количестве
W„c = WnMcc =0,325 • 117,2 = 38,1 л3 = 38,1 т. Всего в чан
поступает на разложение/W^ = 14,8 -J- 38,1 = 52,9 т’;--53 т.
В аппарате соапсток дополнительно разбавляется водой до
концентрации жира 20% и разваривается. Суточный объем
разбавленного соапстока, поступающего на разложение,
• Жсс-100 14,8-100
1+= —-------=--------= 74 м\
20 20
Режим работы аппарата для разложения соапстока прини-
маем следующий (в мин.):
заполнение.................................. .30
разбавление водой и нагревание ... .60
подача серной кислоты и перемешива-
ние ............................. .60
нагрев и отстаивание ....... . . 240
спуск кислой воды.................... 30
спуск смеси нейтрального жира и жир-
ных кислот......................... 20
Полный обороту............ 440мин.
Производительность одного аппарата
V-v-60 14-24-60 .г ,,
G =-----с---= --------= 45 м* сутки.
а тц 440 ' z
Количество потребных аппаратов
„ Ус 74 , _ о
п — —— = — = 1,7, принимаем 2 аппарата.
Оа 45
84
Количество оборотов, которые сделают оба аппарата в тече-
ние суток, k0 — Vc : V=74 : 14 = 5,3.
При рабочей емкости чана 14 м3 и при разбавлении соапсто-
ка в процессе разварки до содержания жира 20% вес. в каждом
14-20 оо ,
чане за один оборот будет выделено =2,о т жира (в сме-
си с жирными кислотами), т. е. столько, сколько поступает из
одного соапсточника.
Аппарат для промывки смеси нейтрального
жира и жирных кислот
Аппарат служит для вымывания следов серной кислоты из
смеси нейтрального жира и жирных кислот, полученных после
разложения соапстока. Он представляет собой вертикальный
стальной сварной цилиндр с коническим дном и плоской крыш-
кой; аппарат выложен внутри двойным рядом кислотоупорных
плиток и снабжен барботерами для пара и воздуха, а также
вытяжной трубой; устанавливается обычно в междуэтажном
перекрытии.
Размеры аппарата: диаметр—2,0 м, высота цилиндра Нцал—
2,5 м, высота конуса Нкон— 1,0 м, полная емкость 9,0 ж3, ра-
бочая емкость 6,2 м3. При удельном 'весе смеси 0,9 загрузка
составит 5,6 т.
Количество жирных кислот и нейтрального жира, поступаю-
щих на разложение, Жсс =14,8 т/сутки.
Продолжительность (в мин.) одного оборота аппарата сле-
дующая.
Заполнение...........................240
Нагревание........................... 30
Введение воды (2 раза).............. 30
Отстаивание (2 раза).................100
Спуск воды (2 раза)................. 30
Спуск жира.......................... 20
Полный оборот............. 450 мин.
Производительность одного аппарата
„ 5,6-24-60 оп ,
Ga— -— = 20 т/сутки.
Таким образом, один аппарат, принимая смесь жирных кис-
лот и нейтрального жира из двух аппаратов для разварки со-
апстока, обеспечивает заданную производительность цеха.
85
Расчет аппаратуры для расщепления нейтрального жира и
дистилляции жирных кислот .в данной книге не приводится.
Жиро ловушка
В жироловушке отделяется жир, механически увлеченный
промывной водой. Она представляет собой прямоугольную вы-
тянутую коробку, разделенную по длине на ряд отсеков
(рис. 15).
опои
Разделение смеси жира с водой путем отстаивания происхо-
дит медленно, так как скорость всплывания частиц жира весь-
ма незначительна.
Для рассматриваемой конструкции жироловушки не имеет
значения, находится ли жидкость в покое или в движении.
Меняется только траектория всплывания жира. Необходимым
условием правильной работы жироловушки является отсутствие
вихревых потоков.
При правильном подборе скорости потока из конечного хво-
стового отделения жироловушки будет выходить вода с наи-
меньшим содержанием жира.
Размеры непрерывно действующей жироловушки опреде-
ляют исходя из следующих расчетов.
Пусть ширина жироловушки а = 1 м и рабочая высота ее
h = 1 м.
Так как жидкость в этом случае протекает полным сечением,
то скорость движения воды в жироловушке
к> —м/сек. (3 — 14)
ah
Для расчета принимаем, что в жироловушку поступает
IF„=1,6 мэ воды в течение 15 мин. При этом
w = ——— = 0,0018 м/сек.
15-60-1-1 ’ '
При длине жироловушки 1м, период времени тл, в течение
которого вода находится в жироловушке,
= — сек. (3—15)
W
Однако при движении воды жир должен всплыть вверх, для
этого ему надо пройти путь по вертикали, равный h м. Если
скорость всплывания жира обозначим Wi, то для всплывания
потребуется время
Ь = — сек. (3-16)
Так как уходящая из жироловушки вода не должна увле-
кать жир, необходимо, чтобы период всплывания жира т( был
меньше или равен периоду протекания воды через жироловуш-
ку, т. е.
I h
и — = —,
W Wi
Следовательно, длина жироловушки
, hw
I =---- м.
(3-17)
(3-18)
Скорость всплывания жира в воде определяется формулой
— 11) g 3(^+7]) , /О
w,=--------------'11 • м сек, (3—19
1871 2^+3-q v
где: d — диаметр жировых шариков; d=80,0 ц, или 0,0080 см;
у — удельный вес воды при температуре 60°; у = 0,983 г/см3;
Yi—то же, жира; yi=0,889 г/см3;
g— ускорение силы тяжести; £=981 см/сек2;
т] — абсолютная вязкость воды при температуре 60°; т] =
= 0,0047 г/см сек. (пуаз);
т]1—абсолютная вязкость жира; .при температуре 60° (см.
табл. III) 1)1 = 0,00168 кГ сек/м2 = =0,160 пуаз.
87
осадка от
отбельными
хлопчатобу-
Отсюда
w _ 0,0(W (0,983- 0,889) 981 . 3(0,16 + 0,0047) _
1— 18-0,0047 2-0,16 + 3-0,0047 ~
= 0,06 см/сек — 0,0006 м/сек.
Подставляя в формулу (3—18) числовые значения, находим
длину жироловушки
Z == --°: °--8- = 3,0 м.
0,0006
С запасом принимаются следующие размеры жироловушки
(в м)-. длина 4,0, ширина 1,5, полная высота 1,25.
Фильтрпрессы
Фильтрпресс предназначается для отделения
отбеленного жира после обработки его различными
глинами. Фильтрация ведется через специальную
мажную ткань. Конструкция фильтрпресса представлена на
рис. 16. На двух стальных круглых горизонтальных балках 3 чу-
гунной станины 1 подвешиваются с помощью лап чередующиеся
между собой квадратные чугунные плиты 4 и пустотелые внутри
рамы 5. Плиты и рамы имеют боковые приливы с центральным
каналом, по которому фильтруемая жидкость поступает в
фильтрпресс. Фильтрат вытекает через краники, расположенные
в нижней части плит, и собирается в желобе 7. Для предупрежде-
ния контакта горячего масла с воздухом в закрытых конструк-
циях фильтрпрессов фильтрат отводится не через краники, а по
закрытым каналам, которые находятся в боковых приливах.
Для наблюдения за качеством фильтрации между каналами име-
ются стеклянные трубки (рис. 16а). Плиты и рамы прижимаются
друг к другу с помощью уплотняющегося механизма. В Новей-
ших конструкциях фильтрпрессов уплотняющий механизм 8
имеет .поршень, который под влиянием гидравлической жидко-
сти, подаваемой насосом, нажимает на головную плиту 2 и та-
ким образом прижимает друг к другу все подвижные элементы
фильтрпресса. В некоторых конструкциях фильтрпрессов имеет-
ся электромеханический зажим.
В табл. VI дана характеристика фильтрпрессов, выпускаемых
советскими машиностроительными заводами.
Количество фильтрпрессов периодического действия, необхо-
димое для фильтрации Мр-С кг жира в сутки, определяется из
уравнения
п — (ТЧ + +) ,
(3-26)
где
24-0,-t,
•ц —время рабочего цикла фильтрпресса, которое зависит
от количества и характеристики осадка; принимаем
Хц = 6 час.;
88
5090
Рис. 16. Фильтрпресс с гидравлическим зажимом:
станина; 2—головная плита; <3—горизонтальные балки; 4—плиты; 5—рамы; 6—впуск масла; 7—сборный желоб;
8>—уплотняющий механизм.
89
i
т3 —время на зарядку, разрядку и чистку фильтрпресса;
принимаем т3 =2 часа;
G4 —производительность одного фильтрпресса в кг/час.
Производительность G4' 1м2 фильтрующей поверхности
рассчитываем по формуле Н. Д. Алексеева:
G'4 = Лд 1 кг!час, (3—21)
’ч И 1
где К — коэффициент, равный 0,00015 для сильно загрязненных
и 0,00020 для мало загрязненных жидкостей.
Этот коэффициент принят Н. Д. Алексеевым для фильтра-
ции сырых масел без обработки их отбельными глинами, когда
осадок, образующийся на фильтрпрессе, небольшой. При усло-
вии ввода в жир отбельных глин коэффициент будет ниже. При-
нимаем для наших расчетов ./(=0,000075;
у — удельный вес жидкости при температуре фильтрации,
которую принимаем в среднем (=80°. Удельный вес мас-
ла при данной температуре согласно табл. I состав-
ляет у = 875,7 кг/м2; / . S , ?
Ро—полное давление фильтрации. Незначительное вначале,
оно поднимается к концу рабочего цикла фильтрпресса.
Принимаем среднее значение Po—0,6 ата=6000 кг/ж2;
т] — абсолютная (динамическая) вязкость фильтруемого
жира в кГ сек!м2; для хлопкового масла при средней
температуре фильтрации 80° rj=0,001- (табл. Ill) V
Производительность 1 м2 фильтрующей поверхности в приня-
тых нами условиях по формуле (3—21)
с, = 0.000075.^7 / ~ = w
6 у 0,001 . '
Площадь фильтрующей поверхности фильтрпресса рассчи-
тывается по уравнению
Рф — ЪтЬ2 или Рф = 2 от-—м3,
где; т — количество рам в фильтрпрессе;
b — размер стороны рамы |в свету в м (для квадратных
рам);
d—диаметр рамы в свету (для круглых рам).
Принимая к установке фильтрпрессы серийного изготовления
на 30 рам размерам b = 0,82 м, находим
/^ = 2-30-0,82* =40,0 м3.
90
Производительность одного фильтрпресса поверхностью
40,0 л?:
в час
Оч = О'чРф — 60-40 = 2400 кг-,
за рабочий цикл
0^ = 60-40-6=14400 кг\
в сутки
G4-24 14400-24
(тч+т3) 1000 = (6+2) 1000 = 43 т'
Количество потребных фильтрпрессов (считая с некоторым
приближением, что количество жиров, поступающих на филь-
трацию, соответствует количеству готовых рафинированных жи-
ров) по формуле (3—20) равно:
100000 (6 + 2) о о.
И —— —~ ч о) ।
24-2400-6 I
принимаем 3 фильтрпресса.
Приемная коробка дЛя отбеленных жиров
Для приема отбеленных жиров, выходящих с фильтрпресса,
должны быть установлены приемные коробки (рис. 17). Для
каждого вида перерабатываемого сырья необходимо предусмо-
треть отдельную коробку.
Чтобы обеспечить четкую работу рафинационного цеха, нуж-
но коробки рассчитать на прием всего количества жира, посту-
пающего из одного отбелочного аппарата.
По данным табл. 5, количество отбеленного жира, полу-
чаемого из 1 т сырого масла, Жо =804,4 кг. При расчетной за-
грузке аппарата 22 т количество отбеленного масла, получае-
мого из одного аппарата,
G' =0,8044-22 = 17,7 т.
ц J г
Такой выход отбеленного масла имеет место при перера-
ботке черного хлопкового масла с начальным кислотным числом
Кн =6 мг КОН. При рафинации масел с более низкой кислот-
ностью выход будет больше. Так, например, при начальном
кислотном числе Кн = 2 мг КОН выход отбеленного масла со-
ставит 955 кг/т. Поэтому приемную коробку для отбеленного
„ 955-22 У
масла рассчитываем с запасом на ыч=^^-=21 ш.
При температуре масла ^=70°, у = 883 кг!м? и коэффи-
циенте заполнения коробки <р = 0,95 полная емкость коробки
= —000 = 25 м3. (3-22)
с 883-0,95
91
Рис. 17. Коробка для отбеленных жиров:
1—корпус; 2—крышка; 3—вертикальные связи; 4—гори-
зонтальные связи; 5—змеевик для глухого пара.
Коробка снабжена крышкой, змеевиком глухого пара для
подогрева и дистанционным указателем уровня. Вес коробки
2,26 т.
Поверхностный конденсатор
Поверхностный конденсатор (рис. 18) предназначен для
конденсации водяных паров, поступающих из вакуум-сушиль-
ных аппаратов в период сушки и отбелки жиров. Он имеет 109
вертикальных стальных труб диаметром 33,5/38 мм, длиной /
1500 мм, ввальцованных в 2 трубные решетки. Пар поступает'
через верхний патрубок, конденсат стекает в сборник, присое-
диненный к нижней трубчатой решетке- Охлаждающая вода
подводится через нижний патрубок и, двигаясь противотоком
в межтрубном пространстве, выходит через верхний патрубок.
92
Для расчета принимаем:
1) количество влаги, выпариваемой
его веса (охлаждением воздуха ввиду
ны можно пренебречь);
2) конденсатор рассчитывается на
одновременное обслуживание одного
вакуум-сушильного аппарата рабочей
емкостью 22 т;
3) температура пара при входе в
конденсатор t'n=95°;
4) температура конденсата при вы-
ходе из конденсатора tKK=25°;
5) начальная температура охлаж-
дающей воды tH.s=15°-,
6) конечная температура охлажда-
ющей воды ^.в=30°;
7) остаточное давление в конден-
саторе Р = 60 мм рт. ст.=0,08 ата.
Для данного давления по табл.
XXIV находим температуру насыще-
ния -водяного пара /^=41,2°; скрытая
теплота испарения г=574 ккал)кг\ теп-
лосодержание «насыщенного пара 1"=
= 615,2 ккал/кг.
Температура перегрева пара /„=
= t' „ — ts — 95—41,2 = 53,8°. Теплота
перегрева при теплоемкости пара
сп =0,46 ккал)кг град.
qn — cntn = 0,46-53,8 — 24,8 ккал/кг.
Общее теплосодержание пара при
ходе в конденсатор
г=/"+<7/г=61о,2 + 24,8=640 ккал]кг.
Количество водяного пара, посту-
ающего в конденсатор за один рабо-
ий цикл,
£>ч = 0,005-22000 = 110 кг.
При длительности сушки тч
четное часовое поступление пара
из жира, ws =0,5% от
незначительной величин
Ф720
— 0600 ----
Рис. 18. Поверхностный
конденсатор:
/-—корпус холодильника; 2—сбор-
ник конденсата; <?—трубчатка:
4—штуцера для водомерного
стекла; 5—-вход пара; 6—штуцер
для отвода воздуха; 7—поступ-
ление воды; 8—отвод воды.
= 35 -мин. (см. табл. 11) ipac-
Ц.-60 110-60 ,
П~ _!!______—_________~ 190 кг час.
Р тц 35
е
Расход воды на конденсацию и охлаждение за рабочий
цикл
93
*к.в ^н.в
_ 110(640-25) = 45 1 0 ^„45 жз. (3-23)
30-15 '
Расход воды в час
™ Dp (/„ -tKK) = 190(640 -25) _
4 30-15
~ 7790 кг/час = 7,8\м3/час. (3—24)
Расход воды на 1 т (рафинируемого масла ТР=4,5:22= •
= 0,2 .и3.
Конденсация перегретого водяного пара идет в 3 фазы:
1) охлаждение пара до температуры насыщения, 2) собст-
венно конденсация и 3) охлаждение конденсата.
Тепло, отводимое в конденсаторе, распределяется по зонам
следующим образом:
I зона — охлаждение пара
= qnDp = 24,8-190 ~ 4712 ккал^час-,
II зона — конденсация
Q, = rDp = 574-190 = 109060 ккал[час\
III зона — охлаждение конденсата
О8 = — ^кк) Dp ~ (41 >2 — 25)-190 = 3078 к кал I час.
Для расчета поверхности конденсатора приводится расчет-
ная схема:
t'n ts Движение пара ts tKK
Зона охлажде- ния-пара Зона конденсации пара Зона охлаждения конденсата
Q1 = 4712 ккал ^К'в У2 — 109060 ккал « — Движение воды х, t.x Q3 = 3078 ккал i н.в
Температура охлаждающей воды в начале зоны охлажде-
ния конденсата
tXl = tH.e + =15 + — = 15,4°;
нв 1 W4 7790
соответственно в начале зоны конденсации f
tXl = tXi + -= 15,4 4- = 29,4°.
W4 7790
94
Разность температур в начале э^шл
A t'o = ts- tx, = 41,2 — 15,4 = 25,8°;
то же, в конце зоны охлаждения
А « tKK tH,e = 25 15 = 10 .
Средняя разность температур для этой зоны
А ... ЪЛ'-М" 25,8-10 17О
Д IСР = -------- = ----------— 1 / .
0 Д V „ „ 25,8
2-31гтк 2'318—
(3-25)
Аналогичным образом находим для зоны конденсации
Д t'K = ts — tx, = 41,2 - 29,4 ==11,8°;
Д t’K = ts - tXi = 41,2 - 15,4 = 25,8°;
д w= a = = 20.0».
Для зоны охлаждения пара
M'=t'n- ^.в = 95-30 ==65°;
—^ = 41,2-29,4 = 11,8°;
. , Д t' - М" 65 — 11,8 „о
д =---------гг =---------“ 31'2
2^77 2’3,<та
Потребная поверхность конденсатора рассчитывается по
формуле
л1, (3-26)
КМср
где: К — коэффициент теплопередачи;
п — коэффициент запаса.
Поверхность охлаждения определяется для каждой зоны в
отдельности.
Коэффициенты теплопередачи принимаем для зоны охлаж-
дения пара Ki = 150 ккал)м^час град. (табл. XXI); конденса-
ции Кг = 500 ккал1мг час град-, охлаждения конденсата Кз=
= 200 kkoaIm1 час град.' Потребная поверхность конденсатора
для каждой зоны в отдельности:
95
зона охлаждения пара (при «1=2)
=-1712-2 =2jh2;
K^tcp 150-31,2
зона конденсации (при «2=1,2)
F = Qln* - — 10gg60-l,2 = 13 q М2
K^fP 500-20
зона охлаждения конденсата (при п3=2)
с Qsn3 3078-2^ < о 2
F. = - —— =-------------------------— 1,8 м2.
K^t'P 200-17
Полная поверхность конденсатора
F *= F\ 4- F2 + Fs = 2,0 + 13,0 4-1,8 = 16,8 м3.
Принимаем к установке трубчатый вертикальный конденса-
тор серийного выпуска поверхностью F— 18,0 м2 (табл. V).
Сухой воздушный в а к у у м-н а с о с
Вакуум-насос служит для создания вакуума глубиной до
700 мм рт. ст. (или 0,08 ата остаточного давления) в вакуум-
сушильных аппаратах и отсасывания паровоздушной смеси из
поверхностного конденсатора. Вакуум-насос представляет собой
горизонтальный поршневой одноцилиндровый двойного дейст-
вия воздушный компрессор, в котором воздух сжимается от
начального давления 0,08 ата до конечного атмосферного дав-
ления.
Вакуум-насос приводится в действие от электродвигателя
через редуктор.
Расчет вакуум-насоса следует вести при условии, что откач-
ка производится при установившемся режиме, т. е. откачивает-
ся то количество газов и паров, которые выделяются внутри
аппарата или натекают извне. Пары, которые конденсируются
в поверхностном конденсаторе, при определении мощности
вакуум-насоса не учитываются.
Неконденсирующиеся газы и воздух, которые отсасываются
вакуум-насосом, поступают: а) из масла и б) через неплотности
аппаратов и коммуникаций.
Количество воздуха, растворенного в масле, согласно лите-
ратурным данным, составляет 0,01—0,8 л/кг масла при 0° и
760 мм рт. ст. Принимаем его равным 0,25 л/кг.
При расчетной емкостивакуум-сушильного аппарата 22 т -мас-
ла и удельном весе воздуха при 0° равном 1,252 кг/м3 вес вы-
деляющегося из масла воздуха Gj=22 -0,25 • 1,252^7 кг.
Количество воздуха, натекающего извне через неплотности,
96
согласно данным В. М. Рамма, принимает u,i—u,z, /vc/чис, na
1 пог. м находящихся под вакуумом прокладок (в зависимости
от качества монтажа). Длина прокладок составляет примерно
40 пог. м, откуда вес натекающего извне воздуха
Cit = 40-0,2 8,0 кг,час.
Согласно расчету (табл. 11) длительность сушки масла
составляет 35 мин. Потребная производительность вакуум-
насоса
„ G, -60 , 7>60 । о л пп I
G4= —------(- (j2=----Ь 8,0 = 20 кг/час воздуха.
35 35
Объем отсасываемого воздуха при данном давлении
u = G,/? (273 + (3—27)
Рк — Рп
где: R—газовая постоянная; для воздуха R = 29,27;
te—температура воздуха; te =25°*;
Рк—давление в конденсаторе; Рк =60 мм рт. ст. =
= 816 кг/м2-,
Рп —парциальное давление водяного пара, находящегося
в смеси с воздухом; при температуре 25° Рп~
= 23,76 мм рт. ст. = 0,03229 кг/см2 = 323 кг/м2
(табл. XXIV);
Подставляя полученные величины, находим
V = 20;29,27(273+ 25)g
816 — 323
График работы аппаратов
Работа аппаратов рафинационного цеха взаимоувязана. Для
того чтобы наглядно представить взаимосвязь отдельных аппа-
ратов и последовательность технологических операций, строят
график работы основных аппаратов, установленных в цехе. Не-
сомненно, что практический график работы будет заметно отли-
чаться от теоретического, однако основные показатели его со-
хранят свое значение. Кроме того, построение графика работы
аппаратов необходимо для определения расходов пара, воды и
энергии в час и выявления пиковых нагрузок.
График работы аппаратуры в отдельных случаях может вне-
сти и некоторые изменения в расчет количества или емкости
устанавливаемых аппаратов. Так, анализируя график (см.
рис. 3), можно установить, что продолжительность рабочего
цикла нейтрализаторов и промывочных вакуум-сушильных и
* При расчете производительности вакуум-насоса, откачивающего воздух
из конденсаторов смешения, температура воздуха te принимается по урав-
нению (3—41).
7 Зак. 1306
97
отбельных аппаратов несколько удлиняется по сравнению с
временем, предусмотренным нормативами (см. табл. 10 и 11).
Это объясняется тем, что промывочные аппараты, в которые
жир передается после нейтрализации, не всегда поспевают во
времени за нейтрализаторами. В свою очередь промывочные
вакуум-сушильные и отбельные аппараты иногда вынужденно
простаивают в ожидании, пока закончится фильтрация масла из
предыдущего аппарата. Удлинение цикла работы аппаратов не-
сколько снижает мощность рафинационного цеха по сравнению
с той, которая получается прямым расчетом — умножением
производительности одного аппарата в сутки на число установ-
ленных аппаратов. В целом, однако, график подтверждает, что
в данном случае заданная мощность рафинационного цеха обес-
печивается запроектированным количеством и емкостью основ-
ных аппаратов.
Спецификация оборудования
После того как расчетом определены количество, емкость и
производительность основной аппаратуры, составляется специ-
фикация всего технологического и транспортного оборудова-
ния, устанавливаемого в цехе.
Техническая характеристика оборудования массового и се-
рийного заводского изготовления принимается по соответствую-
щим каталогам. Характеристика оборудования, которое не яв-
ляется серийным и изготовляется по индивидуальным чертежам,
разрабатываемым специально для данного объекта, может при-
ниматься по предварительным эскизам, с последующим уточне-
нием по рабочим чертежам.
Спецификация технологического оборудования составляется
по следующей примерной форме.
Спецификация
технологического оборудования...............................; цеха
мощностью
т] су тки............
св >>
ф" Я
3 Л
Наименование
оборудования
Вес в вг
Техническая
характеристика
х
=г
х
X
X
ж
V
Компоновка цеха
На рис. 19 показана компоновка цеха рафинации хлопкового
масла мощностью 125 т!сутк,и, из которых примерно 100 т фор-
прессового и 25 т экстракционного. Поскольку экстракционное
98
масло рафинируется труднее, чем форпрессовое, дает меньшие
выходы рафинированного масла, для каждого из них преду-
CM
j К-
м
' 10
та
е-
?е-
ся
; гн-
' го.
; /м-
ль-
!ИЯ
ри-
14,
, 35,
Рас-
ики
ены
три
ТОГО
эта-
две
1сла,
юга-
чи и
I 45,
i об-
рован-
о
,5
Н.44
' 99
7*
отбельных аппаратов несколько удлиняется по сравнению с
временем, предусмотренным нормативами (см. табл. 10 и 11).
Это объясняется тем, что промывочные аппапяты п
жир перед
время
вакууУ
прост!
предь!
сколь!
с той,
произв
ленны:
в даш
печив<
ных а
По,
произв!
фикаци!
ния, ус1
Тех»
рийнога
щим ка|
ляется I
разраба!
ниматьс!
нием по!
Спец!
по след!
технологи
МОЩНОСТЬ!
На рис
масла moi
прессовоп
98
масло рафинируется труднее, чем форпрессовое, дает меньшие
выходы рафинированного масла, для каждого из них преду-
смотрена отдельная аппаратура.
Цех расположен в двухэтажном кирпичном здании с железо-
бетонными перекрытиями, выполненными из сборных конструк-
ций с шагом колонн 6X6 м. Размеры здания в плане 30X^4 м
(между осями). Высота первого этажа 6 м, второго — 4,8 м (до
обреза стены), площадь полов 1450 м?, строительная кубатура
9.0 тыс. мл. В междуэтажном перекрытии устроен проем разме-
ром 6X10 м, облегчающий обслуживание оборудования, подве-
шенного в междуэтажном перекрытии.
Вдоль конька здания устроен фонарь с открывающимися
фрамугами, который вместе с проемом в междуэтажном пере-
крытии улучшает аэрацию помещений.
Рафинационный цех состоит из трех отделений — собствен-
но рафинационного, фильтровочного и подготовительного.
Основное оборудование: три нейтрализатора 7, три вакуум-
промывных аппарата 9, аппарат для промывки смеси нейтраль-
ного жира и жирных кислот 20, два чана 21 для разложения
соапстока подвешены в междуэтажном перекрытии вдоль пери-
метра стен.
На полу первого этажа установлены три соапсточника 14,
две промежуточные коробки для масла 8, два вакуум-насоса 35,
жироловушки, приемные коробки и насосы. На площадке, рас-
положенной в фонаре, находятся напорные коробки и мерники
для воды, щелочи- и раствора соли.
На перекрытии в фильтровочном отделении размещены
три коробки 1 для нерафинированного масла с насосами и три
фильтрпресса 10. Д,ве приемные коробки для рафинированного
масла 13 размещены под фильтрпрессами на полу первого эта-
жа подготовительного отделения. Здесь же расположены две
коробки на весах 11 для взвешивания рафинированного масла,
коробка на весах для соапстока, а также остальное вспомога-
тельное оборудование: коробки для приема растворов щелочи и
соли 25, баки для нейтрализации кислых промывных вод 45,
насосы.
Данная компоновка оборудования обеспечивает удобное об-
служивание всей аппаратуры и коммуникаций.
Технико-экономические показатели проекта
Площадь застройки вл2..........
Площадь полов .................
Кубатура здания в м3 . . . .
Расход металла на изготовление
оборудования в т ... . . . .
На 1 т масла
Всего рафинируемо- го рафинирован- но! 0
750 6 7,5
1450 11,6 14,5
9000 72 90
143,8 1,15 1,44
7*
99
/Ш/у II зглаже
ошинааионное отд.
Ш)---
Рис.
мощное?]
шоновка оборудования рафинационного цеха
’ 125 т черного хлопкового масла в сутки:
7—приемная иэробка для нерафинированного масла; 2—насос для
нерафинированного масла; 3—холодильник для масла; 4—смеситель для
масла и щешочи; насос-эмульсатор для маета; 6— мерник для
крепкого и1 добавленного раствора щелочи; 7ь-нейтрализатор; 8—про-
межуточная /ЛЬобка для масла; 9—промывной вакуум-сушильный и
отбельный апЯрат; 10—фильтрпресс для масла; //—-коробка на весах
для рафинированного масла; 12—насос для рафинированного масла; 13—
приемная коробка для рафинированного масла; 14—соапсточник; /5<—ко-
робка ДЛЯ сборного жира; 16—вакуум-приемник для сборного жира;
17—насос для (сборного жнра; 18—насос для соапстока; 19—приемная
коробка для соапстока; 20—аппарат для промывки смеси жирных
кислот и жнф; 21—чан для разложения соапстока; 22—коробка на
весах для жирных кислот; 23—насос для жирных кислот; 24—коробка
для жирных кислот; 25—коробки для раствора щелочи и соли;
26—иасос для раствора щелочи; 27—насос для раствора соли; 28—
цистерна для серной кислоты; 29—монжю для серной кислоты; ЗА—мер-
ник для 10%-мого раствора поваренной солн; 31—мерник для воды и
конденсата; 32 — бак для конденсата; 33—насос для конденсата; 34*—
мепннк для серной кислоты; 35—вакуум-насос; 36—поверхностный
конденсатор; 37—компрессор воздушный; 38—ресивер для сжатого воз-
духа; 39—жироловушка для промывных вод; 40—коробка для сборного
жира; 41—насос для промывной воды; 42—^напорная коробка для
промывной воды; 43*—коробка для жирных кислот; 44 — насос для
кислых промывных вод; 45—бак для нейтрализации промывных вод;
46— мешалка для известкового молока; 47—элеватор для известкового
молока- 48—мериик для известкового молока.
Резервные места для установки дополнительного нейтрали-
затора и соапсточника позволяют повысить мощность этого це-
ха до 150—160 т!сутки.
Подсчет расхода пара
Расчет расхода пара на технологические нужды рафина-
ционного цеха производительностью 125 т исходного черного
или соответственно 100 т (рафинированного хлопкового масла
в сутки произведен в соответствии с положениями, приведенны-
ми в главе 2, и сведен в табл. 13.
Рабочий пар принят насыщенный, давлением у аппаратов
3 ата, степенью сухости 95%. Теплоемкость жиров при различ-
ных температурах принята по данным табл. II. Тепловые поте-
ри приняты в размере 10% от полезного расхода.
Ввиду специфических особенностей расчет расхода пара на
разложение соапстока и на обезжиривание отработанной от-
бельной глины приводим отдельно.
Расчет расхода пара в аппарате для
разложения соапстока серной кислот ой
Исходные данные для расчета следующие:
1. Количество разбавленного соапстока, поступающего на
разложение, по данным расчета, V е =74 мэ или Gc =74000 кг.
2. Теплоемкость разбавленного (до 20%) соапстока се =
=0,9 ккал/кг град.
3. Нагревание содержимого аппарата производится в два
приема: а) перед подачей серной кислоты от tH =70° до tK —
= 90° в течение часа и б) после подачи серной кислоты от
fH = 87° до £'к=100° в течение 30 мин. (принимаем, что во
время подачи серной кислоты температура содержимого аппа-
рата снижается с 90 до 87°).
4. Перемешивание содержимого аппарата производится
острым паром в течение часу за 1 рабочий цикл.
5. Количество рабочих циклов.в течение суток, по данным
расчета аппаратуры, &О=5,3 (см. стр. 85).
6. Поверхность зеркала испарения аппарата f3 =5 м2; боко-
вая поверхность аппарата (включая коническое дно), —
= 35 м2; полная поверхность аппарата (включая крышку)
Ра =40 м2.
7, Нагрев производится насыщенным паром давлением Зато.
8. Температура наружной поверхности изоляции =40°;
температура воздуха в помещении te =20°.
Расчет расхода пара произведен по элементам затрат.
1) Расход острого пара на нагревание разбавленного соап-
стока от tH до tK
f) = Сс = 74000-0,9 (90 70) 2500 К2
1 Г 534 “
100
Таблица 13 1 Расход пара на технологические нужды при рафинации черного хлопкового масла 1 методом эмульгирования 1 ( В1ГЭВИ одоннвео^ииифвд ш 091 вн) ияхХэ a хгохэвб ииТпдо 4500 1 600
Расход пара в кг 1 BOEh аичаьа! е IBdBUUB [ вн 770 220 1
СНИП -вбэио J вн 770 1 ПО 1 1
везете ojoh . -НВВС^ИНИф -ad ш [ ви о Ю “ тг Х>
BV3BM од -odwo Hi ( ВН lO о ю
•ните а ваэдден qiooHafSxHirV © о . СО
ш я BiBdBuiiB чхэоятеэ ввнод -nd ввнхэьэв^ ем см см
Наименование аппарата Нейтрализатор Коробка-мерник ч
Статья расхода Подогрев глухим паром мас- ла после нейтрализации от tM=20° до tK=55° при теплоемкости с=0,43 ккал)кг град. 1000-0,43 (55-20) 1,1 467 Подогрев острым паром во- ды для добавления к мас- лу от Zrt=15° до /к=--45° в количестве Я0кг1т. 80 (45-15) 1,1 579
>01
Продолжени э
Статья расхода Наименование * аппарата- Расчетная ра- бочая емкость аппарата в т Длительность нагрева в мин. Расход пара в хг Общий расход в сутки (на 100 т рафинированно- го масла)
на 1 in сыро- го масла на 1 т рафи- нированного масла на 1 опера- цию на 1 аппарат в течение ча- са 1
Подогрев глухим паром мас- ла перед промывкой от /„=45° до 1к=90°, теплоем- кость с=0,48 ккал/кг град. 1000-0,48 (95—45) 1,1 . 467 Промывной вакуум- сушильный и от- бельный аппарат 22 30 56 70 1230 2460 7000
Подогрев острым паром от /й=15° до ^=100° воды для промывки жира в ко- личестве 160 кг/т 160 (100—15) 1,1 524 Мерник 4,0 60 28 35 616 616 3500
Подогрев острым паром от 1н=15° до 7ж=100° 10%-но- го раствора поваренной соли для промывки жира в количестве 80 кг/т 80 (100-15) 1,1 524 Мерник f 2,0 60 14 18 308 308 1800
Продолжение
Статья расхода Наименование аппарата о £ 'О И и ал К Q w О Я И S Я Длительность нагрева в мин. Расход пара в кг Общий расход в сутки (на 100 т 1 рафинированною I масла) t
на 1 т сыро- го масла на 1 т ра- ср и нир и ванно- го масла на 1 опера- цию на 1 аппарат в течение ча- са
и Ом ф н « « сз У в Ш
Подогрев острым паром кон- денсата от 7к=60° до tK= 100° для промывки жира в ко- личестве 80 кг/т 87 (100-60) 1,1 524 Мерник 2,0 30 7 9 154 308 900
Подогрев глухим паром мас- ла при сушке от /„=80° до /„=95°, теплоемкость г=0,49 к кал! кг град. 812,4-0,49 (95-80) 1,1 467 Промывной вакуум- сушильный и от- бельный аппарат 22 35 14 8 308 530 1800
Расход глухого пара на ис- парение влаги из жира в количестве 0,5% от веса жира 812,4 - 0,005 (640 - 95) 1,1 467 Промывной вакуум- сушильный и от- бельный аппарат 22 35 5 6 110 190 600
О _ . \ Продолжение
Расход пара в кг Q “ е
Статья расхода Наименование .аппарата Расчетная ра- бочая емкость аппарата в т Длительность нагрева в мин на 1 т сыро- го масла иа 1 т рафи- нированного масла на 1 опера- цию на I аппарат в течение часа Общий расход сутки (на 100 1 рафинирование масла)
Подогрев глухим паром со- апстока перед отсолкой. Количество соапстока при жирности его 60% бу- дет
Жс 183,7 -
G 0,6 “ о.б -306 hi Начальная температура /«=50°, конечная Z/e=100°, Теплоемкость с=0,7 ккал/кг град. Расход пара Соапсточник 6,8 60 25 31 550 550 3100
306,0-0,7 (100-50) 1,1 467
Обезжиривание отработан- ной отбельной глины со- гласно вышеприведенному расчету Автоклав — — 23 29 1000 — 2864
Разложение соапстока со- гласно вышеприведенному расчету Чан для разложения соапстока 14 — 45 56 1060 — 5605
Продолжение
Статья расхода Наименование аппарата Расчетная рабо- чая емкость аппарата в т Длительность иагрева в мин. Расход пара в Kt Общий расход в сутки (на 100 т рафинированного масла)
на 1 т сыро- го масла на 1 т ра- финирован- ного масла на 1 опера- цию 1 на 1 аппарат в течение часа
Подогрев острым паром до 100° воды для промывки смеси нейтрального жира и жирных кислот, выде- ленных при разложении соапстока в количестве ^Л"е=126,7 кг. Количество воды 15% от веса смеси = =20 кг/т Коробка-мерник 1 30 4 5 180 360 500
20 (100—15) 1,1 524
Прочие расходы (10% от об- щего расхода) — — — 26 33 — — 3281
Полный расход пара на тех- нологические нужды цеха рафинации черного хлоп- кового масла — — — 287 361 — — 36050
8 Возможный возврат конден- сата от аппаратов, обогре- ваемых глухим паром — — — 153 190 — — 19000
2) Расход пара на нагревание разбавленного соапстока от
н А® к
D == GcCc(t’K-t’H> = 74000-0,9 (100 -87) _ j б j 4 .
2 I" 524
3) Пар на перемешивание рассчитывается только на тот пе-
риод, когда эта операция не совпадает с нагреванием, так как
npif нагревании острым паром одновременно происходит и пере-
мешивание.
Согласно режиму работы аппарата для разложения соапсто-
ка (см. стр. 84) перемешивание производится при вводе серной
кислоты в течение часа за каждый цикл (тепловым эффектом
от ввода серной кислоты пренебрегаем). Расход пара на дан-
ную операцию
£>3 = d.n~^f ~ 0,25-60-5-5,3 400 кг.
4) Расход пара на компенсацию тепловых потерь от луче-
испускания и конвекции.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией определяем по форму-
ле (2—13) для:
а) вертикальной стенки
а'ж=1,7 р/ 40 — 20 = 3,6 ккал^м2 час град;
б) крышки
ав = 2,16 [У 40 —20 ==4,6 ккал/м2 час град.
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием по формуле
(2-14)
/ 273 + 40 V / 273 -к 20 у
. Л \ 100 / \ 100 / . е , ,
ал = 4,0-------------------— = 4,5 ккал/м2 час град,
где 4,0—коэффициент лучеиспускания для поверхности, покры-
той масляной краской.
Суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и луче-
испусканием составит для:
а) . вертикальной стенки а — 3,6 4- 4,5 =8,1 к.кал!м2 час град;
б) крышки 01 = 4,6 4-4,5 = 9,1 ккал)м2 час град.
Общий расход пара на компенсацию тепловых потерь от
=2 час. за каждый рабочий цикл
г> _ 04а + /з а1) • «из — -а) ^ц/г0
4 /" “
_ (35-8,1 + 5-9,1)-(40 — 20) 2-5,3 1ОО
—- — ------------------ —= loo KZ,
524
106
5) Расход пара на компенсацию тепловых потерь от испаре-
; ния через зеркало испарения (принимая скорость движения
насыщенного парами воздуха v=\ м/сек.):
а) при первом нагревании (средняя температура 80е) те-
ряется с 1 м2 зеркала испарения, по данным табл. 4,
tc' —18 кг/час, а в сутки d\—w • f-т-k0 — 18 • 5 • 1 • 5,3=477 кг-,
б) при втором нагревании (средняя температура 95°)
теряется с 1 м2 зеркала испарения 34 кг/час, а в сутки (5,3 цик-
ла по 0,5 часа) d2 = 34 • 5 • 0,5 5,3=450 кг.
Общий расход греющего пара, затраченного на компенсацию-
потерь от испарения,
D,= 4- кг,
6 1'1"
где: Г\ и г2 — скрытая теплота испарения образуемого пара;
Г и Г'—теплоотдача греющего пара.
D 477-551,2 450-542,4
6 534 524
Прежде чем просуммировать расход пара по отдельным опе-
рациям, установим, насколько снизится температура массы в
аппарате при' перемешивании. Произведя аналогичные расчеты,
установим, что потери тепла аппаратом в течение одного часа
от лучеиспускания, конвекции и от испарения при 90° состав-
ляют
= (35 • 8,1 + 5 • 9,1) • (40 - 20) 4- 28 • 5 • 545,6 = 82960 ккал/час
(545,6 — скрытая теплота парообразования при 90°).
При перемешивании в аппарат вводится острый пар в коли-
честве
dt = 0,25-60-5 = 75 кг/час.
Этот пар передает массе тепло в количестве
q2 — 534-75 = 40050 ккал/час.
Остальное тепло
q = qx — qt = 82960 — 40050 = 42910 ккал/час
теряется разбавленным соапстоком, который при этом охлаж-
дается на
= — = ——-°- = 3,4°,
Gc-c 14000-0,9
где Gc —рабочая загрузка аппарата для разложения соапстока
в кг, равная 14000 кг (с*м. стр. 84).
107
Суммарный расход пара на разложение соапстока
2 D — Dx + D2 + D3 4- D4 + D& =
= 2500 + 1614 + 400 + 133 + 958 = 5.605 кг.
На 1 т рафинируемого масла на данной операции расходует-
ся пар в количестве
Z dc = ZD-.Mac = 5605: 124,8 — 45 Kzjm;
•соответственно на 1 т рафинированного масла — 56 кг/г.
Расчет расхода пара на обезжиривание
отработанной отбельной глины
Исходные данные для расчета следующие: в отработанной
отбельной глине, согласно данным материального расчета (см.
табл. 9), находится Оос =920 кг масла. При маслоемкости от-
бельных глин 0,5 суточное количество отработанной отбельной
глины будет Gc=920:0,33^3000 кг. Обработка отбельной гли-
ны ведется при температуре 105—107° по режиму, приведенно-
му на графике (см. рис. 3). Расход материалов на эту опера-
цию принимаем по данным материальных расчетов. Расход
пара рассчитывается по отдельным операциям.
1. Расход острого пара на подогрев до 100° 5%-ного раство-
ра кальцинированной соды при расходе 100 кг соды на 1 т от-
работанной отбельной глины
р, 100-3(100-15)1,1 ,
£>1=-----------------= 1070 кг сутки.
1 0,05-524 ' л
2. Расход острого пара на подогрев до 100° 20%-нОго рас-
твора поваренной соли при расходе 300 кг на 1 г отработанной
отбельной глины
р, 300-3(100- 15) 1,1 опо ,
• О2= ------02~524----- = 803 кг1сУтки-
3. Расход острого пара на подогрев до 100° воды для про-
мывки осадка в количестве 100% от веса отбельной глины
Р, 3000(100 — 15) 1,1 со- ,
£>з=-------——------= 535 кг/сутки.
4. Расход глухого пара на нагрев отработанной отбельной
глины от tH=20° до tK = 105° при теплоемкости глины с=0,3
ккал)кг град
р, 3000-0,3(105 - 20) 1Г. ,
Z?4=---------------- = 164 кг!сутки.
5. Расход глухого пара на компенсацию тепловых потерь
двух автоклавов поверхностью излучения f = 18 м2 в течение
108
42 час. (3 оборота на 2 автоклава). Потери тепла от луче-
испускания и конвекции—162 ккал/м2 час
_ 162-18-42 ,
Db— —- . = 262 KijcymKu.
Суммарный расход пара на обезжиривание отработанной от-
бельной глины
S D = Dx 4- D2 + + D4 4- =
= 1070 + 803 + 535 + 164 + 262 = 2864 кг!сутки.
Расход пара на одну тонну:
а) отработанной отбельной глины
Dz = S D : Qc = 2864 : 3 = 0,955 ~ 1 m;
б) извлекаемого жира
D'z - Е D : Оос-0,92 = 2864 : 920-0,92 = 3,27 т\
(0,92—коэффициент извлечения жира из отработанной отбель-
ной глины);
в) рафинируемого масла
Duc = S D : Мис = 2864 :124,8 як 23 кг-,
г) рафинированного масла — 30 кг.
Как видно из табл. 13, расход пара на технологические
нужды при рафинации черного хлопкового масла составляет
287 кг/т-, соответственно на 1 т рафинированного масла 361 кг/т.
Расход пара на расщепление соапстока и дистилляцию жир-
ных кислот в данный расчет не включен, так как он относится
соответственно на получение глицерина и дистиллированных
, жирных кислот.
График расхода пара в рафинационном цехе в течение суток
приведен в табл. 14. Как видно из таблицы, при среднечасовом
расходе пара в цехе 1500 кг максимальный расход составляет
2550 кг/час. Коэффициент неравномерности расхода пара
Возврат конденсата до 53% от общего расхода пара на тех-
нологические нужды.
Подсчет расхода воды
Расчет расхода воды на технологические нужды рафина-
ционного цеха производится в соответствии с положениями,
изложенными в главе 2.
Начальная температура воды принята 15°. Количество пере-
рабатываемого сырья и расходуемых материалов взято из при-
109
Таблица 14
График расхода пара на технологические нужды цеха рафинации черного
хлопкового масла (в кг)
—- Часы суток • Наименование операций — 1 2 3 4 5 6 7 8 9 и 12
Подогрев масла после нейтрализации — 385 385 770 — — — 770 — — — —
Подогрев воды для добавления к маслу но — 110 __ — — по — — — — —
Подогрев масла перед промывкой . . . — 1230 — — 600 620 — — — — —- —
Подогрев воды для промывки масла. . — — 616 — — — 616 — — — — —
Подогрев солевого раствора для про- мывки масла — 308 — - 150 158 — — — — — —
Подогрев конденсата для промывки масла 154 — — — 154 — — 154 — — —
Сушка масла — 60 358 — — — — 418 — — 150 268
Подогрев соапстока — — - 792 — — 792 — — —
Обезжиривание отработанной отбель- ной глины 444 13 13 146 146 184 7 444 13 13 146 146
Разложение соапстока 289 326 444 — 289 326 444 — —• —- 578 75
Подогрев воды для промывки смеси жирных кислот — — — — 180 — — — 180 — — —
Прочие неучтенные расходы 133 133 133 133 133 133 133 133 133 133 133 133
Итого изо 2455 2059 1841 1498 1585 2102 1765 480 146 1007 622
Продолжение
~ Часы суток Наименование операций 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Подогрев масла после нейтрализации . — — 285 385 — 385 385 385 385
Подогрев воды для добавления к маслу — 110 — — по — — по — — —
Подогрев масла перед промывкой . . . 1230 — — 1230 — — 1230 — •— — — —
Подогрев воды для промывки масла . . — — 616 — 616 — — 616 — — — —
Подогрев солевого раствора для про- мывки масла 308 — — 308 — — 308 — — —
Подогрев конденсата для промывки — — — 154 — — 154 — — 154
Сушка масла • — — — — — — 300 118 — 358 60 —
Подогрев соапстока — 792 — — 792 — — 792 — — — 792
Обезжиривание отработанной отбель- ной глины 13 13 184 7 7 444 13 13 146 146 184 . 7
Разложение соапстока • . 406 — 578 75 406 - — 289 326 444 — —
Подогрев воды для промывки смеси жирных кислот — — — — — — 180 — — — —
Прочие неучтенные расходы 133 133 133 123 .133 133 133 133 133 133 133 133
Итого 2090 1048 1896 2138 2218 962 2550 2225 989 1466 531 932
веденных выше материальных расчетов. Расход воды на от-
дельные операции и на весь процесс рафинации приведен в
табл. 15. Как видно из таблицы, расход воды на 1 т рафини-
руемого черного хлопкового масла составляет 2,1 м3, а на 1 т
рафинированного масла — 2,7 м3.
В табл. 15, кроме расхода воды на тонну перерабатываемо-
го масла, приведен расход воды каждым аппаратом в течение
одного расчетного часа. Эти данные необходимы для расчета
сечения водопроводных труб, подводящих воду к аппаратам.
График расхода воды в течение суток приведен в табл. 16.
Как видно, среднечасовой расход воды в рафинационном
цехе составляет 11,1 м31час, максимальный — 27,5 м3!час. Сле-
довательно, коэффициент неравномерности расхода воды может
быть принят в данном случае — — =0,4.
В основном (около 160 м3, или ~ 65%) вода расходуется
на охлаждение, поэтому чем холоднее вода, тем меньше ее
расход и, наоборот, с повышением температуры охлаждающей
воды расход(ее сильно увеличивается.
Электрические нагрузки
Чтобы выявить электрические силовые нагрузки, необходи-
мо составить спецификацию электродвигателей, установлен-
ных в цехе.
В табл. 17 приведена примерная спецификация электродви-
гателей, установленных в рафинационном цехе, мощностью
125 т черного хлопкового масла в сутки. Из таблицы видно,
что в цехе установлено 40 электродвигателей суммарной мощ-
ностью Ру =\П,2 кет.
Расчетная нагрузка, согласно уравнению (2—23)
Р = р Ade. = 177,2 • -°'--°-’5 = 88 кет.
у Wc о,9-0,9
Удельный расход электроэнергии на 1 т рафинируемого
масла по уравнению (2—26)
РНТ 88-4000 о Q ,
N — =---------= 8,8 квт-чт;
М. 125-320
на 1 т рафинированного масла соответственно 11,0 квт-ч.
Установленная мощность электродвигателей на 1 т суточ-
ной мощности рафинационного цеха
р 177 2
112
Таблица 15 Расход воды на технологические нужды при рафинации черного хлопкового масла методом эмульгирования (BtfOBK OJOHHBe -одииифвй ш 001 ВИ) HMXXo/j.H в iroxoed уишдо °- °. ° ю о
1 Расход воды в 1 вэвь эинэьах s IBdBUUB 1 вн о о о СО rf оо
О1ИП -Bdauo 1 вн СП О со СО СЧ —<
BITOBW OJ -оннеяойиниф -cd ui i вн ю -f О О о о
1ГЭ1И OJ -odm ш i вн СО Tb QO 00 о о о* o' о
•ним 8 ВЗЭЭП0(1ц 'uoOHwaiHV'ff § со СО
w a bxbcIbiiub Ч1ЭОМИО KUhogej 1 °. с. сч сч
Наименование аппарата 1 CQ «з — ю 3 И « К( s й 5 ° А -° р- ? К S £ 4 ч 4 я =< О RJ о \с ** 5 S.S о- О « V a S
Статьи расхода Охлаждение масла перед щелочной рафинацией от начальной температуры /я=40° до конечной темпе- ратуры /,—20° при тепло- емкости масла с== (1,43 ккал/кг град. Температура отходящей во- ды <к.в=25° 1000 (40-20) 0,43 (25—15) 1000 Разбавление раствора ще- лочи от концентрации 400 г/кг до концентрации 150 г/кг. Расход щелочи 8,52 кг 1т 8,52-1000 8,52-1000 150-100 ~ 400-1000 Вода на обводнение масла после нейтрализации в ко- личестве 8И
8 Зак- 1306
113
— — —— ;. Поояолж-рмил
• О Расход воды в м3 £0 £ О
Статьи расхода Наименование аппарата Рабочая емко аппарата в т 1 Длительность процесса в мин. на 1 т сыро- го масла на 1 т ра- финированно- го масла на 1 опера- цию на 1 аппарат в течение ча- са Общий расход лг’/сутки (на 1С( рафинированно масла)
Растворение соли для про- мывки масла. Концентра- ция раствора 10%. Мерник для раство- ра соли 2,0 30 0,08 0,1 1.8 3,6 10,0
Расход соли 8,1 кг/т
8,1 - 1С0 10-1000
Двукратная промывка жира после щелочной рафина- ции. Мерник для воды 2,0 30 0,16 0,2 1,8 3,6 20,0
Расход воды 160 л[т
Конденсация водяных паров в поверхностном конденса- торе (согласно расчету) Поверхностный кон- денсатор — 35 0,2 0,25 4,5 7,8 25,0
Разбавление водой соапсто- ка перед разложением до концентрации 20% (в сутки) Чан для разложения соапстока 14 60 0,17 0,21 4,0 4,0 21,0
Рс 1^пС)=74 — (14,8 + 38,1)
о, Продолжение
Статьи расхода Наименование аппарата Рабочая емкость аппарата в т Длительность процесса В МИИ. на 1 т сыро- го масла 1 на 1 т рафи- ? нированного £ масла о яа и S на 1 опера- я цию М 1 на 1 аппарат в течение часа Общий расход в м\сутки (на 100 т рафинированного масла)
Промывка смеси нейтраль- ного жира и жирных кис- лот, полученных от разло- жения соапстока. Расход воды (в сутки) 15% от веса смеси 0,15Л<% 0,15-126,7 1000 ~ 1000 Обработка отработанных от- бельных глин* Охлаждение цилиндра сухо- го вакуум-насоса в тече- ние 12 час., при расходе по практическим данным, 1,5 м3 час. Охлаждение цилиндра воз- душного компрессора в течение 10 час. в сутки при расходе 1 м3[час Прочие неучтенные расходы (10% от учтенных) Мерник для воды Вакуум-насос Воздушный компрес- сор 2,0 30 720 600 1440 0,02 0,13 0,15 0,07 0,17 0,03 0,16 0,18 0,1 0,24 2,0 1,5 1,0 3,0 4,0 1.5 1,0 3,0 3,0 16,0 18,0 10,0 24,0
Итого расход воды на технологические нужды — — — 2,1 2,66 — — 26,6
------* Расход воды иа обезжиривание отработанных отбельных глин складывается из следующих статей (в сутки): на
растворение соды—2 м3, на растворение соли—1,5 м3, на промывку осадка—3 м3, на разбавление осадка перед спуском
в канализацию до 10%-ной концентрации — 9,2 м3. Всего 15,7 Л13ж16 м? в сутки.
СЛ
Таблица 16
График расхода воды на технологические нужды при рафинации черного хлопкового масла методом
эмульгирования (в мг)
Часы суток Наименование операций 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 н 12
Охлаждение масла перед щелочной ра- финацией .... • . 18,9 9 9,9 —.- 9 0,9 . 2S
Разбавление раствора щелочи — — — — — — — — 2,0 — — --
Обводнение масла после нейтрализации 1.8 — 1,8 — — 1,8 — — — — —
Растворение соли — 1,8 — — 1,8 — — — — __ —
Промывка жира ... — — 1,8 1.8 — 1,8 1,8 — — — —
Конденсация паров при сушке 'жира . . — 1,5 3 — — — — 4,5 — — 2,5 2,5
Разбавление соапстока — — 4,0 — — — 4,0 — — — — —
Промывка смеси жира и жирных кис- лот — 0,8 — — — — — — 0,8
Охлаждение цилиндра вакуум-насоса . 1,5 — 1,5 1.5 — — 1,5 — — 1,0 1,5
Обработка отбельных глин — — — 2,5 1,0 — 2,0 — — — 2,5 —
Охлаждение цилиндра компрессора . • 1,0 — — 1,0 — — 1,0 — — 1,0 1,0 —
Неучтенные расходы • ... . 1,0 1.0 1.0 1.0 1,0 1,0 1,0 1.0 •1,0 1,0 1,0 1.0
Итого ... 24,2 14.1 23,0 6,3 5,3 11,8 21,5 7,0 3,8 2,0 8.0 5,0
Продолжение
______ Часы суток Наименование операций " 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Охлаждение масла перед щелочной ра- Разбавление раствора щелочи . . . • 18,9 1 1 — 18,9 — — 18,9 2,0 — — —
Обводнение масла после нейтрализации — 1,8 — — 1,8 — — 1.8 — — —
1,8 — — 1,8 — — 1,8 — — — —•
Промывка жира • ' ' • — 1,8 1,8 — 1.8 1,8 —• 1.8 1,8 — —
Конденсация паров при сушке жира . . — — — — — — 2,5 2,0 —- 4,5
Разбавление соапстока — 4,0 — — — 4,0 — 4,0 — — 4,0
Промывка смеси жира и жирных кислот — — — — — — 0,8 —• — — —
Охлаждение цилиндра вакуум-насоса . 1,5 1,0 1,0 — 1,5 1,0 1,5 — 1,0 1,0
Обработка отбельных глии Охлаждение цилиндра компрессора . . 1,0 — 1,0 1,0 2,0 — 1,0 1 1 2,5 1,0 1,0 1,0 2,0
1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Итого. . • . 5,3 27,5 4,8 4,8 25,5 8,3 8,1 27,0 8,3 7,5 2,0 8,0
Таблица 17
Спецификация электродвигателей рафинационного цеха мощностью
125 т!сутки черного хлопкового масла
Количество электродвига* телей Мощность электродвига- теля В К4Ш Число оборо- тов электро- ? двигателя в мин. Наименование оборудования, у которого установлен электродвигатель
2 4,5 2870 Насос для сырого масла
3 1,7 1420 Смеситель для масла и щелочи
4 4,5 1420 Эмульсатор
3 7,0 980 Нейтрализатор
3 7,0 1440 Вакуум-промывной аппарат
3 1,7 930 Фильтрпресс
4 4,5 2870 Насос для рафинированного мас- ла
3 2,8 950 Соапсточник
1 1,7 2870 Насос для сборного жира
3 4,5 950 То же, соапстока
2 2,8 1420 . жирных кислот
1 1,7 2870 ж щелочи
1 1,7 1420 . раствора соли
1 2,8 2870 „ конденсата
2 14,0 1450 Вакуум-насос
1 10,0 730 Компрессор
1 2,8 2870 Насос для промывной воды
1 2,8 1420 То же, кислотоупорный
1 1,0 930 Мешалка для известкового моло- ка
Всего 40 Суммарная мощность 177,2 кет
Примерный штат работающих
Количество рабочих, необходимое для обслуживания аппа-
ратуры, установленной в цехе, зависит от выбранной техноло-
гической схемы и компоновки оборудования.
Компоновка оборудования в цехе (см. рис. 19) сделана так,
что позволяет обойтись минимальным количеством обслужи-
вающего персонала. Собственно рафинационное отделение
обслуживается двумя рабочими (один на первом этаже, а дру-
гой — на втором). За фильтрацией наблюдает один рабочий.
Помощник рафинера помогает фильтровщику чистить фильтр-
прессы, а также готовит растворы щелочей и соли, следит за
сдачей соапстока. Для уборки мест общего пользования преду-
118
сматривается одна уборщица в первую смену. Рабочие места
в цехе должны убираться производственными рабочими.
Дежурный слесарь достаточен один в смену на два цеха,
поэтому в штате рафинационного цеха можно предусмотреть
0,5 штатной единицы. Дежурный электрик один на несколько
цехов.
Сменный мастер должен сам выполнять текущие анализы
(проверять кислотность масла, крепость щелочи, цветность
масла), поэтому дежурный лаборант в цехе не требуется.
В табл. 18 приведен примерный штат рабочих и служащих
цеха рафинации черного хлопкового масла методом эмульги-
рования. Таблица 18
Примерный штат рабочих, ИТР и служащих рафинационного цеха
мощностью 125 т/сутки черного хлопкового масла
Наименование профессий Всего Смены Подсмена
1-я 2-я 3-я
Рабочие
Ст. рафинер 3,5 1 1 1 0,5
Рафинер 3,5 1 1 1 0,5
Фильтровальщик 3,5 1 1 1 0,5
Пом. рафинера 3,5 1 1 1 0,5
Уборщица 1,0 1 — — —
Итого . - . 15 5 4 4 2
Вспомогательный персонал
Дежурный слесарь 1,5 0,5 0,5 0,5 —
Электрик 0,5 0,5 — —
Итого . . . 2,0 1,0 0,5 0,5 —
Административн о-т е х н и ч е с-
кий персонал
Технолог цеха 1 1 — ——
Сменный мастер • .... 3,5 1 1 I 0,5
Механик корпуса 0,5 0,5 — — —
Учетчица ..... 1 1 —• — —
Итого . . . 6 3,5 1 1 0,5
Всего по цеху 23 9,5 5,5 5,5 2,5
При меча кие. При семичасовом рабочем дне применяется четырех -
бригадный график и на каждое рабочее место требуется 4 человека.
П9
ЦЕХ ПИЩЕВОЙ РАФИНАЦИИ СВЕТЛЫХ МАСЕЛ И САЛОМАСА
Технологическая схема пищевой рафинации светлых масел
и саломаса
Схема пищевой рафинации применительно к требованиям
маргаринового производства приведена на рис. 20.
В данной схеме принята аппаратура периодического дейст-
вия. Саломас, пройдя бак на весах 3, поступает в запасные
коробки 1, откуда насосом 2 направляется в нейтрализатор 4.
Щелочная рафинация производится по методу, разработанно-
му А. А. Шмидтом (с водно-солевой подкладкой), обеспечиваю-
щему значительное сокращение отходов жира в соапстоке.
Из мерника 17 подается солевой раствор для подкладки,
а из мерника 14 раствор щелочи нужной концентрации. Мыль-
ный раствор спускается в соапсточник 16, где обрабатывается
крепким раствором соли. Соапсток высаливается, концентри-
руется и откачивается насосом 7 на утилизацию, а слабую
мыльную воду насосом 22 'перекачивают в чан 20 для кислот-
ной обработки.
Нейтрализованный щелочью жир из нейтрализатора засасы-
вается в промывной вакуум-сушилыный и отбельный аппарат 15,
промывается в нем последовательно рассолом, водой и конден-
сатом, поступающими из мерников 13, 18 и 5, затем высуши-
вается и отбеливается глиной, которая засасывается из коробки
на весах 23. Отбеленный жир насосом 26 подается на фильтр-
пресс 27.
Профильтрованный саломас собирается в коробке 28, откуда
засасывается в дезодоратор периодического действия 36. Дезо-
дорация ведется при остаточном давлении 5—6 мм рт. ст. и
температуре 200?, благодаря чему обеспечивается высокое ка-
чество дезодората. Вакуум создается пароэжекторным агре-
гатом 39.
Дезодорированный жир после предварительного охлаждения
в дезодораторе окончательно охлаждается в маслоохладителе
40 и далее направляется в баки для' готовых жиров. Промыв,-
ные воды, спускаемые из аппарата 15, проходят жироловушку
21 и далее направляются для подкисления в чан 20. Здесь все
мылосоде.ржащие воды обрабатывают серной кислотой, мыло
разлагается, выделившиеся жирные кислоты в смеси с ней-
тральным жиром всплывают на поверхность, их счерпывают
и собирают в коробке для технического жира 9.
Отработанные отбельные глины, снятые с фильтрпресса 27,
смешивают в мешалке 31 с раствором соды и далее передают
в автоклав 32, где под давлением 0,3—0,5 ати и при темпера-
туре 105—107° обрабатывают раствором соды и соли. В резуль-
тате разварки жир вытесняется из отбельных глин, всплывает,
его счерпывают и используют на технические нужды,
120
s
сь
121
Описанная технологическая схема обеспечивает высокое
качество продукции при экономном расходовании сырья.
На ряде предприятий успешно освоен непрерывный метод
щелочной рафинации с водно-солевой подкладкой, значительно
повышающий производительность основной аппаратуры. При
непрерывной щелочной рафинации саломаса с водно-солевой
подкладкой саломас и раствор щелочи в установленных пропор-
циях непрерывно подаются в смеситель. Из смесителя грубая
эмульсия жира со щелочью насосом-эмульсатором подается в
нейтрализатор, заполненный слабым раствором соли; послед-
ний подается также непрерывно. Здесь мыло,. растворяясь,
переходит в солевой раствор, а саломас поднимается кверху и
через поднятую шарнирную трубу непрерывно отводится в
промывной аппарат. Раствор мыла в солевом растворе через
сифонную трубу непрерывно отводится в жироловушку, где он
охлаждается и одновременно отсаливается концентрированным
раствором поваренной соли. Выделяющееся при этом мыльное
ядро—соапсток—откачивается на утилизацию, а обедненный
мыльный раствор обрабатывают серной кислотой. При разло-
жении мыла выделяются жирные кислоты, которые всплывают
наверх, и их присоединяют к техническому жиру.
Непрерывная гидратация подсолнечного масла с получением
фосфатидного концентрата
В тех случаях, когда на рафинацию поступает растительное
масло, его необходимо подвергнуть гидратации. Технологиче-
ская схема производства приведена на рис. 21.
Подсолнечное масло, пройдя весы 1, поступает в коробку 2,
откуда насосом 3 через паровой подогреватель 5, где его темпе-
ратура доводится до 40—50°, направляется под давлением
1,2—1,5 атм в гидрататор эжекционного типа 6, который одно-
временно подсасывает дистиллированную воду из бачка с по-
стоянным' уровнем 8. Количество засасываемой эжектором во-
ды может меняться в широких пределах за счет смены ниппеля
с разным сечением. Высокая степень диспергирования воды по-
зволяет в несколько раз сократить ее ipaoxon при высокой эф-
фективности процесса гидратации.
Для предупреждения попадания воздуха в гидрататор насос
3 опущен в масляную ванну 4. Из гидрататора масло поступает
в аппарат-экспозитор 9, в котором происходит укрупнение
-хлопьев фосфатидов. В этом же аппарате масло охлаждается
до температуры 20—30° водой, протекающей через трубчатку.
При охлаждении масла происходит более интенсивное формиро-
вание осадка и выпадение избыточной влаги. Из аппарата 9
масло поступает в непрерывно действующий отстойник 10.
Чистое масло из отстойника поступает на дальнейшую пере-
работку или на склад. Гидратированный осадок из нижней час-
122
ти отстойника насосом 11 подается в непрерывно действующую
горизонтальную центрифугу 12 типа НОГШ со шнековой вы-
грузкой концентрата.
Рис. 21. Схема непрерывной гидратации подсолнечного
масла:
/—весы; 2—коробка для приема сырого масла; 3—иасос; 4—масляная
ванна; 5»— подогреватель; 6—гидрататор; 7—ротаметр; 8 — бачок для
дистиллированной воды; Р—экспозитор; /б’—отстойник непрерывного
действия: //—шестеренчатый насос; 12—горизонтальная центрифуга;
/«?—шестеренчатый иасос; 14—вакуум-сушильный аппарат; 15—центро-
бежный иасос; 16—тара для фосфатидов.
Фосфатидный концентрат с содержанием 15—25% влаги и
35—38% жира из центрифуги непрерывно откачивается шесте-
ренчатым насосом 13 в вакуум-сушильный аппарат 14, где он
подвергается сушке до требуемых кондиций, после чего выгру-
жается в тару 16.
Масло из центрифуги откачивается в коробку 2, откуда
вновь направляется на гидратацию.
123
Эта схема, разработанная и осуществленная на Днепро-
петровском масложиркомбинате, рекомендована к применению
на маслозаводах для первичной очистки масла, улучшает каче-
ство масла, повышает его сохранность и одновременно позво-
ляет получать пищевой фосфатидный концентрат.
Сырьевой баланс
Приводим сырьевой баланс пищевой рафинации саломаса
при работе с водно-солевой подкладкой на аппаратуре периоди-
ческого действия. Для расчета принимаем производительность
50 т/сутки рафинированного пищевого саломаса с начальным
кислотным числом К„ =2 мг КОН. Расчеты приводятся на 1 т
нерафинированного саломаса.
Щелочная рафинация. Нейтрализация жирных кислот
производится на водно-солевой подкладке раствором натровой
щелочи концентрацией д = 50 г/кг. Расход каустической соды
по уравнению (3—1) с избытком 15% будет составлять
,,, 1000-2-40-1,15 ,
щ—-----------------= 1,64 кг.
56,1-1000
Количество связанных жирных кислот по формуле (3—2)
,,, 1,64-282 ,. „
--------------- 11,6 кг.
