Установка для охлаждения гидролизатов растительного сырья Советский патент 1992 года по МПК C13K1/02 

Изобретение относится к гидролизной промышленности, производящей этиловый спирт, кормовые дрожжи и фурфурол, касается устройств, применяемых для охлаждения гидролизатов растительного сырья, и может быть использовано и в целлюлозно- бумажной промышленности при биохимической переработке сульфитных щелоков на спирт и кормовые дрожжи.

Известно применение для охлаждения гидролизатов только двух устройств - это поверхностные теплообменники и вакуум- охладительные установки.

Недостаток поверхностных теплообменников заключается в том, что при охлаждении на них гидролизата он не очищается от. вредных летучих примесей, мешающих его дальнейшей переработке (фурфурол и другие).

В качестве прототипа принята вакуум-охладительная установка, включающая вакуум-испарители гидролизата, соединенные с ними вакуум-конденсаторы,

подключенные к пароэжекторным вакуум- насосам, сборник конденсатов паров самоиспарения и конденсатор отработанного пара с пароэжекторов.

Гидролизат последовательно проходит через вакуум-испарители, разрежение в которых нарастает от первого к последнему и, вскипая в каждом из Них, охлаждается: одновременно при вскипании гидролизата в паровую фазу вместе с водой переходят и вредные летучие примеси, содержащиеся в гидролизате. Пары вскипания из каждого испарителя отводятся в соответствующий конденсатор, подключенный к соответствующему паровому эжектору: образующиеся конденсаты отводятся в сборник, а из него - на очистку (т.е. извлечение фурфурола и других примесей путем ректификации). Отработанные пары из пароэжекторов отводятся в конденсатор смешения, орошаемый водой, и смесь сбрасывается в канализацию.

xj СП

ю

,™А

00

Недостатком прототипа является то, что образующиеся в процессе ее работы конденсаты сильно загрязнены вредными орга- ническими веществами (в частности фурфуролом до 0,4%), сброс их в канализацию запрещен и требуется специальная очистка. Кроме того, в установке не используется теплота отработанного пара после пароэжекторов и необходимо тратить воду на его конденсацию, при этом дополнительно образуется поток сточной воды из конденсатора смешения.

Цель изобретения - уменьшение загрязненности конденсаторов, уменьшение сброса стоков и попутное извлечение фурфурола.

Поставленная цель достигается тем, что установка для охлаждения гидролизатов содержит вакуум-испарители с вакуум-конденсаторами и паровыми эжекторами, последовательно соединенные по потоку гидролизата; сборник конденсатов; вакуум- ректификационную колонну, тарелка питания которой подключена к сборнику конденсатов, а кубовая часть - к паровому пространству одного из в акуум-испарите- лей и/или к паровым эжекторам со стороны выхода из них отработанного пара. Дополнительно тарелка питания колонны или сборник конденсатов подключены к сборнику решоферных конденсатов гидролизного завода.

Отличием предлагаемой установки по сравнению с прототипом является то, что она снабжена вакуум-ректификационной колонной, тарелка питания которой подключена к сборнику конденсатов, а кубовая часть - к паровому пространству одного из испарителей и/или кпароэжекторным насосам со стороны выхода отработанного пара; дополнительно тарелка питания колонны или сборник конденсатов подключены к сборнику решоферных конденсатов гидролизного завода.

На чертеже изображена схема установки.

Позициями обозначены: 1 - отвод охлажденного гидролизата, 2-5 вакуум-испарители, 6 - ввод горячего гидролизата, 7-9, 14 - линии отвода паров вскипания из испарителей в конденсаторы; 10-13 - вакуум- конденсаторы; 15 - вакуум-линии, соединяющие паровое пространство вакуум-конденсаторов с соответствующими па- роэжекторами; 16 - линия подачи пара на пароэжекторы; 17 коллектор разводки пара на пароэжекторы; 18 - пароэжекторы для создания вакуума в конденсаторах 10-13 и испарителях 2-5, а также в ректификационной колонне 22; 19 - вакуум-линия, содержащая паровое пространство дефлегматора с пароэжектором; 20 и 22 дефлегматор и ректификационная колонна соответственно; 21 - линия отвода укрепленного

фурфуролсодержащего конденсата (на дальнейшую переработку); 23 - линия отвода очищенных конденсатов (в канализацию или на производственные нужды), 25, 27 - линии подачи конденсатов на ректифика0 цию; 26 - насос подачи конденсатов на ректификацию; 28 - линии отвода конденсатов; 29 - сборник фурфуролсодержащих конденсатов; 30 - сборник решоферных конденсатов.

5 Предлагаемая установка может работать по двум вариантам.

По первому варианту установка работает следующим образом.

