Способ перколяционного гидролиза растительного сырья Советский патент 1983 года по МПК C13K1/02 

3 СХ).

эо Изобретение относится к гидролиз ной промышленности, а именно к.способу перколяционного 1 идролиза растительного сырья. Известен способ перколяционного гидролиза растительного сырья, сущность которого состоит в том, что в гидролизаппарат | загружают растительное сырье, смачивают его разбав ленной серной кислотой, затем aiinaрат герме ичёски закрывают, содержимое его прогревают паром до 14016О С и после этого проводят перколяцию, т.е. в аппарат в течение определенного периода непрерывно подают варочную кислоту при 180 и одновременно из него непрерывно отбирают гидролизат (раствор Сахаров) . После окончания стс1дии пе коляции негидролизуекий остаток (лигнин) в аппарате проливают от ос тавшихся в нем Сахаров перегретой водой при 180-192с (давление в аппарате при этом составляет около 10-13 ати), затем с целью максималь ного обезвоживания лигнияа перед ег выгрузкой проводят ОТЖИМ влаги (до влажности л/70%) за счет избыточного давления в аппарате и, когда это давление снижается до 8 ати, провод выгрузку лигнина из .аппарата путем выстрела. Сущность этой операции состоит в том,, что резко открывают нижнюю горловину .аппарата, соединенную посредством специальной выдувной трубы с открытым циклоном (сцежёи) для лигнина при этом вследствие разности давления лигнин выдувается из аппарата в сце жу, но, Tai|C как температура и давле ние влаги, содержащейся в лигнине, довольно высоки (соответственно и 8 ати) и в короткий промежуток времени снижаются соответстве но до 100ос и О ати, то образуется значительное количество пара и процесс приобретает взрывной характер (отсюда и название - выстрел) flj. Недостатками известного способа гидролиза являются: операция отжима технологически недостаточно надежна (это выражается в том, что не всегда удается в установленное регламентом время провести отжим, иногда скорость отжима резко снижается, стадию отжима приходится значительно удлинять во времени кроме того, операция отжима не позволяет четко достигать влажности лигнина) ; операция выстрела при 8 ати сопровождается ударной волной, создающей значительную динамическую нагрузку на оборудование, коммуникации и здание, -что, в свою очередь создает повышенную опасность для обслуживающего персонала при выстреле лигнина из аппарата вследствие резкого вскипания влаги в атмосферу наряду с водяным паром и летучими продуктами гидролиза выбрасываются также и нелетучие продукты гидролиза; т.е. образующийся выброс в ат- : мосферу характеризуется значительным количеством вредных веществ (фурфурол, муравьиная и уксусная кислоты, формальдехид. метиловый спирт, лигнин, серная кислота и др.) и значительным теплосодержанием;часто наблиодаются случаи, когда имеет место. неполное удаление лигнина из аппарата, так как при отжиме до 70%-ной влажности происходит спрессовывание лигнина; вследствие этого в аппарате обрадуются остатки, массакоторых от варки к варке постоянно увеличивается, что yivteHbmaeT рабочий объем аппарата и затрудня.ет ведение технологического хрроцесса. Наиболее близким по технической . сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ перколяциоиного гидролиза растительного сирья путем загрузки сырья в гидролизаппарат, прогрева, перколяции в течение 0,5-1,5 ч на первой стадии ведения гидролиза, а на второй стационарно, сдувки пара до давления 2-3 ати в аппарате и вывода содержимого в специс1льный аппарат для отделения гидролизата от лигнина и его водой при 30-100 С 2. Однако количество парогазовых выбросов в атмосферу при выстреле очень значительны даже по сравнению с описанным аналогом в 1,3-1,7 раза вследствие того, что количество перегретой жидкости, находящейся в гидролизаппарате к моменту выстрела, в данном способе значительно больше. Цель изобретения - снижение загрязненности атмосферы за счет уменьшения выбросов в атмосферу вредных, веществ. Поставленная цель достигается тем, что в способе перколяционного гида аяиза растительного сырья, предусматривающем загрузку сырья в гидролизаппарат , его прогрев, перколяцию, сдувку пара до 2-3 ати и удаление негидролизуемого остатка из гидролизаппарата, перед сдувкой проводят отжим негидролизуемого остатка до влажности 78-85%, а удаление его осуществляют при 85-100 С путем непосредственного введения в гидролизаппаратах охлаждающей жидкости. Для того, чтобы количество выбросов уменьшить по предлагаемому спо- собу осуществляют ввод и в негидроЛизуемуй остаток охлаждающей жидкости, в качестве которой можег быть использована холодная яода при естественной температуре, охлажденный гидролизат, последрожжевая бражка и т.п. Охлаждающую жидкость можно вводить в негидролизуемый остаток непосредственно в гидролизаппарате перед сдувкой, однако в этом слуЧае затруднительно снизить температуру остатка до SS-IOO C, не посадив при этом давление в аппарате ниже того, которое необходимо для удаления негидролизуемого остатка, поэтому, в том случае, если нужно добиться- максимального снижения выброса парогазов в атмосферу, то при удалении остатка в него во время движения его по выдувной трубе вводят дополнительно охлаждающунэ жидкость (путем впрыскивания) с. таким рассчетом, чтобы темпера ура массы . перед сцежей бьша в пределах 85 верхний предел соответствует жидкости с нулевой, степенью перегрева и исключает вскипание ее при поступлении в сцежу, а нижний предел обусловлен тем, что после разделения .смеси на лигнин и гидролизат, последний необходимо перёд биохимической переработкой подвергнуть нейтрализации, которую по существующей технолргии проводят при