щ 40
В саломасе до его промывки остается Жс> =1,5 кг/т связан-
ных жирных кислот. Таким образом, в мыльный раствор пере-
ходит
Жг — 11,6 — 1,5 = 10,1 кг жирных кислот.
При щелочной рафинации с водно-солевой подкладкой с
мыльным раствором увлекается нейтральный жир в количестве
20—30% от веса связанных жирных кислот. Принимая для
расчета отход нейтрального жира в соапсток 30%, получим
Жт — Жг-0,3 — 10',1-0,3 = 3 кг.
Общий отход нейтрального и связанного жира в соапсток
составляет
Жс = 10,1 +3,0= 13,1 кг.
Выход нейтрализованного саломаса
Жн = Ж'р - Жс= 1000 — 13,1 = 986,9 кг.
Промывка. Саломас после нейтрализации промывается
три-четыре раза водой и солевым раствором. Расход 'воды на
каждую промывку составляет 10% от веса жира. Следователь-
но, потребное количество воды
№п = Жн-0,1-4 = 986,9-0,1 -4 = 400 л=400 кг.
124
С промывными водами удаляется pacTBOipenHoe мыло и
уносится небольшое количество нейтрального жира. Концентра-
ция жира в промывных водах, по практическим данным, состав-
ляет примерно 10 г/кг. Унос общего жира:
л 1Г-10 400-10 . п
Опо=--------==-----=4,0 кг,
пр юоо юоо
в том числе:
связанных жирных кислот Ж,. ~Жв • 0,95= 1,5 • 0,95 = 1,4 кг;
нейтрального саломаса Жв — Onf)—ЖЭ=Ь—1,4 = 2,6 кг.
Выход промытого саломаса Жп =986,9—4 = 982,9 кг.
Отбелка. Расход отбельных глин при рафинации саломаса
колеблется от 5 до 10 кг(т. Принимая расход 10 кг/т и масло-
емкость глины 0,5, получим отход саломаса цри отбелке:
О0— 10-0,5 = 5 кг.
Выход отбеленного саломаса
Хо = Жп — Оо = 982,9 - 5 = 977,9 кг.
Дезодорация. Отход саломаса в погонах при дезодора-
ции, по практическим данным действующих заводов, составляет
при рафинации саломаса и растительных масел (кроме кокосо-
вого) Од =1 кг.
При рафинации кокосового масла, в котором больше лету-
чих кислот, Од =2—3 кг.
Прочие безвозвратные потери Об , по практическим данным,
принимаются равными 1 кг.
Выход рафинированного дезодорированного саломаса
Хр = Хо-(Ой + Од) = 977,9-(1 Р 1) = 975,9 кг/т.
Баланс саломаса в отходах. 1. С промывными во-
дами уносится ОПр =4 кг жира, из них 2 кг жира улавливается
в цеховой жироловушке. В результате обработки промывных
вод минеральной кислотой примерно 1,5 кг жира улавливается
и возвращается в виде технического жира, а 0,5 кг — безвоз-
вратные потери при промывке.
/ 2. При обработке отработанной отбельной глины в автокла-
ве извлекается примерно 92% жира. При этом получается тех-
С) мический жир в количестве О'о^=Оо 0,92 = 5 • 0,92=4,6 кг, а
' Ооб =0,4 кг представляет собой безвозвратные потери при от-
ч~ белке.
3. При щелочной рафинации в мыльный раствор, образуемый
водно-солевой подкладкой, переходит нейтральный жир и свя-
занные щелочью жирные кислоты в количестве Же =13,1 кг.
В результате отсолки в концентрированный соапсток пере-
ходит примерно 90% жира, или .13,1-0,9=11,8 кг: остальной
жир в количестве Ж'.3=1,3 кг поступает на подкисление
мыльными водами.
125
4. Содержание общего жира в отселенном соапстоке состав-
ляет в среднем 25%; вес соапстока будет G — =47 кг.
Количество отходов и потерь, образующихся при пищевой
рафинации саломаса, приведено в табл. 19.
Таблица 19
Сводная таблица отходов и потерь при пищевой рафинации саломаса
с начальной кислотностью 2 мг КОН (в кг)
Наименование Выход го- товой про- дукции и полуфаб- риката Всего от- ходов и потерь В том числе
отходы безвоз- вратные потери
возвраща- емые в производ- ство использу- емые на- техниче- ские нуж- ды
Исходный саломас Ж'р 1000 — — —
Саломас после щелочной нейтрализации Жн . . 986,9 — — — —
Саломас, переходящий в мыльный раствор, Жс . — 13,1 — 13,1 —
в том числе:
связанные жирные кис- лоты Ж2 — 10,1 — 10,1 —
нейтральный жир Жт — 3,0 — 3,0 —
Саломас после промывки *п ....... 982,9 — — — —
Отходы при промывке Опр .......... —— 4,0 2,0 1,5 0,5
в том числе:
связанные жирные кис- лоты Ж3 — 1,4 — 1.4 —
нейтральный жир Же . — 2,6 2,0 0,1 0,5
Саломас после отбелки Ж . . 977,9 — — — —
Саломас в отбельных глинах Оо — 5,0 — 4,6 0,4
Отходы при дезодорации Од — 1,0 — 1,0 —
Безвозвратные потери при пищевой рафинации об ... . — 1,0 — 1,0
Выход рафинированного и дезодорированного саломаса Жр 975,9 — — — —
Итого . . . —- 24,1 2 20,2 1,9
126
Расход нерафинированного саломаса на 1 т рафинирован-
ного определяется по уравнению (3—3).
(1000 — 2) 1000 .„nnc ,
Ж= '---------'----—1022,6 кг т.
975,9
Для получения 1 т рафинированного саломаса согласно
уравнению (3—4) должно быть переработано нерафинирован-
ного саломаса
1000-1000 ,
/К —---------= 1024,7 кг т.
р 975,9
Таблица 20
Жировой баланс саломаса при пищевой рафинации (в кг)
Наименование На 1 т. саломаса
нерафиниро- ванного рафинирован- ного
Расход саломаса .... 1GC0 1024,7
Возврат саломаса в производство 2,0 2,1
Расход исходного саломаса за вычетом воз- вращаемого в производство 998 1022,6
Выход рафинированного саломаса 975,9 1000
Безвозвратные потери 1,9 2,0
Отходы производства • • ... 20,2 20,6
Из них: жир в соапстоке 11,8 12,1
технический жир 8,4 8,5
в том числе: жир, извлекаемый при разложении мыльно- го раствора 1,3 1,3
то же, из промывных вод 1,5 1,5
жир из отработанной отбельной глины . . . 4,6 4,7
жир из каплеуловителя при дезодорации 1.0 1.0
Расход вспомогательных материалов
Каустическая сода. Расход 100%-ной щелочи при
нейтрализации свободных жирных кислот на 1 тонну саломаса
с кислотным числом 2 мг КОН Щ — 1,64 кг. Расход продаж-
ной соды П|рн содержании 92% едкого натра составит
Ш, =1^ = 1,78 кг/т.
0,92
127
Расход раствора щелочи концентрацией а — 50 г/кг
щ = _!-------= 33 кг — 32 л/т.
50 '
Соль поваренная. 1. На образование водно-солевой
подкладки.
Количество жирных кислот, переходящих в виде мыла в
водно-солевой раствор при нейтрализации саломаса, Жг =
— 10,1 кг/т.
Весовая концентрация мыла в солевом растворе не должна
превышать 10% (в пересчете на жирные кислоты), следова-
тельно, потребное количество раствора соли
Gc = - 101 кг/т.
с 0,1
Это количество раствора образуется за счет: а) влаги, вво-
димой с раствором щелочи; б) солевого раствора крепостью
1,5%, вводимого специально в нейтрализатор.
Количество вводимого при нейтрализации раствора щелочи
Щр =33 кг.
Количество солевого раствора крепостью 1,5%, который
надо добавить перед началом нейтрализации,
G'c = ОС-Щр= 101 - 33 — 68 кг/т.
По окончании ввода раствора щелочи через распылители
нейтрализатора вводят дополнительно Gne=l кг/т кипящего
раствора соли. Всего в нейтрализатор вводят солевого раствора
G"'-= G'c + g; = 68 + 7 = 75 кг.
Расход соли на приготовление водно-солевой подкладки
концентрацией 1,5% при нейтрализации свободных жирных кис-
лот саломаса
Ct = 75-0,015 = 1,1 кг.
Средняя концентрация солевого раствора
2. Одну из промывок жира после нейтрализации производят
солевым раствором крепостью 10%. Расход поваренной соли
на промывку
Са = 100-0,1 = 10,0 кг.
128
3. На обезжиривание 1 т отработанной отбельной глины рас-
ходуется 300 кг соли. Расход соли на 1 т саломаса (при выходе
ее 15 кг/т)
г 300-15 . г-
С,= —----=4,5 кг.
1000
4. Расход солевого раствора концентрацией 25%, который
необходимо добавить в концентратор соапстока, чтобы довести
содержание соли в мыльном растворе до 8%, при котором из
мыльного раствора высаливается мыльное ядро, определяется
уравнением
__ Ос (k б)
где: Gc—количество солевого раствора концентрацией 1,1%;
Gc =101 кг;
k—требуемая концентрация соли; &=8%;
а—концентрации добавляемого раствора соли; а=25%;
б — начальная концентрация солевого раствора;6=1,1 %;
~ 101(8-1,1) ..
GC1 = —------— =41 кг.
25-8
Расход соли на эту операцию
С4 = 41-0,25 = 10,3 кг.
Суммарный расход соли
С = (% + С2 + С3 + С4 = 1,1 + 10,0 +4,5 + 10,3 = 25,9 кг.
Серная кислота. На подкисление поступают связан-
р ные жирные кислоты:
а) с промывными водами /Кя =1,4 кг;
б) с мыльными водами Ж'3 = 1,3 кг; всего 2,7 кг.
Количество мыла, образующегося при нейтрализации 1 кг
жирных кислот натровой щелочью,
Л10-ф кг, (3-28)
где: М„—молекулярный вес мыла; Л4„ =304;
Мк-—молекулярный вес жирных кислот; Л4а: = 282.
Мо=— = 1,08 кг.
282
На подкисление поступает мыло
GM = (/Ж3+/Ж'3)-М0 = (1,4+1,3)-1,08 = 2,9 кг..
9 Зак. 1306 129
= 0,6 кг.
2-304-0,92
серной кислоты;
в купоросном масле; рг=92%.
сода. 1. Промывные и мыльные
Расход серной кислоты для разложения мыла при избытке
в 10% против теории определяем по уравнению
„ _ GMMs-l,l _ 2,9-98-1,1
— о
2 Мм тц
где: —молекулярный вес
—содержание Нг5О^
Кальцинированная
воды после подкисления серной кислотой и до спуска их в кана-
лизацию
избытка
нию
(3-29)
нейтрализуются содой. Расход соды на нейтрализацию
серной кислоты Su =0,06 кг определяется по уравне-
где:
"Че
с (3-30)
1 Мл
—молекулярный вес кальцинированной соды; Мс= 106;
—содержание ЫагСОз в кальцинированной соде; по
ГОСТу т]с = 95°/о-
106-0,06
Сд, =-----!— = 0,07 кг.
98-0,95
отбельных глин при расходе 100 кг
2. На обезжиривание
соды на 1 т
15-100 , с
---------= 1,5 кг.
1000
Сд,—
Общий расход соды
С^ = 0,07 + 1,5 = 1,57 кг/т.
Результаты подсчетов расхода вспомогательных материалов
на пищевую рафинацию саломаса кислотностью 2 мг КОН
сведены в табл. 21.
Таблица 21
Расход вспомогательных материалов при рафинации саломаса
Наименование материала Расход в кг на I гп саломаса
нерафиниро- ванного рафинирован- ного
Сода каустическая 1,78 1,82
Сода кальцинированная 1,57 1,6
Отбельные глины 10 10,4
Соль поваренная 25,9 26,5
Серная кислота 0,6 0,62
Фильтровальная ткань в пог. м 0,15 0,15
Результаты расчетов расхода сырья и вспомогательных ма-
териалов на пищевую рафинацию саломаса сведены в табл. 22.
130
Таблица 22
Грузооборот рафинационного цеха мощностью 50 т саломаса в сутки
Наименование Норма расхо- да в кг на 1 т рафинирован- ного саломаса Расход в т
за сутки за год (320 ра бочих дней)
Саломас нерафинированный . 1022,6 51,125 16362
Саломас рафинированный . . . • . 1000 50,0 16000
Соапсток 48 2,4 768
в том числе жир в соапстоке 12,1 0,6 194
Технический жир 8,5 0,425 136
Сода каустическая • 1,82 0,091 29,0
Сода кальцинированная .... 1,6 0,080 25,6
Отбельные глины 10,4 0,52 166,0
Серная кислота 0,62 0,031 10,0
Соль поваренная 26,5 1,32 42,4
Фильтровальная ткань в пог. м 0,15 7,5 2400
РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Отстойник непрерывного действия
Отстойник непрерывного действия (рис. 22) служит для от-
стаивания гидратированного масла с целью выделения содер-
жащихся в нем фосфатидов. Он представляет собой вертикаль-
ный цилиндрический стальной сварной сосуд с конической
крышкой и днищем.
Внутри отстойника расположено четырнадцать конусных та-
релок, образующих попарно семь камер, в которых и происхо-
дит процесс отстаивания.
Камеры работают как самостоятельные отстойники. Каждая
камера состоит из двух конусных тарелок, приваренных к одно-
му распределительному элементу 4, и разделена на две полости.
Нижняя полость с тарелкой 1 служит для отстаивания, а верх-
няя с тарелкой 3—для отвода осветленного масла. Тарелки 1,
расположенные через одну, имеют большую длину, кроме того, ' \
к .ним приварены вертикальные юбки 2. Фосфатидный концент- i ’
рат сползает с тарелок 1 в конус, откуда выкачивается на-
сосом.
Вертикально-распределительный элемент (рис. 23) состоит '
из внутренней 4 и внешней 5 полостей. ^Внутренняя полость ।
элемента связана с каждой тарелкой 1 двумя горизонтальными
трубками 6, а внешняя — через отверстия 7.
Все элементы соединены с помощью четырех болтов и обра-
зуют вертикальную распределительную трубу. 1
9*
131
Принцип действия отстойника заключается в том, что подвод
гидратированного масла к тарелкам и отвод осветленного мас-
ла из тарелок осуществляются с помощью (вертикальной цен-
трально-распределительной трубы. Из внутренней полости рас-
Рис. 22. Отстойник непрерывно-
го действия:
1—н-пкняя конусная тарелка для
отстаивания; 2—юбка тарелки /;
о—верхняя конусная тарелка для
отвода масла; 4—распределительный
элемент; 5>— впуск гидратированного
масла; 6—выпуск осветленного мас-
ла; 7—выпуск отстоенных фосфати-
дов; 8—контрольные краники; 9—люк.
Рис. 23. Вертикально-распределительный
элемент;
/—нижняя тарелка; 2—верхняя тарелка: 3—рас-
пределительный элемент; 4—внутренняя полость
элемента; 5—внешняя полость элемента; 6—трубки
для впуска гидратированного масла; 7—отверстия
для выпуска осветленного масла; Л—трубки для
вывода осветленного масла из аппарата; 9—впуск
гидратированного масла.
132
пределительной трубы масло под гидростатическим давлением
3—4 м через горизонтальные трубки 6 распределяется по ниж-
ним конусным тарелкам 1.
Благодаря падению скорости движения масла по коническим
тарелкам и изменению направления фосфатиды и вода как
более тяжелые оседают на дно тарелок, а осветленное мас-
ло как более легкое собирается над ними. Затем, огибая
тарелку 2, масло движется вверх по направлению к централь-
ной оси и отводится через двенадцать отверстий 7 во внешнюю
полость распределительной трубы, откуда трубкой 8 из каждой
камеры выводится из отстойника.
Таким образом, имеется возможность наблюдать и регули-
ровать процесс осветления масла в каждой камере.
Аппарат снабжен люком диаметром 400 мм и тремя пробны-
ми краниками.
Расчет отстойника непрерывного действия сводится к опре-
делению числа и поверхности нижних тарелок-камер, где произ-
водится отстаивание, и размеров аппарата.
Для расчета принимаем:
1. Производительность отстойника — 1500 л сырого масла
в час.
2. Состав гидратированного масла, поступающего в отстой-
ник в течение часа:
Вес в кг Объем в м3
Масло.................. 1312 1,487
Фосфатиды............ 13 0,013
Вода...................... 7 0,007
Всего ... 1332 1,507
3. Состав отстоявшегося концентрата, удаляемого из отстой-
ника:
Вес в кг Масло 16 Фосфатиды 12 Вода . . ..... 7 % 45 35 20
Всего... 35 1С0
Поверхность тарелок отстойника непрерывного действия
определяется уравнением
61 — Ь 9
------- .и2
wb.
(3-30а)
где: а — начальное количество жидкой фазы, поступающей
отстойник; а = 1,487 -{- 0,007 = 1,494 .w3;
в
133
b — весовая концентрация фосфатидов до отстаивания;
__ 13____________ q Qi фосфатидов \
1312 + 7 ’ кг жидкости ’
61— весовая концентрация фосфатидов в отстоенном кон-
центрате, которые отводятся из аппарата,
__ 12 _____о 52 кг Ф0СФатиД°в
1 16-1-7 ’ кг жидкости ’
w — скорость отстаивания; № = 0,106—0,08 м/час (по дан-
ным Мосгидрозавода).
Принимаем №=0,1 м/час.
Подставляя найденные величины в уравнение (3—30а), на-
ходим суммарную поверхность конусных тарелок
1 л.-v.i 0,52 — 0,01 9
А =1,494-—----------= 14 м\
0,1-0,52
Принимаем отстойник с 7 рабочими конусными тарелками
общей поверхностью 12,2 ,w2 (общее количество конусных та-
релок равно 14).
Размеры отстойника: диаметр 1,5 л; высота цилиндрической
части 1,22 м-, общая высота 3,65 м\ полный объем V с =3,15 м3.
Длительность пребывания масла в аппарате
Vc 3,15 о
— — - =------= 2 часа.
ц 1,507 1,507
Для производительности цеха 51,125 т сырого масла в сутки
необходимо установить 2 отстойника.
Нейтрализатор
Для щелочной нейтрализации саломаса с водно-солевой под-
кладкой применяются такие же нейтрализаторы, как и при
рафинации'хлопкового масла (см. рис. 10).
Время, затрачиваемое на один оборот нейтрализатора, при-
нимается по действующим нормам. В табл. 23 приведены дан-
ные о времени, затрачиваемом на проведение гидратации и
нейтрализации в аппаратах различной емкости по действующим
в промышленности нормативам.
Производительность одного нейтрализатора с расчетной за-
грузкой 5,5 т, согласно уравнению (3—11), с учетом продолжи-
тельности рабочего цикла по табл. 23.
Г 5,5-24-60 ос , ,
°а" —~з~оо~ = 26,4 т!сУтки-
Проведя необходимые вычисления по формуле (3—11), на-
ходим производительность нейтрализаторов различной емкости
при рафинации разных жиров (табл. 24).
134
F
Таблица 23
Примерная затрата времени в мин. на один оборот нейтрализатора
при рафинации саломаса и масла с водно-солевой подкладкой
Наименование операции Сухой саломас | Влажный | саломас | Подсолнечное масло
расчетная загрузка нейтра лизаторов (в т)
5,5 11,0 22 5,5 11,0 22 5,5 11,0 22 44
Подготовка аппарата . . 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
Заполнение аппарата жи- ром 20 30 40 20 30 40 20 30 40 60
Подогрев до температу- ры гидратации — — 20 30 60 20 30 40 60
Гидратация* — — — 10 10 10 10 15 20 30
Отстаивание после гидра- тации — — .— 60 60 60 60 60 60 60
Спуск отстоя — — — 10 10 10 10 0 15 20
Подогрев до температу- ры нейтрализации . . . 40 50 80 20 20 20 40 50 60 60
Подача рассола для соле- вой подкладки 20 30 40 20 30 40 20 30 40 45
Ввод щелочи и переме- шивание 15 20 25 15 20 25 15 20 25 40
Отстаивание после нейтра- лизации ........ 150 180 210 150 180 210 150 180 180 210
Передача жира в промыв- ной аппарат 20 30 40 20 30 40 20 30 40 60
Спуск соапстока и эмуль- сионного слоя . . . 30 35 40 30 35 40 30 35 40 50
Итого время на пол- ный оборот .... 200 380 480 380 460 560 410 495 560 700
* Для влажного саломаса показано время на удаление влаги.
Таблица 24
Примерная производительность нейтрализаторов при рафинации
саломаса и подсолнечного масла с водно-солевой подкладкой
Наименование рафинируемого масла Расчетная загрузка аппарата в т
5,5 11 22
производительность в т1сутки
Саломас сухой 26.4 41,5 66,0
Саломас влажный 20,8 34,4 56,6
Масло подсолнечное 19,3 32,0 56,6
135
Количество потребных нейтрализаторов для рафинации в
сутки Мсс =51,125 т саломаса будет
« = 51,1:26,4 = 2 аппарата.
Непрерывная нейтрализация
По данным Московского маргаринового завода, при проведе-
нии щелочной нейтрализации саломаса с водно-солевой под-
кладкой непрерывным способом производительность одного ап-
парата с расчетной загрузкой 5,5 т достигает 50 т сухого сало-
маса в <сутки, или G4 =2,1 т/час.
При расчете технологических параметров, при которых ра-
ботает аппарат, необходимо учитывать следующее.
1. Для полного отделения жиров от 'Мыльно-солевого раство-
ра фиктивная скорость его движения должна быть менее
1 мм/сек.
2. Продолжительность пребывания жира в аппарате должна
быть не менее ти =50—60 мин.
Для расчета принимаем:
1. Удельный вес саломаса при температуре 90° yi =
=0,866 т/м' (табл. I).
2. Удельный вес мыльного раствора у2 1 т/мъ.
3. Количество переходящих в солевой раствор связанных
жирных кислот, по данным материального баланса, Жг =
= 10,1 кг/т.
4. Расход раствора поваренной соли-при концентрации свя
занных жирных кислот в растворе 5% qc =10,1 : 0,05 = 200 кг/г.
Объем жира, проходящего через аппарат в час,
Уж = = 2,43 ж3.
ж у, 0,866
При диаметре нейтрализатора 2 м и сечении его в плане
F = 3,14 м2 фиктивная скорость движения саломаса в аппарате
W==_V^ 2,43 = 000022 м/сек
3600А 3600-3,14 1
что значительно ниже предельного.
Продолжительность пребывания саломаса в аппарате прини-.
маем тц =60 мин. = 3600 сек., откуда высота слоя жира от ли-
нии раздела до перепускного патрубка
h = w т„ = 0,00022 • 3600 = 0,8 м.
136
Резервуар для сырого саломаса
Для нормальной работы рафинационного цеха в нем необхо-
димо иметь некоторый запас исходных жиров. Так как при пе-
рекачке высокоплавких жиров необходимо принять ряд мер по
предупреждению их застывания в трубопроводах, желательно,
чтобы перекачка производилась не чаще одного раза в сутки —
Рис. 24. Резервуар для саломаса:
/—корпус; 2—крышка; 3—изоляция; 4—паровой
змеевик; 5—люк; 6—лестница.
в первую смену. При этом можно обеспечить и лучшую органи-
зацию учета количества поступающего на переработку сырья.
Таким образом, баки для сырого саломаса должны быть рас-
считаны на приемку суточного запаса саломаса Мсс =51,125 т.
Их целесообразно рассчитать на емкость, кратную загрузке
нейтрализатора.
137
С учетом возможности переработки различного сырья прини-
маем к установке 2 бака с загрузкой G = 22 т каждый. При-
мерно 11 т саломаса будет принято в коробки, установленные
на цеховых весах, откуда он поступает непосредственно в ней-
трализаторы, минуя запасные резервуары.
Объем саломаса, принимаемого в один бак, при темпера-
туре 60°
,____О_ _ 22000 __
ж~ у — 885 ~
Принимая коэффициент использования полной емкости бака,
за вычетом мертвого пространства у дна, объема, занимаемого
греющим змеевиком, и свободной высоты у крышки, ф —0,9,
получим полную емкость бака
1/с = -±1^28 м\
0,9
Форма баков и их линейные размеры определяются при ком-
поновке оборудования в цехе в зависимости от площади, отво-
димой для их размещения.
При этом учитывают, что круглые резервуары требуют для
изготовления меньше металла, но занимают на 20% больше
производственной площади цеха. На рис. 24 показан вертикаль-
ный круглый резервуар емкостью 30 м3, диаметром 3,2 м, высо-
той 3,7 м, весом 2,6 т.
Аппарат для приготовления раствора щелочи
В рафинационный цех со сливной станции поступает жидкая
щелочь с содержанием 40% NaOH. Для приготовления раствора
щелочи, требуемой концентрации (50 г/кг) запроектирован
соответствующий аппарат (рис. 25). Емкость аппарата прини-
мается с учетом приготовления
Суточный расход щелочи
согласно табл. 22 составляет 91
раствора 50 г/кг необходимое
удельном весе раствора 1,05)
91.0,92-1000
\7 — —= 1600 Л.
щ 50-1,05
раствора один раз в сутки.
(с содержанием 92% NaOH)
кг. При концентрации (рабочего
его количество составит (при
Полный объем аппарата при заполнении его на 90% соста-
вит:
Vc- — = 1800 л — 1,8 м\
0,9
138
Принимаем к установке аппарат диаметром 1,4 м,
1,4 м, полной емкостью 2,1 ж3.
высотой
Рис. 25. Аппарат для приготовления раствора щелочи:
/—корпус; 2 — крышка; 3<— мешалка; 4 — змеевик глухого пара; 5—редуктор;
S — мерное стекло.
Аппарат снабжен спиральным змеевиком закрытого типа
поверхностью нагрева 1,6 ж2 и указателем уровня. В крышке
имеется люк для наблюдения за содержимым аппарата.
Механическая мешалка имеет привод от электродвигателя
мощностью 0,6 кет через редуктор. Вес аппарата 580 кг.
139
Промывной вакуу м-с ушильный и отбельный
аппарат
При рафинации саломаса с водно-солевой подкладкой режим
и аппаратура для промывки, сушки и отбелки применяются
такие же, как и при рафинации хлопкового масла (ом. рис. 11).
Производительность одного промывного вакуум-сушильного и
отбельного аппарата с расчетной загрузкой 5,5 т с учетом вре-
мени на один полный оборот (табл. 11)
5,5-24-60 1
г ------=25,6 m сутки.
3,0 ->
Количество потребных аппаратов
и = Мсс .Ga = 51,1 : 25,6 = 2 аппарата.
7 г-
$ Соапсточник
Аппарат служит для приема, обработки, концентрирования и
отстаивания мыльного раствора, полученного в процессе нейтра-
лизации.
Конструкция соапсточника такая же, как и при рафинации
хлопкового масла (см. рис. 14).
Согласно балансу жиров в отходах при рафинации 1 т сало-
маса в соапсточник поступает следующее количество мыльного
раствора.
Таблица 25
Наименование компонента Вес в кг Удельный вес в к?!мл Объем в м3
Связанные жирные кислоты Жг . . 10,1 1000 0,01
Нейтральный жир Жт 3,0 S00 0,003
Солевой раствор 108 1030 0,105
Итого . . . 121,1 — 0,12
Рабочая емкость соапсточника определяется из расчета
приема мыльных вод из двух нейтрализаторов с загрузкой по
5,5 т жира, что составляет
У = 11-0,12= 1,32 м\
При коэффициенте заполнения <р = 0,7 полный объем соап-
сточника V с =1,32:0,7 = 2 .и3.
Время на полный оборот аппарата складывается из продол-
жительности следующих операций (в мин):
140
заполнение (из двух нейт-
рализаторов) ............ 180
подогрев.................... 60
отсолка................... 30
охлаждение ........ СО
отстаивание.............. 180
слив нижнего слоя .... 10
откачка концентрированно-
го соапстока.............. 20
Итого. • . 540
Время на полный оборот соапсточника примерно в 2 раза
больше одного оборота нейтрализатора. Таким образом, для
обеспечения работы цеха необходимо установить
2 т„ 2-540 _
п = ----=- =-----— 2 соапсточника,
1/ст'ц 2-300
где: —время полного оборота соапсточника в мин.;
4—то же, нейтрализатора в мин.
Чан для кислотной обработки промывных
и м ы л ь н ы х вод
Чан предназначен для кислотной обработки промывных и
мыльных вод с целью разложения мыла, выделения жирных
кислот и нейтрального жира. Аппарат такой же конструкции,
как и при рафинации хлопкового масла.
Количество промывных и мыльных вод, поступающих в
чан для кислотной обработки, находим из следующего
расчета.
На 1 т сырого саломаса приходится 0,4 м3 промывных вод;
расход в сутки составит 51,125-0,4=20,5 м3.
Согласно табл. 25 количество мыльных вод, отходящих из
нейтрализатора при рафинации саломаса, составляет 121,1 кг/г.
Вес выделяющегося .в соапсточнике концентрированного соап-
стока’.равен, согласно вышеприведенному расчету (см. стр. 126),
G = 47 кг на 1 т рафинируемого саломаса.
Таким образом, в чан для кислотной обработки должно по-
ступить мыльных вод 121,1—47=74,1 кг.
Суммарное количество промывных и мыльных вод
Gj = (0,4 4- 0,074)51,1 = 24,2 пг/суигки.
141
Полный оборот аппарата складывается из длительности сле-
дующих операций (в мин.):
заполнение1................240
подогрев................... 30
ввод кислоты................ 20
отстаивание .... ... 60
слив технического жира . . 20
нейтрализация воды . . . -. 20
слив воды в канализацию . . 30
Итого. . . 420
1 В соответствии с графиком рабо-
ты аппаратуры.
Принимая загрузку G2 = 7 т=7 м3, получим производитель-
ность одного аппарата:
г 7-24.60 о. .
420 ~~ wifey тки»
Количество потребных аппаратов
G, 24,2 .
п = = -1 аппарат.
Принимаем к установке аппарат со следующими размерами:
диаметр 2,0 м; высота цилиндра 3,0 ж;. высота конуса 0,6 м;
полная емкость аппарата Vc =10 м3.
Коэффициент использования полной емкости аппарата
Для удобства в работе ставят 2 аппарата по 5 м3 каждый.
Фильтрпрессы
Количество жира, подлежащего фильтрации, ЛД,, =50 т/сутки.
Производительность 1 м2 поверхности фильтрпресса по
уравнению (3—21)
п, 0,0001-872 /бОООДЗ ос . ,
и ч—----------I / -----= 85 кг м2 час.
6 у 0,0013 '
Температура фильтрации принята 90°; /<=0,0001 (с учетом
наличия в саломасе 1% отбельных глин).
Производительность одного фильтрпресса поверхностью
40 м2 составляет G4 =85-40=3400 кг!час.
142
Производительность одного фильтрпресса в сутки
Gc = G^t4.3 = 3400-6.3 = 61200 кг,
где —длительность цикла между чистками; \==6 часам;
3— количество рабочих циклов фильтрпресса в сутки.
Длительность фильтрации саломаса, находящегося в аппа-
рате с расчетной загрузкой 5,5 т, при фильтрации через
5 5
2 фильтрпресса составляет Tl ~ часа=50 мин.
Время фильтрации соответствует времени, предусмотрен-
ному на данную операцию (см. табл. 11).
Для увязки с работой промывных вакуум-сушильных и от-
бельных аппаратов в цехе необходимо установить 3 фильтрпрес-
са, из которых 2 для первичной фильтрации и 1 для повторной.
Приемная коробка для отбеленных жиров
Для приемки отбеленных жиров, выходящих с фильтрпрес-
сов, должны быть установлены приемные коробки.
Ввиду несовпадения графика работы фильтрпрессов и дезо-
дораторов, куда жиры направляются после отбелки, коробки
должны быть рассчитаны на прием всего количества жира,
поступающего из одного отбельного аппарата.
По данным табл. 19, количество отбеленного саломаса, по-
лучаемого из 1 т сырого жира, Жо =977,9 кг. При расчетной
загрузке нейтрализатора 5,5 т количество отбеленных жиров,
получаемых из одного аппарата,
0 = 977,9-5,5 = 5378 кг = 5,4 т.
При температуре жира /=80° и при коэффициенте заполне-
ния коробки ср = 0,92 полная емкость коробки
Э 5
G 5400 _ _ .
Vr— — =------------= 6,7 л’.
7? 872-0,92
Принимаем к установке две коробки длиной 3 м, шириной
1,5 м, высотой 1,5 м и полным объемом 6,7 м3.
Дезодоратор
Дезодоратор служит для удаления из'жира ароматических
веществ и свободных жирных кислот отгонкой их с острым па-
ром под вакуумом.
Дезодоратор (рис. 26) представляет собой вертикальный
стальной сварной цилиндрический аппарат со сферическим дни-
щем и крышкой, на которой расположен сухопарник с капле-
отбойником и патрубок для отходящего пара. Аппарат имеет
шесть змеевиков глухого пара для нагревания жира до 200°,
работающих при давлении пара до 25 ати, и барботер для*остро-
143
го пара. Дезодоратор рассчитан на работу при остаточном дав-
лении внутри корпуса до 5 мм рт. ст; Внутренняя поверхность
его и всех находящихся внутри деталей покрыта слоем чистого
Рис 26. Дезодоратор периодического
действия:
/—корпус; 2—сухопарник; 3—каплеотбойник;
4—змеевики для нагрева; 5—барботер для
острого пара; 6—штуцер для выхода отрабо-
танного пара.
олова, наружная поверх-
ность имеет тепловую изо-
ляцию. Рабочая загрузка
аппарата 5 т.
Дезодоратор имеет
люк для внутреннего ос-
мотра аппарата, два смот-
ровых фонаря для наблю-
дения за ходом дезодо-
рации, мановакуумметр,
термометр, масломерное
стекло, патрубки для
впуска naipa и .воды и вы-
пуска конденсата, патруб-
ки для приема и слива
жира, воздушные и проб-
ные краники. Дезодора-
тор устанавливается на
перекрытие с помощью
четырех опорных лап,
расположенных у днища.
Расчет дезодоратора
сводится к определению
его объема и поверхности
змеевика для нагрева са-
ломаса перед дезодораци-
ей и охлаждения дезодо-
рированного жира.
Исходные данные для
расчета:
1. Единовременная за-
грузка саломаса в дезо-
доратор G = 5000 кг.
2. Длительность на-
грева саломаса при пере-
мешивании острым па-
ром Ti = 30 мин.
3. Начальная и конеч-
ная температура салома-
са соответственно £=80°
и £,—200°.
4. Начальная и конечная температура воды £ж.в —15,
tK.e =80°.
5. Температура охлажденного саломаса £2=100°.
144
6. Длительность охлаждения саломаса при перемешивании
острым паром Т2 = 30 мин.
7. Температура греющего пара давлением 22 ата /„=216°.
Количество тепла, потребное для нагревания саломаса при
его теплоемкости в данном интервале температур (см. табл. II)
!'С=0,6 ккал/кг град.
; Ос-1,1 ==5000(200 — 80)0,6.1,1 =396000 ккал.
I Часовой расход тепла
I Qi-60 396000-60 у
I О„ ~ —-----=----------— 792000 ккал час.
I 4 т, 30 '
г Средняя разность температур
пар
216°----------->216° _ 136-16
саломас СР 136 =59 .
200°<----------80° 2 3 1е ——
’ ° 16
разность 16° 136°
Поверхность нагрева змеевиков находим по формуле (3—26).
792000 о. 9
F — 4 = ---------= 34 м2,
КМср 400-59
где К — коэффициент теплопередачи от конденсирующегося
пара к маслу; по табл. XXI К = 400 ккал/м? час град.
К установке принимаем змеевики, состоящие из шести сек-
ций суммарной поверхностью нагрева 6 • 5,9=35,4 м2. Змееви-
ки изготовляются из цельнотянутых труб диаметром 38/3 мм,
длина труб в каждом змеевике 48 пог. м. Конструкция змееви-
ков позволяет их вынимать и вставлять через люк, благодаря
этому отпадает необходимость в съемной крышке, что повы-
шает герметичность дезодоратора.
Этими же змеевиками саломас охлаждается водой по окон-
чании процесса дезодорации до ^=100°.
Отвод тепла водой
Q2 = G (tt — tj с^ЬШ (200 - 100) 0,6 = 300000 ккал.
Средняя разность температур
200° 80° <— саломас вода >100° 15° 120-85 120 2,31g — к 85 = 104°.
разность 120° 85°
10 Зак,1306
145
Время, необходимое для охлаждения саломаса,
Коэффициент теплопередачи от воды к жиру через стенку Ki
принят 180 ккал!м2час град.
Полный объем дезодоратора находим из следующего рас-
чета. Принимаем максимальную температуру дезодорации 200°,
удельный вес саломаса при этой температуре у = 787 к.г/м3 и
коэффициент заполнения ср=0,55; полный объем дезодоратора
,, G 5000 1О ,
V г = — = -------=12 м3.
с 7? 787-0,55
Основные размеры дезодораторов приведены в табл. V.
Полный оборот дезодоратора периодического действия, рабо-
тающего при высоких температурах и глубоком вакууме, сла-
гается из продолжительности (в мин.) следующих операций:
подготовка аппарата .... 5
заполнение............... 20
подогрев ................ 30
дезодорация..............180
охлаждение предварительное 30
перепуск жира в маслоохла-
дитель .................. 20
Итого. . . 285
Производительность одного дезодоратора в сутки
„ 5-24-60
G„ =------= 25 т.
а 285
Потребное количество дезодораторов
Л4„с J 50 £ ’
п = — — = 2 аппарата.
В тех случаях, когда дезодорация ведется при температуре
160—170° и при остаточном давлении 30—40 мм рт. ст., время
дезодорации удлиняется примерно на 100 мин. и производитель-
ность дезодоратора сокращается до 18 г в сутки.
' Маслоохладитель
Маслоохладитель служит для охлаждения дезодорирован-
ных жиров до температуры 20—40° без доступа воздуха.
Аппарат (рис. 27) представляет собой вертикальный сталь-
ной сварной цилиндрический сосуд со сферическим днищем и
съемной крышкой. Охлаждающая система состоит йз водяной
146
Ф2511/
Рис. 27. Маслоохладитель периодиче-
ского действия:
/•—корпус; 2—крышка; 3~ водяная рубаш-
ка; 4—водяной змеевик; 5—мешалка; 6—
электродвигатель с редуктором; 7—люк.
рубашки вокруг цилиндрического корпуса поверхностью 9 м2
и двухрядного спирального змеевика поверхностью охлажде-
ния м2. Внутри аппарата на вертикальном валу' находится
многолопастная мешалка, приводимая во вращение от инди-
видуального электродвигателя через редуктор. Внутренняя по-
верхность аппарата и все части, находящиеся внутри его, по-
крыты слоем чистого олова.
Аппарат рассчитан на рабо-
ту при остаточном давлении
до 5 мм рт. ст.
Маслоохладитель имеет
люк для осмотра аппара-
та, термометр, вакуумметр,
патрубок для присоединения
к вакуумной линии, патруб-
ки для приема и выпуска
жира, для впуска и выпуска
охлаждающей воды и снаб-
жен необходимым количест-
вом пробных и воздушных
краников. Аппарат устанав-
ливается на перекрытие с
помощью четырех опорных
лап, приваренных к днищу.
" Чтобы установить дли-
тельность рабочего цикла
работы маслоохладителя, не-
обходимо определить снача-
ла время, которое будет за-
трачено на охлаждение са-
ломаса.
Охлаждение саломаса в
маслоохладителе водой, цир-
кулирующей в рубашке и змеевиках при перемешивании его ме-
шалкой, является неустановившимся процессом теплообмена.
Для расчета расхода воды и продолжительности охлаждения
жира при таком теплообмене принимаем:
1. Коэффициенты теплопередачи Км и К'м через рубашку
и змеевик постоянными в течение всего процесса.
2. В любой момент охлаждения саломас по всему объему
имеет одинаковую температуру.
3. Теплоемкость саломаса и воды в пределах изменений их
температур принята при среднем постоянном значении.
4. Тепловые потери в окружающее пространство ничтожно
малы и поэтому в расчете не учитываются.
Обозначим:
G —количество одновременно охлаждаемого саломаса;
G—5000 кг;
10*
147
tx' —начальная температура саломаса при передаче его
/ в маслоохладитель; Pi = 100°;
/ t\—конечная температура саломаса; z‘/z1 = 40°;
I FM—поверхность охлаждения рубашки; F м=§ м2;
FM—поверхность охлаждения змеевиков; F'M = 22 ж2;
Км— коэффициент теплоотдачи через стенку маслоохлади-
теля; 7^=200 ккал)м2 час град-,
К'м—коэффициент теплоотдачи через змеевики с
учетом работы механической мешалки; К.'м =
= 300 ккал!м2 час град-,
tH.s—начальная температура воды; /Л.,=15°.
Температура воды в конце процесса охлаждения на выходе
из рубашки не превышает 25°, а на выходе из змеевиков 35ф
с — теплоемкость саломаса в данном температурном ин-
тервале; по табл. II с—0,49 ккал!иг град.
Определяем расход охлаждающей воды и продолжитель-
ность охлаждения саломаса.
Расход охлаждающей воды, циркулирующей в рубашке,
W = кг]час.
а
То же, в змеевиках
кг^час,
o-t
(3-31)
(3 —31а)
где а и at— безразмерные комплексы, зависящие от степени
нагревания воды в конце процесса по истечении
т часа;
а=="1п(Ьг?); (3~32)
=- 1П (3—32а)
В свою очередь
S = P' + Pi; +
Значение Рь представляющее собой степень охлаждения
саломаса, находят из уравнения
' . z = 100 ~ 40 0,705;
&t0 100- 1.5
здесь: A t0— разность температур между горячим саломасом
и водой в начальный момент охлаждения в °;
148
Р'— степень нагревания воды в рубашке в конце охла-
ждения;
= UL = о,117;
Д/о 100 — 15
Р"— степень нагревания воды в змеевиках в конце
охлаждения;
A V— разность между конечной и начальной температу-
рой воды в рубашке;
АГ—то же, в змеевиках.
Подставляя эти значения, находим 2=0,117-фО,705 = 0,822;
21=0,236 + 0,705 = 0,941.
Отсюда
Расход воды
Расход воды
, /1-*-0,822\ пспс
a =— In ---------— = 0,505.
\1 —0,705/
в рубашке по уравнению (3—31)
200-9 ,
W —-------= 3570 кг час-,
0,505
в змеевиках по уравнению (3—31а)
= 300-22 ==4100 K2jtiaC'
Общий часовой расход воды
1Г0 = 3570 + 4100 = 7670 кг.
Продолжительность охлаждения саломаса определяется из
уравнения:
1П (1 +1) /о
т —----'----—- час, (3—33)
т
где tn — комплекс, характеризующий темп охлаждения сало-
маса в 1/час.
Предварительно вычислим комплекс т по уравнению
т = 1г(1-П+^(1-г^ 1/час> (3_34)
Gc
где е — основание натуральных логарифмов; е=2,718.
149
_ 3570 ( 1 -2,718 °'505 ) + 4100(1-2,718 1,61 )_
~’ 5000-0,49 "
3570-0,396+ 4'100-0,8 1 о_ . .
= --------------------= 1,87 1/час.
2450 '
Продолжительность охлаждения саломаса
х — _ о,652 часа — 39 мин.
1,87
Расход воды на охлаждение 1 т саломаса
1Г„т 7670-39 .„п„ ,
= —— =----------------=1000 кг т
60-5 60-5 '
Оборот маслоохладителя слагается из продолжительности
(в мин.) следующих операций:
создание вакуума ....... 10
заполнение .... 1 ... . 20
охлаждение саломаса .... 40
откачка................ 20
Итого ... 90
Производительность одного маслоохладителя
= 5'^о'6— = 80 т/сутки.
Количество потребных маслоохладителей
50 ' 1
п = — = 0,7 — 1 аппарат.
^"Пароструйный вакуу м-э ж е к т о р
Принцип действия. Процесс дезодорации в условиях глубоко-
го вакуума протекает значительно интенсивнее и за меньший
промежуток времени. При этом уменьшаются затраты пара и со-
кращаются отходы жира. Поэтому в последние годы дл,я дезо-
дорации внедряют установки, работающие при остаточном дав-
лении 3—6 мм рт. ст.
Такое остаточное давление может быть достигнуто в ре-
зультате применения поршневых и водокольцевых вакуум-на-
сосов специальной конструкции. При отсасывании чистого пара
или паро-воздушной смеси этими насосами температура охлаж-
дающей воды в конденсаторах должна быть низкой и не пре-
вышать температуры кипения воды при остаточном давлении,
создаваемом указанными насосами. Например, температура ки-
150
пения воды при абсолютном давлении 6 мм рт. ст. равна 4\
следовательно, конечная температура охлаждающей воды в
конденсаторе должна быть не выше 2—3°, а начальная — еще
ниже. Вода с такой температурой не всегда имеется даже при
наличии на заводе артезианской скважины.
Снижение температуры воды, подаваемой в конденсаторы,
может быть достигнуто при помощи холодильной установки.
Однако оборудование холодильной установки требует значи-
тельных капитальных и эксплуатационных затрат.
Рис. 28. Многосопловый паровой! эжектор:
/—рабочие сопла; 3—камера всасывания; .3—смесительная
камера; 4—диффузор; 5—горловина; &— распределительная
камера.
Многоступенчатые пароструйные эжекторы, обеспечивающие
получение остаточного давления 3—5 мм рт. ст. и ниже, не име-
ют перечисленных недостатков, хотя их применение связано со
значительным расходом пара и воды. Благодаря особенностям
конструкции эжектора, о которых будет сказано ниже, для кон-
денсации и охлаждения пара может применяться вода с более
высокой температурой (15—25°).
Эжектор (рис. 28) состоит из следующих основных частей:
парового сопла 1, через которое поступает рабочий пар, камеры
всасывания 2, соединенной с аппаратом, в котором создается
разрежение, смесительной камеры 3 и диффузора 4 для выпу-
ска смеси в конденсатор.
В паровом сопле 1 рабочий пар, поступающий из котельной
с давлением Pi, расширяется и давление его падает до давле-
ния всасывания Р„; при этом скорость пара достигает около
ЮОО.лт/гек. В камере 3 рабочий пар смешивается с паром,
воздухом, или со смесью пара и воздуха, эжектируемыми из ап-
парата, в результате чего их скорости выравниваются. В диф-
фузоре 4 вследствие большого живого сечения скорость смешан-
ного потока пара (рабочего и эжектируемого) падает примерно
до 400—500 м!сек, а давление увеличивается до конечного дав-
ления Рк, с которым пар выбрасывается _в конденсатор или в
атмосферу.
151
Принцип действия пароструйного вакуум-насоса или паро-
эжектора состоит в том, что струя инжектируемого рабочего
водяного пара, движущаяся с большой скоростью, увлекает
воздух, пар или паро-воздушную смесь, засасывая ее из при-
соединенного к эжектору аппарата, в результате чего в послед-
нем создается разрежение. При этом кинетическая энергия дви-
жущейся струи переходит в потенциальную энергию давления.
Эжекторы изготовляют из чугуна и стали. Корпуса эжекто-
ров крупной модели делают сварными. Сопла эжектора изготов-
ляют из стали, затем подвергают их точной обработке для при-
дания им формы и размеров сопла Лаваля.
Паро-воздушная смесь поступает из эжектора в барометри-
ческий конденсатор с конечным давлением Рк, которое в нем и
сохраняется. Так как давление Рк в несколько раз выше давле-
ния всасывания Рн, то температура охлаждающей воды в кон-
денсаторе также может быть выше температуры насыщения
водяного пара в отсасывающем аппарате. Эта особенность па-
роэжекторных агрегатов позволяет применять охлаждающую
воду с более высокой начальной температурой, чем при ваку-
ум-насосах обычного типа (поршневых или ротационных).
Один эжектор может создать разрежение 600 мм рт. ст., что
соответствует остаточному давлению примерно 160 мм рт. ст.
Для создания одним эжектором более глубокого вакуума не-
обходимо повысить скорость поступления водяного пара в каме-
ру, что вызывает повышенный расход рабочего пара. Поэтому
для получения более глубокого 'вакуума применяют многосту-
пенчатые эжекторные агрегаты. Они состоят из нескольких
соединенных последовательно эжекторов (3—5 и более), осна-
щенных промежуточными барометрическими конденсаторами.
Иногда устанавливают агрегаты, состоящие из нескольких паро-
струйных эжекторов, а эжектор последней ступени заменяют
обычным поршневым вакуум-насосом среднего вакуума.
Целью расчета пароструйных эжекторов является определе-
ние расхода рабочего пара на эжекцию, охлаждающей воды
на конденсацию пара, размеров конденсаторов и типоразмера
эжектора. Последний принимают по каталогу.
Исходные данные для расчета следующие:
' 1. Количество отсасываемой паро-воздушной смеси или воз-
духа.
2. Заданная глубина вакуума.
3. Начальная температура охлаждающей воды.
Точный метод расчета пароструйных эжекторов довольно
сложен, поэтому приводится упрощенный метод. Практическая
проверка результатов таких расчетов показала их достаточную
точность.
Расчет расхода рабочего пара основан на следующих основ-
ных положениях теории работы пароструйных насосов:
152
I) отношение начального давления рабочего пара Pi на вхо-
де в сопло эжектора к давлению всасывания Рн называется
степенью расширения и обозначается через Е.
е = (3-35)
2) отношение конечного давления Рк к давлению всасыва-
ния Рн называется степенью сжатия и обозначается через К:
К = -^. (3—36)
Расход рабочего пара зависит от степени расширения Е в
степени сжатия К.
Рис. 29. Диаграмма для определения удельного расхода рабочего пара
в зависимости от значения Е и К-
Зависимость между показателями Е и К и расходом пара
выражена на диаграмме (рис. 29), построенной на основе ис-
пытаний и исследований работы пароструйных эжекторов, от-
сасывающих воздух, газ или смесь их с водяным паром.
По этой диаграмме можно определить удельный расход ра-
бочего пара Ь, предварительно вычислив Е и К по формулам
(3—35) и (3—36).
153
Расход охлаждающей воды на конденсацию пара опреде-
ляется по формуле
620(7)0+0,) ,,
W =---5—2-----— м3 час,
(^в-^нвМООО
где: 620—средняя теплоотдача конденсирующегося перегре-
того пара (I—tK) в ккал/кг;
Do — количество пара, отсасываемого эжектором из ап-
(3-37)
паратов вакуум-системы или из конденсатора, в
кг/час; ! 3"
Di — количество рабочего пара, расходуемого эжекто-
ром, в кг/час;
tH.e и ^к-в—начальная и конечная температура охлаждающей
воды в град.
При расчете многоступенчатых пароэжекторов степень сжа-
тия в каждой ступени определяется формулой
,3-38’
где: п— число ступеней, равное количеству эжекторов блока;
Рн—начальное давление всасывания в мм рт. ст.;
Рк — конечное давление в мм рт. ст.
Так как в блоке все эжекторы работают последовательно,
то конечное давление эжектора предыдущей ступени соответ-
ствует начальному давлению эжектора последующей ступени.
Для определения количества воздуха, отсасььваемого эжектором
из конденсатора данной ступени блока и подаваемого в конден-
сатор последующей ступени, учитывают:
а) количество воздуха, заключающегося в поступающей в
конденсатор охлаждающей воде, равное 0,25 кг на 1 м3 воды;
б) количество воздуха, проникающего через неплотности
установки, равное 2,5—5,0 кг/час. Для расчета принимаем
5,0 кг/час.
Таким образом, максимальное количество сухого воздуха,
которое должно быть удалено эжектором,
а = 0,25 W 4* 5,0 кг/час. (3—39)
Удаляемый из конденсатора воздух насыщен водяным па-
ром. Количество водяного пара в паро-воздушной смеси при
выходе из конденсатора определяется уравнением:
0,622 ———
______Рн—Рв-п кг водяного пара на 1 кг /о_дп\
1+0 622 -Паро-воздущной смеси,
’ Рн-Рв.п
154
(3-42)
необхо-
и опре-
(3-43)
гд£: Рн—давление всасывания рассчитываемой ступени эжек-
тора в мм рт. ст.;
Р,.п—давление водяного пара при температуре смеси, от-
сасываемой из конденсатора, в мм рт. ст.
Температуру паро-воздушной смеси находят по формуле
Л = ^.в + 4 + 0,1(Д.6-^.6), (3-41)
где tH'S и tK ,— начальная и конечная температура охлаждающей
воды в град.
Вес паро-воздушной смеси
G = - кг/час.
Диаметр барометрического конденсатора зависит от
димого живого сечения для максимального потока пара
деляется из уравнения
Р (Ц> + Dj) V 2
Г =-----------М ,
3600 wn
где: v — удельный объем паро-воздушной смесив м^/кг;
wn — скорость пара в конденсаторе (10—12 м/сек).
Высота конденсатора
Н — (т -ф 1) - 300 мм,
где: т — число тарелок в конденсаторе;
100—расстояние между тарелками по вертикали; для кон-
денсаторов с большим диаметром можеть быть 400-лш.
Число тарелок т в зависимости от величины конденсатора
принимается равным 3—6.
Расчет эжекторного агрегата начинают с определения коли-
чества эжекторов. Принято считать, что при остаточном давле-
нии 30 мм |рт. 'ст. необходимы 3 ступени; 5—20 мм рт. ст. — че-
тыре ступени, а при давлении 1—3 мм рт. ст. нужно установить
пять эжекторов.
В последних конструкциях пароэжекторных агрегатов коли-
чество ступеней сокращается по сравнению с указанными выше
за счет применения высоких коэффициентов сжатия и давлений
рабочего пара порядка 7—12 ата. В табл. VIII |цриводится тех-
ническая характеристика вакуум-эжекторных агрегатов по дан-
ным машиностроительных заводов.
Для наших расчетов принимаем пароструйный агрегат, ра-
ботающий при следующих условиях: расход продувочного водя-
ного пара Do = 100 кг/час; остаточное давление в дезодораторе
Рн = 6 мм рт. ст.; начальная температура охлаждающей воды
tH.e= 15°, давление рабочего пара Р\ = 7 ата = 7 • 735,6 =
=5250 мм рт. ст.
155
Для получения остаточного давления 6 мм .рт. ст. и отсасы-
вания 100 кг/час пара принимается пароструйный агрегат с тре-
мя эжекторами и двумя промежуточными барометрическими кон-
денсаторами. Установка работает по следующей схеме (рис. 30).
Рис. 30. Трехступенчатыи вакуум-эжекторнып агрегат:
/—эжектор первой ступени; 2—первый промежуточный барометрический кон-
денсатор; с?—патрубок для присоединения барометрической трубы; 4—эжектор
второй ступени; 5—второй промежуточный конденсатор; 6—эжектор третьей
ступени.
Эжектор 1 первой ступени отсасывает острый пар из дезо-
доратора, создавая в нем остаточное давление Р н = 6 мм рт. ст.
Смесь рабочего и продувочного пара этим эжектором нагнетает-
ся в первый промежуточный барометрический конденсатор 2;
конденсат вместе с охлаждающей водой отводится через па-
трубок 3 и барометрическую трубу в канализацию.
Эжектор 4 второй ступени отсасывает из конденсатора 2
несконденсировавшиеся газы и пары и подает их во второй кон-
денсатор 5. Эжектор 6 последней ступени выбрасывает остатки
несконденсировавшейся смеси в атмосферу.
Для трехступенчатого эжекторного блока степень сжатия в
каждой ступени составит (при одинаковой степени сжатия по
ступеням)
/<=^=5,0.
Однако такое равномерное распределение степеней сжатия
является неэкономичным: чем выше степень сжатия, тем боль-
ший расход пара требуется для работы эжектора первой сту-
пени, составляющий 2/з от общего расхода пара на эжекторный
агрегат. Однако при этом может применяться охлаждающая
вода с более высокой начальной температурой.
156
Распределение степеней сжатия зависит от температуры
охлаждающей воды, которой располагает предприятие для обес-
печения работы пароструйного агрегата. Степени сжатия опре-
деляют при помощи сравнительных расчетов, произведенных
для нескольких вариантов.
Из формулы (3—36) конечное давление каждой ступени
Рк = ЛЛ
Для трехступенчатого агрегата, работающего с начальной
температурой охлаждающей воды 15°, предварительными под-
счетами найдено следующее распределение степеней сжатия.
Первая ступень Ki = 6; вторая ступень 7G = 5 и третья сту-
пень — 4,2.
Начальное и конечное давления в каждой ступени при вы-
бранных степенях сжатия приведены в табл. 26.
Таблица 26
Вид эжектора Давление всасывания в мм рт. ст. Конечное давление в Мм рт. ст.
Эжектор первой ступени .... Эжектор второй ступени Эжектор третьей ступени .... З3 Чз II II II — сп ОО Ci о pKt = ^P„ = 6-6-36 Р^ = Д2РК1 =5-36=180 РКз=Д3Р«2=4.2-180=760
Определение расхода рабочего пара на эжектор первой сту-
пени. Удельный расход рабочего пара на эжекцию с давлением
Pi = 5250 мм рт. ст. определяют по диаграмме (см. рис. 29) в
зависимости от степени расширения рабочего пара Е и степени
сжатия смеси К.
Степень расширения рабочего пара для эжектора первой
ступени определяем по формуле (3—35)
Е! = —= 875.
1 6
При степени сжатия Л) = 6 и Е-. = 875 по диаграмме нахо-
дим удельный расход рабочего пара bi = 2,9 кг/кг; общий рас-
ход ^рабочего пара на эжектор первой ступени
D't = В0Ьг = 100-2,9 — 290 кг1час.
Диаграмма (рис. 29) рассчитана для отсасывания воздуха
или паро-воздушной смеси. При отсасывании чистого пара, как
показали специальные расчеты, проведенные Раммом и др., за-
пас по расходу составляет 20—2,5%.
Так как первая ступень отсасывает чистый пар, расчетный
расход рабочего пара снижаем на 20%, следовательно,
= 290-0,8 — 230 кг[час.
157
Расчет первого барометрического конденсатора. Количество
рабочего пара IP, = 230 кг)час, острого пара 100 кг/час. Началь-
ная температура воды Конечная температура опреде-
ляется из следующего расчета: остаточное давление в конденса-
торе Pict = 36 мм рт. ст.; при этом давлении вода кипит при 32°.
Чтобы_ вода, отходящая из конденсатора, не закипела, темпера-
тура ее должна быть на 1—2° ниже. Для данного случая ^ = 31°.
620 (Do + DQ _ 620(100 + 230)
(^.« - *«..) Ю00 ~ (31 — 15) 1000
= 12,8 м?[час.
Площадь живого сечения барометрического конденсатора оп-
ределяется по формуле (3—43)
Л =
(100 + 230)31,2 = 0 98 м1
3600-12
где: 31,2 — удельный объем пара при Рк, =36 мм рт. ст.;
12—скорость пара в м/сек.
Этому сечению соответствует диаметр конденсатора 0,6 м.
Высоту барометрического конденсатора определяют с уче-
том_возможности установки трех тарелок с расстоянием между
ними 400 мм и присоединения штуцеров диаметром 300—400 мм
для впуска смеси пара из эжектора первой ступени. Общая
высота конденсатора Я=2,0—2,5 м.
Определение расхода рабочего пара'на эжектор второй сту-
пени. Эжектор второй ступени отсасывает из первого конденса-
тора воздух, находящийся в воде, и некоторое количество воз-
духа, поступающего через неплотности, и выталкивает паро-
воздушную смесь во второй промежуточный конденсатор.
Общее количество сухого воздуха, отсасываемого эжекто-
ром второй ступени, определяем по формуле (3—39)
а, = 0,25* 12,8 + 5 = 8,2 кг/час.
Температуру паро-воздушной смеси, отсасываемой из конден-
сатора, определяем по уравнению (3—41)
15 + 4 + 0,1 (31 - 15) = 20,6°.
Упругость водяного пара при температуре 20,6° Р„.п =
= 18,45 мм рт. ст.
Подставляя в уравнение (3—40) значение Ре.п, получим
0,622-
18,45
36-18,45
1+0,622
18,45
36—18,45
=0,36 кг) кг.
158
/ Вес паро-воздушной смеси, которая отсасывается из перво-
го конденсатора эжектором второй ступени, определяем по фор-
муле (3—42)
, Q ~ — = 13 кг/час.
1 1—0,36
Степень расширения рабочего пара
Степень сжатия для данного эжектора К2 = 5. Удельный
расход рабочего пара находим по диаграмме; Ь2 = 3,5 кг/кг.
Расход рабочего пара П2 = Gxb2= 13 • 3,5 = 45 кг/час.
Расчет второго барометрического конденсатора. Во второй
конденсатор поступает:
а) рабочий пар D2 = 45 кг/час;
б) инжектируемая паро-воздушная смесь из первого конден-
сатора Gi = 13 кг/час.
Расход воды на конденсацию этого пара определяем по фор-
муле (3—37)
620(45 + 13) _ 1
2 (50-15) 1000
Площадь сечения конденсатора
р = .(45 + 13)6,47 = 0 08 м2
3600-12
что соответствует диаметру 0,1 м.
6,47 — удельный объем пара при остаточном давлении в конден-
саторе 180 мм рт. ст.
Определение расхода рабочего пара на эжектор третьей сту-
пени. Эжектор третьей ступени отсасывает из второго конденса-
тора сухой воздух, внесенный эжектором второй ступени, щ и
воздух, растворенный в охлаждающей воде в количестве а'=
=0,25- 1=0,25 кг/час.
Суммарное количество сухого воздуха, отсасываемого эжек-
тором третьей ступени,
а2 = ai + ct' — 8,2 4- 0,25 = 8,45 кг/час.
Температуру паро-воздушной смеси при выходе из второго
конденсатора определяем по формуле (3—41)
= 15 + 4 + 0,1 (50 — 15) = 22,5°.
Количество пара в паро-воздушной смеси определяем по
формуле (3—40)
d2 = 0,07 кг/кг.
159
Вес паро-воздушной смеси
G2 = —— = -....8,4~— = 9 кг!час.
2 l~dt 1-0,07 '
Степень расширения пара в эжекторе
,, 5250 QQ
Es = -----==33.
3 160
Удельный расход пара при Лз=4,2 и Ез=33 находим по диа-
грамме; &3 = 5,2 кг/кг.
Расход рабочего пара на эжектор третьей ступени
Ds = G2bs = 9-5,2 = 47 кг!час.
Суммарный расход рабочего пара давлением 6 ати
D — 4- £>2 + D3 = 230 + 45 + 47 — 322 кг/час.
Суммарный расход воды с начальной температурой 15°
W= UZj + UZ2 = 12,8 + 1 = 13,8 м^час.
Вычисленные нами данные сведены в табл. 27.
Дезодораторы полунепрерывного и непрерывного действия
Установки для непрерывной дезодорации жиров в последние
годы все шире внедряются в технику пищевой рафинации. Это
объясняется технико-экономическими преимуществами непре-
рывной дезодорации: повышение производительности, улучше-
ние качества жира, сокращение расхода пара и воды. Сокраще-
ние длительности процесса уменьшает возможность реверсии
запаха; сокращение длительности термического воздействия на
жир, особенно в условиях высокой температуры, благоприятно
влияет на пищевые достоинства жиров.
Приводим описание конструкции двух типов дезодораторов.
Дезодоратор полунепрерывного действия
фирмы Гирдлера
Дезодоратор полунепрерывного действия (рис. 31) — это
стальная колонна диаметром около 2,7 м и высотой 8,0 м, внут-
ри которой расположено пять тарелок для дезодорируемого
жира с загрузкой примерно по 1800 кг каждая. Производитель-
ность дезодоратора 3 г в час.
Тарелки изготовляются из нержавеющей стали. В плане они
имеют форму квадрата размером 1,9Х£9 м и высотой 0,9 м.
Они снабжены паровыми рубашками или змеевиками для на-
грева, барботерами для впрыскивания острого пара, каплеот-
бойниками, перепускными штуцерами с автоматическими регу-
160
Таблица 27
Показатели Единица изме- рения и обо- значения Ступени эжектора Барометриче- ский конден- сатор
первая вторая третья первый ВТ орой
Начальное давление (давление всасыва- ния) Рн мм. рт. ст. 6 36 180
Конечное давление Рк п 36 180 760 — ——
Степень расширения рабочего пара Е . . — 875 146 33 — —
Степень сжатия пара К — 6 5 4,2 — —
Удельный расход ра- бочего пара . . кг/кг 2,9-0.8=2,3 3,5 5,2 — —
Количество поступаю- щего продувочного пара или паро-воз- душной смеси . кг/час 1С0 13 9
Расход рабочего пара давлением 6 ата . . » 230 45 47 — —-
Количество рабочего пара и паро-воздуш- ной смеси, поступаю- щих в конденсатор я 330 58
Конечная температура воды в конденсато- ре град. — — — 31 50
Расход воды в конден- саторе на конденса- цию пара при на- чальной температу- ре 15° м31час — 12,8 1,0
ляторами 10 для перепуска жира через определенные интервалы
из одной тарелки в другую или в приемник. Острый пар подает-
ся во все тарелки.
Жир засасывается с помощью вакуума в первую (верхнюю)
тарелку 11, где он деаэрируется острым паром и одновременно
нагревается закрытым паром до 150—160°.
Во второй тарелке 12 жир подогревается парами высококи-
пящего органического теплоносителя (ВОТ) до 240—250° и пе-
ремешивается острым паром. В третьей 13 и четвертой 14 та-
релках происходит собственно дезодорация при температуре
240—250°. В последней тарелке 15 жир охлаждается водой и
перемешивается острым паром.
Перепуск жира с одной тарелки на другую происходит авто-
матически через каждые 30 мин. Общая продолжительность
11 Зак. 1306
161
Рис. 36. Компоновку оборудования в цехе для пищевой рафинации жиров мощностью 50 т в сутки:
Разрез 3~3
1—приемная коробка для масла и саломаса; 2—коробка на весах для масла и саломаса; 3—нейтрализатор; 4 промывноу
и отбельный аппарат; 5—центробежный насос для перекачки масла и саломаса; 6—фильтрпресс рамный; 7—автоклав
отработанной отбельной глины; 5*—дезодоратор; 9—маслоохладитель; 10—центробежный насос для дезодорированного жи
смешивания отработанной отбельно{ глины с раствором соды; ,п ',п'"ггп „ ммм*--
рованных жиров; И—центробежный
насос для перекачки соапстока; 13—
жира; 21—коробка для мыльной фра
обработки мыльных н промывных вс
монжю для раствора • .соли; 23— koj
мерник для раствора щелочи; 32—
12—коробка для дезодорированного масла и саломаса; |
^асос для масла и саломаса; /5—коробка для фильтрованных жиров; 1&—приемник,
мая для обработки соапстока; 19— центрифуга для сепарирования эмульсионного еЫ
}кции; 22—центробежный насос для перекачки мыльных и промывных вод; 23—чан!
(д; 24—монжю для серной кислоты; 25—мерник для серной кислоты; 26—коробка для'
юбка для раствора щелочи; 29—монжю для раствора щелочи; 30—коробка для ра
коробка для раствора соли; 33— коробка для конденсата; 34—бойлер; 35—жирол
вакуум сушильный
для обезжиривания
ра; //—мешалка для
13—весы для фильт-
для соапстока; 17—
jn; 20—коробка для
для сернокислотной
раствора .соли; 27-
створа щелочи; 31——
для приема сборного жира; 37—коробка для сбора промывных вод; 38—центробежный насос для перекачки спорного1 жира*’ 39—коробка
для соапстока: 4СА—коробка для сборного жира; 41—мерник для отбельной глины; 42—бункер для отбельной глины; 4 -коробка дчя жип-
44—поверхностный конденсатор; 45—вакуум-насос; 46—пароструйный эжектор; 47—каплеуловитель; 48^~каг :ссборник- 49—баро-
метрический конденсатор; 50—вакуум-приемник; 5/—коробка для эмульсионного слоя жира; 52—воздушный компрессор; j. -ресивер’к воздуш- о и
ному компрессору; 54—барометрический колодец; 55—лифт грузовой. Зак. К
пребывания жира в дезодораторе 2,5 часа, из них собственно
дезодорация длится примерно 1 час.
