Полная версия

Главная arrow Товароведение arrow ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

АППАРАТЫ ДЛЯ ДИСТИЛЛЯЦИИ МИСЦЕЛЛЫ

Под дистилляцией масляных мисцелл растительных масел понимают двухэтапный процесс разделения мисцеллы на два компонента: экстракционное масло (нелетучее) и экстракционный бензин (который переводится в парообразное состояние под действием тепла глухого и острого водяного пара с последующей его конденсацией).

На первом этапе дистилляции мисцеллы отгонку растворителя осуществляют путем передачи жидкости необходимого количества тепла через теплообменную поверхность, т.е. происходит обычный процесс выпаривания. Обычно предварительную дистилляцию производят под вакуумом (0,01—0,04 МПа) или под атмосферным давлением, в зависимости от числа ступеней установки.

На втором этапе, т.е. окончательной дистилляции, отгонку растворителя осуществляют в токе острого водяного пара, обычно под вакуумом (0,03—0,06 МПа) и обогревом аппарата глухим водяным паром. Дистилляция мисцеллы с острым водяным паром необходима для того, чтобы температуру процесса отгонки поддерживать в допустимых пределах (примерно 100— 110eC). С увеличением температуры процесса происходят резкие ухудшения качества экстракционного масла (увеличивается кислотное число, цветность и изменяется ряд других качественных показателей масла), что значительно осложняет дальнейшую переработку масла и снижает выход рафинированного масла. При отгонке растворителя из мисцеллы в токе острого водяного пара в результате снижения давления уменьшается температура кипения мисцеллы, т.е. отгонка растворителя происходит при более низкой температуре.

Получаемое экстракционное масло должно удовлетворять соответствующим требованиям: температура вспышки не менее 225°С и влажность не более 0,3%.

Отгонку растворителя из мисцеллы осуществляют в двух-, трех- и четырехступенчатых установках, в которых в качестве предварительных и окончательных дистилляторов могут, соответственно, быть один и один, два и один, два и два аппарата.

Обычно в типовой линии дистилляции мисцеллы процесс предварительной дистилляции осуществляют последовательно в двух одинаковых по конструкции аппаратах с восходящей пленкой жидкости.

Предварительный трубчатый пленочный дистиллятор

Рис. 10.1. Предварительный трубчатый пленочный дистиллятор

Предварительный веночный дистиллятор. На рис. 10.1 представлен общий вид пленочного предварительного дистиллятора, который состоит из двух основных секций (нагревательной 3 и сепарационной 6), соединенных между собой. Нагревательная секция 3 представляет собой цилиндрический корпус 2, внутри которого установлен пучок нагревательных трубок 4, развальцованных в верхней и нижней трубных решетках 13 и 17. Над верхней трубной решеткой 13 расположен центробежный сепаратор 7, выполненный из спирально изогнутых пластин. В сепарационной секции 8 вмонтирован каплеотражатель 9.

Пленочный дистиллятор снабжен патрубками 14 и 15 для подвода глухого водяного пара и мисцеллы, патрубками 1 и 6 для отвода конденсата пара и упаренной мисцеллы, патрубка 10 для паров растворителя и патрубка 16 для окончательного слива мисцеллы из аппарата. Кроме этого, в корпусе 11 сепарационной секции 8 приварен люк 12. Дистиллятор смонтирован лапами 5 в перекрытиях здания в вертикальном положении.

Аппарат работает следующим образом. Исходная мисцелла, нагретая до температуры близкой, к температуре кипения, подается через патрубок 15 в нижнюю часть нагревательной секции 3. Снизу по обогреваемым трубкам 4 мисцелла поднимается вверх, где по мере подъема нагревается, закипает и в виде потока парожидкостной смеси с большой скоростью ударяется о пластины центробежного сепаратора 7, направляющего парожидкостную смесь к стенке корпуса 11. Отделившиеся пары растворителя поднимаются вверх, а механически уносимые капельки мисцеллы задерживаются каплеотражателем 9. Далее паровой поток через патрубок 10 поступает на конденсацию в конденсатор.

Упаренная мисцелла через патрубок 6 отводится на следующую ступень дистилляции. В греющую камеру секции 3 через патрубок 14 подают глухой насыщенный водяной пар под давлением до 0,3 МПа.