.

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

Для осуществления предлагаемого способа поступают следующим образом типовой гидролизаппарат загружают сырьем, прогревают паром и проводят перколяцию по обычному регламенту, затем проводят отжим остатка до влажности в пределах 78-85%, после чего в негидролизуемый остаток, находящийся в аппарате, вводят ч:ерез лучевые фильтры, охлаждающую жидкость, например, последрожжевую

бражку (из расчета 3-5 м на аппа- рат объемом 50 м) , проводят сдувку

до 2-3 ати, а sateM - выстрел, т.е. удаление негидролизуемого остатка, при этом одновременно с началом удаления проводят впрыск в выдувную трубу охлаждающей я идкости в таком количестве, чтобы теглпературу остатка снизить до 85-100 С. Таким образом, в сцежу поступает пульпа при 85-1000С, что исключает ее вскипание за счет перепада давлений и образования паров. (По технологии, разработанной авторс1ми в дополнение к данному способу варки, пульпу из сцежи откачивают насосом и подают на фильтр, где она разделяется на гидролизат и лигнин) .

П р и м е р 1. В гидролиэаппарат объемом 50 м загружают 12,8 т растительного сырья влажностью 50%, затем проводят прогрев и перколяцию по общепринятому регламенту, после

чего проводят отжим остатка до влажности 78%, далее через лучевыефильтры вводят в аппарат 3 м последрожжевой бражки при , проводят сдувку до 1,5 ати и удаление с одновремен

ным впрыском в выдувную трубу 4,2.м последрожжевой бражки. Температура массы реред сцежей составляет около , выброс парогазов в атмосферу практически отсутствует. Шлход РВ

с варки составляет 2816 кг.

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

При проведении аналогичной варки

со сдувкой до 2 ати, количество парогазов составляет 1,3 т, теплА 0,8 Гкал. Выход РВ с варки составляет 2760 кг.

Параллельно проводят также 2 варки по предлагаемому способу, в ко- . торых либо не подают последрожжевую бражку в выдувную трубу, либо и в выдувную трубу, и в аппаратов

первой из них выброс парогазов при удалении остатка составил 0,42 т; во второй - 0,73 т, т.е. в обоих случаях значительно меньше, чем по 1 известному способу.

Пример 2. В условиях примера 1 проводят варку, в которой все стадии, включая отжим, аналогичны примеру 1; затем, после отжима в аппарат ввсдаят 3 м, предварительно охлажденного до гидролизата, проводят сдувку до 2 ати и удаление негидролизуемого остатка, одновременно с которым в выдувную трубу подают 4,4 м этЪго же гидролизата.

Выброс парогазов практически отсутствует, температура массы на выходе в сцежу составляет . Выход РВ с варки составляет 2830 кг.

Пример 3. В условиях примера 1 проводят sagKy, в которой все стадии до отжима аналогичны приме- ру 1; отжим остаткапроводят до влажности 85%, после чего проводят сдувку до 3 ати и затем удаление

остатка, при котором в выдувную

51011688б

трубу подают 7,2 м холодной водыферу (в составе которых содержится

{t. 13®С). Выброс парогаэов практичес-ряд вредных веществ) в количестве

iки отсутствует, температура массы1,3-1,7 т на каждую варку в расчете

перед сцежей 98 С. Выход РВ с варкина аппарат объемом 50 м по сравсоставляет 2790 кг.нению с прототипом. С учетом при;: „

Иэ приведенных примеров видно,мых на заводе средней мощности,

что предлагаемый способ позволяетустраняется выброс 23-30 тыс. т

устранить выброс парогазов в атмос-парогазов.

5мернр 18 тыс. варок в год, проводи

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