Дезодоратор снабжен автоматическим дозатором для пода-
чи на четвертую или пятую тарелки антиоксидантов.
Существенной особенностью дезодоратора Гирдлера являет-
ся наличие зазора между корпусом аппарата и тарелками, бла-
годаря чему давление над всеми тарелками поддерживается на
Рис. 31. Дезодоратор полунепрерывного действия
фирмы Гирдлера:
/—бак для жиров; 2-—насос; 3—мерник; 4—дезодоратор;
5~ приемник для дезодорированного жира; 6—насос;
7—фильтр; 8—парогенератор ВОТ; 9—бак для парогене-
ратора ВОТ; /А—автоматические регуляторы для пере-
пуска жиров; 11, 12, 13, 14, /5—тарелки.
одном уровне (6 мм -рт. ст.). Кроме того, если часть отгоняе-
мых с водяным паром ароматических веществ, соприкасаясь с
наружными стенками аппарата, конденсируется, то конденсат
стекает по стенкам дезодоратора в. нижнюю часть аппарата,
минуя жир, находящийся на тарелках.
Такая конструкция дезодоратора (с такими тарелками) ис-
ключает возможность окисления жира воздухом, который попа-
дает в аппарат через неплотности, так как подсасываемый воз-
дух движется между корпусом аппарата и стенкой тарелки и
удаляется вакуум-эжекторным агрегатом, не соприкасаясь с
жиром.
Дезодораторы Гирдлера выпускаются производительностью
1, 2 и 3 т в час.
В данной конструкции дезодоратора независимо от его про-
изводительности высота слоя жира в тарелках одинакова. По-
162
этому высота дезодораторов разной производительности также
одинакова. Производительность аппарата определяется его
диаметром и сечением внутренних тарелок.
Удельные расходы пара в кг, воды в-лг3, по данным фирмы,
составляют (на I т жира):
Пар давлением 8,7 кг[см2 для:
нагрева жира от 55 до 155° .... 140
работы эжекторов.............. 150
Итого ................290
.Впрыскиваемый пар.............. 45
Всего.................335
Вода с начальной температурой 26° для:
конденсации пара в барометричес-
ких конденсаторах ........... 24,0
охлаждения жира до 55° ..... . 10,0
Всего................34,0
Расход газа для работы парогенератора ВОТ эквивалентно
127000 ккал{т.
Де зодор атор непрерывного действия Олье
Дезодоратор непрерывного действия Олье (рис. 32)—верти-
кальный цилиндр диаметром 1,5 м и общей высотой 12,3 м, из-
готовленный, из нержавеющей стали. Производительность дезо-
доратора 60 т в сутки.
Дезодоратор заполняется насадкой из колец Рашига 6, укла-
дываемых в четыре яруса высотой по 1,5 м. Тарелками 8 и 11
дезодоратор разделяется на три части.
Дезодорация перегретым паром проводится следующим об-
разом: деаэрированный и нагретый в паровом подогревателе до
180—200° жир вводится в верхнюю часть аппарата и через
ороситель 7 распределяется по верхнему ярусу насадки 6.
Стекающий с верхнего яруса насадки жир собирается на
верхней тарелке 8. С помощью инжекторов-смесителей 10 одна
часть жира в кармане 16 интенсивно смешивается с паром и
возвращается на верхний ярус насадки. Другая часть жира
через находящийся в центре тарелки 8 штуцер 15 переливается
вниз и распределяется по второму ярусу насадки, а стекающий
с нее жир собирается на тарелке 11, расположенной посередине
дезодоратора. Над тарелками установлены паровые подогрева-
тели 9 для поддержания температуры жира в процессе дезо-
дорации на уровне 180—200°. В центре тарелки 11 расположен
такой же инжектор-смеситель 10, как и на верхней тарелке.
11*
163
Рис. 32. Дезодоратор непре-
рывного действия Олье:
/—вход жира; 2—выход дезо-
дората; 3—вход пара; 4—выход
конденсата; 5—вход перегретого
пара; 6—насадки из колец Ра-
шига; 7—ороситель для жира,
8—первая (верхняя) тарелка;
9— паровой подогреватель; 10—
смесители-инжекторы; 11—сред-
няя тарелка; 12—трубки-распы-
лители для перепуска жира; 13—
приемник; 14—барботер для пе-
регретого пара; 15—переливной
штуцер; /6—карман тарелки 8.
Передача жира с тарелки 11 в ниж-
нюю часть дезодоратора производится
через трубки-распылители 12 спе-
циальной конструкции.
Таким образом, в аппаратах Олье
дезодорация производится в две сту-
пени: в верхней и средней частях ап-
парата производится предварительная,
а в нижней части окончательная дезо-
дорация. Содержание ароматических
и других отгоняемых .веществ в пред-
варительно дезодорированном жире
становится минимальным. Для оконча-
тельной дезодорации жир в третий раз
подогревают паром до 180—200°. Для
этого в нижней части аппарата в при-
емнике 13 установлен паровой подо-
греватель 9. Под паровым подогрева-
телем расположен барботер 14, через
который в жир поступает острый пе-
регретый пар, равномерно распреде-
ляемый >по ©сему сечению аппарата.
Для получения пара, перегретого
до 350°, применяется электроперегре-
ватель. Дополнительное перемешива-
ние производится инжектором-смесите-
лем 10, установленным в центре при-
емника дезодоратора.
Чтобы снизить расход' пара, в верх-
нюю часть дезодоратора для предва-
рительной дезодорации и в деаэратор
подают пар, отсасываемый пароструй-
ным эжектором из нижней части аппа-
рата, и рабочий пар эжектора.
Технологическая схема непрерыв-
ной дезодорации системы Олье пока-
зана на рис. 33. Жир из бака 1 насо-
сом 2 через теплообменник 6 подает-
ся в деаэратор 3, где из него удаляет-
ся растворенный воздух. В теплооб-
меннике жир подогревается за счет
тепла дезодората.
Деаэрированный жир проходит па-
ровой подогреватель.4, где температу-
ра его доводится до 200°, и затем по-
ступает в верхнюю часть дезодорато-
ра 5. Дезодорированный жир, пройдя
164
через теплообменник 6 и холодильник 7, насосом 8 качается на
склад.
Предварительная дезодорация в верхней и средней частях
колонны проводится при остаточном давлении 25—20 мм рт. ст.,
а окончательная — при 5—3 мм рт. ст. Вакуум в дезодорацион-
ной колонне создается комбинированным агрегатом, состоящим
из пароструйного эжектора и сухого вакуум-насоса.
Рис. 33. Технологическая схема непрерывной дезодорации жиров системы
Олье:
/—бак для жира; 2—насос; 5—деаэратор; 4—паровой подогреватель жира- 5»—дезодора-
тор непрерывного действия; 6—теплообменник; 7—холодильник; 8—насос; у—-пароэжектор;
10—каплеуловитель; //'—барометрический конденсатор; /2—водоотделитель; 13—поршневой
вакуум-насос; 14—жироловушка.
По данным фирмы Олье, поверхность контакта между пере-
гретым паром и жиром благодаря наличию инжекторов и насад-
ки примерно в 100 раз больше, чем в дезодораторе периодиче-
ского действия, что улучшает отгонку ароматических веществ.
Удельные расходы воды, пара и электроэнергии зависят в
основном от начальной температуры воды, поступающей на
165
питание барометрического конденсатора, и от качества жира,
натравляемого та дезодорацию.
Дезодорационные установки Олье рассчитываются на 10,
20, 40 и 60 т жцра в сутки. Для установки производительностью
60 т1сутки фирма дает следующие удельные расходы -пара, воды
и электроэнергии (на 1 т жиров):
впрыскиваемый, перегретый до
{температуры 350°.............• 80 кг
для нагрева жира до температу-
ры 200° 120 ,
для работы эжекторов.......150 ,
Всего............... 350 кг
Вода с начальной температурой 15° и темпера-
турным перепадом 5°......................... 25 л3
Электроэнергия ...........•.............. -8 10 квт-ч
Расчет расхода пара на непрерывную
дезодорацию
Состав летучих ароматических примесей растительных и жи-
вотных жиров изучен слабо. В литературе указывают на сле-
дующие классы соединений носителей запаха и вкуса жиров:
метилкетоны С9—С13, метилкарбинолы, альдегиды С7—Cj2, жир-
ные кислоты Сз—С8, ненасыщенные углеводороды с одной и
более двойной связью, терпеновые углеводороды. В отгоняемых
продуктах были найдены также соединения, не обладающие за-
пахом (ненасыщенные углеводороды, с'терины и высшие жир-
ные кислоты). Общее содержание таких примесей в жире со-
ставляет .приблизительно 0,1 %.
Основным изменением жиров при дезодорации является
уменьшение содержания в нем свободных жирных кислот.
Экспериментально доказано (рис. 34), что кривые упруго-
сти паров большинства примесей, влияющих на вкус и запах
жиров, расположены выше кривой стеариновой кислоты, следо-
вательно, они отгоняются из жиров легче, чем стеариновая кис-
лота. Поэтому по снижению кислотности жира (по стеариновой
кислоте) можно судить о полноте дезодорации.
При дезодорации жиров, как и при дистилляции жирных кис-
лот, ввод нескольких процентов острого пара практически не
изменяет относительные летучести компонентов системы, а
только снижает температуру кипения. Ввиду большой разницы
между точками кипения примесей и триглицеридов и при не-
значительном содержании примесей образующаяся из них смесь
может рассматриваться как идеальная, что позволяет вести тех-
нические расчеты с применением законов Рауля и Дальтона для
идеальных газов. .
166
1
Эти законы характеризуют равновесие паровой и жидкой
фаз, а следовательно, равенство значений парциальных давле-
ний паров свободных жирных кислот.
По Раулю
Ра = Р^. (3-44).
По Дальтону
= Ру, (3-45)
где: Ра — парциальное давление паров свободных жирных кис-
лот в мм рт. ст.;
Р —остаточное давление в дезодораторе в мм рт. ст.;
х — содержание свободных жирных кислот в дезодориро-
ванном жире в молярных долях;
у —содержание свободных жирных кислот в паровой фа-
зе в молярных долях;
— упругость паров свободных жирных кислот в мм рт. ст.
Рис. 34. Упругость ларов веществ, удаляемых дезодо-
рацией. Обозначение кривых:
1—.мети л гептил кетон CsHisO; 2—метилнонилкетон СцН22О; 3—ме-
тилундецилкетон С^зНгвО; 4—-метилнонилкарбинол CiiH24O; 5—
олеатридецен Ci3H24; 6—олеагексадецен С16Нзо; 7 — олеанонадецен
СшНзв; #—олеатрикозен G23H42; 9—пентадецен-1 CisHso; 10—нона-
децен-1 С19Н38; 11—олеатетракозан С24Н50; 12—олеагексакозан
С26Н54; 13—лауриновая кислота СцН23СООН; 14—миристиновая
кислота С]зН27СООН; 15— пальмитиновая кислота С15Н31СООН;
16— стеариновая кислота С17Н35СООН; 17*—гипогеен CisHso; 18—
арахиден С19Н33.
Для расчета принимаем:
1. Начальную и конечную концентрацию свободных жирных
кислот (стеариновой кислоты) в жире соответственно ai=0,07%
и 02=0,02% вес.
2. Температуру паров свободных жирных кислот, отгоняе-
мых при дезодорации, 230°.
167
3. Остаточное давление на верху дезодоратора Р=10 мм
рт. ст.
4. Упругость паров стеариновой кислоты при температуре
230° Р, =11 мм рт. ст.
При помощи соотношения между весовыми (о) и молярны-
ми (х) концентрациями пересчитываем весовой состав легко-
летучих веществ, содержащихся в дезодорированном жире, в
молярный:
0,02
2? 4
х — —----------—=0,000637 молярных доли,
0,02 99,98 н
284 + 850
где: 0,02—весовой процент свободных жирных кислот (стеари-
новой кислоты) в дезодорированном жире;
284—молекулярный вес стеариновой кислоты;
99,98—весовой процент жира;
850—молекулярный вес жира.
Парциальное давление паров отгоняемой стеариновой кисло-
ты согласно закону Рауля равно
Ра—р.х = п 0,000637 = 0,007 мм рт. ст.
Такое парциальное давление отгоняемых веществ является
ничтожным по сравнению с парциальным давлением водяного
пара (9,993 мм рт. ст.), что и обусловливает трудность дезодо-
рации жиров.
Состав паровой фазы, находящейся в равновесии с жиром,
находим, применяя закон Дальтона. Согласно этому закону,
мольная концентрация отгоняемых из жира веществ в парах
У = — 0,0007 молярных доли.
Таким образом, паровая фаза состоит из:
1) паров жирных кислот
100-0,0007 = 0,07% молярных;
2) водяных паров
100 — 0,07 = 99,93% молярных.
Пересчитываем молярную концентрацию паров в весовую:
пары жирных кислот
284 • 0, f007 nni1 , 1n,
284-0,0007+18-0,9993 ’ П’ ИЛИ 1,1 ВеС’’
где 18—молекулярный вес воды; -
168
водяные пары
18*0,9993 п лол по лп/
-----------------=0,989, или 98,9% вес.
284*0,0007 + 18*0,9993 '°
Теоретический расход впрыскиваемого пара на 1 кг отгоняе-
мых свободных жирных кислот равен
98,9 пп ,
—— ~ 90 кг кг.
1.1
В соответствии с принятым исходным условием из 1 т жира
отгоняют 0,7—0,2=0,5 кг легколетучих веществ (не считая веса
жира, увлеченного паром). Теоретический расход впрыскивае-
мого пара на 1 т жира составит
90*0,5 = 45 Kiim.
Действительный расход впрыскиваемого пара зависит от
конструкции аппарата, глубины вакуума, температуры" дезодо-
рации, остаточной кислотности .дезодорированного жира и сте-
пени насыщения (ср) водяного пара парами свободных жирных
кислот.
Для указанных выше параметров дезодорации среднее зна-
чение степени насыщения паров для дезодораторов непрерыв-
ного действия принимаем 0,6, тогда действительный расход
впрыскиваемого пара на 1 т жира составит
45
— = 75 кг!т.
0,6 '
Результаты расчетов расхода впрыскиваемого пара на соб-
ственно дезодорацию при разных остаточных давлениях, тем-
пературе и концентрациях легколетучих веществ в дезодори-
рованном жире сведены в табл. 28.
Зависимость теоретического расхода впрыскиваемого при де-
зодорации пара от конечного содержания свободных жирных
кислот в дезодорированном жире, по данным White, показана
на рис. 35.
Оба графика построены для дезодорации при температуре
230°, которой соответствует упругость паров стеариновой кис-
лоты Pt =11 мм рт. ст.
На графике А показан теоретический расход впрыскиваемо-
го пара при постоянном давлении в дезодораторе 6 мм рт. ст.
Из рисунка видно, что с уменьшением остаточной кислотности
расход пара увеличивается.
График Б характеризует теоретический расход впрыскивае-
мого пара в зависимости от остаточного давления в дезодора-
торе; чем ниже остаточное давление, тем меньше расход впры-
скиваемого пара на дезодорацию.
169
3. Остаточное давление на верху дезодоратора Р=10 мм
рт. ст.
4. Упругость паров стеариновой кислоты при температуре
230° Pz=ll мм рт. ст.
При помощи соотношения между весовыми (й) и молярны-
ми (х) концентрациями пересчитываем весовой состав легко-
летучих веществ, содержащихся в дезодорированном жире, в
молярный:
0,02
2?4
х —-------------=0,000637 молярных доли,
0,02 99,98 н
284 + 850
где: 0,02—весовой процент свободных жирных кислот (стеари-
новой кислоты) в дезодорированном жире;
284—молекулярный вес стеариновой кислоты;
99,98—весовой процент жира;
850—молекулярный вес жира.
Парциальное давление паров отгоняемой стеариновой кисло-
ты согласно закону Рауля равно
Ра — PiX = 11 0,000637 = 0,007 мм рт. ст.
Такое парциальное давление отгоняемых веществ является
ничтожным по сравнению с парциальным давлением водяного
пара (9,993 мм рт. ст.), что и обусловливает трудность дезодо-
рации жиров.
Состав паровой фазы, находящейся в равновесии с жиром,
находим, применяя закон Дальтона. Согласно этому закону,
мольная концентрация отгоняемых из жира веществ в парах
Ра 0,007 _ ПЛП_
У = — = -~уу~ — 0,0007 молярных доли.
Таким образом, паровая фаза состоит из:
1) паров жирных кислот
100-0,0007 = 0,07% молярных;
2) водяных паров
100 — 0,07 = 99,93% молярных.
Пересчитываем молярную концентрацию паров в весовую:
пары жирных кислот
284-0,С007 ПЛ11 ....
M4.O.W+18.0.99<B°0-011’ "ЛИ =еС-
где 18—молекулярный вес воды; .
168
водяные пары
18-0,9993 п п«л по™,
-----------------=0,989, или 98,9% вес.
284-0,0007 + 18-0,9993 /0
Теоретический расход впрыскиваемого пара на 1 кг отгоняе-
мых свободных жирных кислот равен
98,9 <
—- = 90 кг кг.
1,1
В соответствии с принятым исходным условием из 1 т жира
отгоняют 0,7—0,2 = 0,5 кг легколетучих веществ (не считая веса
жира, увлеченного паром). Теоретический расход впрыскивае-
мого пара на 1 т жира составит
90-0,5 = 45 кг^пг.
Действительный расход впрыскиваемого пара зависит от
конструкции аппарата, глубины вакуума, температуры" дезодо-
рации, остаточной кислотности дезодорированного жира и сте-
пени насыщения (ф) водяного пара парами свободных жирных
кислот.
Для указанных выше параметров дезодорации среднее зна-
чение степени насыщения паров для дезодораторов непрерыв-
ного действия принимаем 0,6, тогда действительный расход
впрыскиваемого пара на 1 т жира составит
45 .. f. I
— = 75 кг m.
0,6 '
Результаты расчетов расхода впрыскиваемого пара на соб-
ственно дезодорацию при разных остаточных давлениях, тем-
пературе и 'концентрациях легколетучих веществ в дезодори-
рованном жире сведены в табл. 28.
Зависимость теоретического расхода впрыскиваемого при де-
зодорации пара от конечного содержания свободных жирных
кислот в дезодорированном жире, по данным White, показана
на рис. 35.
Оба графика построены для дезодорации при температуре
230°, которой соответствует упругость паров стеариновой кис-
лоты Pt =11 мм рт. ст.
На графике А показан теоретический расход впрыскиваемо-
го пара при постоянном давлении в дезодораторе 6 мм рт. ст.
Из рисунка видно, что с уменьшением остаточной кислотности
расход пара увеличивается.
График Б характеризует теоретический расход впрыскивае-
мого пара в зависимости от остаточного давления в дезодора-
торе; чем ниже остаточное давление, тем меньше расход впры-
скиваемого пара на дезодорацию.
169
©
*
я
вания аппаратуры.
я
я
я
я
я
я
о
2
ГТ)
Е
о
RC
>1
о
я
я
я
я
>3
о
СО
о
S
я
)3
ь
я
Я
я
о
о\
о
Д (Т>
я
я о
я
я
о
я
я
я
йэ Я
Рис. 35. Теоретический расход впрыскиваемого пара при дезодорации.
я
я
я
%
О £4
С\ я
я
Е й
я
tl
%
я
я
я s
к ~
о
Я Q-
я
2
*
2
я
я
^=1
о
3
я
о
я
о
0?
я
$0
Таблица 28
Остаточное дав- ление на верху дезодоратора в мм рт. ст. р Температура паров в° Свободные жирные кислоты Водяной пар в молярных долях Расход впрыскиваемого пара в кг
упругость ларов стеариновой кис- лоты в мм рт. ст. Pi в жидкой фазе (в дезо- дорированном жире) в паровой фазе
парциальное давление стеа- риновой кис- лоты в мм рт. ст. Ра в молярных долях V на 1 кг отгоняемых свобод- ных жирных кислот на 1 m дезодо- рированного жира
СУ П S П в молярных долях X теоретиче- ский действитель- ный при ср = о,б
10 230 11 0,02 0,000637 0,007 0,0007 0,9993 90 150 75
10 230 11 0,04 0,000823 0,009 0,0009 0,9991 70 166 58
6,35 230 и 0,04 0,000823 0,005 0,00078 0,9992 82 136 68
6,35 230 11 0,02 0,000637 0,007 0,001.1 0,9989 58 96 48
В первом этаже размещено различное вспомогательное обо-
рудование: резервуары для сырых жиров, соапсточники, жиро-
ловушка и др. В отдельных помещениях находятся коробки для
обработки промывных вод, приготовления растворов щелочи и
соли и для центрифугирования эмульсионного слоя.
Основное обслуживание аппаратуры сосредоточено на вто-
ром этаже. Необходимо отметить, что первый этаж несколько
перегружен оборудованием. Размещение аппаратов для обра-
ботки соапстока в перекрытии второго этажа рядом с основной
аппаратурой рафинационного цеха едва ли целесообразно, учи-
тывая скверный запах, который выделяет соапсток при разложе-
нии находящихся в нем примесей.
Технико-экономические показатели проекта
На весь На 1 т суточ-
цех ной мощности
Площадь застройки в я?.............. 231 4,6
Площадь пола в мг. .......... 560 11,2
Кубатура здания в ж3 ............. 3000 60
Расход металла на изготовление
оборудования в т . 70,3 1,40
Подсчет расхода пара
Подсчет расхода пара на технологические 'нужды рафинаци-
онного цеха приведен в табл. 29. Здесь же приведен и почасовой
график расхода .пара в течение суток. При расчете принят пар
насыщенный, давлением у аппаратов 3 ата, со степенью сухости
95%; для работы пароэжекторных агрегатов пар давлением
7 ата и для нагрева жира .в дезодораторах — 22 ата.
Теплоемкость жиров при различных температурах принята
по данным табл. II. Тепловые потери для упрощения расчетов
приняты в размере 10% от полезного расхода.
Как видно из табл. 29, расход пара на технологические нуж-
ды пищевой рафинации саломаса составляет 891 кг/т, из них на
дезодорацию более 580 кг/т.
Среднечасовой расход пара £>О = 1875 кг, максимальный
2742 кг, коэффициент неравномерности расхода пара 0,68. Ос-
новной потребитель пара—дезодораторы — расходует пар рав-
номерно. Возврат конденсата составляет примерно 15 т в сутки,
или около 30%. Это объясняется тем, что на дезодорацию рас-
ходуется острый пар.
Подсчет расхода воды
Расчет воды на технологические нужды цеха рафинации са-
ломаса для пищевых целей и почасовой график приведены в
табл. 30. Начальная температура воды принята 15°. Количест-
во перерабатываемого сырья и расходуемых материалов взято
172
173
Продолжение
Продолжение
Статьи расхода На 1 т сырого саломаса в кг В сутки Часы суток
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 и 1?
Подогрев в коробке острым па- ром 200 кг/т воды для промывки жира от i„=15° до tK = 100°
200 (100-15) 1,1 524 Подогрев в коробке острым па- ром 100 кг/т конденсата OTiM=600 до /к=Ю0° 100 (100- 60) 1,1 36 1840 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95
524 Подогрев в вакуум-сушильном аппарате глухим паром саломаса при сушке от = 80° до tK = 95°. Теплоемкость саломаса с = 0,49 ккал/кг град. 8 430 46 46 46 46 46
942,9-0,49 (95—80) 1,1 467 Расход глухого пара на сушку саломаса при содержании влаги в саломасе в количестве 1 17 870 90 90 • 90 90 90
982,9-0,01 (640-95) 1,1 467 13 650 — 70 — 70 — — 70 70 — —— 70 —
Продолжение
Статьи расхода На 1 т сырого саломаса в кг В сутки Часы суток
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Подогрев в коробке острым па- ром 200 кг/т воды для промывки жира от tK = 15° до /,--100°
200 (ICO—15) 1,1 524 Подогрев в коробке острым па- ром 100 кг/т конденсата от fK=60° до /к=100" 100 (100-60) 1,1 36 1840 95 95 95 95 95 95 95 95 95
5’4 Подогрев в вакуум-сушильном аппарате глухим паром саломаса при сушке от до £к=95°. Теплоемкость саломаса с = 0,49 ккал/кг град. 8 430 46 46 46 46 46
982,9-0,49 (95—80) 1,1 467 Расход глухого пара на сушку саломаса при содержании влаги в саломасе в количестве 1и 17 870 90 90 90 90 90
982,9-0,01(640—95) 1,1 46’ 13 650 70 — — 70 — 70 — — 70 — 70
12 Зак. 1306
Продолжение
Статьи расхода На 1 т сырого саломаса в кг в сутки Часы суток
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Подогрев глухим паром салома- са перед дезодорацией от 1к=80° до ZK=200° при с=0,6 ккал/кг град.
1000-0,6 (200-80) 1,1 195 10000 1000 1000 1000 1000
398 1000
Продувка острого пара в про- цессе дезодорации составляет в среднем 2% в час от веса загруженного жира, что при ем- кости дезодоратора 5 т состав- ляет 100 кг1час 80 4000 100 150 200 200 150 150 150 200 200 150 150 150
Рабочий пар эжекторного агре- гата, согласно расчету, равен 322 кг/час 310 15500 644 644 644 644 644 644 644 644 644 641 644 644
Подогрев острым паром мыль- ных вод перед разложением в количестве 474 кг/т от tH=60° до 1к=Ю0°, е=0,9 ккал/кг град.
474-0,9 (100-60) 1,1 610 610
524 36 1840
Продолжение
Статьи расхода На 1 т сырого саломаса в кг п в сутки Часы суток
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Подогрев глухим паром салома- са перед дезодорацией от £к=80° до/к=200° прис=0,6 ккал/кг град. 1000-0,6 (200-80) 1,1 398 195 10000 — 1000 — 1000 — — 1000 — 1000 — — 1000
Продувка острого пара в про- цессе дезодорации составляет в среднем 2% в час от веса загруженного жира, что при ем- кости дезодоратора 5 т состав- ляет 100 кг/час 80 4000 200 200 150 150 150 200 200 150 100 150 200 200
Рабочий пар эжекторного агре- гата, согласно расчету, равен 322 кг/час 310 15500 614 644 644 644 644 614 644 644 644 644 644 644
Подогрев острым паром ‘мыль- ных вод перед разложением в количестве 474 кг]т от /м=60° до /к=100°, с=0,9 ккал/кг град. 474-0,9 (100-60) 1,1 524 36 1840 — — — — — — — 610 — — — —
Продолжение
Статьи расхода На 1 т сырого саломаса в кг В сутки Часы суток
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12
Расход пара на покрытие по- терь от испарения влаги с по- верхности аппарата для разложе- ния мыльных вод в течение 1,7 часа за сутки при температуре жидкости 100° по табл. 4 соста- вляет 40,0 кг/м^час. При площади поверхности аппарата F = 3,14 .и2 расход в сутки 40,0-3,14-539,6-1,7 4 220 70 • 70
524
Расход пара на обезжиривание отбельных глин в количестве 10( 0 кг/т (см. расчет на стр. 109) 1000-15 15 750 444 7 7
1000
Прочие неучтенные расходы (10% от общего расхода) 81 4070 170 170 170 170 . 170 170 170 170 170 170 170 170
Итого расход пара на технологические нужды 891 45100 2436 1360 1109 2742 1834 2486 1265 1315 2536 1598 2709 746
Статьи расхода На 1 т сырого саломаса в кг В сутки Часы суток
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Расход пара на покрытие по- терь от испарения влаги с по- верхности аппарата для разложе- ния мыльных вод в течение 1,7 часа за сутки при температуре жидкости 100° по табл. 4 соста- вляет 40,0 кг/м? час. При площади поверхности аппарата /7 = 3,14л2 расход в сутки 40,0-3,14-539,6-1,7 4 220 70
524 Расход пара на обезжиривание отбельных глин в количестве 1000 кг/т (см. расчет на стр. 109) 1000-15 15 750 275 7 7 7 7 7 7 7 7 184
1000 Прочие неучтенные расходы (10% от общего расхода) 81 4070 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170
Итого расход пара иа технологические нужды 891 45100 1590 2543 1161 2699 1066 1322 2543 1841 2649 1066 1499 2543
пищевой
Таблица 30
саломаса (в ж3)
Статьи расхода На 1 т саломаса в мя в сутки в мг Часы суток
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Н 12
Разбавление раствора щелочи для рафинации саломаса от на- чальной концентрации 400 г/кг до концентрации 50 г/кг в количест- ве 1,64 кг/т 1,64-1000 1,64-1000 50-1000 400-1000 0,03 1,5 — — — —. — 1,5 — — —
Растворение поваренной соли при рафинации саломаса в коли- честве 24,6 кг/и при концентра- ции раствора 26% 24,6-100 26-1000 0,1 5,0 — — — — — — — — — 2,5 — —
Разбавление раствора соли для рафинации саломаса до концентра- ции 1,5% при расходе на эту опе- рацию 1,1 кг/т 1,1-100 1,1-100 1,5-1000 “ 26-1000 0,07 3,5 1,1 — — — — — — 1,2 — — — —
Продолжение
Статьи расхода На 1 т саломаса в Л3 В сутки в М3 Часы суток
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Разбавление раствора щелочи для рафинации саломаса от на- чальной концентрации 400 г/кг до концентрации 50 г/кг в количест- ве 1,64 кг/т 1,64-1000 1,64-1000 50-1000 400-1000 0,03 1,5
Растворение поваренной соли при рафинации саломаса в коли- честве 24,6 кг/т при концентрации раствора 2694 24,6-100 26-1000 0,1 5,0 2.5
Разбавление раствора соли для рафинации саломаса до концент- рации 1,5% при расходе на эту операцию 1,1 кг/т 1,1-100 1,1-100 1,5-1000 26-1000 0,07 3,5 — — 1,2 — — — — — — —
Продолжение
Статьи расхода ria 1 т саломаса в м3 В сутки В л<3 Часы суток
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 П 12
Разбавление раствора соли для промывки жира в количестве 10 кг/т при концентрации раствора 10%
10-100 10-100 2,5 2,5
10-1000 ~ 26-1000 о,1 5,0- —
Растворение кальцинирован- ной соды для нейтрализации кис- лых вод и для обезжиривания от- работанной отбельной глины в ко- личестве 1,56 кг/т. Концентрация раствора 5и
1,56-100
5-1000 0,03 1,5 — — — — — — — — 1,5 — — —
Промывка жира после нейтрали- зации при расходе 20% воды от веса саломаса 0,2 10,2 0,6 0,5 0,6 — 0,5 0,6 0,5 — 0,6 0,5 0,6 0,5
Охлаждение мыльного раствора в количестве 121,1 кг/т от ftt=85° до iK=45°
121.1 (8,1— 45) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 ' 0,5
(35—15)-1000 0,24 12,3 0,5 0,5
Продолжение
Статьи расхода На 1 т саломаса в м9 В сутки в м3 Часы суток 12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И
Конденсация 10 кг!т паров, от- ходящих из вакуум-сушильного аппарата,
10 (640—25) 1,1 (30-15). 1000 0,44 23,0 — 2,3 — 2,3 — 2,3 2,3 — — 2,3 —
Г Охлаждение цилиндра сухого вакуум-насоса по 1,5 м3)час в тече- ние 16 часов 0,47 24,0 1,5 1,5 - 1,5 1,5 1,5 1,5 — 1,5 1,5 —
! На конденсацию рабочего и от- сасываемого паров пароэжектор- ного агрегата, согласно расчету (см, табл. 27) 13,0 660 27,6 27,6 27,6 27,6 27,6 27.6 27,6 27,6 26,7 27,6 27,6 27,6
/ Охлаждение саломаса в дезодора- торе от iH=200° до iK=100° при средней теплоемкости с = 0,6 ккал/кг град 1000-0,6 (200-1С0) 4,6 4,6
(80-15)-1000 0,92 46,0 — — 4,6 4,6 — — 4,6
00 i
•-— со С5 Продолжение
Статьи расхода На 1 т саломаса в м3 В сутки в м3 Часы суток
13 14 15 16 ’ 17 18 19 20 21 22 23 24
Конденсация 10 кг/т паров, от- ходящих из вакуум-сушильного аппарата,
10 (640-25) 1,1 (30—15)-1000 0,44 23,0 2,3 — — 2,3 — 2,3 - ~~ 2,3 — 2,3 —
Охлаждение цилиндра су- хого вакуум-насоса по 1 ,5 м3/час в течение 16 часов 0,47 24,0 1,5 1,5 — 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 — 1,5 —
На конденсацию рабочего и от- сасываемого паров пароэжектор- ного агрегата, согласно расчету (см. табл. 27) 13,0 660 27,6 27,6 27,6 27,6 27,6 27,6 27,6 27,6 27,6 27,6 27,6 27,6
Охлаждение саломаса в дезодора- торе от („=200° до (к=Ю0° при средней теплоемкости с = 0,6 ккал/кг град 1000-0,6 (200—100)
(80—15)-1000 0,92 46,0 — 4,6 — — 4,6 — 4,6 — — 4,6 — 4,6
Продолжение
Часы суток
Статьи расхода На 1 т саломаса в м3 в сутки в м3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Охлаждение саломаса в масло- охладителе согласно расчету (см. стр. 150) 1,о 50,0 5 — — 5 5 — — 5 — 5 — —
Обезжиривание отработанной отбельной глины 0,1 5,0 — — — — — — — — 2 — — 2
Охлаждение цилиндра воздуш- ного компрессора в течение 6 часов по 1 м3/час 0,12 6,0 — — 1,0 — — — 1,о — — — 1.0 —
/ Неучтенные расходы (10% от общего расхода воды) 1,78 84 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5
Итого расход воды на технологические нужды 18,6 945 29,8 38,4 37,8 45,2 38,6 32,2 40,5 41,6 41,8 41,1 37,0 41,2
S •
ф S Я II 1 21 ОЗ 1 cd' 1 со
со Ю 1 О 1П -
г;
О . 1 со rfM Н
О
CL OJ
Е сч ’ 1 СО 1 Гга- Н
— СО |
Il 1 '° & I
сч
11 1 со о
— _.. , СО
’ ° 1 1 о 'В
’ ' со 00 -Д
— 00 я
а о II °- 00
>> 1 1 со
СЫ 1 со 1 Iю-
св 1 । СО
5" —
Il 1 10
1 । 1 со' 38, 1
о II । 10 1
со
Ю | °. ^ о ' 41
* со о
1 1 1 10 СО
* ' 'со
— со
со 10 1 I тар
1 1 со О
—
сс утки В М3 О о о g со ю
00 тр
ОЗ
g та о та с* - СМ ОО
М S W о СС
та X та м та — о" о 00
6s 6^ s а® га и о я о 5 я S3 _ Я нм сЛ 2 5 х я о
ф о 2 ф о н £ И ST о ® ST О о ®
та в? ф S3 ф be 5? га га о. « н „ 5g и а га а 3 я g
о К 03 О < - Q. Z- S о = И О 2 3
та ° я я « 5 _ g
% га 6 гая о О О £
S3 сЗ ф s О.У *5 И и. 3
я 5 ° g s з я о 5 о ь> ЕЕ О * 2 ° о га s о °и, 52 га в о ич s 3 -° га- 2 я gu -°- Эх Sa я* га So ° §gg £ tt « m S га и c Е О <=с S
гач — о £ я _ с_ * S . ® 3 х о О « £ ° 5 £ Ою О fe о х Н 1
* н Н О S3
О о о и -Г о
из приведенных выше материальных расчетов. Расход воды на
1 т рафинируемых жиров при данной температуре воды 18,6 м3.
Из общего суточного расхода воды 945 м3 около 850 м3 рас-
ходуется для охлаждения. Естественно, чем ниже температура
воды, тем меньше ее расход.
Среднечасовой расход воды 39 м3, максимальный часовой
расход 45 м3/час; коэффициент неравномерности расхода воды
— =0,88.
45
Подсчет расхода электроэнергии
Суммарная мощность электродвигателей, установленных в
цехе, 50,7 кет. Расчетная нагрузка, согласно уравнению (2—23),
Рн = 50,7- °’8'0’^ = 25 кет.
н 0,9-0,9
Удельный расход электроэнергии на 1 т рафинированного
саломаса по уравнению (2—26)
25-4000 сп.
Л' =------= 6,2 квт-ч.
50-320
По сравнению с заводами, работающими не на эжекторных
агрегатах, а на поршневых вакуум-насосах, расход электроэнер-
гии на 1 т рафинированного жира примерно на 40% ниже, так
как исключается круглосуточная работа электродвигателя к
вакуум-насосу мощностью 14 кет.
ЦЕХ НЕПРЕРЫВНОЙ ЩЕЛОЧНОЙ РАФИНАЦИИ МАСЛА С
ПРИМЕНЕНИЕМ СЕПАРАТОРОВ
Технологическая схема
Схема непрерывной щелочной рафинации масла с помощью
сепараторов показана на рис. 37. Сырое масло из запасных ба-
ков проходит через сетчатый фильтр 1 и насосом 2 подается в
трубчатый паровой подогреватель 3, где нагревается до 65—75°.
Количество масла, подаваемого насосом 2, регулируется спе-
циальным клапаном В, сблокированным с поплавковым регуля-
тором А, установленным в приемном баке 12. Из подогревателя
масло поступает в смеситель 4, где смешивается с 2—4% горя-
чей воды, поступающей через автоматический расходомер С\.
Смесь масла и воды поступает далее в непрерывно действую-
щий реактор 5, в котором завершается формирование гидрата-
ционного осадка. Из реактора смесь поступает на разделитель-
ный сепаратор 6. Осадок, отделившийся в сепараторе, собира-
ется в баке 7, а масло через деаэратор 13 стекает в сборный
бак 12.
После гидратации жир насосом 11 качается через паровой
подогреватель 9 в смеситель 8 для щелочной рафинации. В по-
189
188
догревателе жир нагревается глухим паром до 75—80°. Количе-
ство жира, поступающего в смеситель, регулируется насосом 17
с переменным числом оборотов и учитывается расходоме-
ром С2.
Раствор щелочи установленной концентрации качается на-
сосом 27 из бака 28 на фильтр 15, откуда дозирующим насосом
14 подается в смеситель 8 для смешивания с жиром. Расход
щелочи учитывается расходомером С3.
Из смесителя 8 нейтрализованный жир под давлением 3 ата
поступает в герметический разделяющий сепаратор 18, по выхо-
де из которого он направляется через паровой подогреватель 20
в смеситель 21. Соапсток собирается в баке 19. В смесителе 21
жир смешивается с горячей водой или конденсатом при 80—85°.
Количество воды (15—20% от веса масла) учитывается расхо-
домером С4. Вода (растворяет мыло, оставшееся в жире. Смесь
жира и воды поступает затем в непрерывно действующую про-
мывную колонку 22 и далее на разделяющий сепаратор 23. Про-
мытый жир собирается в приемном баке 24, из которого поступа-
ет в непрерывно действующий вакуум-сушильный аппарат 25.
Из вакуум-сушильного аппарата масло специальным насосом
26 прокачивается через трубчатый холодильник 31, где его тем-
пература снижается до 30°, и далее отправляется на склад го-
товой продукции.
Если масло вырабатывается для нужд маргаринового произ-
водства, то оно направляется на отбелку, фильтрацию и дезодо-
рацию. Эти операции могут быть осуществлены как периодиче-
ским, так и непрерывным методом.
Сырьевой баланс непрерывной рафинации подсолнечного масла
ГТ
у (, Для расчета принимаем производительность цеха 60 т/сутки
рйеринйрованногст масла с кислотным числом Кн s’3 мг KGH.
Расчеты проводятся на 1 т нерафшЫрЬвййного масла, с после-
дующим пересчетом на 1 т рафинированного. ,
Гидратация. Содержание фосфатиДов и•'неэйи]‘)овых ве-
ществ в исходном подсолнечном масле принимаем равным .$=
=0,3 % =3 кг/т. }
По практическим данным, гидратационный осадок при от-
делении его с помощью сепараторов,^увлекает 100% масла от
веса осадка. '
Количество отходов, образующихся при гидратации, состав-
ляет Ог =0-2=3-2=6 кг1т.
Выход гидратированного масла
Жф = Ж'р — Ог — 1000 — 6 = 994 кг!т.
Щелочная рафинация. Кислотное число масла после
гидратации снижается примерно на 0,2 мг и равняется 2,8 мг
190
СЗ
сз
х • - ’ 0) W У W
СХ Я S5 Z, д О я
О о.® 5 » О «
н s о
= £ Ц
"о
* й
«Ш
Ом
®в! 3 ч ® ч
а о я з е-8
&2®йЗ^
Т|в5
>*• j >к °2 О
I ш~ К S
« ..“ - 8§
К 5 rt К U U
СХ О
О О.
Л со о
2 й
г> -
ьс
® уё о.
5 й=« S S о •-§
§S3rtS3HS
S.E и В и Ё.” °
«2 ОЭ
и w S'S?»
а-§.а get
Bwgse-gga,
gwsbwa?
«о “It'S? §
W в к fcf
f§ ..hi ..I
rsSsasS!
I §
••’? ag'os
“ЗЛййол
ч&=^с«
о Й*Вт I ..
_ й Pi •&J xj. &
СХ О i СЬ tN СГ
«- р. .1 *х о
й« а ..5
§яи «за
&5зь'ё§а
5 я Я £ ® «
_ л У о а
«<?-Т₽»о«
ЦЩсл. И. Q, ? /и 7 . S
Нейтрализация жирных кислот производится раствором нат-
ровой щелочи концентрацией а=120 г/кг, которая берется с из-
бытком 10%.
Расход каустической соды с содержанием 100% NaOH по
уравнению (3—I) составляет:
тп 994-2,8-40-1,1 о 1О ,
Щ ~-------------— = 2,18 KzJm,
56,1-1000
с содержанием 92% NaOH
гт, Щ 2,18 OQ„
=-----— 2,37 кг т.
1 0,92 0,92 z
Суммарный отход связанных жирных кислот, согласно урав-
нению (3—2), составляет:
2,18-282 1С ло
Жш= —--------— 15,48 кг.
40
В нейтрализованном масле до его промывки остается Жб~
=0,08'% =0,8 кг связанных в виде мыла жирных кислот.
Таким образом, в соапсток уходит связанных жирных кислот -.
Жг — Жщ — Жс = 15,48 — 0,8= 14,68 кг^т-
Связанные жирные кислоты составляют примерно 65% от об-
щей жирности соапстока. Отход связанных жирных кислот и
нейтрального жира в соапсток
-иу Жг 14,68 оо с I
Же ~ ~ —----------= 22,6 кг т, -
0,65 0,65 ’ 1 ’
в том числе нейтральный жир
Жт = Жс —Жг ~ 22,6 - 14,68 - 7,92 кг\т.
Выход нейтрального масла
Жн = Жф~ Жс = 994,0 - 22,6 = 971,4 кг/т.
Промывка. Масло после нейтрализации промывается в
колонке водой или конденсатом. Расход конденсата равен—20%
ст веса масла:
Wn = ЖН^,Ч- 971,4-0,2 = 200 д/т=200 кг/т.
192
Конденсат растворяет около 93% связанных жирных кислот
(мыла) и, кроме того, уносит некоторое количество нейтрально-
го масла. Согласно практическим данным, конденсатом уносит-
ся жира и мыла около 8 г/кг. Всего унос жира
Опр = 8 Wn = 8 • 200 = 1600 г = 1,6 кг,
в том числе:
связанных жирных кислот
^=^.0,95 = 0,8 • 0,95 = 0,76 кг\т\
нейтрального масла
. Жв = Опр - Ж3 = 1,6 - 0,76 = 0,84 кг\т.
Выход промытого масла
Жп = Жн — Опр = 971,4 — 1,6 = 969,8 кг/т.
Прочие безвозвратные потери, по практическим данным,
0^=0,! кг/т.
Выход, рафинированного масла равён
—0^=969,8 — 0,1 = 969,7 кг/т.
Баланс масла в отходах. Содержание общего жира
в соапстоке при работе на сепараторах составляет 30%; выход
соапстока
Г Жс 22,6 .
G — —£ = —— = 75 кг т.
0,3 0,3 '
С промывной водой уносится Опо — 1,6 кг/т жира. В ре-
зультате обработки воды минеральной кислотой около 1,5 кг/т
улавливается и используется в качестве технического жира и
0,1 кг/т составляют безвозвратные потери п|ри промывке.
Расход сырого масла на 1 т рафинированного определяем
по уравнению (3—3).
w- 1000-1000 „
Ж =---------= 1031,2 кг tn.
969,7
Отходов, возвращаемых в производство, в данной схеме нет.
Ниже приводится сводная таблица отходов и потерь
(табл. 31).
Сырьевой баланс в кг/т непрерывной щелочной рафинации
подсолнечного масла с применением сепараторов приведен в
табл. 32.
13 Зак. 1306
193
Таблица 31
Сводная таблица отходов и потерь (в KZjm) при непрерывной щелочной
рафинации подсолнечного масла (кислотное число 3 мг КОН)
с применением сепараторов
Наименование Выход го- товой про- дукции или полу- фабриката Всего о тходов и потерь В том числе
отходы, используе- мые иа техничес- кие нужды безвоз- вратные потери
Исходное масло Жр 1000
Масло после гидратации Жф . • 994 — — —
Гидратационный осадок Ог . . • — 6,0 6,0 —
в том числе: фосфатидный осадок Ф ... 3,0 3,0 —
жир — 3,0 3,0 —
Масло после нейтрализации Жн 971,4 — — —
Отход жира в соапсток Жс • • • — 22,6 22,6 ♦
в том числе: связанные жирные кислоты жг ... ... 14,7 14,7
нейтральный жир Жт .... — 7,9 7,9 —
Масло после промывки Жп • • • • 969,8 — — —
Отходы жира при промывке Опр — 1,6 1,5 о,1
в том числе: нейтральное масло Жв • • - • — 0,84 0,8 0,01
Связанные жирные кислоты Ж3 . . — 0,76 0,7 0,06
Прочие безвозвратные потери при рафинации Og — 0,1 — 0,1
Выход готового рафинированного масла Жр ..... .... • • 969,7 — — —
Итого отходов и потерь . . — 30,3 30,1 0,2
Таблица 32
Показатели На 1 т масла
нерафинированного рафинированного
Расход исходного масла 1000 1031,2
Выход рафинированного масла. . 969,7 1000
Безвозвратные потери 0,2 0,2
Отходы производства 30,1 31,0
в том числе:
гидратационный осадок . . . 6,0 6,2
жир в соапстоке 22,6 23,3
технический жир 1,5 1,5
194
Расход вспомогательных материалов
Каустическая сода. Теоретический расход раствора
щелочи концентрацией а=420 г/кг составляет 16,7 кг/т, а с из-
бытком 10% — 18,37 кг.
Серная кислота. На подкисление поступают промыв-
ные воды с содержанием общего жира Опр—1,6 кг, в том чис-
ле связанные жирные кислоты Ж3 =0,76 кг.
Количество мыла, направляемого на подкисление, согласно
уравнению (3—28) равно
GM= М0>Ж3= — -0,76 = 0,8 кг/т.
Расход серной кислоты для разложения мыла без избытка
определяем по уравнению (3—29)
0,8-98
2-304-0,92
= 0,14 кг/т.
Принимаем избыток серной кислоты 15% Su =0,02 кг; об-
щий расход серной кислоты
Sm= St + Su^ 0,14 + 0,02 = 0,16 кг/т.
Кальцинированная сода. Промывные воды после
подкисления серной кислотой -и до спуска их в канализацию
нейтрализуются содой. Расход соды на нейтрализацию избытка
серной кислоты S«=0,02 кг определяем из уравнения (3—30).
п 106-0,02 ,
Сл=---------:— = 0,02 кг т.
98-0,95 '
Результаты расчетов расхода вспомогательных материалов
на рафинацию подсолнечного масла начальной кислотностью
3 мг КОН сведены в табл. 33.
Таблица 33
Расход вспомогательных материалов при непрерывной щелочной
рафинации подсолнечного масла с применением сепараторов
Наименование материала Расход в кг иа 1 т масла
сырого рафинированного
Сода каустическая . ....... 2,37 2,4
Сода кальцинированная ... 0,02 0,021
Серная кислота 0,16 0,16
13*
195
В табл. 34 представлен грузооборот рафинационного цеха
мощностью 60 т рафинированного масла в сутки.
Таблица 34
Грузооборот рафинационного цеха мощностью 60 m рафинированного
масла в сутки
Показатели Норма расхо- да в кг на 1 m рафинирован- ного масл Расход в m
в сутки в год (320 ра- бочих дней)
Сырое масло 1031,2 61 9 19815
Рафинированное масло 1000 60,0 19200
Гидратационный осадок ..... 6,2 0,372 119
Соапсток 75 4,5 1440
в том числе жир в соапстоке . 23,3 1,40 448
Технический жир 1,5 0,090 28,8
Сода каустическая . . 2,4 0,156 50
Сода кальцинированная ..... 0,02 0,0012 0,4
Серная кислота 0,16 0,01 3,2
РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Расчет основного оборудования производится на мощность
цеха Л1рС=60 т рафинированного масла или Л4ИС=61,9 т, не-
____________________________________________________ М £,/>
ж~------------------------------------------------------=
_6Е2_7о ж3 или часовой производительности = 3000 л.
О» 8839
Сеп а р аторы
Основным оборудованием в данной технологической схеме
являются сепараторы. Их подбирают по каталогу машинострои-
тельных заводов. В табл. VII приведена краткая характеристика
сепараторов, выпускаемых отечественными заводами.
Сепаратор марки МСВ применяется для отделения осадка
после гидратации, сепаратор марки МСГ—для отделения соап-
стока после щелочной рафинации, сепаратор марки МСД—для
отделения промывной воды. Сепаратор МСГ работает при избы-
точном давлении на входе в сепаратор 3 ати, на выходе 1,5—
2 ати. Его устройство показано на рис. 38.
Для заданной производительности необходимо установить по
два сепаратора на каждой операции производительностью по
Уч = 1500 л/час.
196
Рис. 38. Сепаратор марки МСГ:
/ станина; 2—горизонтальный вал; 3— веретено; 4i— барабан; 5—питатель,
6—отводящие каналы.
197
Фильтр для масла
Самоочищающийся металлический пластинчатый фильтр слу-
жит для предварительной очистки масла от грубых примесей.
Он‘состоит (рис. 39) из корпуса 1—полого цилиндра, внутри ко-
торого расположен вращающийся патрон с набором тонких ме-
таллических пластинок-дисков. Каждая пластинка отделяется
от другой тонкой звездчатой прокладкой или шайбой. Толщина
прокладки определяет степень фильтрации. Диски закреплены
на центральном валу 3 фильтра. Последний вместе с патроном
приводится во вращение от электродвигателя 5 через редуктор 4.
Масло под давлением насоса заполняет резервуар фильтра
и проходит в щели между дисками во внутреннюю часть патро-
на. Твердые частицы, которые по своей величине не могут прой-
ти в щели, остаются снаружи кромок дисков или застревают
между ними. Внутренняя часть патрона соединена с трубопро-
водом для отвода масла из фильтра.
Очистка зазора между двумя дисками от задержанных при-
месей производится специальными неподвижно закрепленными
скребками, которые снимают осадок при вращении фильтрую-
щего патрона.
Производительность фильтров определяется количеством
дисков и прокладок между ними, т. е. диаметром и длиной
фильтрующего патрона, а также зависит от вязкости масла.
Производительность фильтра определяется по уравнению
Vм— а л/мин, (3—46)
>1
где: VM—количество масла, проходящего через фильтр, в л!мин’,
в данном случае V\=3000 : 60=50 л/мин;
Pi и р2—давление соответственно до и после фильтра в кг/см2:
разность давлений (р,—р2) для фильтра (установлен-
ного до подающего насоса) принимаем 0,5 кг/см2-,
F—площадь фильтрующего патрона в с,и2;
ц—абсолютная (динамическая) вязкость масла в пуазах;
для подсолнечного масла при температуре 25° (по
табл. III) ) абсолютная вязкость равна 0,0052 кг
сек/м?, что составляет 0,51 пуаза;
а—удельная пропускная способность фильтра в л/см1
мин; по литературным данным, для масел а=0,3 л/см2
мин.
Подставляя эти величины в формулу (3—46), находим пло-
щадь фильтрующего патрона
F=-°—’-51 =170 си2, или 0,017 л2.
0,5-0,3
198
199
Принимаем фильтр со следующими размерами наружного
цилиндра: диаметр 0,265 м; высота 0,475 м.
Размеры фильтрующей части патрона: диаметр 0,08 м, высо-
та 0,07 м; площадь 0,017 м2. Число оборотов в минуту фильт-
рующего патрона 3,2.
Паровой подогреватель масла
Аппарат служит для нагрева масла перед гидратацией.
Масло проходит по трубам, а пар давлением 3 ата — в межтруб-
ном пространстве.
Подогреватель изготовляется из углеродистой стали и пред-
ставляет собой 12-ходовой горизонтальный кожухотрубный свар-
ной аппарат со съемными крышками (рис. 40).
Рис. 40. Подогреватель масла:
1—корпус; 2—крышка; 3—трубная решетка; 4— горизонтальная перегородка; 5—нагрева-
тельные трубы; 6~термическая изоляция; 7—вход масла; 8—выход масла: 9—выход
коидеисата; 10—вход. пара.
Для расчета принимаем:
1) количество масла, проходящего через подогреватель, V4 =
= 3000 л)час или 0^=2650 кг/час;
2) начальная и конечная температура масла соответствен-
но 20 и 75°;
3) теплоемкость масла (по табл. II) с = 0,45 ккал/кг град.;
4) давление греющего пара 3 ата, что соответствует темпе-
ратуре 132°.
Расход тепла для нагрева масла по уравнению (2—9)
Q = 2650-0,45 (75 - 20) 1,1 = 72146 ккал/час.
Средняя разность температур между маслом и паром соста-
вит
200
пар
132°--------->132° 119-47
масло Л tCD =--------------—— = 82°.
74* <--------90° ? И2
/Ь 20 2,3 1g —
разность 57° 112°
Поверхность теплопередачи определяем по формуле (3—26).
г, Qn 72146-1,2 2
F = —— =-------------- = 5,3 м2,
КМС11 200-82
<-2/
где: К — коэффициент теплопередачи; /С—200 ккал/м2 час град',
п — коэффициент запаса для горизонтальных подогревате-
лей; п=1,2.
Принимаем подогреватель повепхностью 9,2 м2, состоящий
из труб диаметром 33/3,5 мм, длиной 3200 мм.
Большая поверхность нагрева позволяет вести нагрев до бо-
лее высокой температуры в тех случаях, когда перерабатываются
другие масла, например соевое.
Реактор для гидратированного масла
Реактор предназначается для формирования фуза в гидрати-
рованном масле и равномерного питания сепаратора гидрати-
рованным маслом.
Реактор для гидратированного масла (рис. 41)—это сталь-
ной, вертикальной конструкции цилиндр с коническим дном и
плоской крышкой; он снабжен лопастной мешалкой, располо-
женной эксцентрично, и внутренней трубой, доходящей до кону-
са аппарата. По этой трубе масло поступает в сепаратор.
Аппарат снабжен тремя люками, служащими для монтажа
вала и лопастей мешалки.
Для расчета принимаем:
1) количество масла, поступающего в один реактор в тече-
ние часа, V4'=f500 л;
2) количество воды,’ идущей на гидратацию, равно 4% от
веса масла, или IF=55 л/час.
Суммарный объем воды и масла
Ц = I// + у = 1500 + 55 = 1555» 1,6 м*]ч,ас.
Продолжительность пребывания жира в реакторе принимаем,
по практическим данным, т((=40 мин. Полный объем реактора
определяем по формуле
у ЛД. 2 м*,
с 60 <р 60-0,9
где <р—коэффициент заполнения; р=0,9.
Принимаем следующие размеры реактора: диаметр 0,6 м,
201
высота цилиндра Яч=4,5 м\
высота конуса /гЛ7=О,31 ж; объ-
ем J7C = 1,25 ж3.
Мешалка приводится в дви-
жение от электродвигателя
мощностью 0,6 кет через ре-
менную передачу. Число обо-
ротов мешалки 66 в минуту.
Расходомер для
масла
Для непрерывного отмери-
вания масла, поступающего
через насос в смеситель, при-
меняется простой по конструк-
ции дозировочный аппарат.
Это аппарат круглой формы
типа «труба в трубе» (рис. 42).
Наружная труба диаметром
160 мм имеет патрубок 2, по
которому масло поступает в
расходомер. Внутри аппарата
находится перфорированная
труба 3, через отверстия кото-
рой масло вытекает из расхо-
домера. Чем выше столб масла
в расходомере, тем большее
количество отверстий перфо-
рированной трубы служит для
прохода масла. Уровень мас-
ла в аппарате, наблюдаемый
через смотровое стекло 4, яв-
ляется показателем расхода
масла. Приток масла регули-
руется краном на питатель-
ном патрубке 2.
Для расчета принимаем,
что каждый сепаратор снаб-
жается отдельным расходоме-
ром и производительность его
должна соответствовать про-
изводительности сепаратора
V'4 —1500 л/час.
Рис. 41. Реактор для гидратирован-
ного масла:
/—корпус; 2~мешалка; 3—редуктор; 4—
электродвигатель; 5*—люк; 6—переточная
труба.
202
Высота столба масла в расходомере
3/ /1000
И = 0,668 1/ ----/*-) «> (3-47)
1 5
где: Va—расход масла в сек; Va — б’— —0,0004 л<3;
/—сечение отверстий в мм2; при диаметре отверстий 7 мм
f=38,5 мм2;
п—шаг отверстий; п=10 мм; 0,668—опытный коэффициент.
Рис. 42. Расходомер для масла:
1—корпус; 2—патрубок для подвода масла; перфорирован-
ная труба; 4-—смотровое стекло.
Подставляя найденные значения в уравнение (3—47),' полу-
чим
и Песо / 1000-0,0004-10
// = 0,668 ] / -------!--------= 0,15 м, или 150 мм.
I/ 38,5 ’ ’
.203
Колонка для промывки масла
Аппарат (рис. 43) служит для растворения в конденсате сле-
дов мыла, находящихся в масле, и для равномерного питания
сепаратора. Это вертикальной конструкции цилиндр с кониче-
Рис. 43. Колонка для промывки
масла:
/—корпус; 2—переточная труба;
3—крышка; /—термическая изоляция.
оким дном, изготовляемый из
углеродистой стали. Жир, сме-
шанный с водой, поступает че-
рез патрубки в крышке и ухо-
дит из аппарата через пере-
точную трубу, доходящую до
дна аппарата.
Аппарат устанавливается
таким образом, чтобы смесь
жира и конденсата поступала
в сепаратор самотеком.
Для расчета принимаем,
что в колонку поступает:
1) масло в количестве
V\ = 1500 'Л) час;
2) вода для промывки 20%
от объема, или №=0,2 • 1500 =
= 300 л/час.
Объем масла и воды !% =
= 1500 + 300=1,8 л/З/час. Дли-
тельность пребывания жира в
колонке 15 мин.
Необходимый объем колон-
ки составит
17 1,8*15 г- о
vc= —— = 0,5 м3.
60*0,9
Принимаем следующие раз-
меры колонки: диаметр 0,42 м;
высота цилиндра 4,7 м; высота
конуса 0,2 м; объем 0,7 м3.
В а к у у м-с у ши льны й
аппарат непрерывного
действия
Непрерывно действующий
вакуум-сушильный аппарат
предназначен для сушки жира,
поступающего из сепаратора
после промывки его водой. Ап-
парат (рис. 44)—вертикальный
стальной сварной цилиндр с
204
выпуклым дном и крышкой. В вакуум-сушилыный аппарат,
работающий при разрежении 700 мм рт. ст. (остаточное давле-
ние 0,08 ата), жир засасывается через три форсунки, соединен-
ные общей трубой с питатель-
ным баком. Аппарат снабжен
смотровыми стеклами, кап-
леотбойником, необходимой
арматурой.
Практикой установлено,
что влажность жира после
промывки равна 0,5—1%.
Для расчета объема и раз-
меров вакуум-сушильного
аппарата принимаем:
1) производительность
сушильного аппарата по жи-
ру V4=3000 л/час, что при
/=70° соответствует G4 =
2650 кг; час;
2) влажность жира d =
= 1%, что соответствует
26,5 кг влаги в час;
3) начальная температу-
ра влажного жира /w=80°;
4) конечная температу-
ра высушенного жира tK~
=70—68° (принимаем 69°):
5) теплоемкость жира
с=0,48 ккал!кг град (см.
табл. II);
6) теплосодержание вла-
ги на входе 6=80 ккал/кг;
7) теплосодержание вла-
ги на выходе при остаточ-
ном давлении 0,08 ата
6=41,2 ккал!кг;
8) теплосодержание па-
ра при остаточном дав-
лении Р=0,08 ата, /=615,2
ккал/кг. Коэффициент, учи-
тывающий потери тепла в
окружающее пространство,
Л =0,95;
Рис. 44. Вакуум-сушильнын аппарат
непрерывного действия:
/—корпус; 2—рама; 3—смотровые люки;
4—масломерное стекло; 5—смотровой фо-
нарь; 6 — каплеотбойник; 7 — козырьки;
тарелки; Р—питательные патрубки; 10 —
форсунки.
9) степень сухости пара
х=0,98.
Количество пара, обра-
зующегося в вакуум-су-
шильном аппарате,
205
0___*1 Grc (tn d (ij ц — ij)
x(I- i2)
кг,
(3-48)
0,95-2650-0,48(80- 69) + 26,5^80-0,95 — 41,2)
0,98 (615,2 — 41,2)
~ 25,2 кг.
Содержание влаги в высушенном жире
d,__ (d — D) 100 __ (26,5 — 25,2)100 _
— G4 ~ 2650
0,05%.
Объем вакуум-сушильного аппарата слагается из объемов:
а) парового пространства % и б) для приема высушенного жи-
ра У2-
Объем парового пространства аппарата
Vy=-— м3, (3-49)
(О
где: v — удельный объем пара при остаточном давлении
0,08 ата; п=18,4 м3)кг;
w — допустимое объемное напряжение парового пространст-
ва аппарата; w=800 ж3/-м3;
т7 25,2-18,4 п к_ -
V, = —------= 0,57 м3.
1 о АП ’
Объем аппарата для приема высушенного жира рассчиты-
вается на четырехминутный запас.
у2= —ч'- - = = 0,2 м3.
2 1000-60 1000.60
Полный объем вакуум-сушильного аппарата
(3-50)
V= Vj + V, = 0,57 + 0,2 = 0,77 м3.
Принимаем аппарат со следующими размерами: диаметр
0,65 м; высота 2,1 м; геометрический объем аппарата равен
0,80 м3.
Холодильник для масла
Холодильник предназначен для охлаждения проточной водой
высушенного масла. Это горизонтальный трубчатый многоходо-
вой теплообменник, в котором масло движется внутри трубок,
а вода — в межтрубном пространстве.
Учитывая, что коэффициент теплопередачи, а следовательно,
и поверхность теплообмена находятся в зависимости от скоро-
сти масла и воды, желательно диаметр трубок для масла и
размеры межтрубного пространства, в котором движется вода,
сделать минимальными. Отступления допускаются в тех слу-
чаях, когда жидкости несут с собой загрязнения, которые мо-
гут откладываться на стенках трубок. В этом случае их диа-
метр приходится увеличивать. Поскольку рассчитываемый холо-
206
дильник предназначен для охлаждения рафинированного масла,
диаметр трубок принимаем 25/21 мм.
Исходными данными для расчета поверхности теплопереда-
чи, габаритных размеров холодильника, а также расхода воды
на охлаждение масла являются:
1) количество охлаждаемого масла 6^ = 2650 кг/час, или
Уч=3 м^час;
2) начальная и конечная температура масла соответственно
/,=69° и 6=30°;
3) начальная и конечная температура воды соответственно
^в»н = 15 и ^ = 30 ;
4) теплоемкость масла (по табл. II) с=0,48 ккал/кг град.
Тепловая нагрузка холодильника
Q =Сч {tt— tj с = 2650 (69 — 30) 0,48 = 49600 ккал/час.
Часовой расход охлаждающей воды
W =------= 3300 кг ^3,3 м3.
' te.K ^в-Н 36 15
Поверхность охлаждения
В этой формуле расчетный коэффициент теплопередачи для
однослойной плоской стенки
к=~Г-г- <3~51>
где: И1 — коэффициент теплоотдачи от горячего масла к стенке
в ккал/м2час град;
д —толщина стенки трубы в м;
X —коэффициент теплопроводности стали; Х =
=40 ккал/м час град;
«2 — коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к охлаж-
дающей воде в ккал/м?час град.
Как известно, определение коэффициентов теплопередачи в
случае, если теплообменивающая среда не меняет агрегатного
состояния, производится исходя из следующего уравнения
Nu = /(Re, Pr, Gr), (3—52)
где: Nu — определяемый критерий теплового подобия Нуссель-
та; Nu — безразмерная (как и все остальные крите-
рии) величина, числовое значение которой находится
по уравнению
Nu = ; (3-53)
К
207
здесь: а — искомый коэффициент теплоотдачи между стенкой и
теплообменивающей средой в ккал/м2 час град;
d — диаметр или эквивалентный диаметр теплопередаю-
щей стенки в м;
X — коэффициент теплопроводности стенки в
ккал/м час град.
Преобразуя уравнение (3—53), получим
Следовательно, критерий Нуссельта характеризует процесс
теплообмена между стенкой и теплообменивающей средой,
примыкающей к данной стороне стенки;
Re — определяющий критерий Рейнольдса, который характе-
ризует гидродинамический режим движения теплообмениваю-
щей среды и определяется из уравнения
= (з-55)
где: w — средняя скорость движения среды в м/сек;
v — коэффициент кинематической вязкости в м2[сек;
ц— абсолютный (динамический) коэффициент вязкости в
кг сек/м2-,
у — удельный вес среды в кг/м2-,
g — ускорение силы тяжести; £=9,81 м/сек2.
Следует отметить, что значение диаметра, или эквивалент-
ного диаметра, в формулах (3—54) и (3—55) не всегда совпа-
дает, так как при расчете первого принимается периметр стенки,
участвующей в теплоотдаче, второго — периметр стенки, участ-
вующей в трении потока.
Определяющий критерий Праадтля (Рг) характеризует фи-
зические свойства теплообменивающей среды:
pr = W^600( (3-56)
X
где с—теплоемкость среды в ккал/кг град.
Определяющий критерий Грасгофа (Gr) характеризует ре-
жим движения теплообменивающей среды при свободной кон-
векции:
Qr= , (3-57)
У2
где: р — коэффициент объемного расширения среды в 1/град.;
Д/—разность температуры среды и стенки в град.
208
Критерий Нуссельта имеет различные значения в зависимо-
сти от характера вынужденного или конвекционного движения
жидкости, а также ее физических свойств.
Ниже приводятся расчетные формулы при свободном и вы-
нужденном движениях.
1. Теплоотдача при свободном (конвекционном) движении
теплоносителя
Nu =C(GrPr)« (3-58)
Значения коэффициентов Сип находятся в зависимости от
произведения GrPr.
Or Рг C n
0 < Gr Рг <10"з 0,5 0
Ю-з < Gr Pr < 500 1,18 1/3 .
500 < GrPr < 2-IO7 0,54 1/4
2-10? < GrPr < Юм 0,135 1/3
Определяющая температура при свободном движении теп-
лоносителя
, Ст + С/7
~2 ’
где tcm и tCp—температура примыкающей стенки и среды.