На первой ступени, работающей при атмосферном давлении, в пленочном дистилляторе мисцеллу упаривают до концентрации 60-70% по маслу. На второй ступени в пленочном дистилляторе мисцеллу доводят до концентрации 90—95%, вакуум поддерживают в интервале 0,01-0,03 МПа.

Окончательный дистиллятор. Он предназначен для отгонки растворителя из высококонцентрированной мисцеллы. Дистиллятор (рис. 10.2) состоит из соединенных последовательно распылительной 6, пленочной 4 и дезодорационной 2 камер, которые заключены в паровые рубашки 5,3 и 1. Над распылительной камерой бустановлен каплеуловитель Юс двумя отбойниками 11 и 13.

Техническая характеристика предварительного дистиллятора с восходящей пленкой

Производительность, м3

до 12

Поверхность теплообмена, м2

100

Диаметры (наружный/внугренний) греющих трубок, мм

35/30

Длина греющих трубок, мм

5000

Масса, кг

4610

В распылительной камере брасположены три форсунки /5, соединенные с патрубком для подачи мисцеллы. В пленочной камере 4 установлены обогреваемые трубками змеевика 17 щитки 18. В дезодорационной камере находятся крестообразный барботер 20, выполненный из перфорированных трубок, сетчатая тарелка 19 и переливная трубка 22, предназначенная для отвода готового масла.

Кроме того, окончательный дистиллятор снабжен перфорированной трубкой пеногасителя 14, двумя смотровыми окнами /б, люком-лазом 9, трубой 7 с фонарем 8 для слива и наблюдения за стоком мисцеллы из каплеуловителя 10 и патрубком 21 для окончательного слива жидкости из аппарата.

Окончательный дистиллятор работает следующим образом. Исходная, предварительно нагретая до 110-115°С мисцелла под давлением до 0,3 МПа распыляется с помощью форсунок 15 в дистилляторе под вакуумом. Из мельчайших капелек мисцеллы, имеющих большую площадь

дяного пара 0,02-0,03 МПа (избыточное), его температура 170— 190вС. Температура отходящей паровой смеси должна быть на 10- 15 °С выше температуры конденсации водяного пара при данном давлении в аппарате, а вакуум поддерживают в интервале 0,04— 0,06 МПа.

Рис. 10.2. Окончательный дистиллятор

межфазной поверхности, интенсивно происходит испарение растворителя. Далее капельки высококонцентрированной мисцеллы попадают на обогреваемые щитки 18, по которым в виде пленки стекают вниз в противотоке с острым водяным паром; при этом из нее происходит дополнительная отгонка растворителя. Масло со следами растворителя попадает в дез- одорационную камеру. Здесь слой масла, поддерживаемый переливной трубой на уровне 400-450 мм, интенсивно барботируется острым перегретым водяным паром. В дез- одорационной камере происходит окончательная отгонка следов растворителя. Готовое масло через переливную трубу 22 откачивается насосом в бачки для масла.

Температуру масла в дезодора- ционной камере поддерживают не более 115°С. Давление острого во-

Техническая характеристика окончательного дистиллятора линии НД-1250

Производительность по маслу, т/суп

с обогревом щитков

40

без обогрева щитков

30

Площадь поверхности нагрева, м2:

распылительной камеры

3,9

пленочной камеры

6,8

дезодорационной камеры

1.6

щитков

14

первого змеевика пленочной камеры

2

Масса, кг

4100

Дистилляционная установка линии МЭЗ-350 работает по четырехступенчатой схеме: две предварительные и две окончательные ступени.

Первая ступень предварительной дистилляции представляет собой выпарной аппарат с принудительной циркуляцией, состоящий из экономайзера 7, сепаратора 3 и циркуляционного насоса 2, объединенных в замкнутый контур трубопроводом с системой автоматического перепуска 4 (рис. 10.3).