2. Теплоотдача при вынужденном движении теплоносителя в
трубах:
а) при ламинарном движении теплоносителя (Re<2300)
Nu == 0,74 (RePr)0'2 • (GrPr)0'1. (3-59)
Определяющая температура
+ __ tcm T tCp
б) при переходном и турбулентном движениях теплоносителя
в прямых трубах
Nu = 0,023 Re0'б) * 8 Рг0'4 ®. (3-60)
Значение <р в зависимости от числа Рейнольдса приводится
ниже.
Re . . 23С0 3000 4000 5000 6000 7000 8000 10000
® . . . 0,45 0,66 0,82 0,88 0,93 0,96 0,99 1,0
Определяющая температура — средняя температура теплоно-
сителя;
14 Зак. 1306 209
Nu = 0,023 Re0’8 Рг0,4 ср
в)«при турбулентном движении теплоносителя в змеевиках
1+3,54^, (3-61)
где: d — диаметр трубы змеевика;
D — диаметр витков змеевика.
3. Теплоотдача в аппарате со змеевиком, рубашкой и ме-
шалкой:
Nu = CRemPr°’37—(3-62)
\ ч\ст/
кт &D Nu X ,
Nti =-- или а =, (3—ЬЗ)
X D
Re-JL^L, (3—64)
«п
где: D — диаметр аппарата в м;
д — диаметр лопасти мешалки в м;
п— число оборотов мешалки в !/сек.;
т] — абсолютная вязкость жидкости при средней темпера-
туре в кгсек/м2-,
г]ст-абсолютная вязкость жидкости при температуре стен-
ки рубашки или змеевика в кг сек/м2.
Значения коэффициентов Сит принимаются следующие:
Аппараты С т
с рубашками ..... 0,36 0,67
со змеевиками .... 0,87 0,62
Определяющая температура (t0)—средняя температура
жидкости в аппарате.
Формула (3—62) получена из опытов при d = 0,6D; L3M=0,8D:_
H3M=0^b и применима для аппаратов, геометрически подоб-
ных указанному.
На основании приведенных закономерностей определяем ко-
эффициент теплопередачи холодильника для масла.
Определение коэффициента теплоотдачи си
от масла к стенке трубы
Принимаем скорость движения масла в трубах Wi=
=0,5 м/сек, тогда площадь сечения одного хода составит
—— =--------^—=0.00167 м\
3600
Число трубок в одном
3600-0,
ходу
0,00167 . о -
—1---------= 4,8 трубки.
0 785-0,0212
0,785 cP
2‘.0
Принимаем по 5 трубок на каждый ход.
Площадь сечения 5 трубок
/ = 0,785-0,0212-5 = 0,00173 м?.
Фактическая скорость масла
tsj = —— =------------= 0,48 м!сек.
3600/ 3600-0,00173'
Определяем режим движения масла по уравнению (3—55):
п 0,48-0,021
Re = —-----1---=410,
0,0000245
где 0,0000245—кинематическая вязкость масла при средней его
j 69 -б 30 . ,, r-Q
температуре tCp =------— 49,5 -
Так как Re<(2300, то коэффициент теплоотдачи определяем
по уравнению (3—59).
Коэффициент теплоотдачи зависит от соответствующих тем-
ператур поверхностей стенок: f ст —со стороны масла и t"cm —
со стороны воды. Принимаем температуру стенок t'cm=2>7,1°
и i"cm==34,l° с последующей проверкой.
Определяющая температура для ламинарного движения
i’cm + hp 37,1 +49,5
t0' = ст2 ср = - т2—- = 43,3°.
Физические параметры масла при температуре 43,3° нахо-
дим по табл. II и III и сводим их в табл. 35.
Таблица 35
Рабочая среда Показатели
t0’ в ° V кг в м*)сек т) 101 в кг сек/'м9 в ккал‘{М час град С в к кал :кг град
Масло . 43,3 30,5 28,2 0,143 0,43
, Уточняем значения критериев:
Рейнольдса (при 43,3°)
п 0,48-0,021 оэ.
Re =«------------— 334;
0,0000305
Прандтля по уравнению (3—56)
п 0,00282-0,43-9,81-3600
Рг ------------------------- = 300;
0,143
14*
211
Грасгофа по уравнению (3—57)
~ 9,81-0,021з.0,0007-12,4 7,п-
Gr= ---------—_____----------— /420,
0.00003052
где: 0,0007 — объемный коэффициент расширения масла;
12,4 — разность температур между маслом и стенкой
(49,5—37,1 = 12,4°);
Нуссельта по уравнению (3—59)
Nu = 0,74 (334-ЗОО)0,2-(7425 • 300)0,1 = 31.
Коэффициент теплоотдачи определяем по уравнению (3—54)
а, = 31 = 210 ккал!м2 час град.
1 0,021
Определение коэффициента а2 от
стен ки к в о де
Для определения скорости воды в межтрубном пространстве
необходимо определить сечение теплообменника. Принимаем
предварительно диаметр холодильника Д=0,3 м (в дальнейшем
этот размер должен быть проверен и в зависимости от резуль-
татов скорректирован). При таком диаметре площадь попереч-
ного сечения /о=0,071 м2. Принимая расстояния между осями
труб в трубной решетке 6=1,4—1,5с?к, можно разместить око-
ло и=40 шт. труб диаметром dHlde=25/21 мм (dHvide—наруж-
ный и внутренний диаметры трубы в мм).
При этом площадь сечения межтрубного пространства
/2 = 0,785 (D2 - d2n) = 0,785 (0,32-0,0252-40) = 0,05 м\
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства
daKB =-------------------------= 0,063 м. (3-65)
жв 3,14-dH-n 3,14-0,025-40 ’ 4 '
Скорость движения воды в межтрубном пространстве
•w2-= ——-----= ——— = 0,018 м!сек.
3600/j 3600-0,05
__ 30 -f- 15
Средняя температура воды t ср*=-------=22,5 .
Кинематическая вязкость воды при этой температуре равна
0,000001 м21сек.
Определяем режим движения:
Re_ Q 000001~ = 1 34 е' Режим ламинарный).
212
Значение определяющей температуры при температуре стен-
ки со стороны воды t"Cm —34,1°
/0"= = 29,3°.
и 2 J
Физические параметры воды при температуре 29,3° находим
по табл. XXVI и сводим их в табл. 36.
Таблица 36
Рабочая среда Показатели
/□" в ° V 10е в м^/сек Т] 10* в кг сек!м- X в ккал/м час град С в ккал/кг град
Вода 29,3 0,815 0,88 0,528 1,003
Коэффициент теплоотдачи а2 при ламинарном режиме опре-
деляем по уравнению (3—54).
Предварительно находим значения критериев Re, Pr, Gr при
температуре 29,3°:
0,018.0,063
р _-----------!---= 1400;
0,000000815
п 3600-1,003-9,81-0,000088
г Г = -----------------------= 5,Ь;
0,528
9,81-0,0633-0,0003-11,6 1ЛОС1ПЛп
Gr =--------__________________— 12851900
0,0000008152
где: 0,0003 — объемный коэффициент расширения воды;
11,6 — разность температур между водой и стенкой
(34,1°—22,5°).
Значение критерия Нуссельта
Nu = 0,74 (1400- 5,6)°2 •( 12851900 • 5,6)01 =*28.
Коэффициент теплоотдачи
а»~28-^‘^ = 233 ккал! si1 час град.
Общий коэффициент теплопередачи вычисляется по уравне-
нию (3—51):
1 0,002 1
210+ 40 + 233
_____________1____________
0,00476 +0,00005 + 0,00429
= 110 ккал{м2 час град.
213
Поверхность теплообмена равна
Q .49600 = 21 м2
КМсрсм 110-21
(определение МСр.см приводится ниже).
Принимая коэффициент запаса, учитывающий загрязнения
поверхности при эксплуатации 1,1, получим необходимую по-
верхность холодильника F=Fm-1,1 =21 • 1,1 = 23,1 м2.
Длину труб I находим из уравнения
F — nndl или I .
п it d
Так как значения коэффициентов оц и аг почти рдвны, за рас-
четный диаметр труб надо принять их средний диаметр, равный
0,023 м.
Следовательно,
Разделив эту длину на 2, получим два типовых теплообмен-
ника, имеющих следующую характеристику (для каждого):
поверхность теплообмена /’«^12 м2, число труб /г=40, их
диаметр d = 25/21 мм, длина I = 4 м, диаметр теплообменника
Z)=0,3 м, число ходов для масла — 8 (по 5 труб в каждом хо-
де). Теплообменники включаются в работу последовательно.
Проверим принятые нами параметры теплообмена.
Ток масла и воды в принятой конструкции холодильника яв-
ляется простым смешанным током.
При таком смешанном токе жидкостей и четном числе труб-
ных ходов для масла и одного хода для воды в межтрубном
пространстве средняя разность температур Д^ ^.^определяется
следующим уравнением:
д j _ г';_______Т (6~~^)2 + в к te н)2________, . (д_66)
СР'СМ /31 + {te,K-7^ ’
д t = ________________/(69-30)»+ (30- 15Г___________==21°.
ср см з } (69—30) + (30-15) + У (69 - 30)з + (30-15)г
ё (69 - 30) + (30 -15) - V (69-30)2 + (30- 15)»
Проверим принятые выше температуры стенок.
Температуру стенки трубы со стороны масла определяем по
уравнению
Т = /-------2— = 49,5 — =38,2°. (3-67)
Р aiFm 210-21 4 7
214
Температура стенки трубы со стороны .воды
(3-68)
к (37,1 и
совпада-
очной ра-
ia рис. 45.
[ в плане
;за стены
ое обору-
ых жиров
очи 25 и
все ос-
а, воды и
ывки жи-
[ения гид-
типа для
шарат 22.
едоточено
ну.
ю с аппа-
дает при-
лроитель-
1ения тех-
численно-
и состав-
215
Поверхность теп
F
(определение Мсрх
Принимая коэ(|
поверхности при г
верхность холодил
Длину труб I н;
Так как значен
четный диаметр т
0,023 м.
Следовательнс
Разделив эту
ника, имеющих >
поверхность
диаметр d = 25/1
D—0,3 м, число
де). Теплообмен
Проверим пр
Ток масла и
ляется простым
При таком с
ных ходов для
пространстве cf
следующим ура
А ^ср.см =
2Д 1g
1СрСМ =
2,31^
Проверим
Температу ’
уравнению
Температура стенки трубы со стороны воды
t" = t' + -5— = 22,5 + =32,6°. (3-68)
ст . ср^ агрт Г 233 21
Следовательно, принятые нами температуры стенок (37,1 и
34,5°), а также диаметр теплообменника практически совпада-
ют с расчетными и в корректировке не нуждаются.
Компоновка оборудования
Компоновка оборудования цеха непрерывной щелочной ра-
финации жиров с применением сепараторов показана на рис. 45.
Цех размещается в двухэтажном отсеке размерами в плане
8X15 м. Высота первого этажа 4 м, второго до обреза стены
4,2 м. В первом этаже размещено все вспомогательное обору-
дование: коробки на весах, запасные коробки для сырых жиров
3 и для рафинированных жиров 32, бак для щелочи 25 и
бак для соапстока 30. На втором этаже размещено все ос-
новное оборудование: дозаторы и смесители для жира, воды и
щелочи 7, 15, 18, мешалки для гидратации и для промывки жи-
ра 8 и 19, сепараторы 9 и 20 открытого типа для отделения гид-
ратационного осадка и промывной воды и закрытого типа для
отделения соапстока 16, а также вакуум-сушильный аппарат 22.
Таким образом, все обслуживание аппаратуры сосредоточено
на одном этаже и производится одним рабочим в смену.
Технико-экономические показатели
Общая для цеха На 1 m рафи- нированного масла
Площадь застройки
В Л£2 120 - 2,0
Площадь пола вл»2. . 240 4,0
Кубатура здания в м3 Количество металла 1080 18,0
для изготовления технологического оборудования в m 32 0,53
Приведенные данные показывают, что по сравнению с аппа-
ратурой периодического действия непрерывная схема дает при-
мерную экономию производственной площади 40%, строитель-
ной кубатуры — до 50%, расхода металла для изготовления тех-
нологического оборудования — 25—30%, сокращение численно-
сти обслуживающего персонала примерно вдвое.
Однако удельный расход электроэнергии возрастает и состав-
ляет около 18 квт-ч на 1 т рафинированных жиров.
215
\
1
Рис. 45. Компоновка оборудования в цехе непрерывной рафинации жиров с помощью сепараторов:
/_КОпОбка на весах для рафинированных жиров; 2—весы; 3—коробка для нерафинированных жиров; 4— непрерывно действующий фильтр для
жиров; 5—центробежный Насос для жиров; 6—паровой подогреватель нерафинированных жиров; /‘—смеситель для масла и воды; 8—мешалка
для гидратации масла; 9—сепаратор таоельчатый для отделения гидратированного фува; 10—деаэрационный бак; 11—бак для гидратй-
ронанного масла; /2—центробежный насос для гидратированного масла; 13—паровой подогреватель для жнров; 14—питательный насос для
жиров; 15— смеситель для жира и раствора щелочи; /5—закрытый тарельчатый сепаратор для отделения соапстока; 17—паровой подогре-
ватель нейтрализованных жиров; 18—смеситель для жира и воды; 19— аппарат для промывки жира; 20—сепаратор тарельчатый для отделе-
ния промывных вод; 21—питательный бачок к вакуум-сушилке; 22>—вакуум-сушильный аппарат непрерывного действия для жиров; 23—центро-
бежный насос для рафинированных жиров; 24— коробка для высушенных жиров; 25— бак для раствора каустической соды; 25—центробеж-
ный насос для раствора каустической соды; 27—фильтр для раствора каустической соды; 28 — мериик для раствора каустической соды;
2Я-питательный насос для раствора каустической соды; 30—бак для соапстока; 31—роторно-зубчатый насос для соапстока; 32—бак для жи-
ров; 33—центробежный иасос для жиров; 34—бак для гидратированного фуза; 35—роторио-зубчатый насос для гидратациоиного осадка; 36—
жироловушка: 37—коробка для промывных вод; 38— центробежный иасос для промывных вод; 39—коробка для горячей воды; центро-
бежный насос для горячей воды; 4/—цепная таль; 42—подвесной путь для тали; 43—стол для чистки барабанов сепараторов; ‘/‘/—барометри-
ческий колодец; 45— вакуум-монжю для жиров.
Зак. 1306
Расход пара
Расход пара давлением 3 ат а на технологические нужды це-
ха непрерывной щелочной рафинации масла приведен в табл.
37. Как видно из таблицы, расход пара составляет 231 кг на 1 т
исходного масла, т. е. примерно столько же, сколько и при пе-
риодической щелочной рафинации. На 1 т рафинированного
масла расход пара составляет 238—240 кг. При непрерывной
схеме среднечасовой расход пара составляет 600 кг.
Таблица 37
Расход пара на технологические нужды цеха непрерывной рафинации
подсолнечного масла мощностью 60 т/сутки с применением сепараторов
Статьи расхода Наименова- ние аппара- тов Длительность нагрева в мин. Расход пара в кг Общий рас- ход в сутки (на 60 т ра- финирован- 1 ного масла в сутки) в кг
на 1 т I сырого 1 масла на 1 аппа- рат в те- чение ча- са
Подогрев глухим паром 18,37 кг раствора щелочи от tH = 15° до tK = 90° 18,37 (90—15)1,1 467 Коробка 120 зщ 90 182
Подогрев масла глухим паром перед гидратацией от ZK=20° до ^=75° при теплоемкости масла с=0,45 ккал/кгград. 1000-0,45(75-20) 1,1 467 Подо- грева- тель 1440 58 87 3555
Подогрев воды острым паром OTZH=lri° до /к=90° для: а) промывки масла-в коли- честве 200 кг/т; б) обводнения соапстока (до содержания общего жира 25^)—50 Kijm', в) чистки барабанов сепа- раторов—25 кг/т (200+50+25)-(S0-15) 1,1 534 Подо- грева- - тель 1440 * 45 56 2785
Подогрев воды острым паром в количестве 40 Kzjm от ZK=15° до К=60° 40 (60—15) 1,1 574 Подо- грева- тель 1440 4 10,0 I 235
216
Продолжение
Статьи расхода Наименова- ние аппара- тов Длитель- ность нагре- ва в мин. Расход пара в кг i Общий рас- ход в сутки (на 60 m ра- финирован- ного масла в сутки) в кг
на 1 m сырого масла на 1 аппа- рат в те- чение ча- са
Подогрев масла перед щелоч- ной нейтрализацией глухим паром от /к=70° до f,v.=80° при теплоемкости масла с—0,47ккал/'кг град. Подо- грева- тель 1440 11 15,0 675
1000-0,47 (80-70) 1,1
467
Подогрев масла глухим паром при промывке от /к=70° до ^=90° при теплоемкости мас- ла с—0,А7ккал1кг град. Подо- грева- тель 1440 22 30 1348
1000-0,47 (90—70) 1,1
467
Подогрев острым паром мыль- ных вод в количестве 200 кг перед кислотным разложени- ем от /„=50° до /„=90° Аппарат для раз- ложения мыльных 180 17 350 1050
200(90-50) 1,1 вод
529
Расход острого пара на рабо- ту пароэжекторного аппара- та, по фирменным данным — 1440 53 140 3360
Прочие расходы (10% от об- щего расхода) — — 21 — 1300
Итого расход пэра на технологические нужды — — 231 — 14280
Расход воды
Подсчет расхода воды с начальной температурой 15° на тех-
нологические нужды приведен в табл. 38.
Расход |ВОды на 1 т масла составляет 3,41 м3, что примерно
на 2 м3/т больше, чем при обычной периодической рафинации.
Это объясняется тем, что около 1,5 м3/т воды расходуется на
конденсацию водяных паров, отсасываемых пароэжекторным аг-
регатом из вакуум-сушильного аппарата непрерывного действия,
а также тем, что в расчете принято охлаждение масла после
217
Таблица 38
Расход воды на технологические нужды цеха непрерывной рафинации
подсолнечного масла мощностью 60 т/су тки с применением
сепараторов
Статьи расхода Наименова- ние аппара- тов Длитель- ность процесса в мин. Расход воды в Общий расход воды в сутки в м1
на 1 т масла на 1 аппа- рат в те- чение часа
Разбавление раство- ра щелочи от концен- трации 400 г/кг. до 120 г/кг при расходе щелочи 2,18 кг/т Коробка 60 0,015 0,94 0,94
2,18-1000 2,18 1000^ 120-1000 ~ 400-1000
Расход воды на гид- ратацию масла 4% от веса масла Подогре- ватель 1440 0,04 0,06 2,5
Расход воды на про- мывку масла после ще- лочной рафинации 20% от веса жира Подогре- ватель 1440 0,2 0,3 12,4
Расход воды на кон- денсацию рабочего и отсасываемого водя- ного пара в конден- саторах пароэжектор- ного агрегата, по за- водским данным Баромет- рические конденса- торы 1440 1,5 4,0 96,0
Вода, подаваемая в сепараторы для разбав- ления соапстока, в ко- личестве 50 л/т Сепаратор 1440 0,05 0,075 3.1
Вода на промывку сепараторов при их чистке, по практичес- ким данным, 25 л/т — 60 0,025 0,25 1.5
Охлаждение цилин- дра воздушного ком- прессора в течение 5 час. в сутки при рас- ходе 1 мэ/час Воздуш- ный ком- прессор 300 0,08 1,0 5,0
Продолжен»
Статьи расхода Наименова- ние аппара- тов Длитель- ность процесса в мин. Расход воды в мя Общий расход воды в сутки в м3
на 1 т масла на 1 аппа- рат в те- чение часа
Охлаждение масла перед фильтрацией с 69 до 30° при с —0,47 ккал1кг град. 1000-0,47(69-30) (30-15) 1000 Холодиль ник 1440 1,22 3,3 73,2
Прочие расходы (10’/» от общего расхо- да) — — 0,30 — 17,3
Итого расход воды на техноло- гические нужды — — 3,41 — 200
сушки с расходом воды 1,2 .и3/т. При замене пароэжекторного
агрегата обычным поршневым вакуум-насосом и при отсутствии
необходимости в охлаждении высушенного масла расход воды
при непрерывной рафинации будет таким же, как и при перио-
дической щелочной рафинации.
Сопоставляя технико-экономические показатели рафинации
светлых масел и саломаса в аппаратах периодического действия
с водно-солевой подкладкой и с применением сепараторов, полу-
чим следующие данные (табл. 39).
Выход готовой продукции и эксплуатационные затраты по
обеим схемам близки. Некоторое увеличение отходов жира в со-
апстоке при рафинации с применением сепараторов объясняется
тем, что для расчетов мы приняли содержание нейтрального
жира в соапстоке 35%, а по схеме с водно-солевой подкладкой—
30%. В схеме с применением сепараторов сокращаются безвоз-
вратные потери жиров за счет применения меньшего количества
воды для промывки и более полного выделения жира из про-
мывных вод.
Расход 1вопомогателыных материалов, пара и воды почти
одинаков. Значительно возрастают затраты электроэнергии,
что объясняется круглосуточной работой сепараторов, однако
абсолютная величина этих затрат незначительна и на себестои-
мость рафинированного масла не влияет.
Капиталовложения при осуществлении непрерывной схемы с
сепараторами значительно меньше, чем при работе с аппарату-
рой периодического действия.
219
Таблица 39
Показатели Единица измерения Рафинация
с водно-соле- вой подклад- кой с примене- нием сепара- торов
на 1 т жира
Отходы при нейтрализации и про- мывке жира в пересчете на 1 мг начальной кислотности кг 7,3 8,0
Безвозвратные потери жира при нейтрализации и промывке . . . 0,5 0,2
Расход
каустической соды я 0,91 0,79
кальцинированной соды . . . я 0,03 0,0007
серной кислоты в 0,3 0,05
поваренной соли . . . • . . я 10,0 —
пара иа нейтрализацию, про- мывку и сушку я • 230 230
то же, без расхода пара на эжекторный блок • н 230 175
воды на нейтрализацию, про* мывку и сушку м3 1,8 2,2
то же, без расхода воды на пароэжекторный блок или ва- куум-насос я 1,3 0,55
электроэнергии . квт-ч 2,5 18
Затраты труда производствен- ных рабочих . . • чел.-час. 1,1 0,6
Приведенная площадь пола произ- водственных помещений .... я* 6 4
То же, кубатура ......... М3 32 18
Вес технологического оборудова- ния для нейтрализации, промыв- ки и сушки, включая коробки и насосы т 0,8 0,5
Приведенные данные подтверждают целесообразность вне-
дрения непрерывных схем рафинации жиров. Однако для ус-
тойчивой работы по непрерывной схеме необходимо, чтобы на
рафинацию поступали жиры однородные по составу в течение
длительного времени.
Глава 4
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРОГЕНИЗАЦИОННЫХ
ЗАВОДОВ
До 1953 г. гидрогенизационные заводы работали по перио-
дически действующей технологической схеме с применением ав-
токлавов (с загрузкой 6 т), снабженных мешалками и змееви-
ками для нагревания и охлаждения. С конца 1953 г. действую-
щие и строящиеся заводы стали переходить на непрерывные ме-
тоды работы, приняв за основу непрерывную схему, разработан-
ную и осуществленную в свое время А. В. Панышевым на Горь-
ковском жировом комбинате.
Главной причиной, пробудившей усиленный интерес к непре-
рывной гидрогенизации жиров, явилось повышение спроса на са-
ломас, последнее в свою очередь вызвано резким увеличением
производства маргарина и мыла в соответствии с проводимыми
партией мероприятиями по крутому подъему производства пред-
метов народного потребления. Используя принцип непрерывной
работы с порошкообразным никелевым катализатором, разра-
ботанный Панышевым, и изменив его применительно к новым
условиям работы и оборудованию современных гидрогениваци-
онных заводов, новаторы производства в содружестве с работ-
никами ВНИИЖа и Гипрожира увеличили производительность
действующих заводов при переводе их на непрерывный способ
на 30—40%. Разработанная схема принята промышленностью
как для действующих, так и для вновь строящихся заводов.
Проектирование гидрогенизационных заводов дается на при-
мере гидрозавода, оборудованного батареей из трех автоклавов
рабочей емкостью каждый по 6 т. Мощность такого завода 120 т
пищевого или 100 т технического саломаса в сутки при работе
на светлых маслах типа подсолнечного или нормального хлоп-
кового масла. При работе на других жирах мощность будет
несколько ниже (например, при гидрогенизации китового жира
принимается поправочный коэффициент 0,7).
В соответствии с делением, принятым в промышленности,
расчеты даны отдельно для каждого из основных цехов гидроза-
вода—собственно гидрогенизационного или автоклавного, ката-
лизаторного и водородного.
221
АВТОКЛАВНЫЙ ЦЕХ
Технологические схемы производства
Технологическая схема непрерывной гидрогенизации жиров
в автоклавах приведена на рис. 46.
Исходное масло, поступающее из рафинациоиного цеха, при-
нимается в запасную коробку 1, откуда дозирующими насосами
2 подается через суммирующий счетчик и регулятор потока в
первый по ходу автоклав 6а. Перед этим масло проходит труб-
чатый теплообменник 8, в котором подогревается за счет тепла
готового саломаса, выходящего из третьего автоклава 6е . Если
по ходу процесса содержимое второго и третьего автоклавов
6$ и 6е должно быть частично охлаждено, то это осуществляет-
ся свежим маслом, которое прокачивается через охлаждающие
змеевики, установленные внутри автоклавов. Поток масла в
охлаждающие змеевики автоклавов регулируется автоматически
с помощью терморегуляторов. Подогрев масла в автоклаве 6а
до начальной температуры реакции 180—200° осуществляется с
помощью насыщенного водяного пара давлением до 30 ати через
глухие змеевики. Подогрев масла регулируется автоматически-
ми терморегуляторами.
Вместе с маслом в автоклавы дозирующими насосами 4 из
расходных мешалок 3 через регулятор потока подается паспорт-
ный катализатор. Паспортный катализатор—это смесь свеже-
восстановленного катализатора, поступающего из реторты -5, и
оборотного, отделяющегося в саломасоприемниках 7 и на
фильтрпрессах. Одновременно с поступающей непрерывным по-
током смесью масла и катализатора в автоклавы через барбо-
теры подается водород.
Масло, прошедшее в автоклаве 6а первую стадию гидриро-
вания, в виде полупродукта в смеси с катализатором по пере-
ливной трубе (или с помощью водородного газлифта 15) непре-
рывно подается в нижнюю часть автоклава 6б и далее в авто-
клав '6е- Из автоклава 6е газлифтом или самотеком готовый
продукт направляется в один из приемников саломаса 7.
Во всех автоклавах и саломасоприемниках автоматически
поддерживается необходимое давление с помощью регулятора
давления, установленного на линии циркуляционного водорода.
Регулирование процесса гидрирования в автоклавах произ-
водится поддержанием заданного температурного режима при
помощи терморегуляторов, количеством . водорода, подаваемого
через барботеры,, и количеством и активностью катализатора,
поступающего в автоклавы.
Из саломасоприемников 7 смесь готового саломаса с катали-
затором давлением водорода через водяной 'холодильник 9 по-
дается на фильтрпрессы 10.0
Отфильтрованный саломас собирается в коробках 16, откуда
насосами 17 перекачивается через коробку на весах 19 в склад
222
готовой продукции. Мутный фильтрат с помощью вакуум-мон-
хю 11 возвращается на вторичную фильтрацию.
Отделившийся на фильтрпрессах катализатор после проверки
его активности направляется на регенерацию в катализаторный
цех или для повторного использования в мешалку 13, куда по-
дается горячее масло из напорной коробки 14.
Разбавленный маслом оборотный катализатор поступает в
мешалку для паспортного катализатора 3, где смешивается со
свежевосстановленным катализатором и затем подается в авто-
клавы.
Неиспользованная в автоклавах часть водорода, так назы-
ваемый циркуляционный водород, после регулятора давления по-
ступает в каплеотделитель 20, где отделяются захваченные во-
дородом капельки жира; затем водород направляется в водяной
скруббер 21, в котором промывается водой и охлаждается; при
охлаждении конденсируется часть находящейся в нем влаги. Из
водяного скруббера водород направляется в водоотделитель 23
и далее в щелочной скруббер 24 для связывания углекислоты и
летучих жирных кислот. Затем циркуляционный водород направ-
ляется в колонку 26, заполненную активированным углем, где
освобождается частично от летучих ароматических веществ.
Очищенный газ направляется в смеситель 27 низкого давления,
где смешивается со свежим водородом, поступающим из газ-
гольдера через газовый счетчик 29 и щелочной осушитель 28.
Из смесителя 27 водород засасывается компрессорами 32 и
подается в ресивер 30 и далее в холодильник 31 для удаления
части влаги, содержащейся в нем. Из холодильника смесь
свежеро и циркуляционного водорода поступает в автоклавы для
гидрирования.
Отделившийся в каплеуловителе 20 жир периодически спу-
скается в монжю 34, откуда передается на склад.
На практике встречаются и другие варианты схем, в том
числе схемы, при которых передача смеси жира с катализатором
из одного автоклава в другой осуществляется как с помощью
газлифтов, так и по переточным трубам. Имеются также раз-
личные варианты устройства системы аппаратов для очистки
циркуляционного водорода и пр.
Технологическая схема непрерывной гидро-
генизации .в колонных аппаратах. От описанной
схемы отличается схема гидрогенизации жиров в колонных ап-
паратах под давлением до 25 ати. Ниже приводится ее краткое
описание1.
В коробку 1 (рис. 47) поступает рафинированное масло;
отсюда оно проходит в теплообменник 2, где подогревается за
1 Метод разработан группой инженеров в составе С. А. Дерябина,
И. И. Зубова, М. В. Дмитриевской, В. И. Карасевой и др. под руководством
кандидата технических наук Н. А. Петрова
223
4-
4-
Рафинированное, масло
Вакуум
35
Jefe
Пасло из цеха рашинации
Сцтнзия яебынншге
левой сам
СЯежай Водород
Циркцляциомлни еадолоЭ
Масло, саломас
СбежеВосстанобпенный
шпапизатор
Условные обозначения
Пборотный катализатор
—w— Паспортный катализатор
-~а— Смело сбеяего и uupK'jimuuammeo
ВобоовЛп s.
5 :
Мртньщр.ррломар
катализатор
В катализатор
цех на обезжири
и регенерации
Вищеер
Рис. 46. Технологическая схема непрерывной гидрогенизации жиров в автоклавах
/—коробка для рафинированного масла; 2—насос-дозатор для рафинированного масла; <3—мешалка для пас
4—насос-дозатор для масляного катализатора; 5—реторта для приготовления никелевого катализатора; 6 a,6,i
генизации; 7 саломасоприемник; 8—теплообменник; 0—холодильник для приготовления саломаса; 10—фильтрпресс д.
монжю для мутного саломаса; 12—вакуум-приемник для катализатора с фильтрпрессов; 13—катализаторные мешалк!
для рафинированного масла; 15—газлифт; И—коробка для фильтрованного саломаса; 17—насос для саломаса; 18—весь
робк2_ На Еесах для саломаса; 20—каплеотделнтель; 21—водяной скруббер; 22—гидравлический затвор; 23—водосг
скруббер циркуляционного водорода; 25—насос к щелочному скрубберу; 26 - колонка с активированным углем; 27—см
куляционного водорода; 28—щелочной осушитель: 29—газовый счетчик, 30—ресивер; 3 Г—холодильник для водорода; 32—
33— жироловушка; 34— монжю для красного саломаса; 35— пеноу.товнтель.
ЗОд
ый МарзЭ
Рис. 46. Технологическая схема непрерывной
гидрогенизации жиров в автоклавах:
жнированного масла; 2—насос-дозатор для рафинированного масла; 3—мешалка для паспортного катализатора;
масляного катализатора; 5— реторта для приготовления никелевого катализатора; 6 а,б,в—автоклавы для гидро-
оприемник; теплообменник; Я—холодильник для приготовления саломаса; 10— фильтрпресс для саломаса: 11—вакуум-
аломаса; 12—вакуум-приемник для катализатора с фильтрпрессов; 13—катализаторные мешалки; 14—напорная коробка
масла; 15—газлифту 1&—коробка для фильтрованного саломаса; 17— насос для саломаса; 18—весы для саломаса; 19—ко-
саломаса; 20—.каплеотделитель; 21—водяной скруббер; 22—гидравлический затвор; 23—водоотделитель; 24—щелочной
того водорода; 25—иасос к щелочному скрубберу; колонка с активированным углем; 27—смеситель свежего и цир-
i; 28—щелочной осушитель; 29—газовый счетчик, 30—ресивер; ЗЬ— холодильник для водорода; 32—недородный компрессор;
33—жироловушка; 34—монжю для красного саломаса; 35—пеноуловнтель.
Зак. 1306
! I_______________,______vxab ‘durf
ovum аошзйгвт*-----------11 • en
224
счет тепла готового саломаса до 110—<120°, и далее поступает в
змеевиковый подогреватель 3, где нагревается паром давлением
25—30 ата до начальной температуры гидрогенизации 180—200°.
Нагретое масло поршневым насосом- дозатором 4 с перемен-
ным ходом поршня подается в смеситель 28, сюда же ив мешал-
ки 9 насосом-дозатором 10 подается паспортный катализатор и
компримированный нагретый водород. Из смесителя масло, ка-
тализатор и водород поступают в низ реакционной колонны 5.
Поднимаясь вверх, масло частично насыщается водородом и да-
лее последовательно проходит еще три реакционные колонны 6,
7 и 8. Изготовляются колонны из нержавеющей стали; их раз-
меры: диаметр 400 мм, высота 10600 млн Рабочее давление в
колоннах до 25 ати.
Для поддержания температуры в реакционных колоннах
пропускают пар давлением 30 ати через глухие змеевики, раз-
мещенные в нижней части каждой колонны. Если по ходу реак-
ции температуру в колоннах нужно снизить, то через рубашки
колонн насосом 12 из коробки 1 прокачивают холодное масло.
Охлаждается масло в холодильнике 11. Из последней реакцион-
ной колонны 8 прогидрированный жир поступает в сепаратор 13,
где он отделяется от избыточного водорода. Из сепаратора са-
ломас, пройдя теплообменник 2, направляется в отстойники 19.
соединенные последовательно. Отделившийся в отстойниках
оборотный катализатор собирается в мешалке 20, откуда воз-
вращается в производство.
Саломас после отделения части катализатора переходит в
чаны 22, где он обрабатывается при кипячении слабой серной
кислотой (для растворения оставшегося металла). Разварка
может быть заменена фильтрацией, которая обеспечивает более
высокое качество продукции. После отделения катализатора го-
товый саломас собирается в коробке 23 и далее насосом 24 пе-
рекачивается к месту потребления.
Водород, отделившийся от саломаса в сепараторе 13, на-
правляется в систему ловушек 18, где освобождается от приме-
сей—жирных кислот, нейтрального жира и продуктов их рас-
пада. Из ловушек циркуляционный водород засасывается ком-
прессором 15 и нагнетается под давлением до 25 ати в смеси-
тель 16. Сюда же компрессором 17 нагнетается свежий водород,
который по пути из газгольдера проходит газовый счетчик 27 и
скруббер для свежего водорода 14: Смесь свежего и циркуляци-
онного водорода проходит через змеевик, установленный в се-
параторе 13, где подогревается за счет тепла готового салома-
са и далее через смеситель направляется в реакционные колон
ны. Жир из ловушек передается на склад для дальнейшего ис-
пользования.
Порошкообразный катализатор для гидрогенизации восста-
навливается в реторте 21, из которой он поступает в приемную
15 Зак. 1306 225
мешалку 25, и далее насосом 26 передается в мешалку 9, а из
нее через смеситель 28 в реакционные колонны.
При гидрогенизации в колонных аппаратах под давлением до
25 аги реакция интенсифицируется, благодаря чему производи-
тельность аппаратов повышается примерно до 1,8 т/час салома-
са с 1 м3 емкости реакционных аппаратов, т. е. примерно в
10 раз по сравнению с гидрогенизацией в обычных автоклавах.
Одновременно сокращаются на 30—40% потребные производст-
венные площади.
Эта схема позволяет гидрировать до очень низкого йодного
числа (до 8—10 единиц) такие жиры, которые при обычном дав-
лении гидрируются трудно.
Рис. 47а. Схема работы автоклавного цеха, ра-
ботающего по методу насыщения:
/—электролизер; 2—газгольдер низкого давления; 3—реси-
вер низкого давления; 4^~компрессор высокого давления;
5—ресивер высокого давления; б>—холодильник; 7—водо-
отделитель; 5—газгольдер высокого давления; 9—авто-
клав; 10—ловушка; //—редукционные клапаны.
Схема гидрогенизации методом насыщения
При выработке пищевого саломаса большой интерес пред-
ставляет проведение процесса гидрогенизации жиров методом
насыщения без циркуляции водорода (рис. 47а). В этой схеме
предварительно компримированный до 30 ата водород подается
из ресивера через редукционный клапан непосредственно в ав-
токлав для гидрогенизации. Количество подаваемого водорода
соответствует израсходованному на насыщение жиров. По мере
накопления в водороде примесей он периодически через авто-
матический клапан выпускается из автоклава в атмосферу и пол-
ностью заменяется свежим.
Благодаря компримированию в водороде содержится мини-
226
мальное количество влаги, поэтому саломас получается с низ-
кой кислотностью, исключающей в ряде случаев необходимость
его щелочной рафинации. При работе по этой схеме резко сни-
жается количество продуктов распада глицеридной молекулы,
благодаря чему саломас получается с менее выраженным запа-
хом, что значительно облегчает его последующую дезодорацию.
Работа по методу насыщения позволяет исключи!ь оборудо-
вание для очистки циркуляционного водорода, но требует уста-
новки компрессоров и ресиверов, рассчитанных на давление
30 ати. Расход электроэнергии и водорода повышается. Однако
преимущества, которые обеспечивает эта схема в отношении по-
вышения качества, позволяют рекомендовать ее для заводов,
вырабатывающих пищевой саломас.
Приводимые ниже расчеты автоклавных цехов произведены
на примере непрерывной гидрогенизации жиров в автоклавах и
применимы к различным вариантам технологической схемы про-
изводства.
Материальный расчет
Расчет материалов для гидрогенизации жиров заключается
в определении расхода масла, водорода и готового масляного
катализатора. Расчеты ведутся на примере завода, имеющего
одну батарею из трех автоклавов, на которой можно получать
саломас для пищевых целей с температурой плавления 32—36°
или саломас для технических целей с титром жирных кислот
46—48°.
Исходное сырье — подсолнечное и хлопковое масло. Суточ-
ная производительность завода — 120 т пищевого саломаса или
соответственно 100 т технического для мыловарения.
Расчеты расхода водорода, катализатора и жира приведены
сначала на гидрогенизацию 1 т исходного жира с последующим
пересчетом на 1 т товарного саломаса (I сорта).
Расход водорода. Теоретический расход сухого водоро-
да на насыщение 1 т жира от исходного йодного числа 1 до ко-
нечного йодного числа Л
о 1000 (J- Л) I ,л и
В = —о кг m (4 — 1)
12700
Принимаем для подсолнечного масла 7=130, для пищевого
саломаса /1=75.
Подставляя принятые значения йодных чисел в уравнение
(4—1), найдем теоретический расход сухого водорода при гид-
рировании подсолнечного масла на пищевой саломас
п 1000(130 -75) . 00
В„=-------—------ = 4,33 кг т.
15*
227
Объем сухого водорода при нормальных условиях (0° и
760 мм рт. ст.), расходуемого на гидрогенизацию 1 т подсол-
нечного масла
1/0 = м*1т, (4—2)
где: у — удельный вес водорода при 0° и 760 мм рт. ст.;
= 0,0898 кг[м?\
а — чистота водорода; для электролитического водорода
а = 99,8%;
Произведя аналогичные расчеты, находим теоретический рас-
ход сухого водорода при 0° и 760 мм рт. ст. на гидрогенизацию
1 т различных масел. В табл. 40 приведен теоретический расход
водорода на гидрогенизацию подсолнечного и хлопкового масла.
Таблица 40
Наименование масла Йодное число Теоретический расход водорода на саломас
началь- ное конечное пищевой технический
в кг1т В Л’/Я» в кг/т в м*1т
Подсолнечное . . 1(0 130 ! 75 4,33 48 (3 —
» • ♦ 130 50 — — 6,3 70,3
Хлопковое . . . 110 65 3,5 39,1 — —
» • • • но 50 — — 4,7 52,5
Объем сухого водорода при 20° и 760 мм рт. ст., необходимо-
го для гидрирования 1 т подсолнечного масла в пищевой сало-
мас,
У20 = !%• 1,073 = 48,3-1,073 = 51,8 м>,
где 1,073 — коэффициент перевода, находится по табл. 52.
В водороде имеется некоторое количество влаги в парооб-
разном состоянии. Вес водяного пара на каждый мэ сухого га-
за при 20° и полном насыщении согласно табл. XXIV состав-
ляет <7=19,1 г.
Объем влажного водорода при / = 20° и давлении 760 мм
рт. ст., расходуемого при гидрогенизации 1 т подсолнечного
масла на пищевой саломас,
V'n = 1/20 % —^У'24- м\ (4-3)
Л4в-1000
где: <р — относительная влажность водорода; принимаем <р=0,85;
228
24 — объем 1 грамм-молекулы газа при 20°;
Ме — молекулярный вес воды; Л1в=18;
,z, Q . 51,8-19,1-0,85-24 со о .
V „ — 51,8 4----------------₽ 52,8 м\
п ’ 18-1000
Проведя аналогичные расчеты, находим расход водорода на
собственно гидрогенизацию 1 т различных масел (табл. 41).
Таблица 41
Наименование масла Расход водорода (в д8) на 1 m саломаса
пищевой технический
Подсолнечное .... 52,8 76,4
Хлопковое 42,9 57,3
Водород расходуется также на восстановление катализато-
ра в количестве 1,2 м3 на 1 кг никеля в катализаторе. При рас-
ходе свежего катализатора в количестве 0,5 кг на 1 т пищевого
и 1 кг на 1 т технического саломаса (считая на никель) расход
водорода на восстановление катализатора составит 0,6 м3 на пи-
щевой и 1,2 лт3 на технический саломас. Расход водорода на
продувку системы и потери сквозь неплотности аппаратуры и
коммуникаций принимается в размере 5% от полезного расхода.
Следовательно, полный расход водорода на гидрогенизацию 1 т
подсолнечного масла на пищевой саломас
Vn= (У'п + 0,6) 1,05 == (52,8 + 0,6) 1,05 =56л?/от.
Аналогично при переработке других масел полный расход
водорода на гидрогенизацию 1 т масла составит (табл. 42).
Таблица 42
Наименование масла Полный расход водорода (в м:<) при выработке саломаса
пищевого технического
Подсолнечное .... 56 81
Хлопковое 46 61
Расход масляного катализатора. Для расчета
принимаем, что в автоклавы для гидрогенизации вводится ката-
лизатор в пересчете на металлический никель: а) на пищевой
саломас — 0,5 кг свежего и 1,5 кг оборотного; б) на технический
229
саломас—1,0 кг свежего и 2 кг оборотного. Катализатор све-
жий и оборотный вводится в автоклав в виде 5%-ной масляной
суспензии.
При соотношении металлов к инфузорной земле 1 : 1,5 со-
держание жира в масляном катализаторе, приготовленном из
медно-никелевой соли, будет составлять 83% от веса катализа-
тора (см. стр. 292).
В дальнейшем материальный баланс строится с учетом ра-
боты с медно-никелевым катализатором.
Расход масляного катализатора на 1 т гидрируемого жира
(в кг) приведен в табл. 43.
Таблица 43
Вид катализатора Расход масляного катализатора насаломас
пищевой технический
всего в том числе всего в том числе
N1 масла N1 масла
Свежий 10 0,5 8,3 20 1,0 16,6
Оборотный 30 1,5 24,9 40 2,0 33,2
Сырьевой баланс
Насыщение двойных связей в жирах при гидрогенизации со-
провождается увеличением их веса (на вес присоединившегося
водорода). Практически удельный расход жиров на 1 т салома-
са несколько- выше единицы за счет образования отходов и на-
личия безвозвратных потерь в производстве.
В процессе гидрогенизации образуются следующие отходы
производства.
Жир из очистной системы. С водородом, отходящим
из автоклавов, отдистиллировывается часть свободных жирных
кислот и механически уносится некоторое количество нейтраль-
ного жира. Большая часть уносимых кислот и жира улавливает-
ся в аппаратуре для очистки циркуляционного водорода. Этот
жир, известный под названием красного саломаса (из-за его
темной окраски), используется как саломас II сорта для про-
изводства хозяйственного мыла. Количество уносимых водоро-
дом жира и жирных кислот зависит от температуры гидрогени-
зации и кислотности масла (саломаса) в процессе гидрогениза-
ции. Кислотность саломаса зависит от количества влаги, вноси-
мой в автоклав с маслом и особенно с водородом. При получе-
нии пищевого саломаса при температуре гидрирования 200—
220° и кислотности саломаса в среднем 2 мг КОН принимаем,
по практическим данным действующих заводов, расчетную кон-
центрацию жира в отходящем водороде g=20 г/лг3. При гидро-
230
генизации жира для технических целей при температуре до z-iu
и кислотности саломаса до 4 мг КОН gi— 30 г/м3.
Количество отходящего водорода определяется по разности
между количеством водорода, нагнетаемым в автоклавы и по-
глощенным во время реакции.
Согласно расчетам, приведенным ниже, при часовой произ-
водительности автоклавов 5 т пищевого или 4,17 т технического
саломаса в автоклавы подается 1200 м3/час водорода. Количест-
во избыточного водорода, отходящего из автоклавов, в среднем
составляет (табл. 44).
Таблица 44
Избыток водорода (в м3/час) при производстве
саломаса
Наимеиоаание масла
пищевого
технического
Подсолнечное £
1200— (48,3 + 0,6)5 . . tk' . 950
Хлопковое
1200-(29,1+0,6) 5 .............. 1000
Подсолнечное
1200- (70,3 + 1,2) 4,17 .... -
Хлопковое
1200— (52,5 + 1,2) 4,17 .... -
900
975
Ниже приводится (табл. 45) количество жира (и жирных
кислот), уносимого циркуляционным водородом, в кг на 1 т са-
ломаса.
Таблица 45
Наименование масла Количество жира, уносимого водоро- дом при производст- ве саломаса, в кг Наименование масла Количество жира, уносимого водоро- дом при производст- ве саломаса, в кг
пищевого техниче- ского пищевого техниче- ского
Подсолнечное 20-950 3,8 4,0 — Подсолнечное 30-900 • 6,5 7,0
ч~ 5-1000 Хлопковое о’ = 20'1000 ч'= 5-1000 ч~ 4,17-1000 Хлопковое ,,, 30 -975 4 “4,17-1000
231
Жир в отработанном катализаторе. Принима
ем, что:
1) катализатор отделяется от саломаса при фильтрации в ви-
де осадка, содержащего в среднем шестикратное количество жи-
ра по отношению к никелю (см. табл. 57)р (’-г
2) количество неактивного катализатора, направляемого на
регенерацию, за вычетом потерь при гидрогенизации равно ко-
личеству свежего катализатора, вводимого в автоклавы;
3) потери никеля в процессе гидрогенизации и фильтрации
саломаса (до регенерации) составляют примерно 5% от коли-
чества металла, содержащегося в свежем катализаторе. Отхо-
ды жира с отработанным катализатором, направляемым на ре-
генерацию, согласно данным табл. 57 составляют в кг на 1 ?
исходного
а) при производстве пищевого саломаса <2^=576:200=2,88;
б) при
=5,76.
При регенерации отработанного катализатора разваркой из-
влекается (см. стр. 284) 93% жира, что составляет О'р=2,68 кг
при производстве пищевого саломаса и О"„=5,36 кг при произ-
жира:
производстве технического саломаса Q'к=576 : 100=
катализатора
1 т техничес-
сырьевой ба-
при производстве пищевого саломаса и О"р=5,36
водстве технического саломаса.
Безвозвратные потери жира при регенерации
составляют 0,20 кг на 1 т пищевого и 0,40 кг на
кого саломаса.
Исходя из приведенных расчетов составляем
ланс гидрогенизации жиров (табл. 46, колонки 2, 3, 4 и 5).
Для определения расходных норм жира, водорода и катали-
затора на 1 т готового саломаса I сорта необходимо расходные
нормы на 1 т гидрируемого жира разделить на величину Сф, т. е.
на выход товарного саломаса из 1 т исходного масла. Резуль-
таты этих перерасчетов приведены в табл. 46 (колонки 6, 7, 8
и 9).
На основе полученных данных составляем грузооборот гид-,
рогенизационного цеха (по весу нетто) мощностью 120 т пище-
вого или 100 т технического саломаса в сутки (табл. 47).
РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Автоклав
Автоклав для гидрогенизации жиров (рис. 48) — цилиндри-
ческий сварной аппарат вертикальной конструкции со сфери-
ческим дном и крышкой; изготовляется из кислотоупорной ста-
ли. Рабочая емкость аппарата рассчитана на одновременную об-
работку 6 т масла. Аппарат снабжен двумя системами змееви- ,
ков, каждая из которых состоит из трех отдельных элементов.
232
Продолжение
В кг иа 1 т гидрируемого жира В кг на 1 т саломаса I сорта
Наименование саломас пищевой | саломас технический пищевого технического
масла
• подсол- нечное хлопко- вое подсол- нечное хлопко- вое подсол- нечное хлопко- вое подсол- нечное хлопко- вое
1 2 3 4 5 п 6 7 8 9
В результате регенерации отработанно- го катализатора получены:
саломас технический I сорта Ст . • . 2,46 2,46 4,92 4,92 2,46 2,46 4,92 4,92
саломас 11 сорта от разварки С'т . . 0,22 0,22 0,44 0,44 0,22 0,22 0,44 0,44
безвозвратные потери при регенерации О'об 0,2 0,2 0,4 0,4 0,2 0,2 0,4 0,4
Суммарный выход саломаса (включая получаемый от регенерации)
пищевого 996 995 — / “ 1000,0 1000,0 — —
технического I сорта • • • . 2,46 2,46 996,72 994,62 2,46 2,46 1000,0 1000,0
технического II сорта 4,02 4,22 6.94 7,44 4,02 4,22 6,94 7,44
Итого. • - . . . 1002,48 1001,68 1003,66 1002,06 1006,5 1006,7 1006,9 1007,5
Суммарные безвозвратные потерн . . . 1,82 1,82 2,64 2,64 1,82 1,82 2,64 2,64
Примечание. Жнр в оборотном катализаторе в балансе не учитывается, поскольку количество его в
процессе гидрогенизации не меняется.
Грузооборот гидрогенизационного цеха мощностью 120 т пищевого или
Таблица 47
т технического саломаса в сутки
Наименование Единица измерения Саломас пищевой Саломас технический
Норма расхода
на 1 т саломаса I сорта в сутки в месяц (30 дней) в год (320 рабочих дней) на 1 т саломаса 1 сорта в сутки в месяц (30 дней) в год (320 рабочих дней)
Масло рафинированное подсолнечное . т 1,004 120,5 . 3615 38560 1,0033 100,3 3009 32096
или хлопковое ..... » 1,005 120,6 3618 38592 1,0054 100,5 3016 32160
Водород при переработке масла подсолнечного ЮС0 ЛЗ 0,056 6,7 202 2144 0,081 8,1 243 2592
хлопкового 0,046 5,5 166 1760 0,061 6,1 183 1952
Выход саломаса 1 сорта . . т 1,0 120 3600 38400 1,0 100 3000 32000
Выход саломаса II сорта при переработке масла подсолнечного 0,004 0,48 14,4 153,6 0,007 0,7 21,0 224,0
хлопкового 0,0042 0,5 15,0 160,0 0,0074 0,74 22,2 236,8
Сернокислый никель .... 0,0006 0,072 2,3 21,7 0,0012 0,12 3,6 38,4
Сернокислая медь 0,00015 0,018 0,5 5,7 0,0003 0,03 0,9 9,6
Серная кислота 0,0015 0,18 5,4 57,6 0,003 0,30 9,0 96,0
Кальцинированная сода . . 0,00265 0,32 9,6 102,4 0,0053 0,53 15,9 169,6
Каустическая сода 0.0017 0,20 6,0 64 0,0017 0,17 5,1 54,4
Инфузорная земля 0,0011 0.13 4,0 416,0 0,0022 0,22 6,6 70,4
Хлорная известь 0,00031 0,04 1,2 12,8 0,00062 0,062 1.9 19,8
Поваренная соль ....'. 0,00145 0,17 5,1 54,4 0,0029 0,29 8,7 92,8
Фильтровальная ткань . . . пог. м 0,15 18,0 540,0 5760,0 0,15 15,0 450,0 4800,0
Примечание. В грузооборот включен расход материалов на регенерацию н приготовление катализатора
согласно данным табл. 67.
Выход горячего
масла ----
Рис. 48. Автоклав для
гидрогенизации жи-
ров:
/—корпус; 2—’змеевики
для пара; <5*—змеевики
для масла-, 4—змеевики
для воды; 5—турбинная
мешалка: 6—барботер для
водорода; 7—электродви-
гатель с редуктором; 8—
люк.
Одна система змеевиков служит для подогрева масла перед гид-
рогенизацией насыщенным паром давлением 25—30 атм, вто-
рая—дЛя охлаждения саломаса в процессе гидрогенизации пу-
тем прокачивания через змеевики холодного масла и воды.
Автоклав имеет турбинную мешалку, делающую 65 об/мин.,
которая-приводится в движение через редуктор от взрывобез-
опасного электродвигателя мощностью 11,4 кет.
Автоклав снабжен контрольно-измерительными приборами
и предохранительным клапаном. Рабочее давление до 5 аги.
При загрузке в. автоклав Сц = 6 т масла объем его равен:
П = —ч = —=7,98 м3,
Т 752
где у—удельный вес масла; при максимальной температуре в
автоклаве (1М 250°) у=752 кг/м3 (см. табл. I).
Полная емкость автоклава определяется по уравнению (2—5).
Vc = — = = 12,2 ж8,
с <р 0,65
где <р — коэффициент заполнения автоклава; так как масло' в
аппарате усиленно перемешивается, принимаем ф=0,65.
Размеры автоклава производства Уралхиммаша следующие:
диаметр 2,2 ж; высота цилиндрической части 2,6 м, полная вы-
сота (без привода) 3,7 м, полный объем 12,5 ж3.
Поверхность нагрева паровых змеевиков под-
считываем исходя из необходимости нагреть 5,02 т гидрируемого
масла в течение одного часа от начальной температуры 6=70°
(без учета предварительного нагрева за счет теплообмена) до
конечной температуры /1=200°:
Qi = Оч (ti —t)c = 5020 (200 — 70) 0,53 = 345900 ккал}час,
где с—средняя теплоемкость подсолнечного масла; в интерва-
ле 70—200° с=0,53 (см. габл. II).
С учетом предварительного нагрева за счет теплообмена при
начальной температуре масла /2=120° и теплоемкости масла в
этом интервале температур с=0,56 (см. табл. II) расход тепла
на нагревание масла составит
= 5020 (200 - 120) 0,56 = 224500 ккал{час.
Потери тепла состоят из потерь на лучеиспускание, конвек-
цию и на нагревание автоклава.
Для исчисления потерь от лучеиспускания и конвекции при-
нимаем:
237
1. Температуру на поверхности изоляции 50°, в помещении
20°. Тогда потеря тепла составит 264 кк.ал/м2час. При поверхно-
сти автоклава (по изоляции) f=33 м2 потери равны
Q2 = 264-33 = 8712 ккал/час.
2. Для определения расхода тепла на нагрев автоклава о г
/з=150° до /4=200° принимаем: вес автоклава 4,6 т, теплоемкость
стали с=0,12. Потери тепла
Qs = 4600(200— 150) -0,12 = 27600 ккал/час
(при непрерывном процессе Q3 — исключается).
Расход тепла на нагревание металла и носителя в катали-
заторе, как и на испарение отдистиллированных жирных кислот,
ввиду их незначительности в расчет не принимается,
Полный расход тепла на нагревание масла в автоклаве,
включая потери, составит
Q = Qj 4- Q, + Q3 = 345900 + 8712 + 27600 = 382212 ккал/час.
Поверхность нагрева змеевиков
М2
КМср
Коэффициент теплопередачи К определяется уравнением
(3-51).
Для определения коэффициента теплоотдачи щ от стенки
змеевика к маслу при его перемешивании мешалкой пользуются
уравнением (3—62)
Nu - 0,87 Re0'62 Pr0’33 (-2Ц0'и,
\ Лет /
Значение коэффициентов в критерии Нуссельта см. на стр. 210.
Для определения критерия Рейнольдса уравнению (3—55) при-
дают иной вид, вводя вместо скорости движения среды число
оборотов мешалки:
Re = =-----§.l6_l65d2---- 277770.
g-бОг] 9,81-60.0,000336
Критерий Прандтля определяется по уравнению (3—56).
п 3600-0,54-9,81-0,000336
Рг= -------1-------------= 49,
0,13
В этих уравнениях:
д — диаметр мешалки; 5=1 м;
л 65
п — число оборотов мешалки в секунду; п—------;
238
у — удельный вес подсолнечного масла; при температуре
135° у=846 кг/ж3;
р — абсолютная вязкость подсолнечного масла; при темпера-
туре 135° р=0,000336 кгс^к/ж2;
абсолютная вязкость масла при температуре стенки
змеевика; при 200° г\ст— 0,000146 кг сек/м2;
0,13 — теплопроводность масла при температуре 135°;
0,54 — теплоемкость масла при температуре 135°.
Определяющая температура /0 равна средней арифметиче-
ской температуре масла в автоклаве:
Подставляя в уравнение (3—62) найденные значения, по-
лучим
Nu = 0,87-2777 70°'62 • 490-33 • )°’М = 10230>
откуда коэффициент теплоотдачи
“1 =
Nu X
D
10230-0,13 ,
---------— = 600 ккал/м* час град.
Так как коэффициент теплоотдачи щ (от стенки к маслу)
значительно меньше коэффициента теплоотдачи аз (от конденси-
рующегося пара к стенке), то последний мало влияет на общий
коэффициент теплопередачи и его можно не рассчитывать,
а взять приближенное значение а2=ЮООО ккал)м2час град.
Змеевики в автоклаве покрываются пленкой жира, и на них
также отлагается осадок катализатора, поэтому при определе-
нии коэффициента теплопередачи К следует учитывать термиче-
ское сопротивление слоя загрязнений. Термическое сопротивле-
ние для масла г=0,0006 м2час град/ккал.
Коэффициент теплопередачи
ккал/м* час град,
где: б — толщина стенки трубы в м;
А— теплопроводность стали; А=40 ккал/м час град;
1
600 +
0,00225
40
+ °’C0C6 + ii
= 400 ккал/м2час град.
239
Среднюю разность температур \tcp находим из уравнения:
д t = (% — Л — {tn - Л) _ (233 -70)-(233-200) = 3<),
СР „ ntn-t ~ 233-70
2,31g —---- 2,31g---------------
tn—tr 233-200
где tn—температура греющего пара; при давлении 30 ата
tn= 233°.
Получив необходимые данные, находим поверхность нагрева
змеевиков;
382212
400-83
11,5 м2.
В автоклаве устанавливают три змеевика из стальных кисло-
тостойких труб диаметром 44,5 мм, поверхностью нагрева каж-
дый по 6 м2, общей поверхностью 18 м2, что позволяет при пе-
риодическом методе работы нагреть 6 т масла за 50 мин.
Расход пара на нагревание определяем по уравнению (2—15).
n Q 382212 пск ,
D = — =--------- == 985 кг час,
/ 388 '
где /—полезная теплоотдача греющего пара давлением 30 ата,
при степени сухости его 95% равная 388 ккал/кг.
Расход греющего пара на 1 т саломаса ,01=985 : 5--200 кг.
С учетом предварительного нагрева за счет теплообмена рас-
ход пара на 1 т саломаса составит 160 кг.
Расход пара на нагрев масла в автоклаве при периодическом
способе работы неравномерен, поэтому при расчете паропро-
водов необходимо принимать коэффициент неравномерности 1,5.
Поверхность охлаждения змеевиков в автокла-
ве подсчитывается следующим образом.
Установлено, что при присоединении водорода по месту двой-
ных связей подсолнечного масла выделяется от 1,5 до 1,8 ккал/кг;
принимаем 1,6 ккал/кг на единицу снижения йодного числа жи-
ра. При гидрогенизации 5,02 т/час подсолнечного масла на пи-
щевой саломас, сопровождающейся снижением йодного числа
на 55 единиц, в автоклавах выделяется следующее количество
тепла:
Q4 = 5020-55-1,6 =442000 ккал)час.
Это тепло частично расходуется на нагревание водорода,
поступающего в автоклавы, от начальной температуры /s=20°
до 4=150° и на покрытие тепловых потерь автоклавов; осталь-
ное должно быть отведено из автоклава путем искусственного
240
охлаждения. Расход тепла на нагревание водорода, поступаю-
дего в автоклавы в количестве 2VR=1200 м^/час, при теплоем-
:ости водорода с=0,312 ккал/м3 град.
Q6 = 2^ (4 - 4)0,312 = 1200(150 - 20)0,312 =
= 48670 ккал/час.
Потери тепла батареей ив трех автоклавов составляют
Q6 = Q2-3 = 8712-3 = 26130 ккал)час.
Остаточное тепло, подлежащее отводу из автоклава, со-
ставляет
Q7 = Qi - (Q6+ Q6) = 442000 - (48670 + 26130) =
= 367200 ккал) час.
Это тепло отводится маслом, прокачиваемым через змееви-
ки, и охлаждающей водой. Прокачивая через змеевики 5020 кг
яасла с начальной температурой 1=70° и нагревая его за счет
тепла саломаса до 4=120° при с=0,5, отводим с маслом тепло
> количестве
Qa = 5020 (120 — 70) 0,5 = 125500 ккал1час.
Количество тепла, которое должно быть отведено водой,
Qg == Q7 — Q8 = 367200 — 125500 = 241700 ккал)час.
Расход воды на охлаждение с начальной температурой —
= 15° и конечной 4./с = 60°
W — ———==.9^99 = 5370 кг/час, или 5,4 мЧчас.
60-15
На 1 т -гидрируемого масла расход воды составляет IFj=
Отвод тепла маслом. Охлаждающее масло в количестве
5020 кг)час прокачивается последовательно через два автоклава.
В каждом автоклаве по два двойных змеевика с внутренним диа-
метром труб 40 мм. Средняя температура масла в змеевиках
4р
70+120
Скорость масла в змеевиках
где: у — удельный вес масла при 95°; у=865 кг/м3',
4 — число змеевиков;
16 Зак. 1306
241
f — площадь сечения трубы змеевика в м2;
5020 п ОГ) ,
w =------------------------= 0,32 м сек.
865-4-3600-0,001256
Определяем режим движения
Re
0.32-0.04 = Н89
0,0000086
где 0,0000086 — кинематическая вязкость масла при температу-
ре 95° в м2)сек.
Режим — ламинарный, поэтому коэффициент теплоотдачи от
трубы к маслу определяем по уравнению (3—59).
Определяющая температура при ламинарном движении мас-
ла
_ hm + fcp _ 144 4- 95 _ । g |-o
to - 2 ~ 2 — ’
где tcm— температура стенки; tcm = 144°. Эту температуру нахо-
дим подбором с последующей проверкой в конце рас-
чета (см. стр. 244).
Физические параметры масла, приведенные ниже, находим
по табл. II и III и сводим их в табл. 48.
Таблица 48
Рабочая среда Показатели
t в 0 о V 10° в м9/сек 7] 104 В кг сек!м* X в ккал!м час. град. с ьккал]кг град.
Масло 119,5 7,75 6,4 0,132 0,5
Предварительно находим критерий Re, Pr, Gr.
Критерий Рейнольдса при ^0=119,5°
г, 0,32-0,04 1СС1
Re =----------— = 1651.
0,00000775
Критерий Прандтля
D, _ 3600-0,5-9,81 -0,00064 о_
г Г — ------------------- “О/.
0,132
Критерий Грасгофа
Gr = = 358875)
0.000007752
где: 0,0007 — коэффициент объемного расширения масла;
49 —разность температур между стенкой и средней
температурой масла (144—95=49°).
242
Критерий Нуосельта
Nu = 0,74-(1651-87)0’2 (358875• 87)0-1 = 69,
откуда коэффициент теплоотдачи
а!= = 227 ккал!м? час град.
0,04
Коэффициент теплоотдачи аг от саломаса к стенке змеевика
определяем по уравнению (3—62).
Для расчета принимаем среднюю температуру саломаса в
автоклаве /с„=200°, стенки змеевика со стороны саломаса
/;/й=155°.
Физические параметры саломаса находим по табл. 1, II и
IV и сводим в табл. 49.
Таблица 49
Показатели
Рабочая среда * ср в 0 * ст в ° У 106 в м*1сек Т] 10* 1 в кг сек}мл i ..... X в ккал!м час град. с в ккал!кг град Т в кг/м3
Саломас 200 1,8 1,5 0,129 0,595 800
Саломас* — 155 — 3,7 — — —
Предварительно находим критерий Re и Рг:
800-65-I2
9,81-60-0,00015
= 600000;
Re
г, 3600-0,595-9,81-0,00015 „„
Рг =-------------------------= 23-
0,123
Значение критерия Нуссельта по уравнению (3—62)
Nu = 0,87 • 6000000-62 • 230’33 (±2221L\0’14 = 8500.
' \ 0,00037 /
Следовательно, коэффициент теплоотдачи
а2 =----—-----= 475 KKaAfM1 час град.
Для определения коэффициента теплопередачи К принимаем
толщину стенки змеевика 6=2,25 мм, теплопроводность стали
5=40 ккал/м2час град; термическое сопротивление загрязнения
поверхности теплообмена (с обеих сторон змеевика) 2г—
=2X0,0006 м2 час град/ккал.
16*
243
Коэффициент теплопередачи
К,—----------------J-------------= 120 ккал/м2 час град.
1 0,00225 п 1 ' г
— 4----------+2-0,0006+ —
227 ~ 40 ’ 475
Поверхность змеевика для масла
Л =-----&--= J25500_ = ю м2
м Ki^t’ep 120-104
где ср—средняя разность температур между маслом и са-
ломасом; Д^с/?=104°.
Сделаем проверку принятой выше температуры внутренней
поверхности трубы змеевика со стороны масла
(3—67)
по уравнению
выбрана пра-
IF=5,4 мг!час
диаметром
tcm = 200 - ^2 = 144,7°.
227-10
Следовательно, температура стенки ffw=144°
вильно.
Отвод тепла водой. Вода в количестве
прокачивается через два змеевика с внутренним
труб 40 мм.
Скорость воды в змеевиках
w =--------------------211----_ о б м/сек,
2-3600-0,001256 '
где: 2 — число змеевиков;
0,001256 — площадь сечения трубы диаметром 40 мм в м2.
Средняя температура воды
~ = 37,5°.
Режим движения воды
Re = —= 35300.
0,00000068
Движение воды—турбулентное. Коэффициент теплоотдачи
определяем по уравнению (3—61).
Определяющая температура t§=t ср~37 ,Ъ°.
Физические параметры воды при 37,5° имеют следующие
значения (табл. XXVI).
Предварительно находим показатель критерия Прандтля
рг — 3600-1,003-9,81-0,00007 _ 4 58
~ 0,543 ~ ’
244
Таблица 50
Рабочая среда Показатели
^0 В ° в м*{сек 7] 10* кг сек!м* 3* “5. с в ккал[кг град.
Вода 37,5 0,68 0,7 0,543 1,003
Показатель критерия Нуссельта определяем по уравнению
(3-61)
Nu = 0,023 Re0'8 Pr0’4 <р (1 + 3,54 =
=0,023-35300°’8-4,580’4-1 (1 ф 3,54——Л = 240, ’
\ 0,475/
где: d — диаметр трубы змеевика; d=0,04 м;
D — диаметр змеевика; £>=0,475 м;
ф — коэффициент; при Re=35300 ф=1 (см. стр. 209).
Коэффициент теплоотдачи
а\ = 240- = 3258 ккал!мг час град.
Определение коэффициента теплоотдачи a'i
от саломаса в автоклаве к стенке змеевика.
Принимаем температуру саломаса в автоклаве 200° при тем-
пературе стенки змеевика 120°.
Коэффициент теплоотдачи определяем из уравнения (3—62),
Из предыдущего расчета (см. стр. 243) Re=600000 и Рг=23,
откуда критерий Нуссельта
Nu = 0,87-600000°’62 -230'33 (. °-00015 \°'14= 7500.
\ 0,00043 )
Следовательно, коэффициент теплоотдачи
а',= 7500 — 426 ккал!м2 час град.
Коэффициент теплопередачи с учетом термических сопротив-
лений водной накипи ri=0,002 и жира г=0,0006 м2 час град {ккал
К,=------------------?----------------=
—I- + O'PPffj. + о 0Q2 + 0,0006 + —
3258 40 426
196 ккал/м2 час град.
245
Поверхность змеевика для воды
F. = —ft- = = 71о
С//
где Ы''Ср—средняя разность температур между водой и сало-
масом; A/"Cjp=177°.
Эта поверхность змеевиков должна быть установлена во
втором и третьем автоклавах батареи. Принимаем для масла
змеевики из трубы диаметром 44,5 мм поверхностью в каждом
автоклаве 12 м2, суммарной поверхностью 2\12=24 ж2; для
воды — змеевики такой же конструкции, поверхностью по 6 ж2 в
каждом автоклаве, суммарной поверхностью 2X6=12 ж2.
Ниже приводится баланс тепла в автоклавах при непрерыв-
ной гидрогенизации подсолнечного масла (в ккал/час).
Расход
Нагревание масла от
начальной темпера-
туры 70°до конечной
температуры 210°
&=345900
Нагревание водорода,
поступающего в ав-
токлавы
(?6 = 486"0
Тепловые потери бата-
реи из трех автокла-
вов
Q6=26130
Всего 420700
Приход
Тепло реакции
Q4 = 4*2000
442000
Следовательно, при гидрогенизации подсолнечного масла
на пищевой саломас теплота реакции гидрогенизации покрывает
необходимый расход тепла на предварительный подогрев масла
и водорода.
Если при гидрогенизации подсолнечного масла снизить рас-
ход тепла на первоначальное нагревание жира за счет повыше-
ния температуры поступающего в цех масла, например, до 90—
100°, то окончательный подогрев жира .перед гидрогенизацией
осуществлялся бы только за счет тепла реакции. Однако труд-
ность осуществления процесса в этом случае заключается в том,
что необходимо обеспечить баланс тепла в каждом из трех ав-
токлавов, включенных в батарею и работающих последователь-
но. Можно предполагать, что в данном случае рациональной
окажется схема питания автоклавов маслом (рис. 49), при ко-
торой исходное масло проходит последовательно через змеевики
246
третьего и второго автоклавов и поступает на гидриктнпмц,^
в первый автоклав.
Рис. 49. Схема питания автоклавов
Производительность автоклавов. Практика пере-
,овых действующих заводов показывает, что на батарее из трех
автоклавов -рабочей емкостью 6 т каждый можно выработать
в сутки 120 т пищевого саломаса из подсолнечного масла или
100 т технического саломаса. Следовательно,
производитель-
ность каждого автоклава при не-
прерывном методе работы по пи-
щевому саломасу 40 т и техниче-
скому 33 г в сутки. При периоди-
ческом методе работы производи-
тельность автоклава по действу-
ющим прогрессивным нормам со-
ставляет при выработке пищево-
го саломаса из подсолнечного
масла 30 т и при выработке
нического саломаса — 24 т в
ки.
Таким образом, перевод
непрерывную схему
производительность
на 33—40%.
тех-
сут-
на
повышает
автоклавов
Саломасоприемник
Аппарат (рис. 50) служит для
приема саломаса из автоклава и
выдавливания его водородом на
фильтрпресс для отделения ката-
лизатора.
Саломасоприемник — стальной
сварной цилиндрической фор-
мы вертикальный аппарат с при-
варенными сферическими крыш-
Рис. 50. Саломасоприемник:
/—штуцер для впуска саломаса; 2—
труба для выпуска саломаса; 3—впуск
водорода; 4—продувочный кран; 5—
барботер для водорода; 6^—спускной
кран; 7—люк.
247
лип п дпим. аппарат с ожен двумя смотровыми люками и не-
обходимой арматурой. Для предохранения,______рт__возможного
/у попадания ^водорода в ^фильтрпрессы^ „саломасоприемник
Y снабжен автоматическим взрывобезопасным 'указателем
уровня,’Который при~наймёньшем” количестве саломаса в аппа-
в рате подает сигнал фильтровщику для прекращения фильтрации.
Чтобы избежать слеживания катализатора, 'внизу аппарата у
имеется барботер 5 для водорода; люки 7 служат для осмотра h
и чистки аппарата.
Расчет саломасоприемников сводится к определению их ем-
кости и количества.
Обозначим:
0ч=6 г;
(максимальная);
температуре; у=
Оц—(рабочая загрузка саломасоприемника;
t — температура поступающего саломаса
t = 250°;
у — удельный вес саломаса при данной
= 752 кг/ж3;
<р — степень заполнения аппарата; ф=0,8.
Полезный объем аппарата
V = = 2222 = 8 о м\
у 752
Полный объем аппарата
Ис= — = Y2= 10;0 ж3.
? о,к
Принимаем саломасоприемник конструкции Гипрожира, име-
ющий следующие размеры: диаметр 1,8 м, высота цилиндр?
3,5 м, полная высота 4,5 м; полный объем 10 ж3.
Расчет количества саломасоприемников. Са-
ломас из батареи автоклавов должен непрерывно поступать в
саломасоприемники.
. Мощность автоклавного цеха М(=120 т пищевого саломаса
в сутки, рабочая загрузка саломасоприемника 6^=6 т; следова-
тельно, количество загрузок саломасоприемников в сутки
Mt 120 nr. .. ..
m = —L = —= 20. (4-4)
6
Время загрузки одного саломасоприемника
tc 24 , о
т = — = — — 1,2 часа.
m 20
Длительность полного цикла работы саломасоприемника со-
ставит (в час.):
подготовка и переключение аппарата . . • . 0,2
загрузка . . . • •.....•..........1,2
фильтрация . •....................1,0
Итого 2,4 часа
248
Количество необходимых саломасоприемников
п_. 120-2,4 _2
бчте 6-24
Холодильник для саломаса
Температура саломаса перед фильтрацией должна быть сни-
жена
до 90—120°.
масоприемника к фильтрпрес-
Для охлаждения саломаса на пути от сало-
сам устанавливается
постный
змеевиковый
поверх-
холо-
дильник,
в котором
темпера-
тура саломаса снижается с по-
мощью проточной воды. Холо-
дильник ('рис. 51)—вертикаль-
ный стальной аппарат- свар-
ной конструкции; внутри его
в кольцевом пространстве, об-
разованном наружным и внут-
ренним цилиндрами, располо-
жен глухой змеевик для сало-
маса. Охлаждающая вода,
протекая в кольцевом прост-
ранстве, омывает змеевик сна-
ружи. Змеевик крепится к
внутренней обечайке. Обечайка
со змеевиком снимаются, что
облегчает ремонт и очистку
внешней поверхности змеевика
рт накипи.
Регулирование температуры
саломаса, выходящего из хо-
лодильника, осуществляется с
помощью терморегулятора, из-
меряющего подачу охлаждаю-
щей воды в холодильник
Исходные данные для ра-
счета: количество саломаса,
подлежащего охлаждению в
холодильнике, О7=5 т!час-. на-
чальная температура саломаса
^=220°; то же, воды tH g —15°;
конечная температура салома-
са ^=90°; то же, воды tK.e—60°,
средняя теплоемкость саломаса
рвале с = 0,6 ккал/кг град.
Рис. 51. Холодильник для саломаса:
/—вход саломаса; 2—выход саломаса; 3—
вход воды; 4—выход воды; 5—внутренняя
обечайка; 6—наружная обечайка; 7»—змее-
вик.
в данном температурном инте-
249
От саломаса должно быть отнято следующее количество
тепла:
Q G,t (t — ft) с = 5000 (220 - 90) 0,6 - 390000 ккал/час.
Средняя разность температур
д = (220-60)-(90-|5) =
s 90 — 15
Требуемая охлаждающая поверхность холодильника
f = _!L= »» =193<!
КЫСР 1S0-112
где К — общий коэффициент теплопередачи. На основе обсле-
дования действующих холодильников для саломаса
Гипрожир принимает при расчете общий коэффициент
теплопередачи (при скорости саломаса 0,6—1,0 м/сек)
/<= 180—190 ккал/м2 час град. Принимаем К =
= 180 ккал/м2 час град.
Рассчитанная поверхность охлаждения может быть получе-
на при установке двух холодильников конструкции Гипрожира
поверхностью по 10 ж2 каждый.
Расход воды на охлаждение
1VZ Q 390000 о,-'-.., i о „ „,
*о=- ---- — ——— = 8670 л/час ----- 8,7 м3 час.
*в.к *е,.н ^0
На 1 т саломаса
\=~г — 1,8 Ms[m.
5
Фильтрпресс
Производительность 1 м2 фильтрующей поверхности прини-
маем по формуле (3—21)
О'ч — — । / кг/м1 час.
Так как в саломасе содержится значительное количество ка-
тализатора и адсорбированных на его поверхности примесей,
затрудняющих фильтрацию, принимаем К = 0,00007.
Удельный вес саломаса при температуре фильтрации 90°
у=866 кг/мъ. Среднее давление при фильтрации Ра—0,8 ата=
= 8000 кг/м2.
Длительность цикла работы фильтрпресса до чистки Хц=
= 6 часов; длительность чистки 2 часа.
Абсолютная (динамическая) вязкость саломаса при темпе-
ратуре 90° 1-1=0,00106 кг сек/м2.
250
Подставляя эти значения в уравнение (3—21), находим
0,00007-866
G ч — -
/ 8000-6 , 2
' ---------= 67 /сг/лс час.
0,00106
6
Для фильтрации 5
фильтрации
т/час саломаса необходима поверхность
G,
5000 , ,
- ш ----г = ЮО м
* G’4i\ 67-0,75
В этом уравнении К.— коэффициент, учитывающий время,
затрачиваемое на чистку фильтрпресса.
Для заданной производительности необходимо установить
три фильтрпресса поверхностью но 40 м2.
Мешалка для катализатора
Мешалка предназначается для приема и хранения свежего
и оборотного масляного катализатора и приготовления их смеси
для питания автоклавов при непрерывном методе гидрогениза-
ции. Мешалка (рис. 52) — стальной цилиндрический аппарат с
плоскими дном и крышкой. Аппарат снабжен змеевиком глухо-
го пара поверхностью 4,0 м2 и лопастной мешалкой, делающей
30 об/мин. Привод от индивидуального взрывобезопасного элек-
тродвигателя через редуктор. Размеры: диаметр 1,5 м; высота
1,7 м; полный объем Vc =3,0 м3.
Согласно вышеприведенному расчету для производства 120 т
пищевого саломаса требуется 1200 кг (Vi = 1,2 л?) свежего и
3600 кг (1/2=3,6 м3} оборотного масляного катализатора. При
производстве 100 т технического саломаса требуется 2000 кг
(V'i=2 свежего и 4000 кг (V2'=4 м3) оборотного масляно-
го катализатора в сутки.
Потребное количество мешалок (по максимальной потребно-
сти) :
а) для приема из реторты и хранения свежего катализатора
Vc<f 3,0-0,75
где ф — коэффициент заполнения; ср=0,75;
б) для приема оборотного катализатора
V"2 4 п
1 vc<p 3,0-0,75
Для приготовления смеси свежего и оборотного катализато-
ров, подаваемой в автоклавы при непрерывном методе гидроге-
низации, необходимы 2 мешалки. В одной мешалке готовится
катализатор, а из другой — подается в автоклав. Всего к уста-
новке принимается 5 мешалок.
tl =
251
Рис. 52. Мешалка для катализатора:
/►—корпус; 2—крышка; 3—мешалка; 4—редуктор;
<?—электродвигатель; змеевик для пара.
Счетчик водорода
Для учета количества расходуемого в автоклавном цехе све-
жего водорода устанавливается ротационный объемный газо-
вый счетчик (рис. 53).
Рис. 53. Счетчик водорода:
/—рабочая камера; 2—роторы; 3—счетный
механизм; 4—дифманометр; 5—впуск газа;
6—выпуск газа.
Счетчик работает по следующему принципу, газ поступает
в рабочую камеру 1 и своим давлением Pi заставляет вращать-
ся в противоположных направлениях два ротора 2 определенно-
го профиля с параллельными валами., Скорость вращения рото-
ров зависит от расхода газа: чем больше расход газа, тем боль-
ше скорость вращения, тем выше и перепад давления Н до и
после счетчика, фиксируемый U-образным дифманометром 4.
Суммирующий и показывающий счетный механизм 3 приводит-
ся во вращение от одного из валов роторов при помощи магнит-
ной муфты и редуктора.
Расход газа на данный момент определяется по величине
перепада по показаниям дифманометра и таблице, помещенной
в паспорте прибора, где указывается предельный перепад счет-
чика, предельный расход или непосредственно цена деления шка-
лы дифманометра.
253
Значения расхода водорода в зависимости от перепада дав-
ления в ротационных счетчиках приведены в табл.'51.
Таблица 51
Тип счетчика Диаметр условного прохода в мм Номинальная пропускная спо- собность в м^нас Потеря давления при номинальной пропускной способности в мм вод. ст. Допустимая по- грешность измере*- ния в % (в диапа- зоне расхода 20—150% от но- минального) Шкала манометра в мм вод. ст. Число оборотов роторов в мину- ту при номиналь- ном расходе Вес в кг
1-РС-100 РС-600 80 или 100 150 100 600 30 30 ±2 ±2 ±50 ±80 1000 690 55 280
Производительность счетчика свежего водорода, учитывая
неравномерность его потребления, должна быть рассчитана с
коэффициентом Д=1,6—1,8 по отношению к максимальному ча-
совому расходу или
1/ = ^./< = 338 1,8 = 610 м'Ччае,
где: V— номинальная пропускная способность газового счетчи-
ка в м^час;
Vi — максимальный часовой расход водорода при производ-
стве технического саломаса из подсолнечного масла;
V, = Vm-4,17 = 81-4,17 — 338 м^)час.
К установке принимаем ротационный счетчик типа РС-600
пропускной способностью 600 м'/час.
Водородный компрессор
Водородный компрессор служит для подачи смеси свежего и
циркуляционного водорода в автоклавы для гидрогенизации.
Давление водорода, подаваемого в барботеры, при непрерывной
схеме производства 1,5—2,0 ати.
Для подачи водорода применяются поршневые компрессоры
двойного действия с клапанным распределением. Привод от
электродвигателя взрывобезопасного исполнения, через клиноре-
менную передачу, реже через редуктор. Число оборотов ком-
прессора в минуту 250—400. Смазка компрессоров централизо-
ванная, принудительная.
При расчетной часовой производительности цеха 5 т пище-
вого или 4,17 т технического саломаса количество водорода Vi,
254
которое расходуется на гидрогенизацию и должно быть подано
в автоклавы, составляет (в ж3/час):
Саломас
Масло пишевой технический
Подсолнечное .... 280 338
Хлопковое ............ 230 254
Расчет компрессоров необходимо вести на наибольшую на-
грузку, т. е. при выработке технического саломаса из подсол-
нечного масла.
Кратность подачи водорода в автоклавы 'принимаем 1 : 3 по
отношению к теоретическому расходу. Тогда производительность
компрессоров для подачи водорода в автоклавы
Va = 338>3 = 1014 м*1час.
Принимаем к установке водородные компрессоры производи-
тельностью (на всасывании) 10 м3/мин, или VA=600 мР/час.
Потребное количество компрессоров
Третий компрессор устанавливается в качестве резервного.
При переработке масел — хлопкового, соевого и других, а
также при выработке пищевого саломаса кратность подачи бу-
дет несколько выше обусловленной. С помощью регуляторов
можно уменьшить подачу водорода в автоклавы.
Для нагнетания водорода в саломасоприемники при выдав-
ливании из них саломаса на фильтрпрессы и в монжю для мут-
ного саломаса устанавливается отдельный компрессор, который
не связан с работой автоклавов.
Производительность компрессора находим следующим расче-
том. Полная емкость саломасоприемника 10 м3, емкость монжю
для мутного саломаса принимаем равной 2,5 м3. Потребность в
сжатом водороде Усж= 10+2,5=12,5 м3. Производительность во-
дородного компрессора на всасывании при Р—4 ата с учетом
коэффициента неравномерности Д=1,2 будет V'к=УсжРК=
= 12,5-4 • 1,2 = 60 м31час (при 20° и 760 мм рт. ст.).
Холодильник для водорода
Для осушки водорода, нагнетаемого компрессорами в авто-
клавы, устанавливается поверхностный холодильник (рис. 54),
в котором газ охлаждается проточной водой до температуры 20°.
Часть влаги, находящейся в водороде, конденсируется и стека-
ет в сборник, откуда периодически сливается. Холодильник—
кожухотрубный аппарат вертикальной конструкции. Газ посту-
пает в трубное, а охлаждающая вода в межтрубное пространст-
во. Аппарат рассчитан для работы под давлением 3 ати.
255
Для расчета принимаем, что температура водорода на выхо-
де из компрессора составляетtz= 40°, за холодильником ^'г=20°.
Рис. 54. Холодильник трубчатый для водорода:
/—корпус; 2—съемная крышка; 3—трубчатка; 4—-приемник
для сконденсировавшейся влаги; 5—вход водорода; 6—вы-
ход водорода; вход охлаждающей воды; 8—выход
охлаждающей воды; 9—штуцер для спуска конденсата;
10—штуцер для удаления воды из холодильника.
Охлаждающая вода поступает в холодильник с температурой
£в.н = 15° и нагревается до tB,K =20°. Влажный водород с темпе-
ратурой 20° и давлением 760 мм рт. ст., засасываемый копрес-
сорами из сети в количестве 2Vv=1200 м3)час, соответствует
сухому газу при той же температуре.
И2 = 1200-0,977 = 1172 м^час,
где 0,977 — коэффициент перевода объема влажного газа в су-
хой при 20° (табл. 52).
256
Таблица 52
Зависимость объема газа от влажности и температуры
Газ Объем газа
сухого влажного
при 0° и 760 мм рт. ст. при 20° и 760 мм рт. ст. при 30° и 760 мм рт. ст. При 20° и 760 мм рт. ст. при 30° и 760 мм рт. ст.
Сухой при 0° и 760 мм рт. ст 1,0 1,073 1,11 1,099 1,16
Сухой при 20° и 760 мм рт. ст 0,930 1,0 1,03 1,02 1,079
Влажный при 20° и 760 мм рт. ст 0,910 0,977 0,99 1,0 1,056
Влажный при 30° и 760 мм рт. ст 0,863 0,926 0,958 0,948 1,0
Содержание влаги в водороде при разных давлениях и тем-
пературах приведено в табл. XXV.
При охлаждении в холодильнике выделяется влага в виде
конденсата
= 1172(14,35-4,49) = j j >5 (4_5)
где: d—содержание влаги в 1 ж3 сухого водорода до холодиль-
ника; при давлении 4 ата и температуре (г=40° d =
= 14,35 г/ж3;
d' — содержание влаги в 1 м3 сухого водорода за холодиль-
ником; при давлении 4 ата и температуре Гг=20°
d' = 4,49 г/м3 .
Определение охлаждающей поверхности хо-
лодильника. Количество тепла, отдаваемое газом при охлаж-
дении от 40 до 20°,
Qi = Уъ 7 (tz — Г?) сг = 1172 • 0,083 (40 - 20) 3,45 = 6700 ккал/час.
То же, отдаваемое водяным паром при его охлаждении,
Q _ _ 1172-14,35 (40-20)0,46 _
Ч/л — —--------------- =---------—------------- — юо ккил /чиь.
1000 1000
То же, при конденсации влаги GK=11,5 кг/час
Qs — GK{1 — t'z} = 11,5 (606 — 20) = 6739 ккал/час.
17 Зак. 1306 257
Общее количество тепла, отводимое в холодильнике,
Q = Qi 4- Q2 + Q8 = 6700 + 155 + 6739 = 13594 ккал/час.
В выше приведенных уравнениях:
у”— удельный вес водорода; при 20° у=0,083 кг!м3-,
сг—теплоемкость водорода; сг— 3,45 ккал/кг град.-,
св—то же, водяного пара; се=0,45 ккал!кг град.;
I — теплосодержание водяного пара; при температуре 20°
/=606 ккал!кг.
Расход охлаждающей воды
Q
W =------— = 3000 кг!час = 3 м*[час,
(*в.к-*в.н)п (20—15)0,9
где п— коэффициент запаса; /г = 0,9.
Охлаждающая поверхность холодильника
„ Q 13’94 о_ ,
Д=—— =-----------= 25 м2,
К мср 50-11
где К — общий коэффициент теплопередачи для данного темпе-
ратурного режима; принимаем К=50 ккал!м2час град.
Средняя разность температур между газом и водой
д t = (40 ~ 20) ~(20 ~15) =11°
ср 40-20
2’3 20—"15
Поверхность охлаждения состоит из цельнотянутых труб
внутренним диаметром </в=33,5 мм, наружным диаметром dH~
=38 мм, средним расчетным диаметром <4^=36 мм. Поверх-
ность охлаждения 1 пог. м трубы' f=\ndcp=l • 3,14 • 0,036=
=0,113 jh2.
Для получения поверхности охлаждения F=25 м2 необходи-
мо иметь общую длину труб
L — F :f~ 25:0,113 — 221 пог. м.
Принимая количество труб в холодильнике п—\ 10, получим
расчетную высоту труб h=L : 110=221 : 110=2 м.
Скорость водорода в холодильнике
2 VK (273 + Лг) 2-600 (273 4-20) n п ,
w — .—кд---z—1- о,9 м сек,
213-WM)-P-S 273-3600-4-0,1
где: S— суммарное сечение всех трубок;
5 = Д^д-.д^3'14'0,0-3—.110-0,1 л’;
4 4
Р — давление, равное 4 ата.
258
По конструктивным соображениям диаметр трубной решетки
при таком живом сечении труб должен быть 0,6 м. Высоту сбор-
ника для вла^и принимаем /гс=0,5.
Общие размеры холодильника: диаметр 0,6 м, высота 2 м,
полная высота холодильника 7УЛ=2,76 м.
Тонкая осушка водорода
Опыт действующих установок по осушке водорода проточной
водой при конечной температуре газа 18—20° показал, что при
этом методе осушка достигается не полностью; остающаяся
влага расщепляет саломас в автоклаве, в результате которого
появляются продукты более глубокого распада глицеридной
молекулы. В связи с этим в последнее время появилось стрем-
ление к тонкой осушке водорода.
В промышленных условиях тонкая осушка водорода может
быть осуществлена одним из следующих методов.
Осушка газа охлаждением. При этом методе водород
охлаждается до 0° в скруббере, в который впрыскивается вода,
охлажденная в аммиачной холодильной установке. Вода цир-
кулирует по замкнутому циклу.
Пример. 1200 .«3 водорода, насыщенного влагой, при температуре 20"
приведенные к нормальным условиям (сухой газ при 0° и 760 мм рт. ст.),
занимают объем
У',= 1200-0,91 = 1С92 н. м\
где 0,91—коэффициент перевода влажного газа в сухой при 0° и 760 мм
рт. ст
Содержание влаги на каждый н. л3 водорода при давлении Р ата нахо-
дят из уравнения:
р-Л1я
1) для водорода при давлении Р =4 ата и температуре 0°
0,00623-18
d0 — ---------———----= 0,00125 кг, или 1,25 г/н. м3:
(4 - 0,00623)22,4 '
2) соответственно при температуре 40°
0,0752-18
= —----—————— = 0,01э4 кг, или 15,4 г/н. м3,
(4 — 0,0752)22,4 '
где: р — упругость водяных паров в ата-, при 0° р = 0,00623 ата, при 40°
• р = 0,0752 ата-,
22,4—объем 1 моля газа при 0° в м3;
Мв —молекулярный вес воды; /И3 = 18.
При охлаждении 1092 н. л3 компримированного водорода до 0° выде-
ляется влага в количестве
О'к-
1092(15,4-1,25)
1000
= 15,5 кг/час.
17*
259
Количество тепла, выделяющегося при охлаждении газа от 40 до 0°,
Qj = 1092-0,0898-3,45 (40—0) — 13535 ккал/час.
Количество тепла, выделяющегося при охлаждении и конденсации влаги,
<?3 = 15,5 [595 + 0,46 (40 — 0)] = 9510 ккал/час.,
где 595 — теплосодержание водяного пара при 0° в ккал/кг.
Общее количество тепла, отводимого аммиаком, с учетом 10% потерь
Q = (Qj + Q,) 1,1 = (13535 + 9510) 1,1 = 25350 ккал^ас.
Количество циркулирующей холодной воды в скруббере при перепаде
температуры воды в 4" составит
Осушка газа сжатием с одновременным его
охлаждением. Выделение влаги из водорода может быть
достигнуто также путем сжатия газа с одновременным его
охлаждением.
Пример. При сжатии Vz2=1092 н. мН час водорода до 30ата и темпе-
ратуре сжатого водорода после холодильника 40° влагосодержание 1 н. м3
газа составит
0,0752-18 п
d =---------------= 0,002 кг, или 2 г/н. мг,
(30 - 0,0702)22,4 '
Таким образом, при компримировании на каждый н. м3 водорода уда-
ляется
d' — 19,1 —2 = 17,1 г/н. м3.
где 19,1—количество влаги на 1 н. л3 газа до компрессора при 20° и 760 мм
рт. ст. в г.
Установка для компримирования состоит из водородного
компрессора на давление 30 ата с водяным холодильником к
нему, газгольдера высокого давления и оборудования для сни-
жения давления.
Адсорбция влаги из газа твердыми пористыми
веществами. В качестве сорбента применяется силикагель,
активированная окись алюминия, активированный уголь и др.
Несмотря на высокий коэффициент адсорбции влаги из во-
дорода, все же этот метод достаточно широкого применения в
промышленности не получил. Главной причиной, тормозящей
внедрение этого метода, является быстрое снижение поглоти-
тельной способности, которое вызывается закупоркой пор сор-
бента примесями жира, находящегося-в циркуляционном водо-
роде.
260
В табл. 53 приводятся сравнительные технико-экономические
показатели тонкой осушки водорода.
Таблица 53
Сравнительные технико-экономические показатели тонкой
осушки водорода
Показатели Применяемый метод
охлаждения водой с температурой 0° компримирования
Остаток влаги на 1 н. л3 водо- рода в г 1,25 2,0
Расход электроэнергии на 100 н. м* 7,3 20,0
водорода в квт-ч ........
в том числе:
на компримирование до 4 ата 5,8 —
, . до 30 ата — 20,0
на охлаждение циркуляцион-
иойводыв холодильной уста- 1,2
новке —
на работу циркуляционного на- соса для охлаждающей воды 0,3 —
Из табл. 53 видно, что расход . электроэнергии при осушке
водорода компримированием втрое выше, чем при охлаждении
водой с температурой 0°.
При компримировании, кроме того, увеличиваются капитало-
вложения на приобретение компрессоров и ресивера, работаю-
щих при давлении 30 ата. Поэтому компримирование водорода
можно рекомендовать в первую очередь на заводах, вырабаты-
вающих пищевой саломас по методу насыщения (см. схему на
рис. 47а).
Аппараты для очистки циркуляционного водорода
По табл. 44 количество избыточного влажного водорода, от-
ходящего из автоклавов, составляет от 900 до 1000 м3/час; при-
нимаем 950 м3/час. Газ насыщен влагой при 20° и 760 мм рт. ст.
Объем избыточного водорода при 0° и 760 мм рт. ст.
Vu = 950 0,91 = 865 мЧчас,
где 0,91 — коэффициент перевода влажного газа при 20° в сухой
при 0° (см. табл. 52).
Аппараты для очистки водорода рассчитываем на производи-
тельность Ги=900 м31час сухого газа.
Водородные компрессоры современной конструкции имеют
Регуляторы для снижения количества нагнетаемого в систему
газа. Расчет очистной системы для надежности ее работы про-
изводим без учета этого фактора.
261
Каплеотделитель
Каплеотделитель (рис. 55) служит для отделения капель
жира, увлеченных из автоклава отходящим водородом. Это вер-
тикальный стальной сварной цилиндр с плоским днищем и
Рис. 55. Каплеотделитель:
/—корпус аппарата; 2—крышка; 3—перегородка; 4—люк;
5—вход газа; 5—выход газа; 7—продувка газа; <£—спуск
жира; 9—переточные отверстия.
крышкой. Внутри аппарата к его обечайке в шахматном порядке
приварено пять наклонных перегородок, перекрывающих пример-
но 75% сечения аппарата.
Отделившийся жир стекает в нижнюю сборную часть аппа-
рата, откуда сливается в приемную коробку или в монжю для
дальнейшей транспортировки.
Действие каплеуловителя основано на двух факторах: 1)
резком снижении скорости газа при входе в каплеотделитель с
доведением ее до такой величины, при которой водород не мо-
жет больше удерживать частицы жира и 2) изменении направ-
262
ления движения газа, в результате чего жир как более тяжелый
под действием инерции отделяется от газа, оседает на перего-
родках и затем стекает в низ аппарата.
Водород по выходе из автоклавов уносит с собой жир в ко-
личестве примерно ^1=30 г/л43, что составляет в час
п 30-900 л~
----------= 27 кг.
ж 1000
В отходящем водороде (считая на сухой газ) содержится
d=40—42 г/л3 водяных паров, около 2% от объема водорода
летучих продуктов разложения и других газов.
Суммарный объем сухих газов (водорода и примесей)
V'a — Vu-\,02 = 900-1,02 = 918 м3/час.
Количество водяных паров в отходящем водороде по весу
~ dVu 42-900 оо ,
G — —- =--------; = 38 кг час.
1000 1000
1 Водород, отходящий из автоклавов, имеет температуру при
поступлении в каплеуловитель 150°; при выходе из каплеулови-
теля 100°. Отсюда средняя температура газа в каплеотдели-
теле /Ср==125°.
Объем, занимаемый отходящим влажным водородом при
данной температуре,
iz I tzz । G-22,4 \ / 273 + ^ сп \ о, ,, ,
V = V --------------— •-----Z_\ М3 ЧОС, (4—6)
8 \ “ Мл J \ 273 J 1
где:
22,4—объем 1 кг моля газа при 0° и 760 мм рт. ст. в м3;
Мв—молекулярный вес воды; Мд~18.
Объемом уносимых капелек жира ввиду незначительной ве-
личины пренебрегаем.
Z пю , 38-22,4 \ /273 + 125\ . ,, „
Ув= 918 + —------- • - = 1407 м^час.
\ 10 / \ Z/o /
Скорость газов в каплеотделителе принимаем w=0,25 м]сек.
Диаметр каплеотделителя находим из уравнения (5—12).
О- |/---------Ъ------= ./------—--------- - 1,4 я.
У 3600-0,785® у 3600-0,785-0,25
Принимаем с запасом диаметр каплеотделителя 7) = 1,5 м.
Действительная скорость газа при данном диаметре аппарата
= ^07 .
3600-0,785D’ 3600-0,785-1,5’
W =
263
При охлаждении газа водой в нижней зоне он насыщается
влагой. Принимаем ориентировочно точку росы для газа в
нижней зоне Ср=43,0°.
Количество тепла, выделяемое газом в зоне насыщения при
охлаждении газа от £г=100° до ^=43,0°,
Qi = (Уи'сг + GcB)-(tz — t'p) =
= (918-0,31 +38-0,46)-(100 - 43,0)= 17214 ккал/час,
где:
£г—средняя теплоемкость сухого водорода; сг =0,31 ккал/м3
град.;
св— средняя теплоёмкость водяного пара; св=0,46 ккал/кг
град.
Так как температура воды в зоне насыщения постоянна и
равна 25°, то все тепло, отнимаемое от газа, идет на испарение
влаги. Количество испаряющейся влаги
Г Qi 17214 оо с , '
G, =------------ =-------------------- 28,6 кг час,
r+ce(t,-t' р) 573 + 0,46(100-43,0) ' ’
где г — скрытая теплота парообразования; при данной темпера-
туре г=573 ккал/кг.
Общий вес влаги в газе в конце зоны насыщения
G + Gj ~ 38 + 28,6 = 66,6 кг)час.
На 1 м3 газа приходится влаги
1/, = (0 + ед1ооо=бМ4Ж=: 72 5 ,
918
Такое содержание влаги соответствует точке росы /"^=42,6°,
т. е. она близка к выбранной нами точке росы, равной" 43,0°.
В верхней зоне скруббера водород охлаждается от Ср=43,0°
до /'г=25°. При этом в газе конденсируется и выпадает из него
часть влаги. Содержание влаги в насыщенном газе при </г=25’’
составляет йг=26 г/м3 (см. табл. XXIV). Следовательно, ко-
личество водяных паров в газе на выходе его из скруббера
Г d2V’a 26-918 ,
G3 = 2- =------= 23,9 кг час.
1000 1000 1
Конденсируется в скруббере влага в количестве
G + G, - G, = 38 + 28,6 - 23,9 — 42,7 кг1час.
Теплосодержание газа при температуре t'p (в начале второго пе-
риода охлаждения в верхней зоне)
Q2 — V исг? р + (О + GJ /2 =
= 918-0,31-43,0 + (38 + 28,6)-616 = 53262 ккал!час,
366
где Л — теплосодержание водяного пара; при данной темпера-
туре /2=616 ккал/кг.
Теплосодержание газа при температуре /'г = 25° в конце вто-
рого периода охлаждения в верхней зоне
Q3 = V'uczt'z+ О213 = 918.0,31-25 +
+ 23,9 • 608 = 21645 ккал!час.
Количество тепла, отводимое в верхней зоне скруббера
Q = Q1 ~ Q3 = 53262 — 21645 = 31627 ккал/час.
Расход воды на охлаждение газа и конденсацию влаги
Q 31627 ,,
Ц7 —-------_------ —------------= 3 2 м3 час,
(^.к-4.«)Ю00 (25-15)1000
Полезный объем скруббера определяется из уравнения
,, Q 31627 . о .
V ~ =------= 4,8 м,
К. Мср 165-38
(4-8)
где: Д tco — средняя разность температур между газом и водой;
К — объемный коэффициент теплопередачи; по практи-
ческим данным, //=165—200 ккал/м3 час град. При-
нимаем К=165 ккал/м3час град.
Средняя разность температур
ср 100-25
2,3 lg 25-10
Учитывая необходимость постоянства скорости газа (0,15—
0,25 м/сек), диаметр аппарата принимаем равным 1,5 м (f=
=1,76 м2).
Рабочая высота скруббера
И-А1 = 2>7^.
1,76
V—7
Принимаем hp=3 м.
Высоту в верхней части скруббера для размещения брызга-
лок и штуцера для выпуска газа принимаем hg=0,5 м; высота
нижней части скруббера, служащей переточным приемником
воды, Лл=1,0 м.
Общая высота скруббера
Н= hp + h6+hn = 3 + 0,5 4-1,0 = 4,5 м.
267
Щелочной скруббер для удаления
углекислого газа
Наличие углекислого газа в циркуляционном водороде вред-
но отражается на процессе гидрогенизации. Чтобы очистить газ
Рис. 57. Щелочной скруб-
бер:
5—вход газа; 2—выход газа; 3—
насадка из колец Рашита,- 4~
форсунки для раствора щелочи;
5—штуцер для выпуска водоро-
да в атмосферу; 6—штуцер для
спуска раствора щелочи; 7—
штуцер для циркуляционной
линии раствора щелочи; 8—шту-
цер для острого пара; 9—люк.
от примеси, его промывают раство-
ром щелочи, который связывает уг-
лекислоту, образуя соль:
NaOH + СО, = NaHCO3; (4-9)
NaHCO3 + NaOH = Na2CO, + H2O. (4—10)
Этот метод одновременно служит
и для окончательной очистки водо-
рода от следов жирных кислот.
Аппарат для промывки газа
щелочью — скруббер с насадкой
(рис. 57). Водород движется снизу
вверх и орошается слабым раство-
ром щелочи, который с помощью
насоса многократно обращается в
замкнутом цикле. Когда циркули-
рующий раствор щелочи насыщает-
ся на 65—70% углекислым газом,
его заменяют свежим.
Среднее содержание углекисло-
ты в циркуляционном водороде при-
нимается 0;2% об., максимальное—
1 % об. Размеры скруббера находим
по максимальному содержанию
углекислоты, а расход щелочи на
1 т саломаса принимаем из условия
содержания 0,2% об. СО2 в газе.
Для расчета принимаем:
1) количество избыточного газа,
поступающего на очистку в скруб-
бер, Ща = 918 м3/час;
2) начальная концентрация угле-
кислого газа а = Г% об.;
3) степень извлечения углекис-
лого газа щелочью ср = 0,90.
Расчет размеров абсорбционного скруббера основан на мате-
риальном балансе и скорости абсорбции.
Количество углекислого газа, извлекаемое щелочью, опреде-
ляется из уравнения:
а) в объемных единицах
Vco,= = 918-0,01 -0,9 «8,26 м^час; (4-11)
268
б) в весовых единицах
Осо, = Vco, f = 8,26 • 1,98 = 16,36 кг/час, (4-12)
где у — удельный вес углекислого газа; у—1,98 кг/л»3.
Концентрация СО2 в очищенном водороде
а, = а —а-<р = 1 — 1 • 0,9 = 0,1 %-
В дальнейшем для расчета количества раствора щелочи, не-
обходимого для поглощения углекислоты Осо,—16,36 кг/адс,
принимаем:
1) концентрацию водного раствора щелочи 80 г/л;
2) степень насыщения щелочи 70%.
Согласно приведенному выше уравнению химической реакции
для связывания 1 г молекулы СО2 (44 г) в углекислую соль тре-
буется две грамм-молекулы натриевой щелочи (2-40—80 г).
Отсюда для связывания 16,36 кг СО2 необходим раствор щело-
чи концентрацией 80 г/л: . •
... 16,36-80-1000 ,
щ — —:------------= 5зо л час.
Р 44-80-0,7
С целью унификации размеров аппаратуры для очистки цир-
куляционного водорода диаметр скруббера принимаем 1,5 м,
что соответствует площади поперечного сечения f=l,76 м2. Для
эффективной работы скруббера плотность орошения должна
быть не менее <7=5 м3/м2, откуда скорость циркулирующего
раствора
W=qf = 5-1,76 = 8,85 м*/час, (4-13)
а интенсивность орошения
/-/=^-= — ^0,01 м3/м*. (4-14)
Уц 918
Необходимая поверхность насадки скруббера
р = 2^м2, (4-15)
кст
где: F — необходимая поверхность насадки в м2:
Geo, — количество углекислого газа, которое поглощается
раствором щелочи; Geo, = 16,36 кг/час,
К — общий коэффициент абсорбции СО2 щелочным раство-
ром (в кг/м,2час при Ст~1);
Ст — химическая емкость абсорбента в мольных долях (хи-
мическая емкость в данном случае является движущей
силой процесса).
269
Согласно данным Позина1, для принятой нами концентрации
абсорбента Д=1,5 кг]м2час, С/л=0,0216. Подставляя эти значе-
ния в уравнение (4—15), находим необходимую поверхность
насадки
р 16,36 „
F = —------------= 505 м2.
1,5-0,0216
В качестве насадки принимаются керамические кольца раз-
мером 35X35X4 мм, поверхностью 140 м2!м3. Объем, занимае-
мый насадкой в скруббере,
т т I* 505 о р ч
VH = — = — = 3,6
140 140
Высота скруббера для размещения насадки
Vн 3,6 о А
hH = —- — — 2,0 м.
f 1,76
Нижняя часть скруббера служит переточным сборником
циркулирующего раствора. Ориентировочно на обеспечение де-
сятиминутного запаса раствора щелочи емкость его Ущ =
8,85-10 , _ ,
= —-—-----1,5 м3.
60
Высота скруббера для размещения этого количества раствора
= —~ 0,85 м.
ч f 1,76
Для размещения брызгал и смотрового люка в верхней части
аппарата необходима hg=\ м.
Общая высота скруббера *
Я = hH 4- + h6 = 2,0 + 0,85 4- 1,0 = 3,85 м.
Принимаем Н с запасом, равную 4,5 м, т. е. одинаковую с
остальной аппаратурой для очистки циркуляционного водорода.
Расход щелочи для связывания углекисло-
ты при среднем содержании ее а' = 0,2% об. Объем
СО2, извлекаемый из циркуляционного водорода, равен:
а) в объемных единицах
V' = V'„a' ф = 918-0,002-0,9 = 1,65 м3/час;
б) в весовых единицах
СД = V'n f = 1,65-1,98 = 3,27 кг/час.
1 См. журн. «Прикладная химия», 1947, т. XX, в. 4, стр. 348.
270
Расход щелочи для связывания СО2 определяем по урав-
нению
О'со Мш-2 3,27-40.2 ..
тт-=8.5 <4~16>
где: Мщ — молекулярный вес щелочи; Л4^=40;
Му — то же, углекислоты; Му=44;
0,7— степень насыщения.
Расход щелочи на 1 т пищевого саломаса
Щ 8,5 , - ,
— = — = 1,7 кг т,
5 5 > I >
где 5—производительность цеха в т/час.
Расчет газопровода для циркуляционного
водорода
Количество циркуляционного- водорода, поступающего в газо-
провод, V'u=918 м^/час. Количество водяных паров в нем
(7=38 кг/час. Температура газа на выходе из автоклавов £г=150°.
Объем циркуляционного газа, поступающего в газопровод
при температуре 150°, определяем по уравнению (4—6)
V =/ 17'и + G-^\ • =
\ Мй) \ 273 }
= 918-4-38*—- • --------- = 1496 м* час.
\ 18 / \ 273 /
Диаметр газопровода определяется из уравнения (5—12).
~ У г
3600-О,785w
где w— скорость газов в газопроводе; а<=15 м!сек.
Принимаем газопровод из стальных кислотостойких труб
диаметром dH]dB =159/150 мм.
1496 п , с
--------------= 0,15 м,
3603-0,785-15
Подсчет расхода пара и воды
Расчет расхода пара и воды, необходимых на технологиче-
ские нужды автоклавного цеха, приведен в табл. 54 и 55. Для
нагрева масла перед гидрогенизацией и масляной суспензии в
реторте принят насыщенный пар давлением 30 ата, а для про-
дувки линии и компенсации тепловых потерь — пар давлением
3 ата.
271
Таблица 54
Расход пара на технологические нужды автоклавного цеха
гидрозавода
Статьи расхода Наименование аппарата Длительность нагрева в мин. Расход пара В Kt Обшнй расход в сутки в кг
на 1 щ сало- маса | на 1 । аппа- рат в час
Нагрев глухим паром 1000 кг масла от iw=70° до 1к=200° при теплоемкости масла с=0,53 ккал1кг град 1000 0,53(200-70) 1,1 388 Автоклав 1440 200 1000 240 0
Расход пара на покрытие тепло- вых потерь от лучеиспускания и конвекции при температуре помещения 30° и температуре поверхности изоляции 50° со- ставляет 192 ккал/м2час. Пло- щадь поверхности мешалок для катализатора и коробок для саломаса /-'=200 Mt 200 • 192 — 80 кг/час 467 Мешалки для ката- лизатора, коробки для сало- маса 1440 16 1920
Прочие расходы (10% от общего расхода) — — 22 — 2600
Итого расход пара — —• 238 — 28520
Как видно из табл. 54, часовой расход пара давлением
30 ата составляет — 1000 кг. Расход пара при периодическом
методе работы для нагрева 6 т масла в течение часа составля-
ет 1200 кг, а с учетом коэффициента неравномерности 1,5
часовой расход пара давлением 30 ата
D = 1200-1,5 = 1800 кг = 1,8 т]час.
Компоновка автоклавного цеха
На рис. 58 показана компоновка автоклавного цеха мощ-
ностью 120 т пищевого или 100 т технического саломаса в сутки.
Цех состоит из трех отделений — собственно автоклавного,
фильтровочного и приемки и хранения саломаса.
Собственно автоклавное отделение размещается в двухэтаж-
ном помещении размером в плане 18X18 м. Общая высота по-
мещения 10 м, из них высота первого этажа 4,5 м, высота вто-
рого этажа (до обреза стены) 5,5 м.
272
Таблица 55
Расход воды на технологические нужды автоклавного цеха
гидрозавода
Статьи расхода Наименование аппарата Загрузка аппа- рата в m Длительность процесса в мнн. Расход воды в м* Общий расход в сутки в Л8*
на 1 m | саломаса f на 1 аппа- 1 par в час 1
Охлаждение саломаса в ав- токлавах в процессе гид- рогенизации, согласно расчету (см. стр. 241) Автоклав для гидро- генизации 6 1440 1,1 2,70 132
Охлаждение саломаса перед фильтрацией, согласно расчету (см. стр. 250) Холодиль- ник сало- маса — 1440 1,8 4,35 216
Охлаждение цилиндров двух водородных компрессоров производительностью по 600 м3/часв течение суток, считая по 2 лг/час на каж- дый компрессор Водород- ный ком- прессор 1440 0,8 2 96
Охлаждение водорода во- дой, согласно расчету (см. стр. 258) Поверх- ностный хо- лодильник — 1440 0,6 3,0 72
Охлаждение циркуляционно- го водорода водой, со- гласно расчету (см. стр. 267) Безнаса- дочный водяной скруббер — 1440 0,64 3,2 77
Приготовление раствора кау- стической соды для аб- сорбции углекислого газа . из циркуляционного водо- рода. Расход раствора каустической соды согласно расчету (см. стр. 269), ра- вен 0,53 м3)час Коробка для приго- товления раствора каустичес- кой соды 3,2 240 0,1 3,0 12,0
Прочие расходы (10£б от общего расхода) — — 1440 0,56 — 60
Итого расход воды 1 — — — 5,6 — 663
* Расход воды в автоклавном цехе равномерен в течение суток.
Высота второго этажа определилась габаритами аппаратуры
Для очистки циркуляционного водорода. В междуэтажном пере-
крытии автоклавного отделения устроен проем, который облег-
чает обслуживание аппаратов, подвешенных в перекрытии, и
улучшает естественную вентиляцию помещений.
Размещение оборудования в автоклавном отделении произ-
ведено вдоль периметра стен. Рафинированное масло, поступаю-
18 Зак. 1306
273
Шее из рафинационного цеха, принимается в два приемника 1,
установленных в междуэтажном перекрытии. Отсюда оно пода-
ется в батарею из трех автоклавов 6, также подвешенных в меж-
дуэтажном перекрытии у продольной стены и соединенных по-
следовательно. Готовый саломас принимается в два приемника
для нефильтрованного саломаса 8, установленных рядом с мас-
лоприемниками. Из сборника саломас под давлением водорода
или инертного газа выдавливается в фильтровочное отделение.
Перед фильтрованием саломас охлаждается водой в змеевико-
вых холодильниках 9, подвешенных на кронштейнах.
Свежий катализатор, восстановленный в реторте 5, поступа-
ет в одну из двух мешалок 13, установленных на первом этаже;
оборотный катализатор из фильтровочного отделения принима-
ется в две другие мешалки 13. В пятой мешалке 13 готовится
смесь свежего и оборотного катализатора, которая разбавляется
горячим маслом, поступающим из мерника 14 и затем насосом-
дозатором 3 подается с маслом в батарею автоклавов.
Свежий водород из газгольдера, пройдя ротационный газо-
вый счетчик 29 и щелочной осушитель 28, поступает далее в
смеситель 27, где смешивается с циркуляционным водородом, и
затем засасывается водородными компрессорами 34, установлен-
ными на полу первого этажа у его продольной стены. Компри-
мированный водород через буферный сосуд 30 и холодильник 31
подается в автоклавы. Отходящий из автоклавов циркуляцион-
ный водород проходит последовательно через систему аппара-
тов для очистки циркуляционного водорода, установленных на
полу второго этажа у торцовой стены. Очистка водорода осу-
ществляется в каплеотделителе 20, водяном скруббере 21, водо-
отделителе 23 и щелочном скруббере 24; пройдя колонку с ак-
тивированным углем 26, водород поступает в смеситель 27 для
смешивания со свежим водородом и снова начинает циркули-
ровать в системе.
Фильтровочное отделение размещено на втором этаже ря-
дом с автоклавным. Здесь на междуэтажном перекрытии разме-
щены три рамочных фильтрпресса 10, два вакуум-монжю для
мутного фильтрата И, мешалка для оборотного катализатора 13.
С фильтрпрессов саломас стекает в четыре приемных короб-
ки 16, из которых насосами 17 перекачивается на склад. Такая
компоновка цеха обеспечивает удобное обслуживание аппа-
ратуры.
Технико-производственные показатели проекта
На 1 т суточной вы-
Всего работки пищевого
{саломаса
Кубатура производственных поме-
щений в м3 6600 55
Площадь застройки вл2 .... 565 4,7
Площадь полов в м"‘............ 1080 9
Расход металла на изготовление
технологического оборудования в т 93 0,86
274
Подсчет расхода электроэнергии
Суммарная мощность электродвигателей, установленных в
автоклавном цехе, ~Ру = 167 кет. Расчетная нагрузка согласно
уравнению (2—23)
Рн = 167--^^-= 132 кет.
0,9-0,9
Удельный расход электроэнергии на 1 т пищевого саломас?
I сорта по уравнению (2—26)
132-4000 .. ,
7V— --------~ 14 квт-ч т.
120-320
Катализаторный цех
На советских гидрогенизационных заводах для гидрогениза-
ции жиров применяют смешанный медно-никелевый катализа-
тор или чисто никелевый, приготовленный из формиатной соли.
Схема регенерации и приготовления медно-никелевого
катализатора
Отработанный катализатор с активностью при пробном гид-
рировании ниже 34° регенерируется для извлечения жира, нике-
ля и меди (рис. 59). Регенерацию начинают с обезжиривания *.
Для этого снятый с фильтрпресса неактивный катализатор в ко-
личестве примерно 1 т загружают в мешалку, в которую залит
1 м1 * 3 горячего 5 %-кого раствора кальцинированной соды. После
тщательного перемешивания масса засасывается в автоклав 1, в
который добавляют еще 1 м3 горячего раствора кальцинирован-
ной соды. Всего раствор соды дается из расчета 2 л на 1 кг от-
работанного катализатора, содержащего до 60% жира. Масса
в автоклаве при интенсивном перемешивании механической ме-
шалкой нагревается глухим паром до температуры 105—107°
при давлении в аппарате 0,3—0,5 ати. Перемешивают массу в
течение 3,5—4 час. При взаимодействии соды с жиром образу-
ется мыло, которое за счет избирательной адсорбции вытесняет
жир с поверхности инфузорной земли. Для лучшего отделения
жира вводят в автоклав 20%-ный раствор поваренной соли в
количестве 1,5—1,6 л на каждый килограмм отработанного ка-
тализатора и содержимое автоклава тщательно перемешивают в
течение примерно 30 мин. После 6—8-часового отстаивания жир
всплывает наверх, его фильтруют и сливают в сборную короб-
ку 4.
Средний слой — соляно-щелочной раствор — пропускают че-
рез жироловушку и далее, после фильтрации, спускают в ка-
нализацию. Оставшийся в автоклаве обезжиренный осадок
1 При крупном масштабе производства катализатора обезжиривание це-
лесообразно осуществлять методом экстракции жира летучими раствори-
телями.
18*
275
Раствор сопи
Раствор соды п
----—-—1 Раствор соды Серная кислота
276
промывают 3—4 раза горячей водой для удаления оставшейся
соды. Промывные воды спускают в канализацию через жиро-
ловушку 2. Жир, отделившийся в жироловушке, с помощью
воздухоструйного элеватора 3 передают в сборную коробку 4.
Из последней саломас насосом 5 перекачивают на склад. Если
при обезжиривании солянощелочной раствор образует эмуль-
сию, то ее спускают в коробку 6, из которой насосом 7 перека-
чивают на мыловаренный завод. Промытый обезжиренный оста-
ток из автоклава 1 передавливают в разварочный чан 8, в ко-
тором оставшуюся свободную щелочь осторожно нейтрализуют
серной кислотой, поступающей из мерника 10. После отстаива-
ния прозрачный раствор, находящийся над слоем осадка, при
помощи вакуума через гибкий шланг отсасывают и сливают в
канализацию, а в аппарат дают серную кислоту для растворе-
ния металлов — никеля и меди. Растворение металлов — развар-
ка отработанного катализатора — идет при кипячении и переме-
шивании массы острым паром давлением не менее 2 ати. Раз-
варка производится в две фазы: сначала в серной кислоте рас-
творяется основная масса никеля и незначительное количество
меди; полученный раствор сернокислого никеля с небольшой
примесью сернокислой меди разбавляют водой, свободную кис-
лоту осторожно нейтрализуют раствором кальцинированной со-
ды, поступающей из мерника 9. Нейтральный раствор отсасы-
вают через гибкий шланг в вакуум-монжю 11, а из него спуска-
ют в жироловушку 12. Жир, отделившийся в ловушке, воздухо-
струйным элеватором 13 перекачивают в коробку 14. В эту же
коробку спускают жир, всплывший на верх разварочного чана
в период разварки. На осадок, оставшийся после спуска рас-
твора сернокислого никеля, снова дают кислоту и проводят вто-
ричное кипячение в течение 15—16 час., во время которого в
раствор переходит остаток никеля и основное количество меди.
Для улучшения растворения меди в чан добавляют окисное же-
лезо и разварку ведут при продувании воздухом. По оконча-
нии второй фазы разварки и перевода всего никеля и меди в
раствор последний осторожно нейтрализуют раствором каль-
цинированной соды и сливают в жироловушку 12 вместе с осад-
ком. Отсюда суспензию откачивают' насосом 16 на. фильтрпресс
17. Фильтрат стекает в чан 18, в котором его очищают от при-
месей, а осадок после промывки удаляют.
Раствор после регенерации очищают жавелевой водой, кото-
рую готовят из хлорной извести и соды в коробке 21. После
отстаивания прозрачный раствор жавелевой воды, содержащий
не менее 25 г/л активного хлора, подают воздухоструйными эле-
ваторами 22 в чан для очистки 18. Жавелевая вода добавляет-
ся в нагретый до 65° раствор сернокислого никеля и меди при
интенсивном перемешивании. Жавелевая вода окисляет закис-
ное железо до окисного, которое осаждается из слабощелочной
среды в виде гидрата окиси или в виде фосфорнокислого железа.
277
Очищенный раствор нагревают до 90—95° и затем насосом
20 качают на рамочный фильтрпресс 23. Фильтрат — очищенный
раство/р—-стекает в коробку 26; осадок на фильтрпрессе про-
мывают водой, продувают сжатым воздухо-м для удаления остат-
ка фильтрата, после чего осадок снимают и удаляют. Часть
осадка используют для добавки в разварочный чан на второй
фазе разварки в качестве окисного железа.
В осадочный чан 24 загружают из мерника 19 раствор каль-
цинированной соды, а из бачка 39- отмученную инфузорную зем-
лю. При введении раствора сернокислого никеля и меди в нахо-
дящийся в чане раствор кальцинированной соды при темпера-
туре 40° выпадают основные углекислые соли никеля и меди.
Полученную в осадочном чане суспензию отстаивают в те-
чение 4 час.- при 50°. Маточный раствор, содержащий до 70%
начального количества сульфата натрия, с помощью гибкого
шланга и вакуум-монжю 25 отсасывают из чана и сливают в
канализацию. Концентрированная суспензия насосом 27 пере-
дается (В корыто барабанного вакуум-фильтра непрерывного
действия 28 для фильтрации и промывки осадка теплой водой.
Маточный раствор и промывные воды через вакуум-бачок 40 и
ловушку 41 отводятся в канализацию.
Промытый на вакуум-фильтре осадок снимается ножом и на-
правляется в мешалку 29, где его размешивают с водой и затем
в виде суспензии насосом 30 подают в распылительную сушилку
31. Высушенный порошок, поступающим из башни и уловленный
в рукавном фильтре 32, забирается шнеком 33 и передается в
смеситель 34, где его замешивают с рафинированным маслом,
которое поступает из мерника 35. Суспензию высушенных ката-
лизаторных солей в масле насосом 36 перекачивают в реторту
38 для восстановления до металлов.
Достоинством описываемой схемы является то, что процессы
регенерации и приготовления катализатора механизированы, за
исключением разгрузки рамочных фильтрпрессов 17 и 23.
Схема регенерации и приготовления формиатникелевого
катализатора
Регенерация катализатора (рис. 60) начинается с предвари-
тельного обезжиривания в автоклаве, как это описано выше в
схеме регенерации медно-никелевого катализатора.
Обезжиренный катализатор загружают в разварочный чан 1,
в который предварительно заливают воду из расчета 2—3 л на
каждый килограмм никеля в отработанном катализаторе. За-
тем из мерника 2 вводят серную кислоту и содержимое чана ки-
пятят острым паром в течение 10—12 час. Выделившийся при
разварке саломас (красный саломас) сливают через шарнирную
трубу в сборный бачок 4, откуда с помощью монщю 5 направля-
ют в склад. Полученный раствор сернокислого никеля осторож-
но нейтрализуют в разварочном чане раствором кальциниро-
278
Масло из напорной
хорошим
279
ванной соды, поступающим из мерника 3, и затем через жиро-
ловушку 6 спускают в сборник-монжю 7, с помощью которого
передают на фильтрпресс 8 для отделения от осадка; отфильт-
рованный раствор собирают в чане для очистки 9. Сюда же из
бачка 10 подают отстоенную жавелевую воду и в случае необхо-
димости— из мерникр 11 раствор кальцинированной соды.
Очищенный раствор сернокислого никеля с помощью монжю
12 передают на фильтрпресс 13 для отделения выпавших в оса-
док солей железа и фосфора. Фильтрат собирают в осадочный
чан 14 или в запасную коробку 15. При добавлении в чан каль-
цинированной соды сернокислые соли переходят в углекислые,
выпадающие в осадок. Их отделяют от маточника на рамном
фильтрпрессе 16. Жмых углекислого никеля, выгружаемый с
фильтрпресса, загружают в чан 17, где его растворяют в серной
кислоте, которая подается из мерника 21. При этом никель пере-
ходит в раствор сернокислого никеля высокой концентрации
(не ниже 100 г/л металлического никеля).
Полученный концентрированный раствор сернокислого нике-
ля с помощью монжю 18 подают на фильтрпресс 13. Затем рас-
твор сернокислого никеля собирается во втором осадочном ча-
не 19, где производится обменная реакция с предварительно об-
работанным серной кислотой формиатом натрия, поступающим
из бачка 20. Сюда же дают кристаллы сернокислого никеля для
пополнения потерь и отмученную инфузорную землю. Выпавший
осадок формиата никеля через монжю 22 подают на фильтрпресс
16. Осадок на прессе промывают небольшим количеством теплой
воды, продувают воздухом й подвергают сушке в вакуум-сушиль-
ном шкафу 23. Высушенную соль размалывают на мельнице 24
и замешивают с маслом в бачке 25. Масляную суспензию пере-
дают в реторту 26 для разложения формиата никеля и полу-
чения суспензии никелянметалла в масле. Маточный раствор и
промывные воды с фильтрпресса 16 собирают в чан 17, где их
обрабатывают содой для перевода никеля в углекислую соль,
которую растворяют в серной кислоте и возвращают в произ-
водство. Катализатор, получаемый из формиата никеля, как по-
лагают, обеспечивает большую селективность процесса гидроге-
низации при производстве пищевого саломаса по сравнению с
медно-никелевым.___________________________________________
схема приготовления двух видов катализаторов
Схема приготовления медно-никелевого и формиатного ката-
лизаторов приведена на рис. 61. Регенерация каждого вида ка-
ся с предварительного обезжиривания, которое производится в
автоклаве 1; раствор соды подается из мерника 2, а раствор со-
ли из мерника 3.
Раствор соли готовится в коробке 4, откуда насосом 5 пода-
ется в мерник, раствор кальцинированной соды — в коробке 6,
280
откуда насосом 7 подается в мерники, установленные в ката-
лизаторном цехе.
Саломас, выделившийся в автоклаве 1, через шарнирную
трубу сливается в коробку 8 и далее насосом 9 направляется в
склад. Соляно-щелочной раствор через цеховую жироловушку
10 и дворовую жироловушку сливается в канализацию. Обез-
жиренный каталивато|р передается в (разварочный чан 11.
Затем из мерника 12 в чан вводят серную кислоту и содержимое
чана кипятят 10—12 часов.
Серная кислота подвозится контейнером 13, из него засасы-
вается в вакуум-монжю 14 и далее сжатым воздухом передав-
ливается в м,ерники. Выделившийся при разварке катализатора
жир (красный саломас) передается через шарнирную трубу в
сборную коробку 16, а остальную массу осторожно нейтрали-
зуют раствором соды и спускают в жироловушку 15. Отсюда ее
насосом 17 перекачивают в приемное корыто барабанного ва-
куум-фильтра 18.
Отфильтрованный раствор через вакуум-сборник 19 сливает-
ся в сборные коробки 20 и 21 (одна для раствора сернокислого
никеля, вторая для раствора сернокислого никеля и меди). Оса-
док, снимаемый с вакуум-фильтра, сборным шнеком 22 транс-
портируется в бункер 23, из которого после проверки на со-
держание никеля удаляется.
Из коробок 20 и 21 воздухоструйным элеватором 24 раство-
ры передают в чан для очистки 25. Сюда же из бачка 26 возду-
хоструйным элеватором 27 подают отстоявшийся раствор жаве-
левой воды для окисления закисного железа. Очищенные раство-
ры сернокислых солей никеля или смеси металлов никеля и ме-
ди насосом 28 передают в корыто барабанного вакуум-фильтра
29 для отделения выпавших солей железа и фосфора. Фильтрат
через вакуум-сборники 30 передают в запасные коробки 32 и 33.
Регенерированные растворы из коробок 32 и 33 воздухоструй-
ным элеватором 34 передаются в осадочный чан 31. Сюда же из
коробки 49 воздухоструйным элеватором 51 передают маточные
растворы и промывные воды, полученные при осаждении му-
равьинокислого никеля. При осаждении углекислых солей нике-
ля и меди на носителе в осадочный чан 31 элеватором 38 дает-
СЯ ИЗ ЧЯНЯ_37 гчтпрпишг m Mvupuunii_пт тя-ягргткту ппчио."ой_ни.
При взаимодействии сернокислых солей никеля и меди с
кальцинированной содой образуются основные углекислые со-
ли, которые выпадают в осадок. Водную суспензию углекислых
Здесь осадок отделяется от маточного раствора, который через
вакуум-сборник 42 и ловушку 50 сбрасывают в канализацию.
Осадок промывают на вакуум-фильтре теплой водой. Снятый с
вакуум-фильтра жмых поступает в мешалку 52а, где его разбав-
ляют водой до состояния подвижной суспензии и далее насосом
281
Рис. 61!. Схема приготовления двух видов катализаторов:
атвора соли; 4—коробка для раствора соли;
I саломаса; 9—насос для саломаса; 10—жиро-
лоты; 14—монжю для серной кислоты; /5’-».жи-
ум-фильтр для регенерированных растворов;
22—сборный шнек для осадка; 23—бункер
жавелевой воды; 27—воздухоструйный элева-
куум-сборник; 31—осадочный чан; 32, 33—при-
ния сернокислого никеля; 55—воздухоструйный
для соды; 40—насос; 41—вакуум-фильтр для
карбонатных солей; 42—вакуум-сборник; 43—осадочный
45—насос; 46^— фильтрпресс для формиатных солей;
для маточных растворов; 50—ловушка; 51—воздухоструйный элеватор:
52а— мешалка для приготовления суспензии медно-никелевого
тора; 54—сушильная башня; 55—калорифер; 55—вентилятор; 57—
высушенного медно-никелевого катализатора; 60—мешалка для замеши
52—насос для масляной суспензии медно-никелевого катализатора; 55— .
сушильный шкаф для формиатного катализатора; 55—мельница
чан; 43сь—чан для растворения
47—чан для
гислого никеля; 44—мерник для серной кислоты;
натрия; 48—воздухоструйный элеватор; 49—коробка
амешивания формиатного катализатора с маслом;
годе; 53, 53а — насос для суспензии катализа*
rj______ ч______ 55—выбросной вентилятор; 59—сборный шнек для
вания медно-никелерого катализатора с маслом; 61—мерник для масла;
реторта для разлокения и восстановления катализатора;’ 64— вакуум-
для растирания формиатного катализатора.
угле
обработки формиат,
52—мешалка для :
катализатора в
рукавный фильтр;
Зак, 1306
Рис. 61’. Схема приготовления двух видов катализаторов:
/—автоклав для обезжиривания катализатора; 2—-мерник для раствора соды; 3—мерник для раствора соли; 4—коробка для раствора соли;
5—насос для раствора соли; 6—коробка для раствора соды; 7>—насос для соды; 8—коробка для саломаса; Р—насос для саломаса; 10—жиро-
ловушка; //—разварочный чан; /2—мерник для серной кислоту; 13— контейнер для серной кислоты; 14—монжю для серной кислоты; /5<-«жи-
роловушка; 16—сборная коробка для жира; /7—насос для регенерированных растворов; 18—вакуум-фильтр для регенерированных растворов;
19—вакуум-сборник; 19а—каплеуловитель; 20, 21—сборные коробки для фильтрованного раствора; 22—сборный шиек для осадка; 23—бункер
для осадка; 24>—воздухоструйный элеватор; 25—чаи для очистки; 26— бачок для приготовления жавелевой воды; 27—воздухоструйный элева-
тор; 25—насос для очищенных растворов; 29—вакуум-фильтр для очищенных растворов; 30—вакуум-сборник; 31—осадочный чан; 32, 55—при-
емные коробки для очищенных растворов; 34—воздухоструйный элеватор; 55—коробка для растворения сернокислого никеля; 36—воздухоструйный
элеватор; 57—чаи для оттчучивания инфузорной земли: 55—воздухоструйиый элеватор; 39—мерник для соды; 40—иасос; 41—вакуум-фильтр для
карбонатных солей; 42—вакуум-сборник; 43—осадочный
45—насос; 46^— фильтрпресс для формиатных солей
для маточных растворов; 50—ловушка; 51—воздухосч
52а— мешалка для приготовления суспензии *
тора; 54—сушильная башня; 55—калорифер; 56—i
высушенного медно-никелевого катализатора; 60—меш
62—насос для масляной суспензии медно-иикелевого i
: сушильный шкаф для формиатного к.
53а передают на распылительный диск сушилки 54. Воздух для
сушки нагревают в калорифере 55 и вентилятором 56 подают в
башню. Отработанный воздух проходит через фильтр 57, где
улавливается увлеченная им пыль, и вентилятором 58 выбрасы-
вается в атмосферу. Высушенный катализатор собирают шне-
ком 59 и передают в мешалку 60. Сюда из напорной коробки
61 подают рафинированное масло. Масляная суспензия насосом
62 передается в реторту 63 для восстановления солей никеля и
меди.
Формиат-никелевый катализатор обычно готовят из свежих со-
лей сернокислого никеля. В этом случае концентрированный рас-
твор сернокислого никеля (с содержанием не менее 100 г/л ме-
таллического никеля) из коробки 35 воздухоструйным элевато-
ром 36 подается в осадочный чан 43. Сюда же добавляют из
чана 37 отмученную инфузорную землю, а из чана 47 элевато-
ром 48 — формиат натрия, обработанный серной кислотой. По-
лученный формиат никеля насосом 45. подают на фильтрпресс
46 для отделения от маточного раствора. Отделившийся раствор
стекает в приемную коробку 49.