Сепаратор предназначен для разделения парожидкостной смеси и отведения из газового потока капелек мисцеллы. Сепаратор (рис. 10.4)

Схема дистиллятора I ступени

Рис. 10.3. Схема дистиллятора I ступени

Сепаратор состоит из вертикального корпуса 5, сферической крышки 9 и конического днища 2

Рис. 10.4. Сепаратор состоит из вертикального корпуса 5, сферической крышки 9 и конического днища 2. Под сферической крышкой установлен дисковый каплеотбойник 11, установленный на опору 8 и кольцо 14. Слив жидкости осуществляется через сливную трубу 7. Дисковый каплеотбойник состоит из пакета параллельно расположенных дисков 13 с отверстиями в центре, а верхний диск выполнен сплошным. Диски скреплены стяжными болтами 12, при этом между дисками установлены кольца, фиксирующие зазор между ними. Сепаратор снабжен патрубками 4 и 6 для подвода исходной и рециркуляционной мисцеллы, патрубками 1 и 10 для отвода упаренной мисцеллы и паров растворителя, и патрубками 15 и 17 для системы автоматического ограничения уровня, поддерживающей уровень жидкости в сепараторе и регулирующей отвод упаренной мисцеллы из первой ступени.

Экономайзер (рис. 10.5) — трубчатый четырехходовой с плавающей головкой теплообменник, обогреваемый соковыми парами шнекового испарителя. Предусмотрена возможность очистки теплообменных трубок 3 путем вытаскивания пучка теплообменных труб из корпуса экономайзера. Экономайзер снабжен патрубками для подвода 1 и отвода 8 мисцеллы, подвода соковых паров шнекового испарителя 5 и конденсатора 7, патрубком для отвода несконденсированных газов 2.

Первая ступень дистилляции работает следующим образом. Исходная мисцелла концентрацией 25—35% и температурой 40—45°С через расходомер и патрубок 4 поступает в сепаратор, где смешивается с циркулирующей мисцеллой. Через патрубок 1 мисцелла откачивается циркуляционным насосом и нагнетается в экономайзер. Здесь мисцелла перегревается и далее по трубопроводу поднимается вверх в сепаратор. При

Экономайзер входе в последний мисцелла вскипает, так как разница в высоте между точкой ввода циркуляционной мисцеллы и экономайзером составляет 4,5 м

Рис. 10.5. Экономайзер входе в последний мисцелла вскипает, так как разница в высоте между точкой ввода циркуляционной мисцеллы и экономайзером составляет 4,5 м. Парожидкостная смесь поступает в сепаратор по касательной. Стекающая по внутренней стенке корпуса сепаратора парожидкостная смесь разделяется на газовую фазу и упаренную мисцеллу. Пары бензина при прохождении между дисками каплеотбойника 77 освобождаются от уносимых капелек мисцеллы, которые затем через переливную трубу 7 возвращаются в поток жидкости. Далее через патрубок 10 пары отводятся на конденсацию. Упаренная мисцелла смешивается с исходной мисцеллой и через патрубок 1 отбирается циркуляционным насосом; следующий цикл движения аналогичен вышеописанному. При достижении в сепараторе заданного уровня мисцеллы срабатывает система автоматического поддержания уровня — открывается кран на линии передачи мисцеллы на вторую ступень, и упаренная мисцелла с концентрацией 40—50% отводится на дальнейшую обработку.

Техническая характеристика первой ступени дистилляции

Экономайзер

Площадь поверхности нагрева, м2

78,6

Диаметр труб (наруж- ный/внутрснний), мм

19/15

Длина трубок, мм

3750

Масса, кг

2818

Сепаратор

Вместимость, м3

0,75

Масса, кг

800

Вторая ступень дистилляции представляет собой выпарной аппарат с естественной циркуляцией жидкости (рис. 10.6). Этот аппарат состоит из вертикальной трубчатой греющей камеры и сепаратора, аналогичного по конструкции сепаратору первой ступени. Вертикальная трубчатая греющая камера 4 выполнена из корпуса 6 с верхней выходной камерой 8 и нижней сборной камерой 2. Верхняя камера 8 соединяется через патрубок 9 с патрубком 14 сепаратора 15. Нижняя сборная камера 2 патрубком 12 соединена с циркуляционной трубой 17.

В греющей камере 4 расположен пучок теплообменных трубок 77, развальцованных в верхней и нижней трубных решетках. Греющая камера 4 снабжена патрубком для окончательного слива жидкости 7, патрубком 13для подвода исходной мисцеллы, патрубком 10 для подвода греющего водяного пара, патрубком 3 для отвода конденсата, патрубком выхода воздуха 7 и лапами-опорами 5. Сепаратор 15 снабжен трубой 16 и циркуляционной трубой 77, которые соединены между собой через краны 18 и 19.