Промытый осадок с фильтрпресса передается в вакуум-су-
шильный шкаф 64. Высушенный катализатор размалывается на
мельнице 65 и далее поступает в мешалку 52, где смешивается
с рафинированным маслом. Масляная суспензия насосом 53 по-
дается в реторту 63 на разложение.
Иногда формиатный катализатор готовят из регенерирован-
ных растворов. В этом случае углекислую никелевую соль, сни-
маемую с барабана вакуум-фильтра 41, передают в чан 43а и,
добавляя из мерника 44 серную кислоту, переводят в концентри-
рованный сернокислый раствор. В дальнейшем процесс приго-
товления формиата никеля аналогичен процессу приготовле-
ния его из свежих сернокислых солей.
Материальный расчет
(приготовление катализатора из смеси
металл о в никеля и меди)
Для удобства все расчеты ведем на приготовление катали-
затора в количестве NiA;==100 кг, считая на металлический ни-
кель, соответственно металлической меди Си/с=33 кг. Этого ко-
личества достаточно для получения 100 т технического салома-
са или 200 т пищевого саломаса (примерно).
Из указанного выше следует, что в медно-никелевом катали-
заторе на 3 части никеля приходится 1 часть меди. Принимаем,
что это соотношение остается постоянным во время приготовле-
ния, использования и регенерации катализатора. Отношение ме-
таллов к носителю (инфузорной земле) 1:2—1:1, принимаем
1 : 1,5; содержание никеля в свежевосстановленном масляном ка-
тализаторе 5%. Потери металлического никеля и меди в произ-
282
водстве, компенсируемые вводом свежих кристаллических солей,
по практическим данным, составляют в среднем 25% от количе-
ства, содержащегося в свежем катализаторе.
Суточный расход никеля на покрытие потерь составляет
Ni„ = N %-0,25 = 100-0,25 = 25 кг,
соответственно меди
Сия = Сик-0,25 = 33-0,25 = 8,25 кг.
Суточный расход сернокислых солей никеля (NiSO4-7H2O)
GNi=2VioL = ^o = 12ij4«2.
а 20,6
Суточный расход сернокислых солей меди (CuSO4-5H2O)
Ос. = =i^“=3i.| „г,
а’ 26,5
где: а — содержание никеля в семиводной соли; а=20,6%;
а' — содержание меди в пятиводной соли; при чистоте сер-
нокислой меди 96% а'—26,5%.
По литературным данным, потери никеля и меди на отдель-
ных этапах технологического процесса (приготовление, исполь-
зование и регенерация катализатора) слагаются следующим об-
разом (табл. 56).
Таблица 56
Потери никеля и меди (на 100 кг металлического никеля
в катализаторе)
Наименование операций Потери
в % к ве- су метал- ла в ката- лизаторе В % к сумме по- терь абсолют- ное коли- чество в кг в том числе (в кг)
никеля меди
Гидрирование и филь- трация саломаса Пг . . 5,0 20 6,65 5,00 1,65
Обезжиривание катализа- тора Пж 1,3 5 1,66 1,25 0,41
Разварка катализатора Пр 7,5 30 9,98 7,50 2,48
Очистка раствора серно- кислого никеля и меди Пч 6,2 25 8,31 6,25 2,01
Осаждение карбонатных солей По 2,5 10 3,33 2,50 0,83
Сушка и восстановление карбонатных солей Пс 2,5 10 3,32 2,50 0,82
Итого . . . 25,0 100 33,25 25,00 8,25
283
Выход полупродуктов и расход материалов рассчитываем
раздельно по каждой операции.
Обезжиривание. Обезжиривание отработанного катали-
затора ведется разваркой в автоклаве под давлением 0,3—0,5
ала в присутствии растворов соли и соды.
Принимаем, что с отработанным катализатором на обезжи-
ривание поступает все количество металлов, вводимых в све-
жий катализатор, за вычетом потерь при гидрогенизации и
фильтрации саломаса, т. е. Кт = Ni^ + Cu^ — Пг = 100-%
+ 33—6,65=126,35 кг.
Состав отработанного катализатора до и после обезжирива-
ния и после разварки (тринимая, что при обезжиривании из-
влекается примерно 90% жира, вносимого с катализатором), по
заводским данным, приведен в табл. 57.
Таблица 57
Состав отработанного катализатора
Наименование компонента Состав отработанного катализатора Состав осадка после разварки
до обезжиривания после обезжиривания
в % в кг в % в кг в % в кг
Металлы (никель + + медь) 13,2 126,35 11,3 124,69 1,0 9,98
Жир 60,0 576,00 5,3 58,00 4,3 40,00
Инфузорная земля и другие примеси 26,8 257,65 23,4 257,31 24,7 230,02
Влага — — 60,0 660,00 70,0 653,00
Итого . . . 100 960,00= 100,0 1100,00 100,0 933,00
При обезжиривании и регенерации выделяется следующее
количество жира.
При обезжиривании 518 кг (576—58), в том числе:
а) чистого жира 95%, или 492 кг. Этот саломас добавляется
к техническому саломасу;
б) жира в промежуточном слое и в промывных водах 5%,
или 26 кг. При разварке катализатора извлекается дополнитель-
но саломаса II сорта примерно 18—20 кг. Жир из промежуточ-
ного слоя и выделяющийся при разварке идет как технический
саломас II сорта.
Всего выход саломаса (красный саломас) от регенерации
катализатора равен 536 кг (518-% 18), или 5,36 кг на 1 г техни-
ческого саломаса, соответственно 2,68 кг на 1 т Пищевого сало-
маса; безвозвратные потери жира при обезжиривании и развар-
ке составляют 40 кг (576—536), или 0,4 кг на 1 т технического
и 0,2 кг на 1 т пищевого саломаса.
284
Расход соли на обезжиривание 1 г отработанного катализа-
тора составляет, по практическим данным действующих заво-
дов, С=300 кг. Соль вводится вубиде 20%-ного раствора. Объем
вводимого солевого раствора
V. = ....3—- = 1300 л = 1,30 м3,
1 0,2т 0,2-1,15
где у — удельный вес солевого раствора; у=1,15 кг)л.
Расход кальцинированной соды на 1 т отработанного катали-
затора равен С(-) =100 кг. Сода вводится в виде 5%-ного раство- •
ра. Объем раствора кальцинированной соды
1% = =---—-------= 1844 л = 1,85 м3,
0,05т! 0,05-1,052
где Yi — удельный ’вес содового раствора; yi = 1,052 кг)л.
На 1 кг никеля в катализаторе на данной операции расхо-
дуется:
поваренной соли
300-96(1 n п
С, =---------— 2,9 кг-,
100-1000
кальцинированном соды
г ЮС-960 , Л
Са, =-------1,0 кг.
100-1000
Разварка катализатора с серной кислотой произво-
дится двукратно. При этом из отработанного катализатора, при
условии его предварительного обезжиривания, удается извлечь
более 90% металлов.
На регенерацию поступает металлов
Кт, = Кт — Пж = 126,35 — 1,66 = 124,69 кг,
в том числе никеля Nip3 =93,75 кг и меди Сир3=ЗО,94 кг.
Кроме того, в отработанном катализаторе находятся примеси
железа в количестве около 30% от веса никеля;
Fe = Ni„3-0,3 = 93,75-0,3 = 28,0 кг.
Растворение металлов в серной кислоте Дующим уравнениям: протекает по сле-
Ni -f- H2SO4 в N1SO4 + Н2.( ; 58,7 98 154,7 (4-17)
Си + H2SO4 = CuSO4 + ; 63,5 98 159,5 (4-18)
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 t. 55,8 98 151,9 (4-19)
285
На основании этих уравнений можно определить расход сер-
ной кислоты (в кг) на растворение 1 кг металлов.
Металлы Кислота 100%-ная 92%-ная (купо- росное масло)
Никель H2SO4 _ J2L 1,67 1,8
Медь N1 H2SO4 _ Си 58,7 98 = 63,5 = 1,54 1.7
Железо H,SO4 98 1,76 1,9
Fe 55,8
Расчет ведем из условия, что при разварке с серной кисло-
той должно растворяться: никеля 93,75 кг, меди 30,94 кг и желе-
за 28,0 кг. Расход серной кислоты на растворение этих количеств
металлов приведен в табл. 58.
Таблица 58
Растворение Расход серной кислоты (в кг) концентрацией
100% 92%
Никеля SH Меди SM . Железа 8Ж * 1,67-93,75=156,6 1,54-30,94=47,7 1,76-28,0=49,3 1,8-93,75=168,8 1,7-30,94=52,6 1,9-28 = 53,2
И т о г о S S' ... 253,6 274,6
Избыток серной кислоты при разварке в две фазы составляет
10% от теоретического:
== S S'-0,l = 253,6-0,1 = 25,4; 274,6-0,1 = 27,4.
Полный расход серной кислоты равен 279,0 (100%-ной) и
302 (92%-ной).
Расход серной кислоты на 1 кг никеля в катализаторе со-
ставляет 3,0 кг.
Избыток серной кислоты перед фильтрацией растворов ней-
трализуется содой по уравнению
H2SO4 + Na,CO3 = Na2SO4 + СО2 + Н2О. (4-20)
98 106
Следовательно, на нейтрализацию 1 кг свободной серной кис-
лоты необходимо затратить 95 %-ной соды
С = .Na; = 1,1 кг.
д> H2SO4-0,95 98-0,95
286
На нейтрализацию. 25,4 кг избыточной серной кислоты при
разварке катализатора необходимо дать кальцинированной со-
ды Сд, =25,4 • 1,1 = 28 кг.
Расход соды на данной операции на 1 кг никеля составляет
0,28 кг.
Очистка растворов сернокислых солей нике-
ля и меди. Полученный после разварки отработанного ка-
тализатора раствор сернокислых солей содержит металлов
Кт, ~ Кт, — Пр = 124,69 - 9,98 = 114,71 кг,
в том числе никеля Nim=86,25 кг и меди Cum=28,46 кг. Содер-
жание в растворе никеля 12—25 г/л и меди 4—8 г/л.
В качестве примесей в растворе находятся сернокислое за-
кисное железо в количестве 3,5—7,5 г/л, фосфорная кислота и
другие примеси, снижающие активность катализатора. Эти при-
меси удаляются из раствора при его очистке.
Путем окисления двухвалентное железо переводят в трехва-
лентное и осаждают его в виде гидрата окиси железа. При этом
происходит также осаждение нерастворимого в воде фосфорного
железа (FePO4).
Перевод двухвалентного железа в трехвалентное производит-
ся жавелевой водой, а осаждение его — кальцинированной со-
дой. Суммарное уравнение имеет следующий вид:
2 FeSO< + 2 NaOCl + 2 Na2CO., + 3 Н2О
2-151,9 2-74.5 2-106
-> 2 Fe (ОН), + 2 Na2SO4 + 2 СОг + 2 NaCl. (4-21)
i —
Из уравнения следует, что на перевод 1 кг железа из закис-
ного в окисное расходуется активного хлора
2С1 2-35
---=--------— 0,6 кг.
2 Fe 2-55,8
Учитывая расход активного хлора на побочные реакции, бе-
рем его с избытком — 35%, отсюда действительный расход ак-
тивного хлора на 1 кг железа
X = 1,35 = 0,6-1,35 = 0,8 кг.
Расход жавелевой воды
, п о 2 NaOCl Л 0 2-74,5 . _
Ф = 0,8------------ 0,8- —— = 1,7 кг.
2С1 2-35
Жавелевая вода готовится из хлорной извести и кальциниро-
ванной соды. Реакция протекает по уравнению
CaOCl2+Na2CO3 = СаСО3 + NaCl + NaOCl. .
127 106 - 74,5
(4—22)
287
При содержании активного .хлора в хлорной извести в коли-
честве 32% расход рядовой хлорной извести для перевода 1 кг
закисного железа в окисное
7 0,8 п г
И х =----= 2,5 кг.
х 0,32
Расход кальцинированной соды на приготовление 1 кг жаве-
левой воды
С' = . Na2C0»...... = —IP?— _ j 5 кг.
NaOCl-0,95 74,5-0,95
Соответственно на 1 кг железа Сд3"= Сд' ф=1,5-1,7=
=2,55 кг.
Расход кальцинированной соды на осаждение 1 кг железа
в виде гидрата окиси согласно уравнению (4—21)
с. = 2Na2CO3 = 2-106-- = 2 Q кг
д‘ 2Fe-0,95 2-55,8-0,95
Согласно технологической инструкции в раствор сернокисло-
го никеля и меди дается жавелевая вода с таким расчетом, что-
бы после очистки в нем осталось 3—5% закисного железа по
отношению к весу никеля. Таким образом, вес закисного желе-
за, подлежащего удалению,
Fe' = Fe - (Ni,„-0,03) = 28,0 - (86,25-0,03) = 25,4 кг.
Общий расход вспомогательных материалов на очистку рас-
творов составит:
1. Хлорной извести с содержанием 32% .активного хлора
Их = Fe' • И’х =,25,4 • 2,5 — 63,5 кг Icy тки.
2. Кальцинированной соды:
на приготовление жавелевой воды
Сйа =Fe' • С'д~= 25,4 • 2,55 = 65 кг/сутки,
на осаждение железа
Са, — Fe'-C^ = 25,4-2,0 = 50,8 кг/сутки.
Суммарный расход соды на очистку
Сд, + Сд, = 65 4- 50,8 = 115,8 кг)сутки.
Расход хлорной извести на очистку регенерированных рас-
творов в пересчете на 1 кг никеля в катализаторе составляет
0,63 кг/кг; соответственно расход кальцинированной соды —
1,1 кг! кг.
288
Отфильтрованный осадок (желтая грязь) содержит 8—10%
железа, что составляет
Fp' 4
О — — = —— = 320 кг1сутки.
0,08 0,08 z
Осаждение углекислых солей никеля и меди.
Раствор сернокислых солей после очистки содержит металлов
= Кт, ~пч = \ 14,71 - 8,31 = 106,4 кг,
в том числе Nioc= 80 кг и Сиос =26,4 кг.
В очищенный раствор до осаждения добавляют свежие сер-
нокислые соли никеля и меди для компенсации потерь металлов
в производстве. Согласно данным, приведенным выше, потери
составляют: никеля Ni^=25 кг и меди Си,, =8,25 кг. Общее ко-
личество металлов, поступающих на осаждение, составляет
(в кг):
~ Nioc Nin === 80 -Р 25 — 105 кг
Си „у, == Cupp -р Си„ = 26,4 -р 8,25 = 34,65 кг
Итого 139,65 кг—Кт,
Вес сернокислых солей этих металлов, находящихся <в рас-
творе, согласно уравнениям (4—17) и (4—18) составит:
сернокислого никеля
= 105-^ =275 кг:
. ол Ni 58,7.
сернокислой меди
Си0Л-^^ = 34,65 • ^ = 88 6 кг.
ол Си 63,5
Содержание металлов в растворе, направляемом на осаж-
дение, должно быть при фильтрации на рамных фильтрпрессах
«1=7 г/л и при фильтрации на вакуум-фильтрах О2=10 г)л.
Наиболее достоверным следует считать, что при взаимодей-
ствии растворов соды, сернокислого никеля и сернокислой меди
получаются основные карбонатные соли:
2 NiSO4 + 2 Na»CO3 + Н2О = Ni2(OH)2 СО3 + 2 Na2SO4 + СО2; (4—23)
2-154,7 2-106 211,4
2 CuSO4 4- 2 Na2CO8 4- Н2О — Cu2 (ОН)2 СО34-
2-159,5 2-106 221
4- 2 Na2SO4 4- СО,- (4-24)
19 Зак. 1306 289
Согласно уравнению (4—23) расход кальцинированной со-
ды на перевод 1 кг сернокислого никеля в основную углекис-
лую соль (при чистоте соды 95%)
Cd = - NaiC°3 =--------—----= 0,72 кг.
NiSO4-0,95 154,7-0,95
Соответственно на перевод 1 кг сернокислой меди согласно
уравнению (4—24)
С = ... - = о до кг.
д‘ CuSO4-0,95 159,5-0,95
Расход кальцинированной соды на перевод всего количества
сернокислого никеля и меди, содержащегося в растворе, в ос-
новные углекислые соли при избытке в 10% от теоретического
составит (солями железа ввиду их незначительного количества
пренебрегаем):
Cds = (0,72-275 + 0,70-88,6) 1,1 = 286 кг!сутки.
Расход соды при осаждении на 1 кг никеля в катализаторе
составит 2,86 кг.
В осадок, за вычетом потерь при осаждении и промывке, пе-
реходит металлов
/сот5 = кт, — По^ 139,65 — 3,33 = 136,32 кг,
в том числе:
NiKC = — 2,5 = 105 — 2,5 = 102,5 кг;
Спкс = Сиол — 0,85 = 34,65 — 0,85 = 33,82 кг.
Выход основных карбонатных солей согласно уравнениям
(4—23) и (4—-24) составит:
а) из 1 кг никеля
Ni2(OH)8CO3 = 211,4 = j 8 кг,
2 Ni 2-58,7
б) из 1 кг меди
Сиг(ОН)г СО, = 221 _ j 74
2 Си 2-63,6
Общий вес основных карбонатных солей в кг:
никеля 102,5-1,8= 184,5
меди 33,82-1,74 = 58,8
Итого 0^=243,3 кг
Карбонатные соли осаждаются на носителе при соотношении
металлов к носителю 1 : 1,5. В качестве носителя принимается
290
предварительно отмученная инфузорная земля. Расход отмучен-
ной инфузорной земли И0~Кт-, -1,5=136,32-1,5 = 205 кг.
При отмучивании инфузорной земли из нее удаляется при-
мерно 6% посторонних примесей. Расход инфузорной земли
И = И0 :0,94=205 :0,94«з220 кг, что составит 2,2 кг на 1 кг ни-
келя в катализаторе. Количество суспензии, подаваемой в оса-
дочный чан, мри концентрации инфузорной земли К=20% со-
ставит У3=И() : К = 205 : 0,2 = 1000 л.
Приводим вес и состав снятого с вакуум-фильтра осадка при
его влажности 80% (табл. 59).
Таблица 59
Соста в осадка в
Наименование % кг Примечание
Карбонат никеля Карбонат меди Инфузорная земля Сульфат натрия Влага1 8,0 2,6 9,0 0,4 80,0 184,5 58,8 205,0 9,7 1832,0 Вес сухих ве- ществ Go = 458 кг
Итого . . . 1 Влажность осадка при фил 65-70%. 100,0 ьтрации 2290,0=6 на рамных фильтрпрессах
Сушка катализатора. Согласно схеме производства
сушка катализатора производится в распылительной башенной
сушилке. По данным ВНИИЖа, для обеспечения транспорта-
бельности концентрация твердых веществ в водной суспензии,
подаваемой в сушилку, не должна превышать 70—90 г/л. При-
нимаем концентрацию твердых веществ ас =70 г/л. - Тогда об-
щий вес водной суспензии, поступающей на сушилку,
r, Go-1000 458-1000
Gr ~ ------ =--------—- 6543 кг.
' ас 70
Содержание влаги в водной суспензии
W - Gc - Go = 6543 - 458 -.6085 кг, или 93°/0.
В высушенный катализатор за вычетом потерь при сушке пе-
реходит металлов (в кг)
Кт, = кт, — Пс = 136,32 -3,32 = 133,
в том числе:
Ni* = Niw - 2,5 = 102,5 — 2,5 = 100;
Cux = Cuw - 0,82 = 33,82 — 0,82 = 33.
19*
291
Вес основных карбонатных солей (в кг):
никеля Ni\• 1,8=100• 1,8= 180;
меди Снк • 1,74 = 33 • 1,74=57,4.
Состав высушенного катализатора приведен в табл. 60.
Таблица 60
Наименование Состав высушенного катализатора в
% иг
Карбонат никеля 35,9 180,0
Карбонат меди 11,4 57,4
Инфузорная земля 40,8 205,0 , G"
Сульфат натрия 1,9 9,7
Влага 10,0 50,2
100,0 502,3= =0'
Количество испарившейся влаги Wa—W—50,2 = 6085—50,2?=^
^=-'6035 кг.
Восстановление катализатора. В реторту для вос-
становления катализатора подается масляная суспензия. Масло
добавляется с таким расчетом, чтобы восстановленный катали-
затор содержал 5% никеля. Количество масла
= _(Ni* + Сик+^0) =
= юо.100 __(100 + зз + 205) = 1662 кг.
5
Общий вес масляной суспензии, подаваемой в реторту на
восстановление, равен Жо +С'=1662-(-502,3=2164,3 кг.
Расход масла на 1 кг никеля в катализаторе равен 16,6 кг.
При восстановлении катализатора основные углекислые соли
никеля и меди под действием высокой температуры разлагаются,
а образовавшиеся окислы металлов восстанавливаются водоро-
дом до металлов. Уравнения реакций, протекающих при этом,
следующие:
Ni2 (ОН)2СО3 — 2 N1O + Н2О + СО2; 211.4 2-74,7 (4-25)
Сщ (ОН)2 СО3 - 2 СиО + Н2О + СО2; 221 2-79,5 (4-26)
NiO + Н5 = Ni + Н2О; 74,7 2,0 58.7 (4-27)
СиО + Н2 = Си + Н2О. 79,5 2,0 63,5 (4-28)
292
Из уравнения (4—25) следует, что при разложении 1 кг ос-
новной карбонатной соли никеля образуется
-----2P*i0---— 2'7-- = о,71 кг окиси никеля;
Ni2(OH)2CO3 211,4
соответственно из уравнения (4—26) при разложении медной
соли
—2 Си0-------= ,2'79’^ == 0,72 кг окиси меди.
Сп2(ОН)2СО2 211,4’
Расход водорода в кг на восстановление 1 кг окиси:
никеля В1 = = о,ОЗ; NiO 74,7
меди В2 = = — = 0,025. СиО 79,5
Количество окислов, образующихся при разложении основных
карбонатных солей металлов, загруженных в рёторту, составит:
окислы никеля 180-0,71 = 128 кг\
окислы меди 57,4-0,72 = 41,3 кг.
Расход водорода на восстановление окислов металлов
В' = 128 4-52-41,3 = 0,03-128 4-0,025-41,3 = 5 кг
Для интенсификации процесса восстановления и с учетом
продувок в реторту подается двойное против теоретического ко-
личество водорода:
В = 25' = 2-5=10 кг.
Объем сухого газа (при 0° и 760 мм рт. ст.) при чистоте элек-
тролитического водорода т]=99,8% согласно уравнению (4—2)
Вес водяного пара в газе при относительной влажности во-
дорода <р=1.
lK = Ve-4,93 = 112-4,93 = 442 г = 0,442 кг,
где 4,93 — вес водяного пара в г на 1 .и3 сухого водорода при
0° и 760 мм рт. ст. (табл. XXIV).
Объем водорода и газообразной влаги при 20° и 760 мм
рт. ст.
v^(v9+w^\. =
\ / \ 273 /
112 + 0,442- — ) • [273 + 2(Ц 121 м»,
18 / \ 273 /
293
Расход водорода на 1 кг никеля в масляном катализаторе
Результаты расчетов расхода материалов на приготовление
медно-никелевого катализатора сводим в табл. 67.
Материальный расчет приготовления
катализатора из формиата никеля
Как и в предыдущем случае, все расчеты ведем на приготов-
ление Ni/f=100 кг никелевого катализатора. Отношение никеля
к инфузорной земле 1:1; содержание никеля в готовом масля-
ном катализаторе 5%. Потери никеля в производстве, компенси-
руемые добавлением свежих солей, составляют 30—35% от ко-
личества, содержащегося в свежем катализаторе.
Суточный расход никеля на покрытие потерь Ni/;= Ni*. -0,30=
= 30 кг; в переводе на сернокислую соль никеля (NiSO4-7H2O)
составит:
~ NL.-100 30-100
Ом= = 145
где а — содержание никеля в семиводной соли.
Потери никеля в производстве при работе* с катализатором,
приготовленным из формиата никеля, распределяются примерно
следующим образом (табл. 61).
Таблица 61
Потери никеля в катализаторе (на 100 кг металлического никеля
в катализаторе)
Наименование операций Потери в % Абсолютное количество в кг
к весу металла в катализаторе к сумме потерь
Гидрирование и фильтрация сало- маса Ni; . . . . . 6,0 20,0 6,0
Обезжиривание катализатора Ni„f 1,5 5.0 1.5
Разварка катализатора Nip .... 5,4 18,0 5,4
Очистка раствора сернокислого никеля Ni4 7,2 24,0 7,2
Перевод сернокислого никеля в углекислый 0,6 2,0 0,6
Перевод углекислого никеля в сернокислый Niy о.з 1,0 0,3
Осаждение формиата никеля Nio 4.5 15,0 4,5
Суш^са формиатных солей Nic , . 3,0 10,0 3,0
Разложение в реторте Nie .... 1,5 5,0 1,5
Итого . . . 30,0 100,0 30,0
294
Расчеты [выходов полупродуктов и расхода материалов
начинаем с регенерации металлов из отработанного катали-
затора.
Обезжиривание отработанного катализато-
р а. На обезжиривание, согласно данным, приведенным в табли-
це 61, за вычетом потерь никеля при гидрировании и фильтра-
ции, поступает Ni^ — NiK — Niz =100—6=94 кг.
По заводским данным, отработанный катализатор имеет сле-
дующий состав (табл. 62).
Таблица 62
Состав отработанного катализатора до и после обезжиривания
Наименование компонента До обезжиривания в После обезжиривания в
% кг и кг
Никель 12 94 13,8 92,5
Жир 72 564 8,4 . 56,5
Инфузорная земля и другие примеси 16 125 17,8 120,0
Влага — 60,0 403
Итого . . . 160 783 100 672
При обезжиривании извлекается жир в количестве 564—
56,5=507,5 кг, в том числе свободного жира 95%, или 482 кг;
жира в промежуточном слое и промывных водах 5%, или
25,5 кг.
При разварке извлекается дополнительно 18—20 кг жира.
Всего при обезжиривании и разварке извлекается жира
525,5 кг. Потери жира составляют 564—525,5=38,5 кг.
Расход соли на обезжиривание 1 т отработанного катализа-
тора С=300 кг; на обезжиривание 783 кг соответственно 235 кг.
Расход кальцинированной соды на обезжиривание 1 т отрабо-
танного катализатора С'д, =100 кг, а на суточное количество
Сд, =78 кг.
На 1 кг никеля в катализаторе расходуется соли 2,35 кг, каль-
цинированной соды 0,78 кг.
Разварка катализатора. Согласно данным, приве-
денным в табл. 61, после обезжиривания на разварку поступает
Nip3 = Nio6-— Ni.w =94,0—1,5=92,5 кг.
При разварке осадка серной кислотой извлекается железо в
количестве примерно 15% от веса никеля. Количество железа,
переходящего в раствор, Fe = Nip3-0,15 = 92,5-0,15 = 14,0 кг.
Расход серной кислоты, соды, жавелевой воды и других ма-
295
териалов -на растворение металлов никеля и железа, на очистку
растворов и осаждение углекислых солей принимаем, пользуясь
данными, приведенными на стр. 285—290.
Расход серной кислоты на растворение -металлов приведен в
табл. 63.
Таблица 63
Растворение Серная кислота (в кг) концентрацией
100* 92 %
Никеля SK 1,67-92,5 = 151,5 1,8-92,5 = 167,0
Железа 8Ж 1,76-14=24,7 1,9-14=26,6
И т о г о 2 S' ... 176,2 193,6
Избыток серной кислоты при разварке составляет 10% от тео-
ретического и равен:
Sa = ES'-0,l = 176,2-0,1 = 17,6; 193,6-0,1 = 19,4.
Полный расход серной кислоты равен 193,8 (100%-ной) и
213,0 (92%-ной).
Расход кальцинированной соды для нейтрализации избытка
17,6 кг серной кислоты Сйа = 17,6-1,1 = 19,3 кг.
Очистка растворов производится так же, как и при
работе с медно-никелевым катализатором. Пользуясь данными,
приведенными на стр. 288, находим, что в окисное железо необ-
ходимо перевести Fe'=Fe—( Nip3 -0,03) = 14—(92,5-0,03) =
= 11 кг]сутки железа. Для этого необходимо израсходовать жа-
велевой воды Fe'-ip =11-1,7=18,7 кг или рядовой хлорной из-
вести Fe' • И'х=11 -2,5=27,5 кг]сутки.
Кальцинированной соды на изготовление жавелевой воды
требуется 6%=Fe'• С%;1=11 • 2,55 = 28 кг) сутки. Расход соды
на осаждение железа Cd,=Fe' • С"д, =11 -2,0 = 22,0 кг]сутки.
Перевод сернокислого никеля в углекислый.
Для получения концентрированного раствора сернокислого нике-
ля (100 а/л металлического никеля) полученные после очистки
слабые растворы сернокислого никеля переводят в углекислые
соли, а последние растворяют в крепкой серной кислоте.
На осаждение углекислых солей поступает очищенный рас-
твор сернокислого никеля с содержанием металла Nim= Nip3—
— (Nip + Nla) =92,5—(5,4 + 7,2) =79,9 кг. Кроме того, на осажде-
ние также поступают маточные растворы и промывные воды с
296
содержанием 40,2 кг никеля (см. стр. 298). Всего на осаждение
карбоната никеля поступает Bioc=79,9 + 40,2=120,1 кг никеля.
Расход соды с избытком в 10% на осаждение карбоната ни-
келя
= 120,1
^^•0,72) 1,1 = 247 кг[сутки.
58,7 /
Расход соды на 1 кг никеля в катализаторе равен 2,50 кг.
Содержание никеля в осадке, снимаемом с фильтрпресса,
Ni„ = Nioc — NL = 120,1 — 0,6 — 119,5 кг.
Растворение углекислого никеля в серной
кислоте протекает по уравнению
NiCO3 + HjSO4 = NiSO4 + СО, + H,O. (4-29)
: Расход серной кислоты (купоросного масла) на растворение
1 кг никеля (см. стр. 286) равен 1,8 кг.
Расход купоросного масла на растворение 119,5 кг никеля
5, = 1,8 = 119,5-1,8 = 215 кг.
Расход серной кислоты на данной операции на 1 кг никеля
в катализаторе равен 2,15 кг.
Выход концентрированного раствора сернокислого никеля в
пересчете на металл
Ni^ = Ni^ — Niv = 119,5-0,3 = 119,2 кг.
Осаждение формиата никеля. Осаждение форми-
ата никеля производится формиатом натрия, предварительно об-
работанным 10 %-ной серной кислотой для нейтрализации содер-
жащихся в нем примесей.
Реакция осаждения формиата никеля представлена следую-
щим уравнением:
NiSO4 + 2 NaHCOO ~I Ni (HCOO)a + Na,SO4. (4—30)
154,7 2-68 148,7
Согласно приведенному уравнению расход формиата натрия
(считая на химически чистый) с избытком 5% на 1 кг никеля
n„ 2NaHCOO-l,05 2-68-1,05 о
равен ------------— —--------- =2,43 кг.
Ni 58,7
Расход технического формиата натрия (чистота 87%) на 1 кг
2 43
никеля равен —:—- =2,79 кг.
1 0,87
Вследствие обратимости реакции, а также из-за частичного
растворения формиата никеля в воде осаждение никеля в виде
297
его формиатной соли не идет количественно. По практическим
данным, выход формиата никеля при осаждении составляет 70%.
Общее количество осаждаемого в аппарате никеля.
Ni = <Ni«+ Njr+ W 100 = (100 + 3+1,5)100 = 14g 2 кг
5 70 70 ’ '
При осаждении никель распределяется примерно следующим
образом:
в % в кг
в осадке — №0Л..................... 70 104,5
в маточном растворе................ 17 25,2
в промывных водах ................. 10 15,0
потери при осаждении и промывке Nio 3 4,5
Итого .. . 100 149,2
На осаждение поступает концентрированный раствор от ре-
генерации в количестве Ni^ =119,2 кг и раствор сернокислого
никеля, приготовленный из свежих кристаллов для компенсации
потерь, Nin=30 кг.
Согласно уравнению (4—30) из 1 кг никеля образуется
№ (НСО_О)Х== Ж_7 д 2 54 кг формиата никеля,
Ni 58,7 н
а из 104,5 кг никеля G$ =2,54• 104,5=265 кг формиата никеля.
Расход технического формиата натрия
0m=:Ni-2,79 = 149,2«2,79 = 416 кг/сутки.
Расход технического формиата натрия на 1 кг никеля в ка-
тализаторе— 4,16 кг.
Технический формиат натрия содержит примеси: Na2CO3—
9,0%; NaOH—1,0% и Na2S—0,6%. Чтобы реакция протекала в
нужном направлении, эти примеси надо перевести в сульфаты.
Для этого формиат натрия до ввода его в осадочный чан обра-
батывают серной кислотой. Реакции, происходящие при этом,
можно изобразить следующими уравнениями:
NaaCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + СОа + Н2О; (4-31)
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2 Н2О; (4-32)
Na2S + H2SO4 = Na2SO4 + H2S. (4-33)
Общее содержание примесей в пересчете на карбонат натрия
составляет 10,5%.
На обменную реакцию с 1 кг кальцинированной соды необ-
ходимо —1+SQ<— _ —98— —о 98 кг серной кислоты (купо-
Na2CO,-0,92 106-0,92 1 v }
298
росного масла). На обработку всего количества формиата натрия
расход серной кислоты
S3 = 0,105 Фт-0,98 = 0,105-416-0,98 = 43 кг]сутки.
Расход серной кислоты на обработку формиата натрия в
расчете на 1 кг никеля в катализаторе равен 0,43 кг.
Перед осаждением формиата никеля в концентрированный
раствор сернокислого никеля добавляется отмученная инфузор-
ная земля в количестве, примерно равном весу никеля в готовом
катализаторе,
Ио — NiK = J00 кг.
Расход товарной инфузорной земли при содержании в ней
посторонних веществ 6 %
И — И0‘. 0,94 — 100 :0,94 = 106 кг/сутки.
Расход инфузорной земли на 1 кг никеля в катализаторе ра-
вен 1,06 кг.
После осаждения, последующей промывки и продувки осадка
воздухом получают катализаторный жмых, который содержит
(по практическим данным):
в % в кг
формиат никеля . 63 265,0
инфузорную землю . . 24 100,0
сульфат натрия . . . 2 8,0
влагу 11 46,0
Ит го . . . 100 419=0
Сухих веществ в катализаторном жмыхе GО=373 кг.
Сушка катализатора. Сушка формиата никеля про-
изводится в вакуум-сушильном шкафу.
Количество осадка, поступающего на сушку в вакуум-сущиль-
ный шкаф, G =419 кг. Начальная влажность осадка d1=.ll%,
конечная rf2 = 3%. Количество испаряющейся влаги в вакуум-
сушильном шкафу определяется уравнением
W = G fl - = 419 (1 — 1ООСС1!Л = 35кг, (4-34)
\ 100— dt) I 100 —З/ ' 7
Содержание влаги в высушенном катализаторе
ГО = 46-35= И кг.
В высушенный катализатор, за вычетом потерь при сушке,
переходит никель
Nig- = Ni0?2 — Nic = 104,5 — 3= 101,5 кг.
Вес этого количества никеля в пересчете на формиат никеля
О/ —2,54-101,5 = 257 кг.
299
В результате сушки и размола получается порошок пример-
но следующего состава (табл. 64).
Таблица С 4
Наименование Состав в
% Ki
Формиат никеля . . . 68,3 257
Инфузорная земля . . 26,6 100
Сульфат натрия . . . 2,1 8,0
Влага\Уо 3,0 11,0
Итого . . . 1С0 376,0=G'
Сухих веществ в катализаторном порошке Go' =365 кг.
Разложение катализатора. В реторту для разложе-
ния подается суспензия никеля в масле. Масло подается с таким
расчетом, чтобы в готовом катализаторе содержалось 5% ни-
келя.
' Количество масла определяется из уравнения
^о = Лк 100_(Мк+Яо)==
5
= 100’10^ - (100 + 100) = 1800 кг! сутки.
5
Расход масла на 1 кг никеля в катализаторе равен 18,0 кг.
Общий вес 'Масляной суспензии, подаваемой в реторту на раз-
ложение, равен 1800+376=2176 кг.
Распад формиата никеля происходит по уравнениям:
Ni (HCOO), - Ni + 2СОа + Н2; (4-35)
148,7 2-44 2,0
Ni (НСОО)а — Ni + СО2 + СО + Н2О. (4-36)
148,7 44 28 18
Согласно литературным данным, по первой реакции распа-
дается около 75% формиатной соли никеля и по второй — 25По-
следовательно, в результате обеих реакций при разложении
1 кг формиата никеля выделяется следующее количество про-
дуктов (табл. 65).
Количество продуктов реакции, которое выделяется при раз-
ложении формиата никеля №+=101,5 кг показано в табл. 66
300
Таблица 65
Продукты реакции В кг на 1 кг В л8 (при 0® и 760 мм рт. ст. на 1 кг нике- ля
формиата никеля никеля
Углекислота 0,52 1,30 0,660
Окись углерода 0,05 0,12 0,100
Водород 0,01 0,03 0,300
Водяной пар 0,03 0,07 0,087
Т а блица 66
Продукты реакции В кг В жа (при 0° и 760 мм рт. ст.)
Углекислота 132,0 67,0
Окись углерода . . . 12,2 10,0
Водород 2,6 30,5
Водяной пар 7.1 8,8
При работе под вакуумом в конце процесса разложения
катализатора производится продувка водородом в количестве
1—1,2 м3 на каждый килограмм металлического никеля в ката-
лизаторе.
Расходные нормы сырья сводим в табл. 67.
Сравнивая приведенный в табл. 67 расход материалов на при-
готовление медно-никелевого и формиатникелевого катализато-
ров, отмечаем несколько больший расход сернокислого никеля
и серной кислоты на приготовление формиатникелевого катали-
затора, а также расход формиата натрия при отсутствии расхо-
да меди и сокращении расхода кальцинированной соды и неко-
торых других материалов. Следовательно, критерием при выборе
катализатора является не расход материалов, а требования к са-
мому катализатору.
РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Расчет оборудования катализаторного цеха ведем по схеме,
принятой для медно-никелевых солей.
Автоклав для обезжиривания отработанного
катализатора
Аппарат служит для обезжиривания отработанного катали-
затора при температуре 105—107° и давлении 0,3—0,5 ати в
присутствии растворов кальцинированной соды и поваренной
соли.
301
Таблица 67
Расходные нормы сырья и материалов на приготовление катализаторов
Наименование материала Расход в кг на металлический никель
медно-никелевый катализатор формиатникелевый катализатор
на 100 кг на 1 кг на 100 кг на 1 кг
Сернокислый никель 121,4 1,2 145,0 1,45
Сернокислая медь 31,1 0,3 — —
Технический формиат натрия . — — 416,0 4,16
Серная кислота концентрацией 92% . 302,0 3,0 471,0 4,71
Кальцинированная сода 529,8 5,3 394,3 3,94
в том числе: на обезжиривание отработан- ного катализатора 100,0 1,0 78,0 0,78
на нейтрализацию избытка серной кислоты при развар- ке 28,0 0,3 19,3 0,19
на очистку сернокислых рас- творов . 115,8 1,1 50,0 0,50
на осаждение основных кар- бонатных солей ... 286,0 2,9 — —
на осаждение карбоната нике- ля из регенерированного и маточного растворов и про- мывных вод 247,0' 2,47
Хлорная известь (содержание ак- тивного хлора 32%) 63,5 0,6 27,5 0,30
Инфузорная земля 220,0 2,2 106,0 1,06
Поваренная соль . . • . . • • . . 290,0 2,90 235,0 2,35
Масло рафинированное 1662,0 16,6 1800,0 18,00
Водород в м3 ..... • 120,0 1,2 120,0 1,20
Автоклав (рис. 62) — стальной сварной цилиндрический аппа-
рат со сферической крышкой и коническим дном, с паровой ру-
башкой поверхностью 5,6 л2. Механическая мешалка имеет при-
вод от электродвигателя через редуктор.
Аппарат снабжен необходимым количеством контрольно-из-
мерительных приборов и штуцеров.
Для определения емкости и количества автоклавов принима-
ем, что единовременная загрузка отработанного катализатора
в автоклав составляет примерно G^—l т (максимальное суточ-
ное количество).
По практическим данным действующих заводов, для обработ-
ки 1 т катализатора в автоклав поступает в виде 5%-ного рас-
твора кальцинированная
сода в количестве Ср =
= 100 кг и 20 %-кого рас-
твора — поваренная соль
в количестве С = 300 кг.
Объем материалов,
загружаемых в автоклав,
определяется следующим
образом:
а) объем отработан-
ного катализатора
У3 = ^2- = — = 0,91 м\
3 у 1100
где у — удельный вес ка-
тализатора;
у = 1100 кг/м3;
б) объем раствора
кальцинированной соды,
согласно данным мате-
риального расчета, V2=
= 1,85 ж3;
в) объем раствора по-
варенной соли Vt = 1,30 ж3.
Объем, занимаемый
материалами, загружае-
мыми единовременно в
автоклав,
V =V]+y2+V3«=l,30 +
+ 1,85 + 0,91 ^4,1 м\
Полный объем авто-
клава с учетом коэффи-
циента заполнения <р = 0,7.
7ОО --4—----------2200-
Рис. 62. Автоклав для обезжиривания
отработанных катализатора и отбельной
глины:
/»— корпус: 2—паровая рубашка; 3—мешалка;
4—привод; 5—штуцер для спуска жира и сред-
него слоя; 6—штуцер для спуска содо-солевого
раствора; 7—штуцер для спуска осадка; 8—
штуцер для подачи растворов соды и соли;
9—штуцер для подачи пара; 10—штуцер для
отвода конденсата.
у_
4,1
0,7
= 6 м\
Принимаем к установке автоклаве размерами: диаметр 1,8 ж.
высота цилиндра 2,2 м, высота конуса 0,7, полный объем 6,3 ж3.
303
Для определения необходимого количества аппаратов прини-
маем следующий режим работы автоклава (в мин.).
Загрузка катализатора и раствора
соды . •..................... 20
Нагрев и перемешивание массы . . 270
Ввод 20^-ного раствора соли . . 15
Отстаивание . . •.............480
Спуск среднего слоя...........10
Спуск жира •.................. 10
Ввод горячей воды для промывки,
4 раза (4X20)................. 80
Перемешивание, 4 раза (4x20) . . 80
Отстаивание, 4 раза по 4 час, 20 мин.
(4X260)...................• . 1040
Слив воды, 4 раза (4X10) .... 40
Выдавливание................... 25
Итого. . . 1920 мин.=тц
Производительность одного аппарата согласно уравнению
(2-3)
„ О„т„-60 1-24-60 n I
G„ = ---=---------= 0,75 т сутки.
а тц 1920 ' Z
Количество необходимых аппаратов определяется по форму-
ле (2—11)
Gc 0,960 . о о
п = — =»-----“1,3; принимаем 2 аппарата;
Ga 0,75 ’ ’ е
Ос — суточное количество отработанного катализатора, на-
правляемого на обезжиривание; Gc =0,960 т (ом. табл. 57).
Разварочный чан
Чан служит для разварки обезжиренного отработанного ка-
тализатора с серной кислотой для перевода никеля и меди в
раствор. Разварка производится острым паром давлением
2 ати при температуре массы 90—95° и при интенсивном пере-
мешивании воздухом.
Аппарат (рис. 63) стальной сварной цилиндрический с ко-
ническим дном. Для защиты от коррозии внутренняя поверх-
ность чана футерована в два слоя кислотоупорной плиткой на
кислотостойкой (диабазовой) замазке. Чан снабжен плоской
крышкой, вытяжной трубой, барботерами для воздуха и пара,
шарнирной трубой для счерпывания всплывающего жира и не-
обходимыми штуцерами. Аппарат рассчитан для работы при
атмосферном давлении.
304
Согласно материальному расчету, на
обезжиренный катализатор в количестве
металлов Кт1 =124,69 кг[сутки, в том
—93,75 кг и меди Cup3 =30,94 кг.
регенерацию поступает
1100 кг с содержанием
числе никеля Nip3 =
Рис. 63. Разварочный чан:
1—корпус; 2i—конус; 3—крышка; 4—
вытяжная труба; 5—футеровка; 6 -
барботер для пара; 7—шарнирная
труба.
Принимаем, что едино-
временно запружается в
разварочный чан полови-
на суточного количества
обезжиренного катализа-
тора, или 550 кг с содер-
жанием gi = 47 кг никеля,
£2=15,5 кг меди.
Разварка катализато-
ра серной кислотой про-
изводится в две фазы.
Поднимаем, что ib 1-й
фазе разварки 90.% нике-
ля и 10% меди переходит
в раствор. По данным
действующих заводов,
полученный раствор сер-
нокислого никеля и меди
после разбавления его
водой и нейтрализации
избыточной серной кисло-
ты содой содержит а =
=15 г!л металлов.
Объем раствора серно-
кислого никеля и меди
после 1-й фазы развар-
ки
(gt 0,9+g,-0,1)1000 =
(47-0,9 + 15,5 0,1)1000 293q л = 2,9 Л3.
15
Объем раствора сернокислого никеля и меди, образующегося
во время 2-й фазы разварки,
(47-0,1 + 15,5-0ДНС00 = д
2 15
Полный объем разварочного чана определяется по объему
раствора сернокислого никеля, получаемого после 1-й фазы раз-
варки, а именно:
V, 2,9 . о ,
Vc— —- = — = 4,2 х3.
• f 0,7
20 Зак . 1306
305
Принимаем к установке разварочный чан со следующими
размерами: диаметр внутренний 1,6 м; высота цилиндра 2,5 м\
высота конуса 0,45; полный объем 4,7 м3.
Режим работы разваренного чана слагается из следующих
операций (в мин.):
1-я фаза разварки
Загрузка................... 20
Нейтрализация свободной
щелочи серной кислотой . 15
Нагрев до 95“.............. 60
Отстаивание и слив жира . . 120
Отсасывание прозрачного рас-
твора . • . . . .... 15
Подача сериой кислоты . . 15
Первая разварка .......... 120
Разбавление водой .......... 20
Нейтрализация избытка сер-
ной кислоты содой .... И
Отстаивание............ 60
Отсасывание раствора серно-
кислого никеля........... 20
2-я фаза разварки
Подача серной кислоты иа
вторую разварку......... 15
Загрузка желтого ©садка с
фильтрпрессов .......... 15
Разварка..................900
Нейтрализация избытка сер-
ной кислоты содой .... 15
Слив раствора с осадком в
жироловушку............. 15
И того......480
Итого. . • . . 960
Всего на обе фазы хц =1440 мин., или 24 часа.
Число потребных аппаратов
_ Ni/)3T4= 93,75-24 = 2
Л-24 47-24
Учитывая агрессивность среды, к установке принимаем 3 ап-
парата, из которых один резервный.
Чан для очистки растворов сернокислых
солей никеля и меди
Чан служит для очистки регенерированных растворов серно-
кислого никеля и меди от примесей (железа, фосфора и др.),
снижающих активность катализатора. Примеси окисляют жаве-
левой водой и затем переводят в осадок, который удаляется из
раствора фильтрацией. Конструкция чана для очистки такая же,
как и разварочного.
Согласно материальному расчету, на очистку поступает ipac-
твор сернокислого никеля и меди с общим содержанием метал-
лов Кт, = 114,71 кг. После очистки в растворе остается металлов
Кт, = 106,4 кг.
Практикой установлено, что очищенный раствор сернокислых
солей никеля и меди содержит в среднем 10 г!л металлов. Объ-
ем очищенного раствора
<z— ^«,-1000 106,4-1000 1ЛС ,
v i= —! =--------------= 10600 л = 10,6л/’.
10 10 •
306
Для очистки растворов принимаем чан полной емкостью
4,7 м3, .рабочей емкостью 7=3,3 м3; конструкция и размеры чана
такие же, как и разварочного. Режим работы чана для очистки
в мин. следующий:
Заполнение.........................20
Отстаивание и спуск жира . . • 60
Нейтрализация раствора содой.......10
Нагревание раствора до 65°.........30
s Подача жавелевой воды и перемешива-
ние воздухом............................... 30
Нагревание раствора до £0°.........30
. Фильтрация...............................60
Число потребных чанов
п —
71тц 10,6-240 pg-
V-24-60 3,3-24-60 ’ ’
принимаем I аппарат.
Резервным служит третий
разварочный чан.
Чан для осаждения
карбонатных солей
Осаждение основных кар-
бонатных солей никеля и меди
производится 10%-ным раство-
ром соды при температуре 40°.
Носитель вводится в содовый
раствор перед осаждением.
Чан для осаждения (рис.
64) — стальной сварной вер-
тикальный цилиндрический с
коническим дном и плоской
крышкой аппарат. Внутренняя
поверхность его футерована
кислотоупорными плитками на
кислотоупорной замазке. Аппа-
рат снабжен пропеллерной ме-
шалкой и пеносбивателем с
приводом от индивидуального
электродвигателя через редук-
тор. Внутри чана имеются бар-
ботеры для пара и воздуха и
глухой змеевик для охлажде-
ния раствора водой.
Рис. 64. Чан для осаждения кар-
бонатных солей:
/—корпус; футеровка; 3—крышка;
4—мешалка; 5—барботер; 6—редук-
тор; 7—электродвигатель; 8—вытяж-
ная труба.
20*
307
При работе с вакуум-фильтрами 'Непрерывного действия
емкость чана может быть (различной, однако для непрерывного
процесса их должно быть два.
Приводим два варианта расчета емкости и количества оса-
дочных чанов при работе:
а) на фильтрпрессах периодического действия;
б) на вакуум-фильтрах непрерывного действия.
По данным материальных расчетов, на осаждение поступает
раствор сернокислых солей никеля и меди с содержанием метал-
лов Кт, — 139,65 кг.
Минимальное содержание металлов в растворе при осажде-
нии должно быть ai = 7 г/л (при фильтрации на рамных фильтр-
прессах) и «2=10 г/л (при работе на вакуум-фильтрах).
Суточный объем раствора сернокислых солей составит:
а) при фильтрации на рамных фильтрпрессах
А^-ЮОО = 139,65-1000 = lgg5() л = 2Q д3. J
«( 7
б) при фильтрации на вакуум-фильтрах
V/= Km.-100 = J39.65.100 = 13965 л = 14
к
а2 10
Объем раствора добавляемой кальцинированной соды
См-1"11 = 2470 л - 2,5 л.-’,
h< 10-1,1
где: Св3 —количество кальцинированной соды, расходуемой на
осаждение; Сц. =286 кг\
т] — содержание ПагСО3 в товарной соде; т)=95%;
b—концентрация раствора соды; //=10%;
у — удельный вес раствора соды; у=1,1 кг/л.
Объем, занимаемый носителем—инфузорной землей,
Vs=^- = ~ = 93a = 0,1 м\
т 2,2
где у — удельный вес инфузорной земли; у=2,2 кг/л.
Суммарный объем растворов и носителя будет:
при фильтрации на рамных фильтрпрессах
V'= + V2 4- V3 = 20 + 2,5 + 0,1 = 22,6 л?;
то же, на вакуум-фильтре
V" = V'i+V2 + V3=r 14 + 2,5 4-0,1 = 16,6 ms.
При отделении карбонатных солей от раствора на рамных
фильтрпрессах полезная емкость чана должна быть такова, что-
бы количество осаждаемых металлов составляло примерно 1 кг
на 1 раму фильтрпресса размером 820X820 мм.
308
Для стандартного фильтрпресса, имеющего 30 рам разме-
ром 820X820 мм, в осадочном чане должно быть осаждено око-
ло 30 кг металлов. При концентрации металлов в растворе
7 г/л количество раствора, которое должно находиться в оса-
дочном чане,
1/ц=
= 4300 л = 4,3 м3
7
При коэффициенте заполнения <р=0,7 полная емкость аппа-
рата Vc == Ц{: ф = 4,3 :0,7=6,1 м3. Принимаем к установке ап-
парат, имеющий следующие размеры: диаметр 1,8 м\ высота
цилиндра 2,5 м\ высота конуса 0,45 ж; полная емкость (за вы-
четом футеровки) 6,2 Л13.
Принимаем следующий режим работы осадочного чана
(табл 68).
Таблица 68
наименование операции Продолжительность операций в мин. при фильтрации на
рамном фильтр- прессе вакуум- фильтре
Ввод раствора кальциниро- ванной соды 20 20
Ввод носителя 20 20
Ввод сернокислого раствора никеля и меди 60 60
Подогрев раствора .... 45 60
Отстаивание — 120
Отсасывание маточного рас- твора (около 60% от пер- воначального объема) . . — 20
Фильтрация и промывка . . Ь5 160
И т о г о . . 240 360
Потребное количество осадочных чанов полезной емкостью
Уц =4,3 .и3;
а) при фильтрации на рамном фильтрпрессе
п „ —— — 22,6-240^ _ од принимаем 1 аппарат;
Vц 4.60 4, 4 60
309
б) при фильтрации на вакуум-фильтре
__ 16,6-360
П1 == V,(-24-60 ~ 4,3-24-60 = 9’97’
Для обеспечения непрерывной работы необходимо иметь два
аппарата.
Барабанный вакуум-фильтр непрерывного
действия
Барабанный вакуум-фильтр непрерывного действия служит
, для отделения основных карбонатных солей никеля и меди от
маточных растворов.
Рис. 65. Барабанный вакуум-фильтр непрерывного действия:
/—барабан; 2—сито барабана; 3—ячейка барабана; 4—соединительные трубы ячейки;
5—распределительный золотник; 6—ручка; 7—вакуум-трубопровод; 5—трубопровод сжатого
воздуха: 9—подшипники; 10—нож для снятия осадка; lit—устройство для крепления
фильтровальной ткани на барабане; 12—кожух фильтра; 13— брызгалы для промывки-
осадка; /4—электродвигатель; 15—редуктор-вариатор; 16—шестерня; 17— штуцер для
спуска суспензии из корыта; 18—штуцер для отвода фильтрата; 1^—перелив избытка
суспензии; 20—труба для подачи суспензии; 21—труба для подачи теплой воды для
промывки осадка; 22—вытяжная труба (в атмосферу).
Аппарат (рис. 65) состоит из вращающегося горизонтально-
го цилиндрического сетчатого барабана 1, обтянутого фильтро-
вальной тканью. Нижняя часть барабана погружена в корыто,
в которое непрерывно подается фильтруемая суспензия.
Корпус барабана состоит из нескольких секций, в которых
осуществляются следующие ироцессы: собственно фильтрация,
промывка, продувка воздухом и снятие осадка. Последователь-
ность процессов регулируется распределительным золотником 5.
Секции, находящиеся в воне фильтрации и (промывки, работают
под вакуумом, остальные секции работают под небольшим дав-
лением при продувке воздухом.
310
Барабанный вакуум-фильтр приводится в движение от элек-
тродвигателя 14 через редуктор-вариатор, позволяющий регули-
ровать число оборотов в широких пределах.
Расчет вакуум-фильтра сводится к определению количества
необходимых агрегатов и величины поверхности фильтрации.
Для расчета принимаем: .вес сухих веществ в фильтруемом осад-
ке G0=458 кг; вес влажного жмыха, снимаемого с вакуум-
фильтра, G = 2290 кг (см. стр. 291).
По данным московского гидрозавода, производительность
1 м2 вакуум-фильтра составляет 30—40 кг)час влажного жмыха.
Принимая продолжительность работы вакуум-фильтра в сут-
ки тс=22 час. и производительность фильтра <7=35 кг/м2час,
находим необходимую поверхность фильтрации:
г. G 2290 г, р, •>
F ~ — =------- = 3,0 М2.
д 22-35
Принимаем к установке два непрерывно действующих бара-
банных вакуум-фильтра из кислотостойкой стали типа
БЗ-1,6/0,6, поверхностью 3 м3 каждый. Второй вакуум-фильтр
будет резервным.
Распылительная сушилка для катализатора
Применение распылительных сушилок для сушки катализа-
тора позволяет механизировать процесс и получить мелко-
дисперсный порошок, не требующий измельчения на вальцовках.
Работа распылительной сушилки (рис. 66) основана на сле-
дующем принципе: в вертикальную цилиндрическую сушильную
камеру подается в виде тонкой суспензии (поверхность 1 л сус-
пензии доходит до 120 м2) высушиваемый катализатор. Распи-
ливаемая суспензия обдувается горячим воздухом, который от-
нимает от нее влагу и таким образом высушивает. Высушенный
порошок падает на дно камеры, откуда скребками — щетками
сметается в шнек и затем в мешалку, -где его замешивают с
маслом. Сушильная камера — металлическая, разборная, ци-
линдрической формы, состоит ив стального каркаса, который
обшивается с двух сторон стальными листами; межстенное про-
странство заполняется шлаковатой. В центре камеры располо-
жен распыливающий диск, вращающийся со скоростью 3—7 тыс.
об/мин., приводимый в движение от электродвигателя.
Необходимый для сушки воздух нагревается в калориферах
и через жалюзи поступает в сушильную камеру встречным пото-
ком по отношению к распиливаемой суспензии; отработанный
воздух, проходя через матерчатые фильтры фильтрационной
камеры, очищается от катализатррной пыли и затем вентилято-
ром выбрасывается наружу.
311
Катализаторная пыль, отделяемая на фильтрах, собирается
с бункере, откуда сборным шнеком подается в общую мешалку
для замешивания с маслом.
При расчете необходимо определить основные размеры рас-
пылительной сушилки и расход пара для сушки Gc =6543
кг/сутки суспензии от начальной влажности d3=93% до конеч-
ной rf4= 10%.
Рис. 66. Схема башенной распылительной сушилки для катализатора:
/—корпус башни; 2—регулятор подачи суспензии; 3—распылительный диск; 4—электро-
двигатель с редуктором; 5—скребковый механизм; ©—пылевой фильтр; 7—сборный шиек;
8—мешалка для замешивания катализатора с маслом.
Количество испаряемой влаги, согласно данным материаль-
ного расчета (ом. стр. 291), №=6085 кг!сутки или- №ч=
=252 кг/час. Размеры сушильной камеры определяют исходя
из допускаемых напряжений объема камеры по испарению
влаги:
а ——- кг/м3 час.
(4-37)
312
Допускаемое напряжение зависит от температуры (на входе)
воздуха t\. По практическим данным, допускаемое напряжение
принимается в следующих пределах:
tx . . . 100
а ... 2
Внутренний
уравнением:
120 130 140 150 200
2,4 2,8 3,2 3,6 5
диаметр сушильной камеры определяется
(4-38)
Принимаем: температуру горячего воздуха на входе £1 = 120°;
допускаемое напряжение объема камеры а = 2,4 кг/м? час.
Тогда внутренний диаметр камеры
D= 1;
= 5 м.
Высота башни принимается в пределах 1,1—1,2 D и равна
1,1 -5=5,5 м.
Расход воздуха, необходимый для сушки влажного катали-
затора,
Ое = кг> (4-39)
где: Ge — количество воздуха, необходимое для сушки, в кг;
d\ — .влагосодержание воздуха перед калорифером в г/кг
сухого воздуха;
— влагосодержание воздуха при выходе из сушилки в
г/кг сухого воздуха.
Параметры воздуха определяем по I—d диаграмме ВТИ
(рис. 67). С помощью ее определяем: а) количество необходи-
мого для сушки воздуха' и б) количество затрачиваемого тепла.
На диаграмме I—d нанесены следующие линии, соответству-
ющие состоянию воздуха: вертикальные линии постоянного вла-
госодержания воздуха rf-const (в г влаги на 1 кг сухого возду-
ха); наклонные линии, поднимающиеся «право — изотермы
Cconst; кривые линии — линии постоянной относительной влаж-
ности воздуха ф-const; наклонные линии, снижающиеся ©пра-
во,— линии постоянного теплосодержания /-const в ккал/кг
сухого воздуха. В нижней части диаграммы дана линия парци-
альных давлений насыщенного водяного пара в воздухе в зави-
симости от его влагосодержания.
Состояние воздуха в любой точке диаграммы определяется
Двумя параметрами, например d и <р, t и I, t и д и т. д.
Для теоретической сушилки характерно, что все тепло, вне-
сенное воздухом в сушильную камеру, расходуется только на
испарение влаги. В этом случае влага, переходя в воздух в виде
313
пара, возвращает ему тепло, израсходованное на парообразова-
ние, и, следовательно, теплосодержание воздуха в процессе суш
ки не изменяется, т. е. /i=/2=const.
Для расчета принимаем начальную температуру воздуха до
калорифера Ф=20° и относительную влажность его ср=О,6*. В ка-
Рис. 67. /—d диаграмма.
* Начальные параметры воздуха рекомендуется брать по средней темпе-
ратуре и относительной влажности воздуха в июле в том географическом
пункте, где будет работать сушилка.
Парциальное давление Р на рт. ст.
.314
лорифере воздух нагревается до Л=120°, температура воздуха
при выходе из сушилки /2=75°. По диаграмме I—d находим
точку А в пересечении’ /о = 2О° и ср=0,6, характеризующую на-
чальное состояние воздуха. В калорифере воздух нагревается до
/1=120° без изменения влагосодержания (d0=di), и, следова-
тельно, процесс нагревания воздуха пойдет параллельно оси
ординат до точки В, находящейся на пересечении с линией ti =
= 120°; точка В характеризует нагретый воздух. Затем из
точки В проводим прямую ВС, параллельную линиям постоян-
ного теплосодержания, до пересечения с конечной температурой
уходящего воздуха t2 = 75°. Точка С характеризует уходящий
воздух. Опустив вертикальные линии из точек А и С на ось
абсцисс, находим влагосодержание воздуха — начальное d{=
=9 г/кг и конечное <72=26,2 г/кг. Далее по диаграмме находим
теплосодержание воздуха в точке А (70= 10 ккал/кг) и в точке
В (/1=/2=34,9 ккал/кг}. Расход сухого воздуха для теорети-
ческой сушилки
~ II/,1000 252-1000 1 ЛСГП , .. ,пч
Ge — —-------=----------= 14650 кг/час. (4—40)
— rfj 26,2—9
Практически -при сушке имеют место потери тепла. К ним
относятся:
а) расход тепла на нагревание катализатора до конечной
температуры 75°
Qi = 21-0,6 (75-40) = 440 ккал/час-,
G'—суточное количество высушенного катализатора (ом.
табл. 60);
0,6 — теплоемкость высушенного катализатора;
б) потери тепла в окружающее пространство.
Для расчета поверхности сушилки принимаем наружный
диаметр башни 5,2 м, высоту 5,8 м. Поверхность теплоотдачи
F = r,DH + 0,785D2 = 3,14-5,2-5,8 + 0,785-5,22 = 116 л<2.
-Потери тепла в -окружающее пространство определяются по
формуле
Q2 = Fa/tcm— te) ккал/час,
где: а —коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху; прини-
маем а=10 ккал/м2 час град;
te — температура воздуха в помещении; /в=20°;
t ст — температура наружной стенки -башни; принимаем
^ст = 35 .
Q2= 116-10(35 — 20) = 17400 ккал/час;
315
в) тепло, аккумулируемое уборочным механизмом, шлакова-
той и другими деталями. По практическим данным, эти потери
принимаются С?з=--1000 ккал/час.
Сумма потерь тепла
2 Q = Qi + Q2 + = 440 + 17400 + 1000 18840 ккал/час.
Удельные потери тепла
SQ 18840 , „ .
Я = — = =1,3 ккал/кг воздуха.
Ge 14650
Откладывая на диаграмме удельные потери тепла от точки С
вниз, получаем точку Е. Соединив точку Е и В прямой, полу-
чим линию BE действительного процесса, происходящего в су-
шильной башне. При сохранении температуры отходящего воз-
духа, как это было обусловлено вначале, 6=75°, найдем точку
пересечения линии BE с линиями постоянных температур С\. Из
этой точки опускаем вертикаль и находим действительное зна-
чение сГ2=24 г/кг. Следовательно, действительный расход воз-
духа в сушилке
г №„-1000 252-1000 ,
(ал— —------=----------= 16600 кг час,
d’3 — di 24-9
что при ув=1,2 соответствует 13800 м^/час.
Расход тепла на нагрев 16600 кг воздуха
Qp = GdUi — 70) = 16600(34,9 — 10) = 418320 ккал/час.
При перепаде температур между греющим паром и воздухом
20—30° температура пара в калорифере должна быть 1204-30=
= 150°, что соответствует давлению 5 ата. Полезная теплоотдача
такого* пара 7=455 ккал/кг.
Расход пара на сушку катализатора составит
D/; = = 418320 = дю у
п I 455 1
Удельный расход пара на 1 кг испарившейся влаги
что находится в пределах, допускаемых нормами.
К установке принимаем распылительную сушилку произво-
дительностью по испаряемой влаге 300 кг/час, что обеспечивает
заданную производительность сушилки №'=252 кг/час с запа-
сом в 20%.
316
Реторта для восстановления катализатора
Реторта служит для восстановления углекислых солей
никеля и .меди до окислов при нагревании их до 2203 с после-
дующим восстановлением окислов до металлов с помощью
водорода.
Реторта (рис. 68) — верти-
кальный цилиндрический ап-
парат со сферическим дном
и съемной крышкой. Внутри
аппарата помещаются два глу-
хих змеевика, из которых
один служит для нагревания
масляной суспензии паром
давлением 30 ата, другой —
для охлаждения маслом гото-
вого катализатора перед вы-
грузкой его из аппарата. У дна
аппарата находится барботер
для водорода и пропеллерная
мешалка, делающая 75 об/мин.
Мешалка приводится в дви-
жение от индивидуального
вертикального взрывобезопас-
ного электродвигателя через
редуктор; аппарат имеет люк
для осмотра и ремонта и не-
обходимое количество конт-
рольно-измерительных прибо-
ров и штуцеров. Расчетное
давление в аппарате 3 ати.
Аппарат может работать и под
вакуумом.
На практике восстанавли-
вают катализатор в реторте
один раз в сутки. Задала на-
стоящего расчета состоит в
том, чтобы найти требуемый
объем реторты и поверхность
нагревающего и охлаждающе-
го .змеевиков.
Суточное количество мас-
ляной суспензии, согласно ма-
териальному расчету, состав-
ляет 2164,3 кг, что при удель-
ном весе около 1 т/м3 соста-
вит У# =2,2 м3.
Рис. 68. Реторта для восстановле-
ния катализатора:
/—корпус: 2—крышка; 3—паровой змее-
вик; -/—масляный змеевик; 5—вал ме-
шалки; 6— турбинная мешалка; 7—бар-
ботер для водорода; ^-редуктор; 9—
электродвигатель; 10—люк.
317
Рабочая емкость реторты с учетом нагревания суспензии до
250° (у=0,757 ф3)
Полная емкость реторты при ср=0,7
14 = — = — = 4,3 мл.
? 0,7
Принимаем реторту размерами: диаметр 1,3 м, высота ци-
линдра 3,0 м, полный объем 4,5 м?.
Режим работы реторты в мин. следующий:
Заполнение.....................20
Подогрев и продувка водородом . 70
Выдержка при температуре
240—250° и продувка водородом 90
Охлаждение с 250 до 120° .... 240
Спуск катализатора.............45
Промывка линии и реторты маслом 15
Итого . . . 480 =8 час.=тц
Расчет поверхности змеевика для нагрева суспензии в ретор-
те следующий.
Расход тепла на нагревание суспензии до 220°1 с учетом
10% потерь в окружающее пространство от излучения и конвек-
ции
Q = [(G" с + W-1 4- Ж(,сх) • {tK — tH) 4- Wr] 1,1 ккал!цикл,
где: G"—суммарный вес карбонатов никеля и меди, инфузор-
ной земли и -сульфата натрия (см. стр. 292); G" =
=1804-57,4 + 2054-9,7=452,1 кг;
с—средняя теплоемкость карбонатов никеля и меди, ин-
фузорной земли и сульфата натрия; с —
= 0,22 ккал/кг град;
W- вес влаги; Wz^=50,2 кг;
^f0—вес масла; 4Ко=1662 кг;
Cj—средняя теплоемкость масла в данном температурном
интервале; cj=0,55 ккал/кг град (см. табл. II);
th— начальная температура суспензии; ^=60°;
tK—конечная температура суспензии в реторте; ^=220°,
г — скрытая теплота испарения влаги (при Р=1 ата);
г=540 ккал/кг;
Q= [(452,1-0,22 + 50,2.1 + 1662-0,55)-(220 - 60) +
+ (50,2-540)] 1,1 = 217048 ккал!цикл,
что соответствует расходу пара давлением 30 ата
D-— — —°48 = 548 кг/цикл,
I 388 '
1 Подъем температуры до 250° происходит за счет экзотермичности ре-
акции.
318
здесь / — полезная теплоотдача 1 кг насыщенного пара давле-
нием 30 ата со степенью сухости 0,95=388,0 ккал/кг.
Поверхность нагрева парового змеевика в реторте опреде-
ляется так же, как и при расчете автоклава (см. стр. 240):
..g _™ = 5)3 '
/(тн 85-400.1,2
где: Atcp— средняя разность температур между паром и суспен-
зией; Atcp =85°;
К — полный коэффициент теплопередачи от конденсирую-
щегося пара к маслу цри интенсивном перемешива-
нии; К = 400 ккал/м? час град ;
tn — время нагрева, тн=70 мин. = 1,2 часа.
Состав восстановленного катализатора следующий (в кг):
Металлический никель.......... 100,0
Металлическая медь............. 33
Инфузорная земля .... • . . 205
Жир ..........................1662
Итого . . . 2000 кг = G2
Восстановленный катализатор охлаждается маслом от t'—
=250° до /-=120°.
Количество тепла, отводимое из реторты в процессе охлаж-
дения восстановленного катализатора, при средней теплоемко-
сти масляного катализатора ^=0,5 ккал)кгград.
Qi = G2c(t' — t) = 2000-0,5(250 - 120) = 130000 ккал.
Охлаждающая поверхность змеевика
Л = -^- = -^- = б
МсрК^о 111-50-4
где: Ki—полный коэффициент теплопередачи между мас-
лом и восстановленным катализатором; К\ =
= 50 ккал!м- час град;
A tCp — средняя разность температур между восстановлен-
ным катализатором и маслом; Atcp =11 Г;
т0 — длительность охлаждения; т0=4 час.
Принимаем змеевик поверхностью 6 м2.
Подсчет расхода воды и пара
Подсчет расхода воды и пара на технологические нужды ка-
тализаторного цеха проводится так же, как и для рафинацион-
ных и автоклавного цехов. Результаты расчетов приведены в
табл. 69, 70.
319
Таблица 69
Расход воды на технологические нужды катализаторного цеха
для приготовления медно-никелевого катализатора в количестве
100 кгсутки (расчет па металлический никель)
Статьи расхода Наименова- ние аппарата Рабочая за- грузка аппа- рата в т Длите льиость потребления воды в мин. Расход воды в м3 1 S « * ,s w S И 3 Bl's •о © 4 О и са
среднеча- совой рас- ход на дан- ную опе- рацию на 1 ап- парат в течение чада
Приготовление 5%-ного раствора кальцинированной соды для обезжиривания 960 кг отработанного ката- лизатора, согласно расчету (см. стр. 285) Коробка для при- готовле- ния рас- твора соды 2 30 1,80 3,6 1,80
Приготовление 20%-ного раствора поваренной соли для обезжиривания 960 кг отработанного катализатора, согласно расчету (см. стр. 285) Коробка для при- готовле- ния рас- твора соли 2 30 1,2 2,4 1,2
Промывка обезжиренного катализатора. По практичес- ким данным проводится че- тыре промывки с расходом воды 2 л3 на каждую про- мывку Коробка для го- рячей воды 2 120 2 4 8
Снижение концентрации раствора сернокислого ни- келя и меди с 90 до 15 г/л. Всего металлов 124,69 кг 124,69-1000 124,69-1000 Разва- рочный чан 3,5 30 3,5 7,0 7,0
1& 90
Приготовление 10%-ного раствора кальцинированной соды для регенерации, очист- ки и осаждения никеля и меди. Суточный расход со- ды 429,8 кг 429,8-0,95-100 10-1,1-1000 Коробка для при- готовле- ния рас- твора соды 3,5 30 3,7 7,4 3,7
Приготовление жавелевой воды. Расход хлорной изве- сти 63,5 кг1сутки, содержа- ние активного хлора 32%, концентрация раствора 25 г активного хлора в 1 л 63,5-0,32-1000 25-1000 Чан для приго- тов 1ения жавеле- вой БО- ДЫ 1,0 30 6,8 1,6 0,8
320
Продолжение
Статьи расхода Наименова- ние аппарата Рабочая за- грузка аппа- рата в т Длительность потребления воды в мин. Расход воды в мъ 1 s О SS Я f* •S ° S о \О о 0*0
среднеча- совой рас- ход на дан- ную опе- рацию на 1 ап- парат в течение часа
Промывка осадка желтой грязи на фильтрпрессе в те- чение часа после фильтрации Фильтр- пресс — 60 3,0 3,0 3,0
Промывка жмыха карбо- натных солей никеля и меди на вакуум-фильтре непре- рывного действия. Расход воды, по практическим дан- ным, составляет S0 л на каж- дый кг металлов. Всего ме- таллов Kmi= 139,65 кгсутки. Расход воды 139,65-50 Коробка для на- грева воды 2,0 1200 0,35 0,35 7,0
1000
Отмучивание инфузорной земли, принимая концентра- цию твердых веществ 20% 220-100 « 20 Бачок для от- мучива- ния ин- фузор- ной зем- ли 1,5 30 1,1 2,2 1.1
Разбавление водой ката- лизаторной суспензии перед подачей ее на распылитель- ную башню 6548—2290 Смеси- тель 0,9 1440 0,18 0,18 4,3
1000
Охлаждение цилиндра воз- душного компрессора в те- чение 20 час., считая по 1 м3[час Воздуш- ный ком- прессор — 1200 1,0 1,0 20
На работу ротационных вакуум-насосов и воздухо- дувок РМК-2 к вакуум-фильт- рам. При расходе на каждый насос 1,8 м3[ч.ас и работе двух фильтров по 15 час. в сутки каждый 1,8-2-2-15=108 Вакуум- насос 900 1,8 1,8 108
Прочие расходы (10% от общего расхода воды) — — — — — 16,4
Итого . .• — — — — — 182
Расход воды в м3:
на 1 кг никеля в катализаторе............................. 1,8
на 1 т пищевого саломаса.................................. 0,9
на 1 т технического саломаса.............................. 1,8
21 Зак. 1306 321
Таблица 70
Расход пара на технологические нужды катализаторного цеха
для приготовления медно-никелевого катализатора в количестве
100 кг1сутки (расчет на металлический никель)
Статьи расхода Наименование аппарата Рабочая загрузка аппарата в т Длительность на- грева в мин. Расход пара в кг Общий расход в сутки в кг
среднечасовой на данную операцию на 1 аппарат в течение часа
Обезжиривание отработан- ного катализатора: а) подогрев острым паром 1800 кг 5%-ного раство- ра углекислой соды от fK=15° до tK—100° 1800 (100-15) 1,1 524 Коробка для раство- рения со- ды 2,0 60 321 321 321
б) подогрев острым паром 1200 кг 20%-ного рас- твора поваренной соли от tH=\b° до /к=100° 1200 (100-15) 1,1 524 Коробка для рас- творения соли 2,0 60 214 214 214
в) подогрев острым паром 8000 кг воды для про- мывки катализатор- ной массы от /н=15° до fK=100° 8000 (100-15) 1,1 524 Коробка для нагре- ва воды 2,0 240 355 355 U20
г) тепловые потери двух автоклавов поверх- ностью 18 л2. Темпера- тура изолированной по- верхности 40°, темпера- тура воздуха 20°. Потеря тепла составляет 162 ккал1м2час. Расход глу- хого пара в течение 40 час. 162-40-18 467 Автоклав для обезжи- ривания ка- тализатора 1440 15 8 248
322
Продолжение
Статьи расхода Наименование аппарата • Рабочая загрузка аппарата в т I Длительность нагрева в мин. Расход пара в кг Общий расход в сутки в кг
среднечасовой на данную операцию на 1 аппарат в течение часа
Разварка обезжиренного ка- тализатора острым паром 1-я фаза разварки:
а) нагрев массы от Z4=35° до ZK=95° после обез- жиривания в количест- ве 1100 кг при ее сред- ней теплоемкостис=0,7 и серной кислоты в ко- личестве 211 кг от общего расхода) при с=0,1 (0,7-1100+0,1-211).(95- 35) 1.1 524 Развароч- ный чан 3,5 60 100 50 100
б) потере тепла от испа- рения: с 1 м2 открытой поверхности аппарата при температуре жид- кости 95° в течение ча- са (согласно табл. 4) при скорости воздуха 0,5 м;сик испаряется 34 • 0,8=28 кг влаги. От двух аппаратов по- верхностью по 2 м2 в те- чение 3 час. испаряется влаги 28-2-2-3=336 кг. Расход пара на испарение влаги 336-545 524 Развароч- ный чан 3,5 180 117 58 351
в) расход пара на переме- шивание, по практиче- ским данным, составля- ет 0,25 кг/м^мин. Рас- ход на 2 аппарата в те- чение 3 час. 0.25-2-2-60-3 » - 180 60 30 180
21*
323
Продолжение
Статьи расхода Наименование аппарата • Рабочая загрузка 1 аппарата в т Длительность иагрева в мин. Расход пара в кг Общий расход в сутки в кг
среднечасовой на данную операцию на 1 аппарат в течение часа
2-я фаза разварки г) нагрев массы до /к=95°. Развароч- 3,5 60 100 50 100
Принимаем расход па- ра равным расходу по этой же операции на 1-й фазе разварки д) потеря тепла от испа- ный чан То же 3,5 900 112 56 1730
рения с открытой по- верхности двух аппара- тов в течение 15 час, составляет 28-2-2-15= 1680 1680-545 524 е) расход пара на переме- я 3,5 900 60 30 900
шивание в течение 15 часов в двух аппаратах 0.25-60-2-2-15 Нагрев острым паром Чан для 3,5 180 81 81 245
2 (2900ф1300) = 8400 кг ре- генерированных растворов сернокислого никеля и меди (см, стр. 305) от t4=50° до fK=65° перед очисткой 8400 (65-50) 1,1 564 Нагрев острым паром очи- очистки растворов сернокис- лых солей никеля и меди То же 3,5 180 257 257 771
щенного раствора серно- кислого никеля и меди пе- ред фильтрацией от /к=60° до £к=95° в количестве У1=10600 кг (см. стр. 306). 10600 (95 - 60) 1,1 529 Продувка осадка желтой Фильтр- 60 33 100 100
грязи на фильтрпрессе па- ром в течение 20 мин. Расход пара, по практи- ческим данным, равен 100 кг/час. Количество про- дувок 3 пресс
324
Продолжение
Статьи расхода Наименование аппарата Рабочая загрузка аппарата в т Длительность нагрева в мин. Расход пара в кг 1 Общий расход в сутки в кг
среднечасовой1 на данную операцию на 1 аппарате течение часа |
Подогрев острым паром 800 кг воды для приготов- ления жавелевой воды от /я=15° до ?Л=30’ 800 (30-15) 1,1 594 Бачок для приготов- ления жа- велевой ВОДЫ 1,5 15 22 ' 88 22
Подогрев острым паром V'1' = 140C0 кг раствора сер- нокислого никеля и меди (см. стр. 308) и 205 кг инфузорной земли перед осаждением основных кар- бонатных солей от +=40° до ^”50° (14000+ 205-0,22)-(50 — 40) 1,1 579 Чан для осаждения основных карбонат- ных солей 3,5 180 90 90 270
Подогрев острым паром от ^я=15°/к=50° 10%-ного раствора кальцинирован- ной соды для осаждения карбонатных солей никеля и меди в количестве 286-0,95 - —2700 кг 2700 (50-15) 1,/ 579 Коробка для подо- грева рас- твора соды 2,5 90 60 120 180
Подогрев острым паром 7 л3 воды для промывки жмыха карбонатных солей никеля и меди на вакуум- фильтре непрерывного действия; ZW=I5° /к=50° 7000 (50-15) 1,1 579 Коробка для подо- грева воды 2,0 1200 23 23 465
325
Продолжение
Статьи расхода Наименование аппарата Рабочая загрузка аппарата в т Длительность нагрева в мин. Расход пара В К2 Общий расход в сутки в кг
среднечасовой на данную операцию на 1 аппарат в течение часа
Подогрев глухим па- ром 6548 кг катализатор- ной суспензии от 15 до 1«40° 6548 (40-15) 1,1 467 Мешалка 1440 — 16 16 385
Расход пара на сушку ка- тализатора в распылитель- ной башне, согласно рас- чету (см. стр. 316) 910-94 Распыли- тельная башня 1440 910 910 21840
Нагрев глухим паром мас- ляной суспензии в ретор- те перед восстановлением катализатора, согласно расчету (см. стр. 318) Реторта 2 72 458 458 548
Прочие расходы (10% от об- щего расхода) — — —“ — — 3039
Итого .... — — — — —— 33430
Расход пара в кг:
на 1 кг никеля в катализаторе...........• .... •..........334
на 1 т пищевого саломаса . . ..............................165
на 1 т технического саломаса............................. 330
Компоновка оборудования в катализаторном цехе
На рис. 69 показана компоновка оборудования каталива-
торного цеха для получения двух видов катализаторов — медно-
никелевого и формиавникелввого по схеме, приведенной на
рис. 61. Производительность цеха 100 кг/сутки, считая на
металлический никель, в том числе медно-никелевого 70 кг и
формиатного 30 кг.
Катализаторный цех размещен в отдельном крыле производ-
ственного корпуса. Цех занимает двухэтажное помещение раз-
мерами 20Х21ХЮ м, строительной кубатурой 5500 м3.
Цех состоит из отделения для регенерации, очистки и осаж-
дения растворов и отделения для сушки солей. В первом двух-
этажном помещении вдоль периметра стен размещены три раз-
варочных чана 13 (автоклавы для обезжиривания отработан-
ного катализатора находятся в другом помещении), чан для очи-
стки 21, чаны для осаждения карбонатных солей никеля и ме-
ди 22 и формиата никеля 27, а также чан для перевода углекис-
лого никеля в сернокислый 25. Разварочные чаны 13 подвешены
в междуэтажном перекрытии, а аппараты 21, 22, 25 и 27 подве-
шены к конструкциям рабочей площадки на отметке 4-2,5 м.
На полу второго этажа размещены 3 барабанных вакуум-
фильтра 30, 31 и 32 с вакуум-приемниками 33, 34, 35, поверх-
ностными холодильниками и мокровоздушными вакуум-насоса-
ми 36, 37 и 38. Рядом с вакуум-фильтрами находится рамочный
фильтрпресс 39 для отделения формиата натрия.
На полу первого этажа размещено все вспомогательное обо-
рудование— коробки, насосы, воздухоструйные элеваторы и др.
В сушильном отделении, разместившемся в двухсветном по-
мещении, находится башенная дисковая сушилка 49 с рукавным
фильтром 50, вентиляторами 51, 53 и 54, калорифер 52 и другое
вспомогательное оборудование, а также мешалки для замеши-
вания высушенных солей в масле.
Основные -показатели проекта катализаторного цеха
На 1 т
пищевого
саломаса
Площадь пола в м*............... 4,2
Кубатура производственных зда-
ний вл3......................... 28
Расход металла на изготовление
оборудования в т................ 0,37
На 1 яг
никеля в ката-
лизаторе
8,4
55,0
0,73
Подсчет расхода электроэнергии
Суммарная мощность электродвигателей, установленных в
катализаторном цехе, Р ,,= 152 кот. Расчетная нагрузка, согласно
уравнению (2—23), Ри = 152- Р’-? =105 кет.
Удельный расход электроэнергии на 1 кг никеля в катали-
заторе N—---------------->= 13,1-квт-ч; на 1 т саломаса: пище-
1 100-320
вого 6,5 квт-ч, технического 13,1 квт-ч.
ПРОИЗВОДСТВО ВОДОРОДА
Наиболее прогрессивным методом производства водорода в
настоящее время является электролитический. Его достоинства:
а) высокая чистота водорода (99,8%), что важно для успешного
ведения процесса гидрогенизации и особенно при производстве
саломаса для пищевых целей; б) сравнительная простота аппа-
ратурного оформления; -в) хорошие условия труда для обслужи-
вающего персонала и отсутствие ручных операций; г) автомати-
ческое управление процессом. Контактный метод получения во-
дорода, ранее широко применявшийся в жировой промышлен-
ности, в настоящее время сохранился только на отдельных дей-
ствующих заводах. Поэтому .производство водорода нами описы-
вается только по электролитическому методу.
327
Схема производства водорода электролитическим методом
Производство водорода электролитическим методом показа-
но на рис. 70.
Дистиллированная -вода, конденсирующаяся в холодильни-
ке 2 дистилляционного аппарата 7, стекает в сборник 3, а из
него поступает в электролизер 1. Сюда же насосом 6 подается
из коробки 4 раствор едкого кали концентрацией 300—350 г/л.
ВоВородй
газгольдер
Кислород Ь~
газгольдер •
Рис. 70. Схема производства водорода электролитическим способом:
/^-электролизер; 2—конденсатор; 3—сбориик конденсата; 4—коробка для приготовления
электролита; 5—спускной бак; 6— насос; 7—дистиллятор.
Бак 5 служит для приема раствора щелочи из электролизера
при его разборке и чистке. Образующиеся газы — водород и
кислород—собираются в коллекторах электролизера, охлаж-
даются и направляются в газгольдеры для хранения.
Электролизер
Электролизер служит для получения водорода и кислорода
разложением воды постоянным током. Из большого разнообра-
зия конструкций электролизеров принимается электролизер
биполярный, фильтрпрессного типа с выносными электродами,
работающий под нормальным давлением, как наиболее ком-
пактный.
328
Электролизер этого типа (рис. 71) состоит из отдельных яче-
ек 7, соединенных в виде фильтрпресса при помощи четырех
стяжных болтов 1 и 2 и двух концевых плит 3.
Постоянный ток медными шинами подводится к концевой
плите — аноду, последовательно проходит через вое ячейки и от
второй концевой плиты — катода отводится к выпрямителям.
Напряжение меняется по длине электролизера от концевой
плиты — анода до концевой плиты — катода, от которого ведет-
ся счет ячеек. Разность напряжений между соседними электро-
дами или ячейками 2,3 в.
Для питания электролизера применяют дистиллированную
воду или воду, подвергнувшуюся глубокому обессоливанию.
Электролизер работает при температуре 80—85°; в качестве
электролита применяется водный раствор КОН концентрацией
300—350 г/л.
Для питания электролизеров постоянным током сооружается
специальная преобразовательная подстанция.
Технологический расчет электролизера сводится к определе-
нию расхода электроэнергии, воды, пара, электролита и дистил-
лята.
Расчет проводится для одного электролизера с последую-
щим пересчетом расходных коэффициентов на 1 м3 водорода.
Одновременно на каждый кубометр водорода приходится
0,5 м3 кислорода.
Для расчета принимаем биполярный фильтрпрессный элек-
тролизер со следующей характеристикой.
Производительность при 0° и 760 мм рт. ст. по:
а) водороду Ин,........................... 250 м3{час;
б) кислороду По2...........................125 м31час;
Количество ячеек п........................... 84 шт.
Нагрузка на электролизер I................ 8000 а
Плотность тока............................. 2400 а/л’
Напряжение на одной ячейке Е ........ 2,3 в
Температура электролиза .................... 80°
Чистота газов в % :
а) водорода............................... 99,8
б) кислорода............................. 98,5
Чистая вода (дистиллят) вследствие малой электропровод-
ности непригодна для электролиза, но подкисленная вода или
вода, содержащая растворенные гидроокиси металлов, хорошо
проводит ток. Электролиз воды постоянным током протекает по
следующим уравнениям:
на катоде
на аноде
2 HjO ^±2Н+ +2ОН-;
2Н+ +2е = Ht;
2ОН--2<~ Н,О-+ 1/2Оа.
(4—41)
(4-42)
(4-43)
329
330
Согласно законам Фарадея: 1) при прохождении через элек-
тролит постоянного электрического тока количество выделяю-
щегося при этом вещества пропорционально количеству про-
шедшего электричества и 2) при прохождении одного и того
же количества электричества через различные электролиты ко-
личество веществ, выделяющихся при этом на электродах, про-
порционально их эквивалентным весам.
Для выделения 1 г-экв любого вещества из раствора какого-
либо соединения требуется затратить количество электричества,
равное 96500 кулонам (число Фарадея).
Это означает, что при 'пропускании 96500 кулонов электри-
чества через воду, согласно уравнениям (4—42) и (4—43), вы-
деляется 1 г водорода и 8 г кислорода.
В технических расчетах число Фарадея выражают в ампер-
часах (а-ч). Так как 1 а-ч равен 3600 кулонам, то 1 Фарадей
96500 о т' ,
= ~36Оо" =2°,8 а~ч- Таким образом, для получения 1 г водоро-
да и 8 г кислорода расходуется 26,8 а-ч.
Теоретическое количество водорода и кислорода, выделяе-
мое 1 а-ч (в л3 при 0° и 760 мм рт. ст.), определяется из урав-
нений:
водород
V=-^—=»—!----------= 0,000419 Ms; (4-44)
26,8 т 26,8-89,8
кислород
!/'-= —— = — ------= 0,000209 м*, (4—44а)
26,8т, 26,8-1438 7
где: у — удельный вес водорода; при 0° и 760 мм рт. ст. у=
= 89,8 г/м\
Yi — то же, кислорода; при 0° и 760 мм рт. ст. у,=1438 г/м3.
Практически количество выделившегося водорода и кислоро-
да бывает меньше, так как при электролизе протекают побоч-
ные реакции. Поэтому о степени использования подаваемого на
электролиз количества электричества судят по коэффициенту
использования тока или по «выходу по току» р. Для электро-
лизера фильтрпрессного типа р = 0,96.
Ввиду больших выходов по току расход электроэнергии
практически можно считать зависящим только от напряжения
на электролизере и возрастающим пропорционально этому на-
пряжению.
Практический расход электроэнергии постоянного тока на
1 м3 водорода при 0° и 760 мм рт. ст.
N = —--------=--------—--------= 5,75 квт-ч. (4—45)
К 1000 0,000419-0,96-1000 ’
2,3
331
Расход электроэнергии на 1 м3 водорода при 20° и 760 мм
рт. ст.
N'= —— = 5,2 квт-ч
1,099
(4—46)
где 1,099—коэффициент перевода объема 1 м3 сухого газа
при 0° в газ, насыщенный влагой при 20° и 760 мм
рт. ст. (см. табл. 52).
Потребная мощность постоянного тока для одного электро-
лизера производительностью Уц2 =250 м3/час без учета потери
напряжения в шинах /Z’/Z/ '
Мобщ = 250'5,75 = 1437 кет. I s
_____________________________с fjfj
Расход дистиллята. Для получения 1 м3 водорода и
0,5 м3 кислорода при 0° и 760 мм рт. ст. по уравнению Н2О—
= H2-f-%02 требуется дистиллята
j __ Нд , */гОг____2 . 16
1 “ 22,4 + 22,4 ~ 22,4 + 22,4 =
= 0,0898 + 0,715 = 0,805 кг.
Кроме того, следует учесть влагу, уносимую в виде пара,
выделившегося газами при температуре 30°. Количество влаги
на 1 м3 газа находим по табл. XXIV, которое мри 30° равно
d2=35,2 а/л/3=0,0352 кг/л3. Соответственно 0,5 м3 кислорода
уносит ^з=0,0176 кг влаги.
Всего расходуется дистиллята
d — dt -)- dt й?з = 0,805 -)- 0,0352 0,0176 — 0,858 кг.
Принимаем cf=0,9 кг на 1 м3 водорода.
Производительность дистилляционной установки для одного
электролизера, вырабатывающего Ун, =250 м3)час водорода
при 0° и 760 мм рт. ст.,
d'= dVn3K ~ 0,9-250-1,1 = 247 кг1час,
где К — коэффициент запаса, равный 1,1.
Расход щелочи. В качестве электролита применяется
раствор КОН с содержанием а=350 г щелочи в 1 л. Объем
электролита в одном электролизере, по заводским данным, ра-
вен 17,5 м3. Потребное количество КОН для первоначального
заполнения электролизера в пересчете на 90%-ный продукт с
учетом 10% потерь со шламом
гп 17,5-0,350-1,1 _ с
Щ =------------ — 7,5 т.
0,9
332
Расход щелочи при эксплуатации с учетом уноса щелочи
газами и потерь через неплотности и на смену электролита при-
нимаем, по практическим данным, 10 г на 1 мъ водорода.
Тепловой баланс электролизера. В процессе элек-
тролиза только часть подводимой к электролизеру электроэнер-
гии затрачивается на разложение воды. Часть энергии теряется
и выделяется в виде тепла. Количество выделяющегося тепла
становится тем больше, чем выше напряжение на электролизере
и больше сила тока. Во избежание перегрева электролизера
применяют искусственное охлаждение электролита и та-
ким путем отводят избыточное тепло и регулируют температуру
электролиза.
Количество тепла, выделяющегося в электролизере,
Q = (f — 1,48) п.1 -0,860 ккал/час, (4—47)
где: Е — средняя разность напряжений между соседними ячей-
ками; £=2,3 в;
1,48 — напряжение, эквивалентное химической энергии про-
дуцируемых газов;
I— сила тока; /=8000 а;
п — число ячеек в электролизере; п=84;
0,860 — тепловой эквивалент электроэнергии (одного e-ч) в
ккал;
Q - (2,3 — 1,48)84-8000-0,860 = 473900 ккал/час.
Выделяющееся количество тепла распределяется на тепло:
71 — расходуемое на нагревание воды до температуры
электролиза;
7г—расходуемое на испарение воды;
7з — уносимое водородом и кислородом;
74 — теряемое в окружающую среду;
q5 — тепло, расходуемое на подогрев электролита.
q1==d-250 (/=, - tK) = 0,9 • 250 (80 — 30) = 10560 ккал/час.
Расход тепла на испарение воды, уносимой газами (до хо-
лодильника)
72 == + •г — 187-554 = 103600 ккал/час,
где: г — скрытая теплота испарения, равная 554 ккал;
Л1 — вес водяных паров, насыщающих газ при 75°, равный
(250+125) -0,4986=187 кг (0,4986 — содер-
жание влаги в 1 м? газа при 75°).
Количество тепла, уносимого газами при температуре 75°
73 = (2507Св+125 ъ <+• 75 =
= (250-0,0898-3,41 + 125-1,43-0,217)75 = 8640 ккал) час,
где: у и у] — удельный вес соответственно водорода и кисло-
рода;
333
св и ск— теплоемкость водорода и кислорода в ккал/кг град.
Тепло, теряемое электролизером в окружающее пространство,
qt — Fa(tcm — tg) = 86-10(65 — 25) — 34400 ккал/час,
где: F — поверхность излучения электролизера; F—86 м2;
а—коэффициент теплоотдачи в окружающее простран-
ство; принимаем а=10 кал/м2 час град;
tcm— температура стенки электролизера; £сиг=65°;
tg — температура окружающего воздуха; te =25°.
Количество тепла, отводимого охлаждающей водой,
qb = 17500 у • c -15 = 17500 • 1,27 • 0,95 • 15 = 316700 ккал/кг,
где: у — удельный вес электролита, равный 1,27;
с — теплоемкость электролита, равная 0,95;
15 — температурный перепад, необходимый для циркуляции-
электролита, в град.
Из вышеизложенного видно, что выделяемое при электроли-
зе воды тепло в количестве Q=473900 ккал/час поглощается
914-?2 + 9з+94+95= (105604-1036004-86404-344004-316700).
Расход пара и воды на приготовление дистил-
лята. По данным -завода-изготовителя дистилляционных уста-
новок, расход на 100 л дистиллята составляет: пара давлением
2—3 ати—80 кг; воды (для конденсации и охлаждения) —
0,8 №. Соответственно на 1 Л13 водорода при 0° и 760 мм рт. ст.
пара—0,72 кг и воды—7,2 л; при 20° и 760 мм рт. ст. пара—
0,64 кг и воды — 6,4 л.
Расход воды и пара для получения дистиллята в количестве,
обеспечивающем работу одного электролизера производитель-
ностью Ун3 =250 м3/час, составляет
950.7 9
а) воды —-----=1,8 м3/час;
1000
б) пара 250-0,72=180 кг/час.
Расход пара на 100 м3 сухого водорода
180
D - — =72 кг.
2,5
Расчет количества электролизеров. Согласно
материальным расчетам (см. табл. 47) расход водорода со-
ставляет:
334
а) при переработке хлопкового масла на пищевой саломас
V — ^5=230 мг1час (при полном насыщении влагой и 20°)
или 209 м?1час (сухого при 0° и 760 мм рт. ст.);
б) при переработке подсолнечного масла на технический
саломас 17' = ^^ =338 м^час (при полном насыщении вла-
24
гой и 20°) или 308 м?1час (сухого при 0° и 760 мм рт. ст.).
Принимаем к установке 2 электролизера производительностью
Пн, =250 м^час; один аппарат работает постоянно, а второй
подключается периодически (при выработке технического са-
ломаса).
Таблица 71
Расход электроэнергии, пара и едкого кали для получения
1 л«3 водорода и 0,5 м3 кислорода электролитическим методом
Наименование Единица измерения Сухой газ при 0е и 760 мм рт. ст. Газ, насыщен- ный влагой, при 20° и 760 mjk рт. ст.
Электроэнергия постоянного тока квт-ч 5,75 5,2
Пар кг 0,72 0,64
Едкое кали кг 0,01 0,009
Газгольдер для свежего водорода
Для сбора и хранения водорода, получаемого в электролиз-
ных цехах, применяют газгольдеры. Водород в гидрогениза-
ционном производстве потребляется неравномерно. Колебания
в потреблении водорода особенно сильны при периодическом
методе работы. Этим диктуется необходимость организации
хранения водорода в газгольдерах переменного объема, с там
чтобы собранный в часы меньшего расхода газ израсходовать
в часы максимального его потребления.
Устройство газгольдера мокрого типа низкого давления с
водяным резервуаром, обычно применяемого на наших заво-
дах, показано на рис. 72. Газгольдер состоит из наполненного
водой цилиндрического резервуара 1, в котором плавает коло-
кол 2. Через дно резервуара в пространство под колокол под-
ведены два газопровода. По трубе 3 газ поступает под колокол,
а по трубе 4 отводится из газгольдера в газовую линию, по
которой он поступает в компрессоры, установленные в автоклав-
ном цехе гидрозавода.
335
Давление, создаваемое мокрыми газгольдерами, непостоян
но и зависит от положения колокола. К концу заполнения газ-
гольдера давление газа в нем увеличивается, а по мере опо-
Рис. 72. Схема мокрого газгольдера:
Л—газгольдер пустой; В—наполненный; /—резер-
вуар; 2—колокол; 3—подвод газа; 4—отвод газа.
рожнения и погруже-
ния колокола в воду—
уменьшается.
При необходимости
давление, создаваемое
мокрым газгольдером,
может быть уменьшено
или увеличено; в пер-
вом случае — за счет
противовесов, которые
частично уравновеши-
вают вес колокола, и
во втором — за счет
дополнительной на-
грузки на колокол.
Для обеспечения
правильного вертикального перемещения колокола его снабжают
специальными роликами, движущимися по направляющим ко-
лоннам.
Емкость газгольдера, согласно практическим данным, рас-
считывают из условия хранения трехчасового запаса от мак-
симального расхода водорода автоклавным цехом гидрозавода:
Уг = ЗГ = 3-338% 1000 м\
Принимаем к установке стальной с водяным бассейном газ-
гольдер низкого давления емкостью 1000 м3. Выбранная нами
емкость газгольдера имеет запас, который позволяет включать
в работу второй электролизер периодически. Так, при выработке
технического саломаса из подсолнечного масла второй электро-
лизер включается в работу на 4 час. через каждые 8 час., что
видно из следующих рассуждений. Дефицит водорода при ра-
боте 1 электролизера составляет 338—250= 88 м3/час. При
включении второго электролизера излишек водорода составит
2-250—338=162 л/3. Таким образом, дефицит за 8 час. покры-
вается вторым электролизером за время
88-8 . о
т =-----= 4,3 часа.
162
Размеры газгольдеров с водяными резервуарами в зависи-
мости от их емкости приведены в табл. XI.
Подсчет расхода пара и воды
Расход шара и воды на технологические нужды водородного
цеха приведен в табл. 72 и 73—74.
336
Таблица 72
Расход пара на технологические нужды водородного цеха производи-
тельностью 250 м3/час водорода
Статьи расхода Наименован ие аппарата Длительность нагрева в мин. Расход пара в кг Общий расход в кг!сутки
среднечасовой на данной операции 1 на 1 аппарат в 1 течение часа
Приготовление дистиллята, соглас- но расчету (см. стр. 334) Дистилля- ционная установка 1440 180 180 4320
Отопление водяного бассейна мок- рого однозвенного газгольдера, согласно проекту газгольдера- 200 кг/час. Г азгольдер 1440 200 200 4800
Итого Расход пара в кг: на 100л3 влажного водорода . . 140 — — 9120
Таблица 73—74
Расход воды на технологические нужды водородного цеха
производительностью 250 мрчас водорода
Статьи расхода Наименование аппарата Длительность пот- ребления воды в мин. Расход воды в м3
среднечасовой на данную операцию на 1 аппарат в | течение часа Общий расход в сутки
Расход воды на охлаждение водо- рода и кислорода, отходящих из электролизера от tH=15° до <к=30°. при /я.в=15° и /к.в=25° Электро- лизер < 1440 0,6 0,6 14,4
(250-0,0898-3,41 + 125-1,43-0,217).
(25-15)-1000 .(75- 30)-1,1 (25—15)-1000
Расход воды на частичную кон- денсацию паров влаги, содержа- щейся в отходящих из электро- лизера водорода и кислорода при их охлаждении от /„=75° до 'к=30°. п 1440 10,9 10,9 261,6
22 Зак. 1306
337
338
Продолжение
1 Расход воды в лё
3 Статьи расхода Наименование аппарата Длительность пот| лемия воды в мин. среднечасовой на данную опера- цию на 1 аппарат в течение часа обший расход в сутки
При охлаждении выпадает влага в^количестве At— Л2=187—14,6 (187—14,6).[5544-0,46-(75 -30)]-1,1
(25-15)-1000 Расход воды на приготовление дистиллята, согласно расчету приведенному на стр. 334 Прочие расходы (10^ от общих расходов) Конденса- тор дистил- ляционной установки 144G 1,8 1,3 1,8 1,3 44,0 32,0
Всего. . . —• — 11,6 14,6 352,0
Примечания; Л2— содержание влаги в кислороде и водороде при
30° находится аналогично Ai (см. стр. 333); Л2=14,6 кг/час; расход воды на
охлаждение электролита не учитывается, так как для этой цели обычно ис-
пользуется вода, отходящая из холодильников для газа.
Расход воды в м3 на 100 м3 влажного водорода (влаж-
ного при 20°)................................. 5,3
Компоновка цеха по производству водорода
Пример компоновки цеха для получения водорода методом
электролиза с двумя электролизерами фильтрпрессного типа
производительностью по 250 м31час водорода каждый показан
на рис. 73. Размеры цеха в плане 36X24 ж. Электролизеры 1
установлены в одноэтажном двухсветном помещении размером
12Х24ХИ м. Для облегчения работ по монтажу и ремонту
электролизеров имеется ручная катучая балка грузоподъем-
ностью 3 т. Для аэрации помещения над электролизерами уст-
роен вытяжной фонарь.
В помещении соседнем с электролизерным цехом размещены
распределительные устройства высокого напряжения на пер-
вом этаже и постоянного тока низкого напряжения на втором
этаже. Ртутные выпрямители 17 установлены на перекрытии.
Цех питается от двух самостоятельных трансформаторов 12 с
регуляторами 13, установленными в общем блоке с электроли-
зерами.
Площадь застройки цеха 1060 м~, кубатура помещения
10130 м3. На 100 ж3 суточной мощности цеха по водороду при-
ходится: площади застройки 8,8 ж2, кубатуры помещения 85 ж3.
22*
Глава 5
ПРИЕМКА И ХРАНЕНИЕ ЖИРОВ И МАСЕЛ
Организация рационального складского хозяйства для приема
и хранения жиров и масел — одна из важных задач жиропере-
рабатывающего предприятия. Этот участок хозяйства иногда
недооценивается при проектировании, что приводит к трудно-
стям при эксплуатации завода: сверхнормативный простой
железнодорожного транспорта под разгрузкой, смешение раз-
личных по сортам и даже видам масел, снижение качества
жиров при хранении, потери масла при сливе и т. д.
Приступая к проектированию сливной станции, следует опре-
делить ассортимент масел, подлежащих переработке на данном
заводе; например, на завод, который планируется на перера-
ботку хлопкового масла, возможно поступление рафинирован-
ного масла технического и пищевого, нерафинированного (чер-
ного) масла с нормальной и повышенной кислотностью, прес-
сового или экстракционного. Каждое из этих масел по-разному
ведет себя при переработке, особенно в процессах рафинации
и гидрогенизации, поэтому их следует принимать и хранить
раздельно.
СПОСОБЫ РАЗГРУЗКИ ЖИРОВ
Растительные масла в основном перевозят в железнодорож-
ных цистернах. Небольшая часть рафинированных жиров посту-
пает на завод в контейнерах.
Автотранспорт широко применяется для внутригородских
перевозок жиров. К внутризаводским перевозкам относится пе-
редача масла и саломаса по трубопроводам.
Животные жиры поступают с иногородних предприятий в
основном в деревянных бочках, кокосовое масло — в металли-
ческих барабанах.
Таким образом, при проектировании складского хозяйства
жироперерабатывающего завода основная задача заключается
в организации станции для разогрева, слива и хранения жи-
ров, поступающих в железнодорожных цистернах, в бочках,
барабанах и контейнерах.
В зимнее время почти все растительные масла поступают
на завод в застывшем состоянии; слив их без специальных разо-
гревающих устройств невозможен, поэтому каждый жиропере-
.'140
I 3
^.L вакуум-насосу
Рис. 74. Слив масла из железнодорож-
ной цистерны прн помощи насоса:
/—цистерна; 3—трубопровод для отсасывания
воздуха: 3—коллектор вакуумной линии; 4—
стояк для слива масла через верхний люк; 5—
всасывающая труба насоса; 6’—насос ’для от-
качки масла; 7—коллектор масляной линии;
8 и 9—гибкие шланги.
рабатывающий завод должен предусмотреть сливной пункт,
состоящий из: 1) устройства для разогрева застывающих жи-
ров, 2) приемных резервуаров для расплавленных жиров, 3) за-
пасных резервуаров для хранения жиров и 4) насосной станции
с коммуникациями.
Разогрев жиров, по-
ступающих в металличе-
ских бочках и контейне-
рах, осуществляется су-
хим методом путем опу-
скания их в ванну с горя-
чей водой; жир, посту-
пающий в деревянных
бочках, расплавляют на
мыловаренных заводах
острым паром, а на мар-
гариновых заводах бочки
разбирают и жир растап-
ливают с помощью паро-
вых змеевиков.
Жиры перевозят з
железнодорожных цистернах разных типов, с различными кон-
струкциями и размерами сливных приборов. Это обусловливает
необходимость применения различных способов и устройств длг.
слива жиров.
Ниже приводится описание методов слива жиров, применяе-
мых на практике.
Слив при помощи насоса
слив масла
Рис. 75. Самотечный
при помощи сифона:
/—железнодорожная цистерна; 2—слив-
ной стояк; 3~—приемный резервуар.
Слив масла при помощи насоса (рис. 74) применяется как
при верхнем, так и при нижнем расположении сливных уст-
ройств.
--------txs-o— *> ' Для этой цели вдоль же-
к Влкдун насосу лезнодорожного тупика, пред-
назначенного для разгрузки
цистерн, прокладывается в
грунте или на эстакаде всасы-
вающий стальной коллектор 7,
к которому при верхнем сливе
присоединены сливные стояки
4 с гибкими шлангами 9. Эти
шланги опускаются в цистер-
ну 1 через открытые люки гор-
ловины. Для нижнего слива к
сливным патрубкам цистерн
присоединяются гибкие шлан-
ги 8. Для обеспечения нормальной работы сливные коммуника-
ции должны иметь полную герметичность.
341
От всасывающего коллектора отходит отводная труба 5 к
насосу 6. При применении несамовсасывающих насосов для
верхнего слива необходима установка вакуум-насоса для созда-
ния разрежения во всасываю-
щей линии 4. Отсос воздуха
производится из верхних точек
сливных стояков.
Верхний слив при помощи
сифона
Рис. 76. Открытый самотечный слив При расположении прием-
масла из цистерны: ных резервуаров 3 на более
Т—штуцер для слива масла; 2—перенос- НИЗКОЙ отметки по птнптттенитп
вый лоток; 5-желоб; ^-отводящая труба; НИоКОИ OlMdKe ПО ОТНОШеНИЮ
5—приемный резервуар. К ЦИСТерне 1 СЛИВНОЙ СТОЯК 2
будет являться сифоном и с
его помощью можно производить слив цистерн без насосов, как
это показано на рис. 75.
Открытый самотечный слив
При открытом самотечном сливе (рис. 76) масло сли-
вается из цистерны через сливные патрубки 1 по переносным
лоткам 2 в сборный желоб 3, расположенный вдоль железнодо-
рожного тупика. По желобу масло стекает к отводной трубе 4
и далее поступает в резервуар 5. Из резервуара масло насосом
перекачивается в баки-хранилища или на производство. Ем-
кость резервуара принимается равной емкости цистерны или не
менее 2/з его емкости, если одновременно со сливом будет про-
изводиться откачка масла из сливного резервуара.
СПОСОБЫ РАЗОГРЕВА ЖИРОВ
Разогрев жиров, прибывающих в застывшем состоянии, в
настоящее время производится острым паром. Метод горячего
размыва внедряется медленно; в настоящее время только Мос-
ковский гидрозавод и Ужгородский маргариновый завод име-
ют установки для горячего размыва. В литературе имеются ука-
зания о применении разогрева застывающих жиров с помощью
электрических грелок, в частности с помощью ламп инфракрас-
ного света. Отделением общества Инфрарот в Берлине сконструи-
рована установка для разогрева жиров с помощью ламп инфра-
красного света (рис. 77). Четыре кассеты, состоящие из 25 ламп
по 250 в, вплотную подвешивают к наружным стенкам цистер-
ны. Два выключателя регулируют силу тока и напряжение. У
сливного патрубка установлены дополнительно 2 излучателя по
1,5 кет каждый, предупреждающие загустевание жира при сли-
ве. Напряжение тока 220/380 в. Общая установленная мощность
светильников 28 кет.
342.
Этот способ, примененный для мазута с температурой плав-
ления 26°, позволяет разогревать цистерну емкостью 20 т за
7 час. (при температуре наружного воздуха минус 10—15°) и
может быть использован для разогрева пищевых растительных
масел, поступающих на торговые базы.
Рис. 77. Переносная установка для разогрева жиров инфракрасными
лучами:
7—железнодорожная цистерна; 2>-кассеты с лампами инфракрасных лучей; 5—допол-
нительные лампы для подогрева сливного патрубка.
Для заводов, находящихся в районах с длительной зимой
и низкими температурами, на сливных станциях проектируют
специальные тепляки. Прибывающие цистерны с жирами уста-
навливают в тепляки и здесь производят работы по разогреву
и сливу цистерн. Обычно тепляки строятся в одном блоке со
сливной станцией.
Разогрев застывающих жиров и других жидкостей
острым паром
Для разогрева жиров по этому методу внутрь цистерны
опускают через люк горловины три-четыре отрезка труб, по
которым подается острый пар. Пар, конденсируясь, растапли-
вает застывший жир. Последний в смеси с конденсатом уда-
ляется из цистерны. При наличии у цистерны нижнего спускного
клапана расплавленный жир самотеком спускается <в приемные
устройства.
Оборудование, потребное для разогрева жиров по этому ме-
тоду, несложно. Вдоль фронта слива устраивается эстакада,
к которой подводится пар от котельной давлением не менее
3 ата. От паропровода отходят стояки, заканчивающиеся на вы-
соте эстакады гребенкой. К гребенке с помощью соединительных
гаек присоединяют разогревающие трубы в количестве 3—4 шт.
на каждую цистерну. Трубы диаметром 38/33 мм на концах
имеют специальные наконечники. Вместо труб применяют иног-
да гибкие стальные шланги, которые более удобны для заправ-
ки в цистерну.
343
Длительность разогрева жиров по этому методу зависит от
температуры воздуха, физических свойств принимаемого жира
и давления пара и продолжается от 3 до 10 часов.
Схема (разогрева жиров острым паром показана на рис. 78.
Железнодорожные цистерны 4 с застывающими жирами уста-
навливают вдоль фронта слива так, чтобы .каждый .вид и сорт .
масла можно было сливать в отдельный резервуар. Количестве
приемных резервуаров 1, 2 и 3 и соответствующие коммуника- (
ции рассчитаны на возможность одновременного слива трех |
разных сортов масла без смешивания их. Через люк цистерны 1
внутрь ее вставляют паровые шланги 9, через которые подает- 1
ся острый пар давлением не'менее 3 ата. Для слива расплав-
ляемых жиров (вместе с конденсатом) в цистерну опускают j
гибкий шланг 10, соединенный с приемными резервуарами. I
Вакуум в сифонных трубах создается вакуум-насосом; вакуум- j
ная линия присоединяется к сифонам через смотровые фона- j
ри И. ।
Если цистерны имеют нижние клапаны, то слив разогретых
жиров может производиться через сливные желоба 12, соеди-
ненные с ниже их расположенными приемными резервуарами
1, 2 и 3. i
Из приемных резервуаров жиры откачиваются центробеж-
ными насосами 13 в запасные резервуары или на производство.
На каждый вид или сорт масла установлено по 2 взаимозаме-
няемых насоса, что обеспечивает надежность работы сливной
станции.
На схеме показан слив серной кислоты из железнодорожной ;
цистерны 5 в приемный резервуар 7 с помощью вакуумного ;
сифона с последующей откачкой на производство кислотоупор-
ным насосом 14.
Слив жидкой каустической соды из железнодорожной цистер-
ны в приемный резервуар 8 производится таким же методом, 1
как и слив застывающих жиров, так как при низких температу- j
pax она также поступает в замерзшем виде. <
На рисунке показана также схема налива саломаса в желез- i
подорожные цистерны. Взвешенный на весах 17 саломас центро-
бежными насосами 16 подается непосредственно в цистерну.
Коробка 18 служит для приема остатков саломаса после про-
дувки саломасного трубопровода острым паром.
Иногда жиры приходят в цистернах без нижнего сливного
клапана или с неисправным сливным клапаном. Разгрузка та-
ких цистерн, особенно при пользовании острым паром, ослож-
няется, так как в этом случае откачку приходится вести с по-
мощью стояка, опускаемого через верхний люк в цистерну.
Если при этом нельзя опустить приемные резервуары ниже
уровня железнодорожного пути, чтобы обеспечить слив при по-
мощи самотечного сифона, то сливные станции оборудуются
344
345
вакуум-ресиверами. На рис. 79 приведена схема разогрева жи-
ров острым паром со сливом с помощью вакуум-ресиверов. Жир,
разогретый :в цистерне 1 острым паром, который подается по
шлангу 2 и трубе 3, отсасывается в вакуум-ресиверы 4, вакуум
в которых создается вакуум-насосом 6. Барометрический стояк
5 предупреждает возможность попадания жира в вакуум-насос
Рис. 79. Схема разогрева жиров острым паром со сливом
с помощью ресиверов:
1—железнодорожная цистерна; 2—гибкий шланг для отсасывания жиров; 3—
трубы для подачи острого пара в цистерну: 4—вакуум-ресиверы для отсасы-
вания жирев из цистерны; 5—барометрический стояк; 6—вакуум-насос;
7—приемные коробки для жиров; 8—насосы для жиров; 9—резервуары для
хранения жиров.
при переполнении ресиверов. Вакуум-ресиверы работают по-
очередно; когда один из них заполняется, из второго жир сли-
вается в приемные коробки 7; из последних жиры насосами 8
откачиваются в запасные резервуары 9 или на производство.
Схема с вакуум-ресиверами надежна, однако удорожает стои-
мость строительства сливной станции. На заводах небольшой
мощности можно установить на сливной станции поршневые
насосы для откачки жира через верхний люк цистерны.
Существенным недостатком метода разогрева жиров острым
паром является смешивание конденсата с жирами, что затруд-
346
няет хранение и переработку их. При хранении таких жиров
повышается их кислотность, часто образуются водно-жировые
эмульсии, затрудняющие в последующем рафинацию, иска-
жается первичный учет жиров и т. д.
Расчет расхода острого пара на разогрев
жиров в цистерне
Продолжительность разогрева масла острым паром в цистер-
не емкостью 45 т и слива его принимаем равной 10 час.
Для расчета расхода пара на разогрев жиров необходимо
найти вероятную температуру жира к моменту прибытия цистер-
ны на станцию назначения. Эта температура вычисляется по
уравнению
2,3 1g = —, (5—1)
Д G с
где: tH — температура масла при наливе; Д=50°;
tx— вероятная температура масла в °;
t0—средняя температура окружающего воздуха по пути
следования; принимаем t0 = —25°;
F—наружная поверхность цистерн емкостью 51 м3 или
грузоподъемностью 45 т; F=37 м2;
х— продолжительность пробега цистерны; принимаем
т= 15 суток, или 360 час.;
К—коэффициент теплопередачи от масла к наружному
воздуху во время следования цистерны; согласно
табл. 75 К—1,25 ккал/м2 час град;
G — вес масла; G—45000 кг;
с — теплоемкость масла; с=0,46 ккал/кг град.
Правую часть уравнения (5—1) называют показателем
охлаждения и обозначают т:
FKt
т =-----
Ос
Подставляя в формулу принятые значения, получим
87-1,25-360 . о
т =------------- = 12.
45000-0,46
Решая уравнение (5—1) относительно tx, находим
ную температуру масла
tx = t0 + (tH-t0)e-m=-‘25 +
+ [50 - (- 25)] 2,718-1'2 = -2,5°,
где е—основание натуральных логарифмов; е=2,718.
(5-2)
(5-3)
вероят-
347
Принимаем tx с запасом, равную — 5°.
Таблица 75
Значение коэффициентов теплопередачи К от
жира через металлическую стенку цистерны к
наружному воздуху
Продолжительность охлаждения Коэффициент теплопередачи К в ккал{м*час град
часы сутки
15 0,625 5,00
30 1,250 4,00
50 2,08 • 3,30
90 3,75 2,5
360 15 1,25
720 30 1,00
60 0,75
90 и более 0,60
Расчет расхода тепла на разогрев масла производим по
уравнениям (2—9) и (2—10):
Qj = 45000 {с [50 — (— 5) + г]} =
= 45000 [0,46 (50 4 5) + 30} = 2489000 ккал,
где г — теплота плавления масла, равная 30 ккал)кг.
Количество тепла, расходуемое на покрытие тепловых по-
терь, определяется уравнением
Q2 = FK (tcp —t0) ккал!час, (5 — 4)
где: tco — средняя температура масла во время разогрева в °;
К—общий коэффициент теплопередачи от масла к окру-
жающему воздуху;
—температура окружающего воздуха, равная —25°.
Обозначим температуру масла после разогрева через tH
а перед разогревом через tx (tx = —5°).
Тогда средняя расчетная температура масла во время разо-
грева определится одним из следующих уравнений:
если ~< 2, то tcp принимается как величина средне-
арифметическая:
(5-5)
tcp в 0>5 (fw 4 ^о)>
348
если———— >2,
tx- to
ческой формуле
^ср
то tcp рассчитывается по логарифми-
tH - f
2,31g ^4°
i0
(5-6)
В нашем случае
50-(-5)
tx-t0 (-5)-(-25)
Следовательно,
Н *0
3,7 > 2.
tCD = - 25 +----—» 16,5°.
СР 50-(—25)
2,31g---------—
S(-5)-(-25)
Для цистерны поверхностью F=87 я? при общем
циенте теплопередачи от масла к воздуху 7<=8 ккал/м2
суммарные тепловые потери за 10 час. составят
Q2 = 87-8 [16,5 - (- 25)] 10 = 288840 ккал.
Суммарный расход тепла на разогрев цистерны
Q = Qj + Qj = 2489000 + 288840 = 2777840
Расход острого пара давлением 3 ата при
574 ккал!кг и коэффициенте использования пара
D =_0__ = -2™ = 5902 кг.
574 f 574-0,82
коэффи-
час. град
ккал.
теплоотдаче
Ф=0,82
Удельный расход пара на разогрев 1
D^ — = 131
1 45
т жиров
кг.
Разогрев масла горячим размывом
При горячем размыве застывшего масла в цистерну вводится
через специальные насадки горячее масло под давлением 6—
8 ата, которое, отдав часть своего тепла застывшему маслу,
разогревает и расплавляет его. После этого разогретое масло
забирается насосом и прокачивается через паровой подогрева-
тель, где оно снова нагревается и нагнетается обратно в цис-
терну.
Такая циркуляция продолжается до тех пор, пока не будет
полностью разогрето все масло, находящееся в цистерне. По
мере разогрева содержимого цистерны часть масла откачивает-
ся в приемные резервуары.
349
Схема разогрева масла методом горячего размыва изобра-
жена на рис. 80. Перед включением в работу схемы во избежа-
ние .переполнения цистерны необходимо разогреть небольшую
часть масла (например, глухим паром), находящегося у горлови-
ны. С этой целью в цистерну 1 с помощью крана-укосины через
открытый люк опускают паровой змеевик 2, смонтированный на
нагнетательной трубе.
Рис. 80. Разогрев масла в железнодорожных цистернах горячим
размывом:
/—железнодорожная цистерна; 2—паровой змеевик с насадками; 3— нагнетательный
трубопровод для масла; 4—подогреватель; 5—всасывающий трубопровод для мас-
ла; 5»—самовсасывающий насос; 7— вакуум-форлаг; 5-вакуум-насос;* 9—трубопровод
для подачи масла в наружные баки; 10—трехходовой кран для отвода масла
в монжю.
После того как столб масла, прилегающий к горловине, разо-
.грет, паровой змеевик отключают, и разогретое масло вакуумом
засасывается во всасывающую линию 5 циркуляционного насо-
са 6. Насос прокачивает масло через подогреватель 4, где оно
подогревается глухим паром до температуры 80° и далее воз-
вращается в цистерну по нагнетательной трубе 3 диаметром
76 мм. На этой трубе имеются четыре насадки, обращенные в
противоположные стороны. Горячее масло, вырывающееся из
насадок под давлением 6—8 ати, размывает и разогревает жир.
По мере расплавления масла, находящегося в цистерне, часть
его откачивается в приемные резервуары, а остальное масло
продолжает циркулировать по замкнутой схеме до полного разо-
грева всего содержимого цистерны.
Особенностью схемы горячего размыва является то, что мас-
ло, нагретое в подогревателе до температуры 80—90° и подавае-
мое в цистерну в виде струи под давлением 6—8 ати, не только
отдает свое тепло застывшему, но и своей кинетической энер-
гией вызывает интенсивный размыв масла, благодаря чему со-
кращается время, необходимое на разогрев цистерны.
350
Метод горячего размыва устраняет главный шорок разогрева
жира острым паром — попадание в него конденсата. Однако
этот метод является значительно более дорогим, чем разогрев
острым паром, так как на каждую разогреваемую цистерну на-
до ставить центробежный насос высокого давления (6—8 ати),
трубчатый подогреватель поверхностью нагрева 75—100 м2 и
другое оборудование; увеличивается
усложняется обслуживание, а сле-
довательно, увеличивается штат ра-
бочих. Но эти затраты окупаются
экономией, получаемой от сохране-
ния качества масла. Особенно эф-
фективной эта схема должна ока-
заться в тех случаях, когда разогре-
ваемое масло предназначается для
длительного хранения.
РАСЧЕТ ОСНОВНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Паровой переносный
подогрев атель
Переносный 'подогреватель (рис.
81) служит для начального нагрева
части масла в цистерне (около 1 т)
перед включением циркуляционного
разогрева. Подогреватель змеевико-
вого типа из цельнотянутых труб
диаметром 20—30 мм. Греющий пар
подводится к подогревателю, а кон-
денсат отводится от него при помо-
щи гибких шлангов, присоединен-
ных к трубопроводам, уложенным
на эстакаде. Габариты переносного
подогревателя ограничиваются диа-
метрами люка и диаметром желез-
нодорожной цистерны. Для цистер-
ны грузоподъемностью 45 т это со-
расход электроэнергии;
Рис. 81. Паровой подогрева-
тель переносного типа:
/—нагнетательный трубопровод
для нагретого масла; 2—паровой
змеевик; 5—насадка; 4—сальник
для поворота трубок; 5—соеди-
нительный шланг.
ответственно 0,4 м и 1,8 м.
Расход тепла для нагрева 1000 кг масла в цистерне от на-
чальной температуры tx——5° до конечной ^=4-50°, согласно
уравнениям (2—9) и (2—10) составляет Q3=55600 ккал, а с
учетом 15% потерь <2'з=64000 ккал.
Потребная поверхность нагрева
Г = -^ = -^—=5,8 мг
КСР 100-111
где: К — коэффициент теплопередачи от пара к маслу; ввиду не-
351
равномерного нагрева последнего не превышает
100 ккал/м2час град.
№ср—средняя разность температур между паром и маслом;
Л tcp = tnapa - = 132,9 - 5-0+2(-^ 111°.
При диаметре труб змеевикового подогревателя 25 мм длина
змеевика 1=73 пог. м. При диаметре змеевика cf3=0,38 м число
витков
п = —-— = ——--------= 60 витков.
яйГз 3,14-0,38
Высота змеевикового подогревателя // = /т=30-60=1800 мм,
или 1,8 м (/г=30 мм — шаг витка). Такие размеры подогревате-
ля совпадают с размерами цистерн грузоподъемностью 45 т.
Паровой стационарный подогреватель
Подогреватель служит для подогрева циркулирующего в схе-
ме горячего размыва масла от начальной температуры /и=50°
до конечной ^=80°.
Подогреватель (рис. 82) кожухотрубный, шестиходовой с не-
подвижными приварными
трубными решетками. В
трубах циркулирует масло,
в межтрубном пространст-
ве — глухой пар.
Расчетное давление в
трубном пространстве—10
ата, в межтрубном—3 ата.
Теплопроизводительность
стационарного парового по-
догревателя для нагрева
масла
Рис. 82. Паровой стационарный подо-
греватель:
1—впуск масла; 2—выпуск масла; 3—впуск
пара; 4—выпуск конденсата.
Q4 = Q — Q3 = 2777840 — 55600 = 2722240 ккал.
Поверхность нагрева подогревателя
F =----— м'1,
к мср
где: — коэффициент теплопередачи, по практическим данным,
равен 100—150 ккал/м2час град;
^.tCp — средняя разность температур между циркулирующим
маслом и паром давлением 3 ата; ^tcp= 67,9°;
-г — число часов работы стационарного подогревателя; т=
=7 час.;
2722240 со ,
------------= 58 м2.
7-100-67,9
352
Принимая во внимание отложение на трубах примесей, со-
держащихся в сыром масле, что уменьшает коэффициент по-
лезного действия подогревателя, для надежности работы всей
„установки необходимо увеличить поверхность нагрева подогре-
) вателя на 50—60%.
Принимаем к установке паровой подогреватель со следую-
щей характеристикой:
поверхность нагрева в л3 . 112
диаметр подогревателя в мм 1000
диаметр трубок в мм ... . 25
длина трубок в мм..... 2000
число трубок.......... 720
число ходов............ . 6
Циркуляционный насос
Насос служит для отсасывания масла из цистерны, подачи
его в подогреватель и последующего нагнетания в цистерну че-
рез насадки. Насос центробежный, многоступенчатый, напор
75—80 м.
Принимая расчетное время циркуляционного разогрева т—
=7 час., получим часовой расход тепла
Q.4 — Q<:т — 2722240 : 7 = 388890 ккал)час.
Каждая тонна масла передает тепла
q = 1000с(^ — ^) = 1000-0,46(80-50) = 13800 ккал. '
Количество масла, которое должно быть подано в час, с уче-
том 10% тепловых потерь в насосе и коммуникациях
п Q4-l,l ‘388890-1,1 .
G, = —--=----------— s= 31 тчас.
q 13800
Коэффициент циркуляции масла в схеме горячего размыва
31 *7
• а =-------as 5,0, т. е. для разогрева 1 т масла необходимо по-
44
дать в цистерну 5,0 т горячего масла (44 — количество масла
- в т, разогреваемое циркуляционным методом).
Производительность насоса
Q, 31000 ,
V—— =--------~36 м\
7 . 875,7
К установке принимается вихревой одноступенчатый насос
марки 2 ЛК-20-22, производительностью 36 м^/час, напор 75—
100 м. с электродвигателем мощностью 28 кет.
23 Зак. 1306 353
Расход пара и электроэнергии
На разогрев масла методом горячего размыва расходуется
пар давлением 3 ата в количестве
„ Q-1,1 2777840-1,1 сс._
D — ------=----------— = 654о кг.
I 467
Удельный расход пара на 1 т. масла
n/ D 6545 , .
D = — =------= 146 кгт.
О 45 '
Расход электроэнергии на разогрев 45 т масла методом горя-
чего размыва
N = 28-7-0,7 = 137,6 квт-ч,
где: 7 — число часов работы электродвигателя;
0,7—коэффициент загрузки электродвигателя.
Удельный расход электроэнергии на 1 т масла
N — —— — Зквт-чт,
45 '
Резервуары для хранения жиров
Для хранения значительных запасов жиров применяются
вертикальные наземные металлические сварные резервуары
(рис. 83).
Рис. 83. Вертикальный резервуар для хранения
жиров.
354
Общая емкость резервуаров для хранения масла определяет-
ся производительностью завода и отдаленностью его ог источни-
ков сырья. Считается, что для обеспечения бесперебойной рабо-
ты завода необходимо иметь емкость бакового хозяйства, рас-
считанную на 20—45-дневную производительность завода. Это
гем более целесообразно, что отстаивание сырого масла в резер-
вуаре благоприятно отражается на его дальнейшей обработке.
Расчет количества и емкости потребных резервуаров приве-
дем на примере жирового комбината суточной мощностью 90 т
пищевого и 25 т технического саломаса, 50 т маргарина и 60 т
хозяйственного мыла (60%-ного). 35 т саломаса пищевого по-
требляется на месте и 55 т отправляется на сторону. Саломас
пищевой производится из подсолнечного и хлопкового масла
(поровну), саломас технический — из черного хлопкового масла
низших сортов. Потребные запасы жиров и другого сырья при-
ведены в табл. 76.
Таблица 76
Расчет необходимых запасов жиров и другого сырья
Наименование жира Суточный расход рафиниро- ванных жиров в m Норма расхода исходного жира в m/m Суточный расход сырого жира в m Норма запаса в днях Потреб- ный запас в m
Масло хлопковое светлое на пищевой саломас . 45 1,02 45,9 40 1840
Масло подсолнечное на пищевой саломас . . . 45 1,03 46,3 30 1390
Масло черное хлопковое на технический саломас 25 1,1 27,5 40 1100
Масло подсолнечное или светлое хлопковое на маргарин . 7 1,03 7,2 30 220
Саломас пищевой на мар- гарин 35 — 35 10 350
Саломас пищевой на сто- рону 55 — 55 8 440
Саломас технический на мыло 25 — 25 12 300
Соапсток на мыло (в на- туре) 12,5 —. 12,5 12 150
Асидол-мылонафт на мыло 4 — 4 45 180
Жидкая каустическая со- да (на рафинацию, гид- рогенизацию и мылова- рение) 6,5 6,5 30 200
Серная кислота (на рафи- нацию и приготовление катализатора) 0,53 — 0,53 50 26,5
23*
355
Для хранения запасов сырья, приведенных в табл. 76, тре-
буется следующая емкость бакового хозяйства:-
Запас в т Емкость в м’
для хранения^масел . . . 4550 5000
» хранения^саломаса . 1090 1250
„ хранения соапстока и асидол-мылонафта 330 360
„ хранения щелочи . . 200 180
„ хранения серной кис- лоты 26,5 15
Группируя сырье по видам, принимаем к установке для хра-
нения масла 3 резервуара по 2000 м3 каждый или 5 резервуа-
ров по 1000 л«3.
Расход металла на изготовление резервуаров в первом слу-
чае— 125,0 т, во втором — 119 т. Соответственно на 1 тыс. м3
емкости расходуется 21 т и 24,4 т металла. При увеличении ко-
личества резервуаров удлиняются коммуникации, увеличиваются
затраты на сооружение обвалования, фундаментов и т. д. Одна-
ко установка 5 резервуаров наиболее удобна, так как позво-
ляет принимать в разные баки не только различные по виду, но
и по сорту масла.
Резервуары большой емкости неудобны еще и тем, что при
разогреве находящихся в них в большом количестве застываю-
щих жиров приходится длительное время поддерживать нагрев
в резервуаре, отчего .увеличиваются тепловые потери.
Для хранения саломаса необходимо установить три однотип-
ных резервуара емкостью по 400 м3 каждый, а для хранения
соапстока, асидол-мылонафта и жидкой каустической соды —
три резервуара по 200 м3 каждый.
Кроме основных крупных резервуаров для хранения запаса
жиров, необходимо установить несколько мелких резервуаров
емкостью по 100—200 т для приемки случайных партий масел,,
поступающих на завод (кукурузное, рапсовое, рыбий жир'
и пр.). |
Для приемки мелких партий жиров и других видов сырья!
можно устанавливать также горизонтальные стальные сварные)
резервуары. Техническая характеристика стальных резервуаров'
дана в табл. XII и XIII.
Расчет расхода пара на компенсацию тепловых потерь
Резервуары для хранения масел и жиров, как правило, уста-:
навливаются вне помещения. :
При установке резервуаров для масла и особенно для сало-;
маса в северных районах СССР необходимо их термоизолиро-,'
вать.
356
В табл. XIV приведена толщина слоя термоизоляции при
хранении саломаса в вертикальных резервуарах при температу-
ре саломаса 4-50° (по данным Гипрожира).
Потери тепла резервуаром, в котором хранятся жиры, могут
быть установлены следующим расчетом.
Пример. Определить расчетом тепловые потери неизолированного
стального вертикального резервуара емкостью 1000 м3 для хранения хлопко-
вого масла при температуре 4-20°.
Резервуар имеет следующие размеры: диаметр 12 м, высота 9,6 м, по-
верхность охлаждения Р=355 м2.
Расчетная температура наружного воздуха t0=—25°, скорость ветра
10 м/сек.
Потери тепла резервуаром в окружающее пространство определяются
уравнением (5—4).
Коэффициент теплопередачи К от масла к окружающему воздуху через
стенку резервуара
(5-7)
+
“1 < ' :
где: cti—коэффициент теплоотдачи от мг_ .. стенке в ккал/.и2 час град;
а<2—коэффициент теплоотдачи от стенки к наружному воздуху конвек-
цией в ккал/м2 час град;
аз—коэффициент теплоотдачи от стенки резервуара к наружному возду-
ху излучением (радиацией) в ккал)м2час град
Коэффициент теплоотдачи cti определяется эмпирическим уравнением
А / t — t
я, = (36 — 23 7) • I/ ——---— ккал/м2 час град, (5—8)
где: 7 —удельный вес хлопкового масла при температуре 20°; по табл. I.
7=0,9177 кг/л;
ч —кинематическая вязкость масла в см2/сек; для tcp—20° по табл. III
^=0,000068 л2/сек=0,68 см21сек.
а2 находится в зависимости от скорости ветра W.