Вторая ступень дистилляции работает следующим образом. Исходная мисцелла концентрацией 40—50% поступает через патрубок 13 в нижнюю сборную камеру 2, где смешивается с циркуляционной мисцеллой и поднимается вверх по теплообменным трубкам 77. По мере подъема мисцеллы в трубках 11, обогреваемых глухим водяным паром,

Дистиллятор II ступени

Рис. 10.6. Дистиллятор II ступени

Техническая характеристика дистиллятора второй ступени

Поверхность нагрева, м2

74

Количество теплообменных труб, шт.

151

Диаметр труб (наружный/внут- ренний), мм

40/34

Длина труб, мм

3486

Вместимость сепаратора, м3

0,75

Масса аппарата, кг

3695

она нагревается до температуры кипения, вскипает и в виде парожидкостной смеси через выходную камеру 8 и патрубки 9 и 14 поступает по касательной на внутреннюю стенку корпуса сепаратора 15. Газовая фаза проходит дисковые каплеотбойники (по конструкции аналогичны сепаратору 1-й ступени), освобождаясь от механически уносимых капелек мисцеллы, и отводится через верхний патрубок на конденсацию. Упаренная мисцел- ла через циркуляционную трубу стекает частично в нижнюю камеру 2. Другая часть мисцеллы отводится через один из кранов 18 или 19 на следующую ступень дистилляции.

Движение жидкости по замкнутому контуру сепаратор — циркуляционная труба — греющая камера осуществляется за счет разности плотностей между упаренной мис- целлой в циркуляционной трубе и парожидкостной смеси в пучке трубок греющей камеры. Аппарат работает под вакуумом (0,04- 0,05 МПа). Мисцеллу доводят до концентрации 93—95%. Давление греющего пара поддерживают не более 0,2 МПа.

Третья ступень дистилляции (подогреватель концентрированной мисцеллы) (рис. 10.7) представляет собой вертикальный трубчатый аппарат с нисходящим движением пленки, состоящий из цилиндрического корпуса 5, внутри которого расположены по окружности пучок теплообменных трубок 6, приваренных в нижней 2 и верхней 8 трубных решетках, крышки 13 у днища 3. В крышке 13 установлен дисковый каплеотбойник 12 с переливной трубкой 9 и распределительная чаша 15 с желобами для подачи мисцеллы в теплообменные трубы б. Вертикальный трубчатый аппарат снабжен трубой 11 для подвода исходной мисцеллы, патрубком 1 для отвода упаренной мисцеллы, патрубками 14 и 4, соответственно, для подвода греющего пара и отвода конденсата, патрубком 16 для подвода острого водяного пара, патрубком 10 для отвода паров растворителя из аппарата и патрубком 7, предназначенным для отвода мисцеллы с поверхности верхней трубной решетки 8.

Третья ступень дистилляции работает следующим образом. По трубе 77 за счет разности давления в аппаратах третьей и второй ступеней дистилляции мисцелла с концентрацией 93-95% перетекает в распределительную чашу 75. Далее жидкость по желобам равномерно поступает в теплообменные трубы 6, по внутренней поверхности которых стекает вниз в виде пленки и обрабатывается в противотоке острым водяным паром, что обеспечивает отгонку растворителя из мисцеллы. Мисцелла (концентрацией 95—98%) стекает в днище 3 и через патрубок 7 откачивается насосом на следующую стадию дистилляции.

Теплообменные трубы 6обогреваются глухим водяным паром (избыточным давлением не более 0,2 МПа), который подают через патрубок 14, а образовавшийся конденсат отводится через патрубок 4. Острый водяной пар под давлением 0,15-0,2 МПа (избыточное) подается через патрубок 16. Паровой поток, состоящий из паров бензина и

Дистиллятор III ступени

Рис. 10.7. Дистиллятор III ступени

Техническая характеристика дистиллятора третьей ступени

Поверхность нагрева, м:

9,7

Диаметр теплообменных труб (наружный/внутренний), мм

83/77

Длина труб, мм

2500

Количество труб, шт.