При tex 5 м/сек
«2 =5,3 +3,6 w. (5—9)
При w> 6 м/сек
a,= 6,2w0’78. (5-Ю)
Для принятой нами скорости ветра w=10 м/сек а2=6,2 • 1О0-78 =7,45
ккал/м2 час град.
Температуру стенки резервуара (tcm ) определяем из следующего при-
ближенного соотношения (без учета а3):
а1 (tcp km) =^°2 (tcm <о).
Подставляя значение ai и а2, получим уравнение
3 / 20 — t
(36—23-0,9177) 1 / -0-~- (20 — = 7,45 (#сл, + 25).
357
Подбором находим температуру стенки резервуара =11,88°; принима-
ем 12°.
3 Г 20_12
Отсюда а, = (36—23-0,9177)-]/ - = 33 ккал!м2 час град.
|< 0,6о
Коэффициент теплоотдачи от стенок цистерны к наружному воздуху из-
лучением
. с (tcm+273)4 - (/0 + 273)«
а3 =4,5-10 ----------------------ккалмг час град. (5—11)
*ст ~ ‘о ,
, с ,п_8 (12 + 273)4—(-25 + 273)4
®з — 4,5-10 ---------——-——---------— =3,4 ккал/м2 час град.
1
Подставляя найденные величины си, as и “з в уравнение общего вида
(5—7), находим коэффициент теплопередачи
К = —j----------------= 8 ккал/м2 час град.
38 + 7,45+3,4
Потери тепла в окружающее пространство
Q = 355-8 (20 + 25) = 127800 ккал/час.
Расход пара давлением 3 ата для компенсации тепловых потерь
= - « 273 кг/час.
1 т масла в сутки
273-24
Удельный расход пара на
Л'= -
1000-0,9177
Расчет насоса для перекачки масла
Производительность, тип насоса, диаметр трубопровода, по-
терю напора и потребную мощность электродвигателя для пере-
качки G=50 т/час подсолнечного масла определяем следующим
расчетом.
Принимаем: разность нивелировочных отметок Л1=18 м,
температура масла ^=30°, длина трубопровода 1=80 м. Кроме
того, по длине трубопровода установлено 6 кранов и 8 колен ра-
диусом 3 диаметра.
Объем масла при температуре 30°
Q 50-1000 с. о .
V = — =----------= 54,8 л8,
Т 912
где у — удельный вес масла при 30° (по табл. 1).
Диаметр маслопровода
Л V
/ 3600-0,785-да
где w — скорость движения масла в трубопроводе в м/сек.
(5-12)
358
В табл. 77 приведены рекомендуемые скорости жиров в за-
висимости от их кинематической вязкости.
Таблица 77
Кинематическая вязкость в м,/сек Средняя скорость в м/сек
всасывания нагнетания
0,0000001-0,0000115 1,5 2,5
0,0000115—0,0000227 1,3 2,0
0,0000227-0,0000725 — „ 1,2 1,5
0,0000725-0,0001459 1,1 1,2
0,0001459-0,0004385 1,0 1,1
0,0004385—0,0008772 0,8 1,0
Данные о динамической и кинематической вязкости жиров
при различных температурах приведены в табл. III.
В нашем случае кинематическая вязкость равна
0,0000463 м2/сек.
Для этой вязкости принимаем скорость на линии нагнетания
до = 1,5 м)сек, откуда диаметр трубопровода
d = । / -------:---=0,11 м.
|/ 3600-0,785-1,5
Принимаем диаметр труб d=121/113 мм.
Гидродинамическая структура потока характеризуется чис-
лом Рейнольдса (Re), определяемым по формуле (3—55):
„ Vid 1,5-0,113 осел
Re—-----= —--------= 3660.
v 0,0000463
Следовательно, движение масла в трубопроводе имеет не-
установившийся турбулентный характер-.
Определение потери напора в трубопроводе. Общая формула
для определения потери напора в трубах от трения жидкости о
стенку трубы имеет следующий вид:
h = м (5-13)
d-2g 7
где: h-—потеря напора по всей длине в м;
А, — коэффициент трения, определяемый в зависимости от
характера движения жидкости;
L — расчетная длина трубопровода (фактическая длина I
плюс приведенная длина 1Э — эквивалентная сумма по-
терь от местных сопротивлений).
g— ускорение силы тяжести.
359
Коэффициент трения при турбулентном движении, если зна-
чение критерия Рейнольдса не превышает 10°, .можно опреде-
лить по формуле Блаузиса:
0,31^4 =0>()4 (5_14)
У Re у'ЗббО
Для подсчета потери напора от .местных сопротивлений при
турбулентном движении пользуются методом эквивалентной
длины, т. е. каждое местное сопротивление заменяют соответ-
ствующим отрезком трубопровода, имеющим такое же сопро-
тивление. Эквивалентная длина местных сопротивлений опреде-
ляется по формуле
1Э = Ad м, (5—15)
где А — коэффициент, значение которого .принимается по
табл. 78.
Эквивалентная длина
на нашем трубопроводе,
местных сопротивлений, установленных
/9«=(6-90 Р 8-10) 0,113 = 70 м.
Таблица 78
Значения коэффициента А для определения
эквивалентной длины трубы (при турбулентном
движении)
Тины местных сопротивлений
Вход в трубопровод ............
Отвод 90°, радиус по оси равен
диаметру трубы ...............
То же (2—8 d)..................
Колена без закругления ........
Тройник*,(при повороте жидкости
и газа).......................
Тройник при прямом потоке. . .
е.нтнль угловой ... Д'... .
Вентиль проходной .............
18
20 •
И0
60 — 90
10
40
90
Зная коэффициент трения и остальные необходимые для рас-
чета данные, определяем потерю напора в трубопроводе.
/^0,04.<-ШНА2
’ 0,113.2-9,81
= 6 м.
360
Потерей напора на создание скорости пренебрегают ввиду
малого его значения.
Полный напор, который должен преодолеть насос,
Н = Н, + h = 18 + 6 = 24 м.
Потребная мощность на валу насоса
V(H,+ h)-t 54,8-24-612 _ _ ,г
.jj e —_!----------= 5,5 кет, (5—16)
3600-102 3600-102-0,60
где т]н — к.п.д. насоса, равный 0,60.
Мощность на валу электродвигателя для насоса
.,, N„
N^~r-
тт
где т]п—коэффициент полезного действия передачи; в нашем
случае (насос на одном валу с мотором) прийимаем
т]„=0,95. .Следовательно,
= кет,
0 0,95
Электродвигатели в момент пуска работают с перегрузкой,
которая больше у электродвигателей малой мощности, поэтому
их выбирают с запасом мощности К, значение которого' приве-
дено ниже.
< 1
1-5
5—50
>50
К
2-1,5 1.5-1,2 1,2-1,15 1.1
Принимаем /<=1,2, тогда мощность электродвигателя
^ = 5,7-1,2 = 6,8 кет.
По каталогу выбираем центробежный насос со следующей
характеристикой:
Марка насоса..............................4К-18
Производительность в мя/час . 60
Полный напор в м..........25,7
Мощность электродвигателя в кет . 7
Число оборотов в минуту . . .2870
Привод — непосредственный от элек-
тродвигателя через муфту
361
Отепление трубопроводов
При перекачке застывающих жиров по трубопроводам по-
следние необходимо обогревать во избежание застывания жиров
в них. Возможны три варианта обогрева жиропроводов: 1) че-
рез паровую рубашку, 2) че-
рез паровую линию внутри
жиропровода и 3) от паро-
вой линии, расположенной
рядом с трубопроводом
(рис. 84).
Паровая рубашка вокруг
трубопровода наиболее на-
дежно обогревает трубопро-
вод, предохраняя жир от
застывания. Однако такой
метод обогрева является
Рис. 84. Схема укладки паровых
обогревающих труб:
/—жировая труба внутри паровой; 2—па-
ровая труба внутри жировой; 3—паровая
труба рядом с жировой.
наиболее дорогим как по первоначальным затратам, так и в
эксплуатации. Так при диаметре жиропровода 70/62,5 мм диа-
метр трубы для паровой рубашки должен быть 102/94 мм. По-
верхность теплопередачи от пара к жиру /=0,2 м2 на 1 пог. м
трубопровода, а поверхность теплопередачи от наружной по-
верхности рубашки fi=0,31 м2 на 1 пог. м трубы.
Температура в паровой рубашке выше, чем в жиропроводе,
в 2,5—3 раза. В итоге тепловые потери жиропровода с паровой
рубашкой возрастают по сравнению с жиропроводом без рубаш-
ки в 4—5 раз. Устройством тепловой изоляции можно сократить
эти потери, однако это связано с дополнительными расходами.
Монтаж Жиропровода с рубашкой сложен, особенно в местах,
где имеются фланцевые соединения и краны, которые приходит-
ся обходить с помощью паровых трубок с калачами:
Эти же участки являются слабым местом и в эксплуатации:
конденсат скопляется в местах перехода и в зимнее время иног-
да замерзает. Поэтому трубопроводы с паровой или водяной
рубашкой используют в основном при внутрицеховом транспорте
для лепкозастывающих продуктов, например мыла, и редко при-
меняют для перекачки жиров на большие расстояния.
Устройство паровой линии, проложенной внутри жиропрово-
да, наиболее экономично, так как в данном случае вся поверх-
ность паровой трубы полезно отдает тепло на обогрев жира.
Однако такую линию неудобно монтировать внутри жиропро-
вода. Практика показала также, что вследствие различного
удлинения жирового и парового трубопроводов в паровом тру-
бопроводе возникают дополнительные напряжения, он изгибает-
ся, в результате чего нарушаются соединения, конденсат попа-
дает в жир и, наоборот, жир попадает в паровую трубу, заку-
поривает ее и выводит из строя жиропровод. При большой дли-
362
не трубопровода затрудняется также отвод конденсата из паро-
вой трубы.
Наиболее простым, дешевым и надежным в эксплуатации яв-
ляется способ прокладки жирового и парового трубопроводов
рядом, вплотную один к другому. Для увеличения площади со-
прикосновения обе трубы обматывают стальной сеткой и вклю-
чают в общую теплоизоляцию. Передача тепла от паровой тру-
бы к жировой в этом случае происходит интенсивно, и при на-
длежащем уходе вся система работает достаточно надежно. При
этом необходимо обеспечить бесперебойный отвод конденсата.
Изоляция трубопроводов может быть выполнена различными
изолирующими материалами. Хорошо применять для изоляции
специальные сегменты из обожженного диатомита или совелита,
которые обладают хорошими теплоизолирующими свойствами
при небольшом весе. Особое внимание должно быть обращено
на тепловую изоляцию стыков.
Для компенсации линейного удлинения трубопроводов вслед-
ствие температурных колебаний рекомендуется устанавливать
компенсаторы.
ПРОЕКТЫ СЛИВНЫХ СТАНЦИЙ
Приводим описание нескольких промышленных сливных стан-
ций.
На рис. 85 изображена сливная станция наиболее простого
типа. Приемные резервуары—горизонтальные, цилиндрические—
зарыты в землю вдоль железнодорожных подъездных путей.
Центробежные насосы расположены в помещении, заглублен-
ном в землю, и находятся на одном уровне с днищем приемных
резервуаров, чем обеспечивается их постоянная работа под за-
ливом.
Наличие двух приемных резервуаров и соответствующей сети
коммуникаций вдоль фронта слива позволяет одновременно сли-
вать и раздельно принимать два сорта масла. Разогрев масла
производится с помощью острого пара.
Такая станция является наиболее дешевой по капитало-
вложениям, однако неудобства при работе на открытом воздухе
в условиях суровой зимы и отсутствие доступа к резервуарам и
коммуникациям, находящимся в земле, делают ее приемлемой
лишь для заводов небольшой мощности.
На рис. 86 приведен проект крупной промышленной масло-
сливной станции, рассчитанной на одновременный разогрев и
слив трех большегрузных железнодорожных цистерн с приемкой
жиров через самотечные сифоны в три группы приемных резер-
вуаров. Маслосливная станция работает по схеме, приведенной
на рис. 78.
Шесть пятидесятитонных горизонтальных стальных прием-
ных резервуаров для жиров 1, 2 и 3, два для жидкой каустиче-
363
364
1
ном помещении вдоль железнодорожной линии, цистерны згп
глублены на отметку 4,2 м по отношению к головке рельса, чем
обеспечивается самотечный слив как через нижний спускной
клапан, так и через верхний люк с помощью самотечного сифо-
на. Тепляк для установки железнодорожных цистерн 4 идет
вдоль сливной станции, благодаря чему сокращается длина ком-
муникаций. Обслуживание железнодорожных цистерн произво-
дится с площадки на отметке -{-3,5 м. Здесь же проложены па-
ровые коммуникации и все другие устройства для обслуживания
цистерн.
Все центробежные насосы 13 вынесены в соседнее подваль-
ное помещение и сгруппированы в батарею; такое размещение
насосов способствует их взаимозаменяемости, что повышает
надежность работы станции. Однако размещение всех насосов
в торце здания значительно удлиняет коммуникации к приемным
резервуарам, что является недостатком проекта.
Весы для взвешивания саломаса установлены на первом эта-
же так, что от них обеспечивается самотек к насосам 16. В под-
вальном помещении расположено оборудование для обработки
конденсата, отстаивающегося в резервуарах. Перед спуском в
канализацию его пропускают через жироловушку 7; отделив-
шийся жир собирается в вакуум-приемнике 8, а затем попадает
в сборную коробку 9. Если конденсат образует с жирами эмуль-
сию, то он дополнительно отстаивается в трех вертикальных ре-
зервуарах 11 и может быть пропущен через обезвоживающую
центрифугу 12. Описываемый проект сливной станции обеспечи-
вает достаточно надежную ее ‘работу, однако сохраняет недо-
статки разогрева острым паром.
Размещение складов для жиров
Согласно действующим техническим условиям проектирова-
ния складов растительных масел и животных жиров, разрабо-
танным Гипрожиром и согласованным с ГУПО МВД СССР,
склады в зависимости от емкости делятся на 3 категории: к 1-й
категории относятся склады емкостью ог 20 до 40 тыс. м3, ко
2-й — от 10 до 20 тыс. м3 и к 3-й — менее 10 тыс. м3.
Расстояния между наземными резервуарами и соседними
зданиями и сооружениями, установленные техническими усло-
виями, приведены в табл. XVIII.
Резервуары для хранения жиров должны быть ограждены
земляным валом или несгораемой стеной. Высота последней
определяется расчетом, исходя из ограждаемой площади, таким
образом, чтобы она была на 0,2 м выше поверхности жидкости,
разлитой из одного наибольшего резервуара, но не менее
Резервуары ограждаются группами не более 5 тыс. Л13 в
дой. Расстояние между открытыми резервуарами должно
1 м.
каж-
быть
365
не менее половины диаметра большего из соседних резервуаров;
до внутреннего обреза обвалования или ограждающей стенки
разрыв должен быть не менее 3 м,.
Рис. 87. Склад жиров открытого типа:
/—маслосливная станция с тепляком для разогрева железнодорожных цистерн; 2—резер-
вуары для хранения жиров; 3—резервуары для хранения жидкой каустической соды:
4—ограждающая стенка; 5—ТЭЦ; б1—производственный корпус 2-й категории огнестой-
кости; 7—склад топлива; д—эстакада для подачи топлива на ТЭЦ; 9—дымовая труба;
10—непроходной лоток для трубопроводов; 11—проходной канал для паропроводов;
12—железнодорожные пути широкой колеи.
На рис. 87 показано размещение открытого склада жиров
крупного промышленного предприятия. Склад 2-й категории, ем-
костью 13 тыс. лг3, состоит из 11 резервуаров емкостью по
1 тыс. лг3 и 3 резервуаров по 70G .м3. Резервуары делятся на
3 группы с самостоятельным обвалованием.
Расстояние от резервуаров до маслосливной станции с теп-
ляком для разогрева цистерн принято 15 м, до производствен-
ного корпуса 6 (2-й категории огнестойкости)—25 м, а до скла-
дов топлива — 40 м.
366
Закрытые склады для жиров
Технические условия допускают хранение жиров и масел на
территории предприятий в закрытых помещениях со степенью
их огнестойкости не ниже 2-й категории. Емкость закрытого
склада 5 тыс. лг3; здание разделяется огнестойкими стенами на
отсеки, в каждом из которых должны находиться резервуары
суммарной емкостью не более 1 тыс. м3. Такое решение прихо-
Рис. 88. Склад жиров закрытого типа:
1, 2, 4, 5 —приемные коробки для разогретых жиров; 3—железнодорожная
цистерна' 6—вакуум-реснверы; 7—резервуары для хранения жиров; «—центробеж-
ные иасосы для жиров; 9—кран-укосина; 10—жироловушка.
367
дится иногда принимать при реконструкции действующих пред-
приятий, когда по условиям промышленной площади не пред-
ставляется возможным устраивать склад жиров открытого типа.
На рис. 88 показан проект закрытого склада для хранения
застывающих жиров (саломас, животные жиры) в количестве
2 тыс. т, разработанный для крупного мыловаренного завода
при его реконструкции и расширении. Восемь вертикальных ре-
зервуаров диаметром 7 м и высотой 6,5 м, емкостью по 250 м3
каждый размещены в двух отсеках здания 2-й категории огне-
стойкости. Между резервуарами оставлены проходы шириной
1,5 м; расстояние до стен здания 1,5 и 0,7 м. Вплотную к складу
жиров примыкает тепляк для разогрева поступающих в желез-
нодорожных цистернах жиров. Разогрев производится острым
паром, а слив — с помощью вакуум-ресиверов 6 по схеме, по-
казанной на рис. 79. Коробки 1, 2, 4 и 5 емкостью по 40 ж3 слу-
жат для промежуточного приема жиров из ресиверов с даль-
нейшей их перекачкой в запасные резервуары.
24 Зак. 1306
369
Таблица II
Теплоемкость и теплопроводность некоторых жиров и масел
Наименование жира Температур- ный интер- вал в ° Теплоем- кость с в ккал!кг град Теплопро- водность X в ккал;м час град
Подсолнечное масло 15-25 0,42 0,145
я ....... 15-50 0,43 0,143
» • 15-100 0,46 0,140
V ••••• 50—100 0,48 0,137
и • ••••. 50—150 0,50 0,134
» ••••••• 50—200 0,53 0,131
п ....... 50-250 0,55 0,128
• ••••••• 70—200 и • 100-150 0,53 0,131
V ... ... . 120—200 0,56 0,127
V 100-200 0,55 0,128
* *...... 150-200 и 100-250 0,58 0,125
Хлопковое масло 15—50 0,43 —
» ’ • 15-100 0,46 —
50-100 0,48 —
70-120 0,49 0,135
120-200 0,56 0,127
Саломас подсолнечный пищевой . 40—90 0,49 —
Саломас подсолнечный техниче- ский с титром жирных кислот 44°С 60—100 0,53 0,137
» 60—150 0,57 0,134
я 100—150 0,60 0,131
Примечание. Теплота плавления в ккал!кг: саломас пищевой
18; саломас подсолнечный технический с титром жирных кислот 44°—
29; то же с титром 53°-36.
370
05
S
ч
ю
ч
Вязкость масел при различных температурах
ф о м о а о ч х Л и о и СП « X „01 » а ввяз -энихвгоания ХХОООХ Х^Х^г-<О1'> — гит
,01 к 51« гя я (ввяз -эьигсвниг) ввнюпг оздв О X С£ г-<СОСОсоЮООСгсоСОоО N М Щ Ш N — Ф О1 Ф М О Х Ф OOCOiOTfcOCOCNCNi^’—
| подсолнечное д')! Ь Я30/5Н а ввяз -ЭЬИ1ВГСЭНИЯ СЧ’Ф^СО^СО^ЮО’-СОСО^ O XLOOXCNNT*CX}Tf-^ON XOX^OXCNCNr-
fQI k tWlwj гя а (ввяз -эьиивниг) ввнюпгоздв т* iO О О Л О X Д'х? U гн (N О ' ’3' С~\) СО <-О О lQ н-ч О СЧ О ОС t" QO'sOlO ’Ч’СОСОСЧ CN г-ч »-* 1
ф о X к X аз Ч „01 < ягэ/,иг fl ввяз -эьи1вгоания 00<00>Ф01>.1“'00,—1 о О 1-0 Г-< ’-OOXX Xt*OOCNOXN Г-Ют^сосОСЧСЧСМ1-<^-<1-«
,01 11 гя а (ввяз -эьиквниг) ввнюпгоэдв NXr*O-'£C\|O^r-<O*.NO СО Ю <- о х OI О1 гн —'•г—
ф О X ф о „01 л W/,» а ввяз -эынвиания СГ>1-«1“<СЧЮОЮ(МООСОФ001>.
,0; к гя а (ввяз -эьипениг) ввнюпгоэдв X Сл О О г- N о О Ф х lQ ’’fl>'Q0OC0 00c0OC0C40>t--C0 NLQTHOrtCN'MC4’-r-,
кунжутное | „01 * яээ^к а ввяз -ЭЬШЕНЭНИЯ OOCNr-^OCCO’—< CN О О 00 r—i Ьг.ООСЧ’—i СЧ LO О о О- LQ1 гн о X ONOiO’CJ’XrtCNrHr-r-«
►01 6*7ЛЗЭ ** а (ввяз -эьиюниг) ввнхопгоэдв О LQ О LQ LQ СО LQ СО г-< гн(МХЬОО1ЬХЬХОХЬ- О N о> Т* о X !?1 СЧ гн ГН
арахисовое 1 ©отл а ввяз -ЭЬИ1ВИЭНИЯ СЧСОиООСЧСО^иО'-нфиОгнт*' ЮСОсО’«фЮ|Гт1“'1>ОЮ|СЧОоо ОХО1П^ХХО1О1г-гнгн
,01 к ,»/ли гя а (ввяз -ЭЬИМЕНИ1Г) ввндопгоэдв ,. ю О^ОьОьООООХгнннЗ)^) X N ГН О гн rt О ^CC^rHGON ог о VT3 ”ф со С'ч CN !“> т-ч т-м
ф о X о а X X ч о „01 * язз^к а ввяз -ЭЬИ1ВМЭНИЯ icO'Tf’tcooO’e’Ttcocornoi X I-О vTj о ’Т' (М N О о CN О 00 OXOiCOXXCNCN-нгнгн
,01 к ^!яэз гя а (ввяз оьигоениг) ввнхопгоэдг OOONi^OOTf’dL'Or-‘ О Ог CN ^ОСО’—'С^т-чОгт^оОт^-мООЬ- O^OLQT?X)CNC'lrHT_«^ 1“Н
о a BdXiBdauwaj, lOOlOOlOOlOOOOOOO гч CN О1 X X lQ О N X О О г-<
24
371
Примечание. Если вязкость дается в градусах Энглера Е, то ее
перевод в кинематическую или абсолютную вязкость производится по следу-
ющим формулам.
1. Кинематическая вязкость:
а) размерность в технической системе единиц — м2/сек
I 0,0631\
ч = 10~‘ I 0,731 Е — —-—I м2/сек;
б)размерность в системе CGS—см2/сек.
„ 0,0631
•Л = 0,731 Е — —-— см2/сек (Стокс)-
2. Абсолютная (динамическая) вязкость:
а) размерность в технической системе единиц кг сек/м2
/ 6,25\ т
т) — 7,24 Е — -— --------- кг сек/м2;
\ Е ) g-lOe '
б) размерность в системе CGS—г/см сек (пуаз)
1 кг сек/м2=№,\ пуаза;
1 пуаз=0,0102 кг сек/м2_
Если дана кинематическая вязкость в м2/сек, то для перевода ее в абсо-
лютную вязкость пользуются формулой
•л = — кг сек1м2.
g
Для перехода от динамической к кинематической вязкости пользуются
формулой
‘<\g 2/
ч =---- мг/сек.
Например, при 1=30° и у=912 кг/м3 абсолютная вязкость подсолнечного
масла т]=0,0043 кг сек/м2, откуда
0,0043-9,81
912 .
= 0,0000463 м2/сек.
372
Таблица IV
Вязкость саломаса и животных жиров при различных температурах
Темпера- тура в ° Саломас подсолнечный технический с титром 44° Абсолютная (динамическая) вязкость животных жиров в кг сек)м* vt 10*
в 0 Е абсолютная (динамическая) в кг сек!м* 7] 104 кинематиче- ская в м?!сек V 106 говяжий свиной костный
50 — — — — 24,8 26,9
55 — — — — 21,5 —
60 '3,86 23,6 26,6 20,6 18,7 20,0
65 3,48 20,8 23,6 17,4 16,2 —
70 3,02 17,6 20,0 15,7 14,3 15,2
75 2,71 15,4 17,5 13,8 12,6 —
80 2,39 13,0 14,9 12,1 11,2 11,8
85 2; 19 11,4 13,1 — 9,9 —
90 2,07 10,6 12,2 — 8,8 9,0
95 1,89 9,2 10,5 — — —
100 1,80 8,3 9,7 — — —
105 1,74 7,8 9,1 — — —
110 1,68 7,2 8,4 — — —
115 1,60 6,6 7,7 — — —
120 1,55 6,1 7,2 — — —
125 1,47 5,3 6,3 — — ——
130 1,42 5,0 6,0 — — ——
1’5 1,39 4,6 5,5 — —
140 1,36 4,3 5,2 — — —
145 1,32 4,0 4,8 — — —
150 1,30 3,7 4,5 — —
373
co Характеристика те Наименование аппарата ^хнологичес! Материал ' _ о Рабочая загрузка q в т О о Полная емкость вл3 © вания для рафинации ж> Размеры в м Поверхность на- © грева в м- 03 Полная поверх- , ность в л«а Мощность элек- *=* тродвигателя S в кет р — г» Вес аппарата (без футеровки) в т »
диаметр полная вы- сота высота цилиндра высота ко- нуса
Нейтрализатор с механической мешал- кой и паровой рубашкой То же • То же, с паровыми змеевиками Промывной вакуум-сушильный и отбель- / ныи аппарат с механической мешалкой / и паровой рубашкой То же z Дезодоратор с паровым и водяным змее- виками Маслоохладитель со змеевиком, водяной рубашкой и механической мешалкой Смеситель-эмульсатор для масла и ще- лочи для рафинации черного хлопко- вого масла с механической мешалкой То же Сталь « « « « « 5,0* 10* 20* 40* 5,0 10 20 5 5,0 0,24 0,6 8,4 15,7 33,1 62 8 4 15,7 33,1 12,5 8,0 0,4 1.0 2,0 2,3 3,2 4,0 2,0 2,3 3,2 2 2,4 0,7 1,0 3,3 4,64 5,35 6,2 3,3 4,64 5,35 5,85 3,6 1,1 1.2 2,35 3,34 3,5 4,3 2,35 3,34 3,5 3,5 1,7 1,1 1,2 0,95 1,3 1,85 1,9 0,95 1,3 1,85 8,0 11,8 23 32 8,0 11,8 23,0 35,4 31,0 19,2 28,2 48 71,3 23,0 33,0 56,0 33,0 22,0 3,2 5,5 Пр 1,7 2,8 7,0 10 2,8 2,8 7,0 1,7 1,7 2,8 элолже 3,0 4,5 9,3 9,5 3,3 4,8 9,8 5,0 4,4 0,1 0,45 ;ние
. Наименование аппарата Материал Рабочая загрузка в т Полная емкость В Л4Я Размеры в м Поверхность на- грева В А42 Полная поверх- ность в лР Мощность элек- тродвигателя в кет Вес аппарата (бе; футеровки) в т
диаметр полная вы- сота высота цилиндра 1 высота ко- нуса
Соапсточник с механической мешалкой, со змеевиком глухого пара То же Отстойник непрерывного действия для гидратированного масла Мешалка для гидратационного осадка с паровым змеевиком Конденсатор поверхностный вертикаль- ной конструкции То же Конденсатор вспрыскивающий баромет- рический к дезодораторам Холодильник кожухотрубного типа для охлаждения черного хлопкового масла перед нейтрализацией То же Автоклав для обезжиривания отработан- ной отбельной глины с паровой^ ру- башкой и механической мешалкой То же Мешалка для отработанной отбельной глины Сталь < « « и л « • к со ’З" Ю «э Д 1 Д’ 1 II 1 1 Д 1 8 2,0 3,2 1,9 6,3 4 1,5 2,6 1.5 1,5 1.5 0,72 0,6 0,85 0,8 1,0 1,8 1,5 1,25 1,5 1,2 3,65 1,1 3,16 3,0 2,2 1,5 2,0 2,9 2,7 1,25 1,5 1,2 1,22 1,1 1,7 2,2 1,8 1,25 0,5 0,7 0,9 5,0 1,5 1,6 18 7 50 100 5,6 6,0 0,9 18,0 7,5 12 7,0 10,5 7,5 6 18 13 6,0 2,8 1,0 1,0 2,8 4,5 1,0 1,5 0,45 1,9 0,5 0,86 0,7 1,1 0,8 1,7 2,5 1,7 0,45
— Продолжение
S Размеры в м 1 СП «V
\О g
о £ к о
о ъа । из а> =5 Я) W « аз
Наименование аппарата Материал Рабочая з в т Полная ем в м3 диаметр полная вы сота высота цилиндра высота ко- нуса Поверхнос грева в м2 Полная по ность в м2 Мощность родвигател в кет Вес аппара футеровки]
Мешалка для известкового молока Сталь — 0,8 1,0 1,0 1,0 0,8 3,0 1,0 0,38
Жироловушка на 4 секции а — 7,5 1.5 1,25 4 20 1,3
(Ши- (Дли-
рина) на)
То же, на 3 секции сс — 3,0 1,0 1,0 3 — — 11 — 0,55
Мешалка для приготовления раствора щелочи 1,6 2,1 1.4 1,4 1,4 — 1,6 9,0 1,0 0,6
Аппарат для разложения соапстока Сталь и кис- 14,0 20 2,5 5,0 3,5 • 1,5 40 2,6
лотоупор- ная плитка
Аппарат для кислотной обработки про- То же 7,0 10 2,0 3,6 3,0 0,6 24,0 1,8
мывных вод
То же « 10 14 2,3 4,2 3,1 1,1 32,0 2,1
Аппарат для промывки смеси жирных « 5,6 9,0 2,0 3,5 2,5 1,0 22 2,0
кислот и нейтрального жира, получен- ного при разложении соапстока f
Аппарат для нейтрализации кислых вод « 10,0 12,0 2,5 2,5 2,5 — 30 — 1,8
в расчетах может приниматься
1П * Рабочая емкость нейтрализаторов промывных и вакуум-сушильных аппаратов в расчета:
иа IV о выше приведенных в данной таблице (на основе достижений передовых предприятий).
Таблица VI
Характеристика фильтрпрессов, выпускаемых машиностроительными заводами
Фильтрпрессы и их характеристика Размер рам в свету в мм Число рам в шг. Поверхность фильтрации в м2 Толщина рам в мм Объем рамного пространства в л Вес в кг Габаритные размеры в мм
1 , длина 1 ; ширина 1 высота
Чугунный, рамный, закрытого типа, с ручным вин- 315X315 14 2,8 25 35 600 1475 750
товым зажимом; рабочее давление до 10 ати 28 5,6 25 70 900 2105 750 —
Чугунный, рамный, открытого типа, с гидравличе- 820X820 12 16 45 363 4600 3260 1470 1415
ским зажимом; рабочее давление до 6 ати\ гидрав- 24 32 45 726 6850 4100 1470 1415
лический насос производительностью 15 л/мин, наи- 30 40 45 908 7950 4560 1470 1415
большее рабочее давление 100 кг/см*; электродви- 36 48 45 1089 9050 4980 1470 1415
гатель к насосу мощностью 0,6 кет, число оборотов 42 56 25 706 91(0 4560 1470 1415
950 в минуту 50 67 25 840 10400 4980 1470 1415
58 78 25 975 11650 5390 1470 1415
То же, на рабочее давление фильтрации 4 ати 1000X1000 36 72 45 1620 9700 4980 1700 1605
42 84 45 1890 10800 5390 1700 1605
Чугунный, рамный, открытого типа, с гидравли- 910x850 24 37 45 835 3600 4560 1700 1640
ческим зажимом, под деревянные плиты и рамы; рабочее давление фильтрации до 4 ата\ гидравли- 34 52,5 45 1180 3850 5510 1700 1640
ческий насос зажима производительностью 15 л)мин', наибольшее рабочее давление 100 кг]см^', электро-
двигатель мощностью 0,6 кет, число оборотов 950 в минуту
Примечание. Вес фильтрпрессов закрытого типа на 3—4% больше, чем прессов открытого типа, габарит-
ная длина фильтрпрессов с электромеханическим зажимом на 450 мм меньше, а высота на 105 мм больше, чем у
фильтрпрессов с гидравлическим зажимом. В остальном характеристики фильтрпрессов открытых и закрытых, с
гидравлическим и электромеханическим приводом совпадают.
Вес фильтрпрессов с размерами рам 910x850 мм показан без учета веса деревянных рам и плит.
Таблица Vll
Характеристика сепараторов и показатели их работы
Показатели Марка сепаратора
мсв МСГ мед
Производительность сепаратора по маслу в л/час . . ..... 1500 1500 1500
Температура сепарирования в° . . 60-70 80-90 80-90
Содержание нейтрального жира в осадке в % . . 22—34 6-10 —
Содержание жира в промывной воде в % . . — — 0,26-0,85
Содержание влаги в масле в % . 1,75-3,5 — —
Содержание мыла в масле в% . . — 0,13—0,35 0,012-0,034
Рабочая скорость вращения бара- бана, об/мин. ... . ...... 6100 6100 6100
Скорость вращения вала, об/мин. 1500 1500 1500
Мощность электродвигателя в кет 4,5 4,5 4,5
Габаритные размеры в мм:
длина 1195 1255 1195
ширина ...... 855 870 855
высота 1392 1390 1392
Вес в кг 510 490 502
Коэффициент динамичности . . . 1,5 1,5 1,5
Диаметр барабана в мм 410 400 410
Наибольший диаметр конусных тарелок в мм 260 288 260
378
Техническая характеристика вакуум-эжекторных агрегатов, применяемых для создания глубокого вакуума
в дезодораторах (по данным машиностроительных заводов)
Примечание • В качестве второй ступени рабо- тает вакуум-насос поршневого тина Эжектор первой ступени выпол- нен из двух параллельно рабо- тающих эжекторов В качестве третьей ступени рабо- тает вакуум-насос поршневого типа Эжектор первой ступени с целью уменьшения его длины снабжен несколькими рабочими соплами То же В качестве второй ступени рабо- тает вакуум-насос поршневого типа
sw я iBjadJB вн 1ЧГОЯ ToxoBd иоаоэвь QO СО 1-н о со ю со о ю lQ »— -rr1 СЧ СЧ
Температура охлаж- дающей воды в ° BdoiBa нагнои oJOMd -OHHdiawodBg одоньохЛжэп -odu ojoadau ей агохия BH О Ю 1—< т-< СО CN О СЧ OJ СО СО СЧ СО СЧ
на входе Ю LQ О lO Tf1 О О _ _ СЧ СЧ СЧ
ovhfzx s iBjadJB упи(1о1яаяс€ вн в(1 -ВЦ OJShOQBd rOXOBJ ю LQ LQ сч о о о о г-н СЧ CN О rf СО lO СО СО rf СО СЧ
vwv я BdBu OJBhOQBd QO Ь- СЧ СЧ оо b- LO <0 Tf г-н
JVhiZJi я roodoinawe оаоиэвянэ -ВЭВЕ ‘EdBU OJOHhOfl -Xrodn оядаэьиггох 200 115 100 100 250 200 100
aodoiBa И9ГН0Я ХИЯЭ9ЬИ(1 -lawodBg хнньодХж -awodu ояхээьиеоя т-t СЧ СЧ сч со *—• со
aiEjadiB я уэиэпХхэ оаюэьиЕОЯ • СЧ со со со сч
•io *id ww я adoiBdoroEBF я аинагявг эоиьохвюо Tf UO о СО о о о
Таблица IX
Характеристика технологического оборудования автоклавного цеха гидрогенизационного завода
Наименование аппаратов Материал Рабочая загрузка в т Полная емкость в м3 Размеры в м Поверхность на- грева или поверх- ность охлаждения в Л4а Полная поверх- ность в мя Мощность элект- родвигателя в кет Вес аппарата в т
диаметр полная вы- сота высота ци- линдра высота кону- са или сферы
Автоклав для гидрогенизации жи- ров Нержавею- щая сталь 6' 12,5 2,2 3,7 2,6 0,55 18 и 18 35 11,4 4,6
Приемник для саломаса и масла Сталь 6 10 1,8 4,5 3,5 0,5 — 25 — 2,0
То же V 6 9,5 2,0 3,5 2,6 0,45 — 25 — 1,87
Каплеотделитель для циркуляцион- ного водорода 1» — 8,0 1,5 4,5 4,5 — — 25 — 1,7
Водяной безнасадочный скруббер для циркуляционного водоро- да я — 8,0 1,5 4,5 4,5 — — 25 — 2,0
Водоотделитель для циркуляцион- ного водорода » — 8,0 1,5 4,5 4,5 — — 25 — 1,7
Щелочной оросительный скруббер для свежего и циркуляционного водорода » — 8,0 1,5 4,5 4,5 — '— 25 — 1,7
Смеситель для водорода и — 8 1,5 4,5 4,5 — — 25 — 1,7
Продолжение
Наименование аппаратов Материал Рабочая загрузка в т Полная емкость в м3 Размеры в м Поверхность на- грева или поверх- ность охлаждения в м* Полная поверх- ность в мя Мощность элект- родвигателя в кет Вес аппарате в т
диаметр полная высо- та высота ци- линдра высота конуса или’сферы
Колонка с активированным углем для очистки водорода Сталь — 8,0 1.5 4,5 4,5 — — 25 — 1,7
Автоклав-реторта для восстанов- ления и разложения катализато- ра Нержавею- щая сталь 2 4,5 1.3 3,7 3,0 0,35 9 и 4 14 3,5 3
Пеноуловитель к автоклаву для разложения катализатора Сталь — 1.1 1,0 1,8 1,2 0,3 — 6,0 — 0,55
Мешалка для свежего и оборот- ного катализатора » 2,25 3 1,5 1,7 1,7 — 4 8 1,7 1,06
То же » 1,3 1,5 1,25 1,25 1,25 — 0,9 6 1,0 0,45
я я 4,25 5 1,8 2,0 2,0 — 5,0 11,0 1,7 1,28
Холодильник для охлаждения мас- ла и саломаса змеевиковый » — — 1,0 1,5 — — 10 6,2 — 1,0
Со ОО к- Холодильник для водорода труб- чатый » 0,6 2,76 2,30 25,0 5,0 1,1
Характеристика технологического оборудования катализаторного цеха гидрогенизационного завода
Наименование аппарата Материал Емкость в м3 Размеры в м Поверхность нагрева в л2 Полная поверхность в м* Мощность электро- двигателя в кет Вес аппарата в т
рабочая полная диаметр полная высота (без привода) высота
цилиндра конуса
Автоклав для обезжиривания от- работанного катализатора с паровой рубашкой и механиче- ской мешалкой Сталь 4,5 6,3 1,8 2,9 2,2 0,7 5,6 18 2,8 2,5
То же Я 3 4 1,5 2,7 1,8 0,9 6,0 13 4,5 1,7
Разварочный чан для отработан- ного катализатора, футерован- ный диабазовой плиткой Сталь и диабазо- вая плитка 3,3 4,7 1,6 2,95 2,5 0,45 — 17 — 0,81
Чан для очистки сернокислых растворов, футерованный диа- базовой плиткой То же 3,3 4,7 1,6 2,95 2,5 0,45 — 17 — 0,81
Осадочный чан для карбонат- ных солей, футерованный диа- базовой плиткой с механической мешалкой Я 4,5 6,0 1,8 3,0 2,5 0,45 17 1,0 1,4
Продолжение
Наименование аппарата Материал Емкость в м3 Размеры в м Поверхность нагрева в лс2 Полная поверхность В JW3 Мощность электро- двигателя в кет Вес аппарата в т
рабочая полная диаметр полная высота (без привода) высота
цилиндра конуса J
Чан для растворения карбоната никеля в серной кислоте, футе- рованный плиткой Сталь и кислото- стойкая плитка 1,5 2,2 1,25 2,1 1,6 0,5 — 7,5 — 0,68
Чан для осаждения формиата никеля, футерованный плит- кой То же 1,2 1,7 1,1 2,0 1,5 0,5 — 7,0 — 0,65 А
Чан для отмучивания инфузорной земли Сталь — 0,8 1,0 1,0 1,0 — — 4 — 0,15
Чан для приготовления жавеле- вой воды, футерованный плит- кой Сталь и кислото- стойкая плитка — 1,1 1,2 1,1 1,1 — — 6 — 0,28
Чан для растворения сернокисло- го никеля То же — 2,1 1,5 1,2 1,2 — — 7,5 — 0,45
Ванна для обработки формиата натрия Сталь эмалиро- ванная — 1,1 0,75 (Ши- рина) 0,5 1,5 (Дли- на) — 3,8 — — 0,28
Бак для приема регенерирован- ных растворов катализаторов, футерованный плиткой Сталь и кислото- стойкая плитка 3,5 4 1,6 2 2 —— — 12 0,6
Таблица XI
Техническая характеристика газгольдеров с водяными
резервуарами
Марка Емкость в л:3 Размеры в мм Давление газа в мм вод. ст. Общий вес в т
резервуар КОЛОКОЛ общая высота
диаметр высота диаметр высота | 1 4 W S X X ф х О S Я мак си- мал ьное
ГМ-100 100 6544 4131 6138 3941 8190 190 400 16
гм-зсо 300 9414 5486 8714 5296 10750 190 400 29
ГМ-6С0 600 13179 5486 12479 5296 10750 140 400 45
ГМ-1000 1000 15076 6857 14376 6667 14220 140 400 62
ГМ-2400 2400 18836 10048 18136 9818 20525 180 400 122
Таблица XII
Техническая характеристика типовых стальных вертикальных
сварных резервуаров Промстройпроекта
Номиналь- ная емкость в м3 Г еометри- ческая емкость в м3 ' Диаметр в мм Высота в мм ‘ Вес в т Номера типовых проектов
резервуара с люками лестни- цы общий
100 104 4740 5910 4,66 0,58 5,24 7-02-11
200 204 6630 5910 7,46 0,58 8,04 7—02-12
300 334 7590 7370 9,90 1,00 10,90 7-02-13
400 422 8540 7370 11,80 1,00 12,80 7-02-14
700 757 10440 8840 16,95 1,20 18,15 7-02—15
1000 1062 12370 8840 22,61 1,20 23,81 7-02-16
20С0 2145 15250 11740 40,12 1,54 41,66 7—02-17
384
Таблица XIII
Техническая характеристика горизонтальных стальных сварных
резервуаров с плоским мембранным днищем
Марка резервуара Емкость в м9 Наружные размеры в мм Толщина лис- тов в мм Вес металла в кг aj CU = g
л га W X S X И х га ь я га X X X >х га га а X « s а* о . о S х х ее S О к о о 5?
S W X о X а <-> а?
о га о о =5 X КО га S
X X «=( ь га о га о X V си га я
7-02-50 3 3,1 1404 2040 3 3 380 122,6 1800
7-02-51 5 5,3 1850 2000 3 3 512 96,6 1800
7-02-52-1 10 11,2 2200 2988 4 4 1055 94,2 2800
7-02-52-11 10 10,5 2200 2808 4 4 1010 96,2 2600
7-02-53-1 25 25,6 2870 4023 4 4 1757 68,6 3800
7-02-53-П 25 26 2806 4248 4 4 1767 67,9 4000
7-02-54-1 50 50,8 2870 7923 4 4 3154 62 3900
7-02-54-11 50 51,3 2806 8373 4 4 3186 62,2 4200
7-02-55-1 75 73,6 3250 8958 4 4 4239 57,6 5860
7-02-55-11 75 74,1 3250 9018 4 4 5236 57,2 5920
Т а б л и ц а XIV
Толщина слоя изоляции
вертикальных резервуаров
Коэффициент тепло- Температура наружного воздуха в °
ПЛ "* •эл
проводности —2U —oU
изоляции
толщина слоя изоляции в мм
0,06 35 40 45
0,08 50 55 60
0,10 60 70 80
0,12 70 80 90
0,14 85 95 105
0,16 95 110 120
0,23 135 155 175
25 Зак.1306
385
Т а б л и ц а XV
Классификация масложировых производств по категориям пожарной
опасности
Категория А
Основной и оборотный склады для бензина, дихлорэтана и ацетона
Склад для хранения легковоспламеняющихся жидкостей в таре
Насосные станции для бензина, дихлорэтана и ацетона
Экстракционные цехи
Автоклавные цехи гидрогенизационных заводов
Газовые цехи (получение и очистка водорода п водяного газа)
Газгольдеры для водорода и водяного газа’
Компрессорные станции для водорода
Склады баллонов для водорода и ацетилена
Цехи для производства лецитина с применением растворителей
Цехи для производства ланолина с применением растворителей
Вытяжные вентиляционные камеры из цехов категории А
Категория Б
Аммиачно-компрессорные станции
Цехи рафинации масел с отделениями для обработки соапстока
Расщепительные цехи и цехи для производства глицерина
Цехи для дистилляции жирных кислот и производства стеарина
Цехи для производства маргарина
Цехи для производства стиральных порошков, включая сушильные отделения
Цехи для расфасовки масла
Насосные и весовые отделения для масла
Жиро- и маслохранилища и склады-холодильникп для маргарина
Склады вспомогательных материалов
Склады лесоматериалов и ящичных комплектов
Склады угля и торфа и угледробильные цехи
Пылеосадочные камеры
Категория Г
Котельные, парогенераторные, машинные залы электростанций, помещения
электрораспределительных щитов
Кузницы
Паровозные и мотовозные депо
Категория Д
Мыловаренные цехи
Подготовительные отделения рафинационных цехов
386
Продолжение
Отделения приготовления композиций стиральных порошков
Отделения приема, пастеризации и сквашивания молока
Цехи для производства майонеза
ЛАеханические мастерские
Прачечные
Водонасосные и насосные станции для перекачки негорючих жидкостей
Компрессорные станции для воздуха
Склады для мыла и свечей
Материальные склады для несгораемых материалов
Приточные вентиляционные камеры
Примечание. Настоящие нормы разработаны Гипрожиром и согла-
сованы с нормативно-техническим отделом ГУНО МВД СССР.
Таблица XVI
Санитарно-защитные зоны для жироперерабатывающих предприятий
(Согласно Н101-54)
Наименование предприятий Требуемая защитная зона в м Наименование предприятий Требуемая защитная зона в м
Гидрогенизация жиров с контактным мето- дом получения водо- Производство генера- торного газа на угле и торфе до 5000 м3/час 100
рода оОО Салотопенные пред-
То же, при электроли- тическом способе производства водоро- да 100 приятия по произ- водству техничес- кого сала в количе- стве более 30 т в год 300
Производство маргари- на 100 Го же, производитель- ностью до 30 т ь год 100
Мыловаренное произ- водство 100 Производство сжатого водорода и кислоро-
Производство глице- рина ... • • • . . 100 да Маслобойное произ- 50
Производство олифы . 100 водство ....... 100
Таблица XVII
Классификация производственных процессов масложировой промыш-
ленности по санитарным нормам
Разработана Гипрожиром и согласова-
на с Глазной госсанинспекцией СССР
Наименование заводов, цехов и отделений Группа производственных процессов по санитарным признакам в соответствии с НСП 101-52
Мыловаренные * Мыловаренное отделение . . . • 1 в
Цех безреактивного расщепления жиров . . II А
Отделение дистилляции жирных кислот . . . II А
25*
387
Продолжение
Наименование заводов
Группа производственных
процессов по санитарным
признакам в соответствии
с НСП 101-52
Подготовительное отделение .... ......
Мылохолодильное отделение ............
Отделение для пластической обработки туа-
летных мыл ..........................
Картонажное отделение ................
Упаковочное отделение ................
Склады мыла и вспомогательных материалов
Гидрогенизационные
Катализаторный цех ... •..............
Отделение фильтрации саломаса ........
Отделение хранения саломаса .........
Автоклавный цех .......................
Рафинациопное отделение . .... .......
Отделение фильтрации масла . . .......
Маргариновые
Отделение приемки молока .............
Квасильное отделение .................
Жирохранилище..........................
Маргариновый цех......................
Камера выстаивания . . ...............
Склад-холодильник.....................
Отделение мойки банок ................
Отделение подготовки тары....... . . .
Отделение расфасовки майонеза........
Объекты энергетического
хозяйства
Котельные..........•..................
Силовые станции ......................
Трансформаторные подстанции ...........
Подсобные и вспомогательные
помещения
Материальный склад . .................
Столярная мастерская .................
Ремонтно-механическая мастерская......
Электроремонтная мастерская ..........
Котельно-трубопроводное отделение .. . . . .
Кузница ..............................
Прачечная ......................... •
Регенерация силикагеля .......... • . .
I В
I В
I В
1 Б
I Б
I В
II Г
II А
II А
II Г
II А
II А
IV А
IV А
IV А
IV А
IV А
IV А
IV А
IV А
IV А
II В
П В
1 В
I Б
I Б
I В
I Б
I В
II В
II Б
II А
388
Таблица XV111
Расстояния между наземными резервуарами для жиров и соседними
зданиями и сооружениями
Категория склада
Наименование объектов, до которых устанавливается разрыв !-я 2-я 3-я
расстояния в м
Маслонасосные и рампы для
слива и налива при степени огне- стойкости зданий 1-й и 2-й кате- гории по ГОСТу 8 8 8
Цехи обезвоживания жиров и тепляки для разогрева жиров и
масел в цистернах и бочках при степени огнестойкости зданий 1-й
и 2-й категории 10 10 10
Производственные, складские и
другие здания данного предприя- тия при степени их огнестойкости 1-й и 2-й категории 30 25 20
То же, 3-й категории 40 30 25
То же, 4-й и 5-й категории . . . Промышленные предприятия, со- 50 40 40
седине жилые и общественные здания, склады лесных материа- лов, топлива ... 50 40 40
Электросети воздушные не мене :е 1,5 высон j опоры
Лесные массивы хвойных пород Граница полосы отвода под же- 50 50 50
лезную дорогу
на станциях 80 50 50
на разъездах 60 40 40
на перегонах 40 39 30
То же, под автомобильные до- роги
1, 11 и III классов • . . . . 30 20 20
VI и V классов . . 10 10 10
389
Таблица XIX
Основные показатели загрязнений "Р0"3™^ жироперерабатывающих предприятий
Наименование заводов Основные показатели состава производственных сточных вод Примечание
взвешенные вещества в мг(л окисляемость по Кубелю в мг!л биохимическая потребность в кислороде в Ml 1л
общее количество в том числе летучие
Гидрогенизационные 200-593 400* 13^ — 394 176* 39-150 100* 90-400 250* 8,8-9,1
Газовые на антраците и угле 70—1200 390* 100 2400-10000 3000* 2840-3200 7-8,4 Фенолов 250—'800 мг/л, цианидов и ро- данидов 50—500
мг/л
Маргариновые 15-790 — 52-586 104—1660 108С* 7,1-7,8 7,4*
Мыловаренные 90-5815 1450* 1100—556 880—203 50-850 9,7
* Средняя расчетная цифра.
©
W
я
PJ
о
©
S
я
S
w
ч
РЭ
О\
£а
S
я
Рэ
Продолжение
Вид теплообмена Граница значений К в ккал!м* час град при движении Вид аппарата
свободном принудитель- ном
От конденсирующегося пара к маслу 50-150 100-400 Подогреватель
От конденсирующегося пара к воде 250-1000 500-4000 —
От конденсирующегося пара к газу 5-10 10-50 Воздухоподогре-
От конденсирующегося пара к кипящей воде 1500-4С 00 — ватель
От конденсирующегося пара органических веществ к воде 200-400 300-750 Конденсатор
От газа к жидкости .... 5-15 10-50 Газовый холо-
От газа к газу (при обыч- ных давлениях) 3-10 10-30 дильник
От перегретого пара к воде — 150-200 —
Таблица XXII
Значения коэффициентов
излучения
(К
—
100
некоторых материалов
Наименование материала Состояние поверхности с
Абсолютно черное тело 4,96
Алюминий Полированная 0,26
» Шероховатая 0,35
Бетон • 3,1
Дерево
ель Строганая 3,82
дуб Я 4,44
Железо Окисленная 4,6 ,
Кирпич красный Шероховатая 4,61
Краска
масляная Гладкая 3,97
эмалевая V 4,50
392
Продолжение
Наименование материала Состояние поверхности с
Лак алюминиевый Гладкая 1,98
Масло л 7,21
Плитки керамические 3,3
Резина Шероховатая 4,26
Свинец Серая, оксидная 1,4
Сталь Никелированная 0,27—0,3
Окисленная 3,5
Стекло Г ладкая 4,95
Чугун Окисленная 4,39
Шлакобетон Шероховатая 4,46
Известковый раствор Шероховатая, белая 4,46
Асбест — 4,70
Г ипс — 4,0—4,5
Таблица' XXIII
Значение коэффициента теплоотдачи лучеиспусканием ал
в зависимости от температуры излучающей стенки tcm> ___
окружающей среды tB (при С = 4) и значение величины ]/' tcm—te
для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией
Температура стенки в° ts = = 20’
“д 4 ад 4
у7 *ст~*в V *ст~*в
25 4,0 1,97 4,4 1,41
30 4,2 2,11 4,4 1,78
35 4,3 2,24 4,5 1,97
40 4,3 2,34 4,5 2,11
45 4,3 2,73 4,5 2,24
50 4,4 2,52 4,8 2,34
60 4,7 2,67 5,0 2,52
70 5,0 2,78 5,3 2,67
80 5,2 2,89 5,4 2,78
90 5,5 ,2,99 5,7 2,89
100 5,8 3,08 6,0 2,99
125 6,5 3,28 6,9 3,20
150 7.4 3,42 7,2 3,38
Пример. Определить коэффициент теплоотдачи от наружной верти-
кальной стенки к окружающему воздуху, если /ст=40о и Zs=20°.
а—ак + ал = 1,7 • 2,11 + 4,5 = 8,1 ккал)»? час . град,
где 1,7—коэффициент для вертикальной стенки (см. стр. 50).
393
Таблица XXIV
Содержание водяного пара в насыщенном газе при нормальном
. давлении
Температура в° Упругость водяных паров Вес водяного пара на 1 жя насыщенного влагой газа в г Вес водяного пара на 1 м3 сухого газа при 0° в г Объем (в м3) сухого газа в 1 м3 насы- щенного вла- гой газа
в мм рт. ст. в кг/см* (ата)
0 4,58 0,006230 4,9 4,93 1 0,994
1 4,93 0,006695 5,1 5,15 /
2 5,29 0,007193 5,6 5,68 1 0,993
3 5,68 0,007724 6,0 6,11 J
4 6,1 0,008289 6,4 6,55 1 0,992
5 6,54 0,008891 6,8 6,98 J
6 7,01 0,009532 7,3 7,52 0,991
7 7,51 0,010210 7,8 8,08 | 0,990
8 8,04 0,010932 8,3 8,64 J
9 8,61 0,011699 8,9 9,3 0.989
10 9,21 0,012513 9,4 9,86 0,988
11 9,84 0,013376 10,1 10,65 0,987
12 10,52 0,014292 10,7 11,32 0,986
13 11,23 0,015262 П.4 12,12 0,985
14 11,99 0,016289 12,1 12,92 0,984
15 12,76 0,017377 12,9 13,84 0,183
16 13,63 0,018528 13,7 14,77 0,982
17 14,53 0,019746 14,5 15,7 0,981
18 15,48 0,02013 15,4 16,76 0,981
19 16,48 0,02239 16,4 17,93 0,978
20 17,54 0,02383 17,4 19,1 0,977
21 18,65 0,02534 18,4 20,30 0,975
22 19,83 0,02695 19,5 21,63 0,974
23 21,07 0,02863 20,6 22,97 0,972
24 22,38 0,03041 21,8 24,42 0,970
25 23,76 0,03229 23,1 26,0 0,969
26 25,21 0,03426 24,4 27,65 0,967
27 26,74 0,03634 25,8 29,3 0,965
28 28,35 0,03853 27,3 31,26 0,963
29 30,04 0,04083 28,8 33,15 0,961
30 31,82 0,04325 30,4 35,2 0,959
• 31 33,7 0,04580 32,1 37,4 0,956
32 35,66 0,04847 33,9 39,73 0,953
394
Продолжение
Температура в ° Упругость водяных паров Вес водяного пара на 1 м? насыщенного влагой газа в г Вес водяного пара на 1 л3 сухого газа при 0° в г Объем (в ж3) сухого газа в 1 ж3 насы- щенного вла- гой газа
в мм рт. ст. в кг}см' (ата)
33 37,73 0,05128 35,7 42,1 0,951
34 39,9 0,05423 37,7 44,75 0,948
35 42,18 0,05733 39,7 47,45 0,945
36 44,56 0,06057 41,8 50,28 0,942
37 47,07 0,06398 44,8 53,27 0,938
38 9,69 0,06755 46,3 56,43 0,935
39 52,44 0,07129 48,7 59,74 0,931
40 55,32 0,0752 51,2 63,27 0,927
41 58,34 0,0793 53,8 67,02 0,924
42 61,5 0,0836 56,5 70,95 0,924
43 64,8 0,0880 59,4 75,13 0.915
44 68,26 0,09279 62,4 79,6 0,910
45 71,88 0,0977 65,4 84,1 0,906
'6 75,65 0,10284 68,7 89,12 0,901
47 79,6 0,10’2 72,0 94,27 0,896
48 83,71 0,11382 75,5 99,8 0,890
49 88,02 0,1197 79,2 105,7 0,884
50 £2,51 0,12578 83,0 111,8 0,878
Т а б л и ц а XXV
Содержание паров воды в г на 1 м3 сухого газа (приведенного к 20°)
при разных давлениях
Давление в ата
Температура в °C 1 2 3 4 5 10 20 30
10 9,56 4,7 3,12 2,34 1,87 0,93 0,47 0,31
15 13,24 6,56 4,36 3,26 2,61 1,30 0,65 0,43
20 18,28 9,03 5,99 4,49 3,59 1,78 0,89 0,6
25 24,99 12,29 8,15 6,10 4,87 2,43 1,21 0,81
30 33,86 16,56 10,96 8,19 6,54 3,25 1,62 1,08
35 45,55 22,04 14,59 10,89 8,69 4,32 2,15 1,43
40 60,89 29,26 19,26 14,35 11,44 5,67 2,83 1,88
45 81,1 38,46 25,21 18,75 14,93 7,39 3,68 2,45
50 107,77 50,27 32,78 24,32 19,33 9,54 4,74 3,15
395
Приведенные в табл. XXV значения рассчитаны по форму-
ле б?=749 —-— г влаги
Р~Р
на 1 Л43 сухого газа при 20°.
На практике часто приходится пересчитывать объем влаж-
ных газов в сухие при нормальных условиях. В этих случаях
пользуются следующей формулой:
vc = ve
273
273 + /
Pi- Pi
760
м\
где: 749 — коэффициент пересчета объема влаги при 20° в г;
р и pi — упругость водяных паров соответственно в ата и мм
рт. ст. при температуре I;
Р и Pi —’Давление газа соответственно в ата и мм рт. ст.;
Vc — объем сухого газа при 0° и 760 мм рт. ст. (нормаль-
ный объем);
Ve — объем влажного газа при t° и Рр,
t — температура газа в °.
Таблица XXVI
Физические параметры воды на линии насыщения
53 » *• о ч
О а Л р в ат ф а теплое! з ккал! ент тег ти К в '.с град
га Л о ф S S я я “ я га А х о S U 'З а о > S S •е- ч 5?
с ч ч ч £ V
S а £ * Ф у 3 2 О Q
ф Н га ч >9 а А О * с *
'Ъ
ет ге
га н Я Ъ) а 6 S
я 2 я ra^t Он
S О 5$ я «7 Он"- ф
ч га •?
' Л л* и а 49 fOl хн S
ф- ф Ы Ыч
ОЛЮТН; еская) Р в кг ематич гь v 10 ффици ения (3 я 5 ? §
я о СП га я
Ю х — я о о я Я
< 2 Г bi 5 * а ооЕ
0 1 999,8 1,012 0,474
10 1 999,6 1,006 0,494
20 1 998,2 1,004 0,515
30 1 995,6 1,003 0,531
40 1 992,2 1,003 0,545
50 1 988,0 1,003 0,557
60 1 983,2 1,004 0,567
70 1 977,7 1,006 0,574
80 1 971,8 1,007 0,580
90 1 965,3 1,009 0,585
100 1,03 958,3 1,010 0,587
ПО 1,46 951,8 1,012 0,589
120 2,02 943,1 1,015 0,590
130 2,75 934,8 1,020 0,590
140 3,69 926,1 1,025 0,589
182,5
133,0
102,0
81,7
66,6
56,0
48,0
41,4
36,3
32,1
28,8
26,0
23,5
21,6
20,0
1,790
1,300
1,000
0,805
0,659
0,556
0,479
0,415
0,366
0,326
0,295
0,268
0,244
0,226
0,212
—0,63
+0,88
2,07
3,04
3,90
4,6
5,3
5,8
6,3
7,0
7,5
8,0
8,6
9,2
9,7
13,7
9,56
7,06
5,5
4,3
3,56
3,00
2,56
2,23
1,95
1,75
1,58
1,4с
1,32
1,23
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Бесков С. Д., Технохимические расчеты, Госхимиздат, 1950.
2, Добр оз раков Н. И., Козорезова А. А., Склады смазочных
материалов промышленных предприятий, Гостоптехиздат, 1950.
3. Касаткин А. Г., Основные процессы и аппараты химической техно-
логии, Госхимиздат, 1956.
4. Коробчанский И. Е., Кузнецов М. Д., Расчет аппаратуры для
улавливания химических продуктов коксования, Металлургиздат, 1952.
5 Л ы к о в М. В., Сушка распылением, Пищепромиздат, 1955.
6. М а р к м а н А. И., Основы проектирования предприятий масложиро-
вой промышленности, Пищепромиздат, 1952.
7. Оленев Н. М., Хранение нефти, нефтепродуктов и газа, Гостоп-
техиздат, 1954.
8. Р а м м 3. М., Теплообменные аппараты, Госхимиздат, 1948.
9. Ра мм 3. М., Пароструйные вакуум-эжекционные установки, Госхим-
издат, 1949.
10. Павлов К- Ф-, Ром анк о в П. Г., Носков А. А., Примеры и за-
дачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, Госхимиздат,
1955.
11 Товбин И. М., Основы проектирования установок для рафинации
растительных масел, Снабтехиздат, 1934.
12. Технологические инструкции масложировой промышленности, том II,
Пищепромиздат, 1957.
13. Тютюнников Б. Н. Науменко П. В., Товбин И. М_, Ф а н и-
е в Г. Г., Технология переработки жиров, Пищепромиздат, 1957.
14. Файнберг Е. Е., Товбнн И. М., Вакуум-эжекгорные агрегаты
в жировой промышленности, Пищепромиздат, 1957.
15. Хомяков В. Г., М а ш е в е ц В. П., Кузьмин Л. М., Технология
электрохимических производств, Госхимиздат, 1948.
16. Черни кин В. М„ Сооружения и эксплуатация нефтебаз, Гостоптех-
издат.
ОГЛАВЛЕНИЕ
От авторов ...................................................
Глава 1. Общие вопросы проектирования..............................4
Задачи проектирования и объем проектных материалов ... 4
Состав промышленных предприятий.................................7
Стадии проектирования ..... 8
Выбор участка и технические изыскания...........................10
Приемка в эксплуатацию законченного строительством предприятия 23
Глава 2. Основные принципы проектирования жироперерабатывающих
предприятий ..........................................., , , 24
Структура жироперерабатывающей промышленности . . . 24
Экономическое обоснование ................................. 25
Выбор места строительства завода............................25
Жировые комбинаты ......................................... 27
Методы определения мощности предприятия.....................28
Выбор технологической схемы производства....................30
Определение количества технологических линий .............. 32
Баланс сырья и расход материалов............................34
Расчет основного оборудования ............................. 35
Размещение оборудования ....................................40
Компоновка цехов........................................... 43
Основные требования к зданиям ............................. 46
Методы расчета расхода пара, воды и электроэнергии ... 49
Определение электрических нагрузок ........................ 53
Определение численности персонала ......................... 55
Себестоимость продукции ....................................56
Глава 3. Проектирование рафинапионньгх це^ов _ 57
' Цех рафинации'черного хлопкового масла..........................57
Схема рафинации хлопкового масла методом эмульгирования 57
Непрерывная рафинация хлопкового масла .... 59
Сырьевой баланс...........................................61
Расход вспомогательных материалов . 64
Обработка соапстока...................................... 65
Расчет основного оборудования ............................. 72
График работы аппаратов ................................. 97
Спецификация оборудования ............................... 98
Компоновка цеха...........................................98
Подсчет расхода пара.....................................100
Подсчет расхода воды.....................................109
Электрические нагруз'ки..................................112
, г Примерный штат работающих................................. 118
V Цех пищевой рафинации светлых масел и саломаса . . . 1-20
Технологическая схема пищевой рафинации светлых масел л
Непрерывная гидратация подсолнечного масла с получением
фосфатидного концентрата.................................122
Сырьевой баланс ..........................................124
Расход вспомогательных материалов.........................127
Расчет основного оборудования . . . . .. . . . .131
Компоновка оборудования....................' . . . 171
Подсчет расхода пара ....................................172
Подсчет расхода воды . ..............................172
Подсчет расхода электроэнергии......................... . 189
398
Цех непрерывной щелочной рафинации масла с применением сепа-
раторов ..................................................189
Технологическая схема.....................................189
Сырьевой баланс непрерывной рафинации подсолнечного
масла................................................190
Расход вспомогательных материалов.........................195
Расчет основного оборудования ............................. 196
Компоновка оборудования ................................. 215
Подсчет расхода пара .....................................216
Подсчет расхода воды ,....................................217
Г лава 4. ^Проектирование гидрогенизационных заводов..............221
Автоклавный _цех~...........................................222
~ Технологические схемы производства........................222
Материальный расчет.......................................227
Сырьевой баланс .... 230
Расчет основного оборудования...............................2 ;2
Аппараты для очистки циркуляционного водорода . . . 261
Подсчет расхода пара и воды...............................271
Компоновка автоклавного цеха . . 272
Подсчет расхода электроэнергии............................275
1£_атал_из атомный цех......................................275
"Схема регенерации и приготовления медно-никелевого .ка-
тализатора ..........................................275
Схема регенерации и приготовления формиатннкелового
катализатора ....................................... 278
Схема приготовления двух видов катализаторов . . . 280
Материальный расчет ......................................282
Расчет основного оборудования ........................... 301
Подсчет расхода воды и пара...............................319
Компоновка оборудования в катализаторном цехе .... 326
Подсчет расхода электроэнергии............................327
Производство водорода ..................................... 327
Схема~'производства'* водорода электролитическим методом . 328
Подсчет расхода пара и воды ..............................336
Компоновка цеха по производству водорода .... 339
Г лава 5. Приемка и хранение жиров и масел.................... . 340
Способы разгрузки жиров.....................................340
Слив при помощи насоса....................................341
Верхний слив при помощи сифона............................342
Открытый самотечный слив..................................342
Способы разогрева жиров.....................................342
Разогрев застывающих жиров и других жидкостей острым
паром ...............................................343
Разогрев жиров горячим размывом ..........................349
Расчет основного оборудования.............................351
Расход пара и электроэнергии.......................... . 354
Резервуары для хранения жиров.............................354
Расчет расхода пара на компенсацию тепловых потерь . . 356
Расчет насоса для перекачки масла.........................358
Отепление трубопроводов ................................. 362
Проекты сливных станций.....................................?63
Размещение складов для жиров..............................365
Закрытые склады для жиров................................ 369
Приложения.............................. . . ..................367
Использованная литература ....................................... 397