15

Масса, кг

1094

Дистиллятор IV ступени

Рис. 10.8. Дистиллятор IV ступени

воды, проходит через зазоры между дисковыми каплеотбойниками 12 и за счет резкого изменения направления движения освобождается от капелек унесенной мисцеллы, которая затем перетекает через трубку 9 в распределительную чашу 15. Далее паровая фаза через патрубок 10 отводится на конденсацию.

Третья ступень дистилляции работает под вакуумом (0,05— 0,07 МПа). Для эффективной работы аппарата надо создать равномерное распределение мисцеллы из распределительной чаши 15 по трубам 6 и сплошную стекающую пленку мисцеллы по внутренней поверхности труб 6. Это достигается путем установки чаши 15 строго в горизонтальной плоскости, а желобов — по касательной в верхних концах труб 6.

Четвертая стулень дистилляции (окончательный дистиллятор) (рис. 10.8) представляет собой вертикальный пластинчатый тепломассообменный аппарат с нисходящей пленкой, состоящий из цилиндрического корпуса 7, верхней камеры 14 и нижней дез- одорационной камеры 2. В верхней камере 14 расположены каплеотбойные диски 75. Внутри цилиндрического корпуса 7 установлены пластины 8, имеющие перфорированные участки 9. Верхние концы пластины 8 крепятся на тягах 77 к неподвижному фланцу 77 и поворотному диску 16, между которыми имеется шариковая опора. Нижняя часть пластин 8 установлена на тягах 4 на неподвижном фланце 3. Вращением поворотного диска 16 придают пластинам 8 спиралеобразную форму под углом около 14е в горизонтальной плоскости, что обеспечивает равномерное распределение распыляемой мисцеллы на пластинах 8. В центре аппарата расположена труба 6 с окнами 5, вырезанными в нижней части трубы. Над трубой 6 установлена тарельчатая форсунка 10, укрепленная на конце трубы 13, предназначенной для подвода мисцеллы. Корпус 7 снабжен паровым змеевиком 20 и опорами-лапами 21, с помощью которых аппарат крепится в вертикальном положении на несущих перекрытиях.

В дезодорационной камере 2 установлены: барботер 1 для ввода острого пара в слой масла, который представляет собой крестообразные перфорированные трубы и перфорированный лист 25, обеспечивающий равномерное распределение потоков острого водяного пара в сечении аппарата. Кроме этого, аппарат снабжен смотровыми окнами 18, патрубками 19 и 22, соответственно, для подвода глухого водяного пара и отвода конденсата, патрубком 12 — для отвода газового потока, патрубками 26 и 28— для подвода острого пара в трубу 6 и барботер 1, патрубками 23 и 27, соответственно, — для непрерывного отвода готового масла и окончательного слива жидкости из аппарата, люком 24 — для очистки дезодорационной камеры.

Окончательный дистиллятор работает следующим образом. Исходная мисцелла с концентрацией 95—98% подается по трубе 13 в форсунку 10, с помощью которой происходит распыление жидкой фазы в горизонтальной плоскости. Из распыленной мисцеллы испаряется бензин, и далее капельки мисцеллы попадают на пластины 8, обогреваемую стенку корпуса 7 и наружную поверхность трубы 6, стекают пленкой вниз в противотоке с острым паром. Из стекающей пленки происходит дальнейшая отгонка бензина. Затем жидкость попадает в дезодорационную камеру, где в слое высотой 250 мм подвергается барботированию острым паром, подаваемым под давлением 0,015-0,02 МПа (избыточное). Давление острого водяного пара, подаваемого через патрубок 26 и трубу 6, поддерживают не более 0,02 МПа (избыточное).

Техническая характеристика дистиллятора четвертой ступени

Производительность по маслу, т/ч

до 1,3

Диаметр аппарата, мм

1020

Число пластин

40

Поверхность пластин, м2

196,8

Общая поверхность испарения, м*

209

Масса аппарата, кг

3663

Готовое масло с температурой 100—105°С через патрубок 23 отводится из аппарата. Паровой поток, протекающий через дисковые каплеотбойники 15, освобождается от капелек мисцеллы и далее по патрубку 12 отводится на конденсацию.

Четвертая ступеньдистилляции работает под вакуумом (0,08—

0,09 МПа), который поддерживается с помощью парового эжектора.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>