Горячий гидролизат непрерывно под0 ают по линии 6, он последовательно проходит вакуум-испарители 5, 4, 3 и 2; при этом в каждом из них он вскипает (т.е. разрежение в каждом последующем испарителе больше, чем в предыдущем), выделяя неко5 торое количество паров и, следовательно, охлаждается; охлажденный гидролизат отводится по линии 1 на биохимическую переработку.

Пары, образующиеся в вакуум-испари0 теле 5, отводятся по линии 14 в вакуум-конденсатор 13 (разрежение в котором создается одним из пароэжекторов 18), а конденсат из него - по одной из линий 28 в сборник 29.

5 Пары, образующиеся в вакуум-испари- тепе 4, отводятся по линии 9 в вакуум-конденсатор 12, а конденсат из него - в сборник 29.

Пары, образующиеся в вакуум-испари0 теле 3, отводятся по линии 8 в вакуум-конденсатор 11, конденсат из него - в сборник 29.

Пары, образующиеся в вакуум-испарителе 2, отводятся по линии 7 в вакуум-кон5 денсатор 10. Все конденсаты, собираемые в сборнике 29 и содержащие в качестве загрязнителя в основном фурфурол до 0,4- 0,5% (а также метиловый спирт, эфиры), отводятся насосом 26 и по линии 25 подают0 ся на тарелку питания 22 вакуум-ректификационной колонны. Здесь происходит исчерпывание летучих веществ из конденсатов и укрепление их в парах, в результате чего из низа колонны выводится очищенный

5 от летучих загрязнителей (фурфурола и др.) конденсат 23 (в канализацию или на производственные нужды), а из верха -укрепленный (до 4-6%) фурфуролсодержащий конденсат 21, который подают на производCJBO фурфурола. В качестве rpetouiero пара

в кубовую часть 24 ректификационной колонны подают отработанынй пар из паро- эжекторов 18. При этом, поскольку давление отработанного пара невелико, ректификационная колонна работает под разрежением, создаваемым одним из паро- эжекторов 18. Согласно расчетам, при режимах работы вакуум-охладительных установок, принятых в промышленности, соотношение массовых расходов паров из пароэжекторов 8 и конденсатов в сборнике 29 составляет 0,21-0,24, что вполне достаточно для исчерпывания фурфурола из конденсатов и укрепления его (в колонне) до концентрации 4-6%.

По второму возможному варианту уста- новка работает так же, как и по первому, но дополнительно на тарелку питания ректификационной колонны подают решоферные конденсаты из сборника 30 по линии 27 насосом 26 и далее по линии 25. Кроме того, в кубовую часть 24 вакуум-ректификационной колонны подают дополнительно в качестве греющего пара пары вскипания из вакуум-испарителя 5 по линии 14, поскольку в этом случае паров из пароэжекторов 18 можно оказаться недостаточно.

Предлагаемая установка не требует специальной дорогостоящей очистки конденсатов, так как в результате прохождения их через колонну 22 концентрация фурфурола в них снижается с 0,4 до 0,02-0,03% без энергозатрат. Попутно получается укрепленный до концентрации 4-5% фурфурол- содержащий конденсат, из которого можно получать фурфурол при минимальных затратах - они будут в 10 раз меньше, чем при обычном извлечении фурфурола из конденсатов. Сокращается количество сточных вод при работе установки за счет того, что в предлагаемой установке отсутствует в отличие от прототипа контактный конденсат паров из пароэжекторов, орошаемый ссежей водой; следопательно, не расходуется и вода на этот конденсатор.

5Все указанные преимущества обусловлены тем, что установка снабжена вакуум- ректификационной колонной для перегонки конденсатов, кубовая часть которой подключена к паровым эжекторам со сттроны

0 -выхода из них отработанного пара и/или к паровому пространству одного из вакуум- испарителей.

Формула изобретения

1,Установка на охлаждения гидроли- 5 затов растительного сырья, включающая

вакуум-испарители, последовательна соединенные по ходу потока ожлаждаемого гидролизата, вакуум-конденсаторы с пгро- эжекторными ва куум-насосами, связанные

0 с вакуум-испарителями, и сборник фурфу- ролсодержащих конденсатов, сообщенный с вакуум-конденсаторами, отличающаяся тем, что, с целью снижения загрязненности конденсатов и извлечения из них

5 фурфурола в процессе охлаждения гидро- лизатов, установка снабжена вакуум-ректификационной колонной, тарелка питания которой сообщена со сборником фурфурол- содержащих конденсатов, а кубовая часть

0 колонны - с паровым пространством одного из вакуум-испарителей и/или с паровыми эжекторами со стороны участков выхода из них отработанного пара.

2.Установка по п. 1, отличающая- 5 с я тем, что тарелка питания вакуум-ректификационной колонны или сборник фурфу- ролсодержащих конденсатов снабжены дополнительным сборником решоферного конденсата охлажденных гидролизатов и

0 подключены к нему трубопроводами с вентилями.

/б

/

Л

Использование: относится к гидролизной прбмышленности, касается производства спирта и кормовых дрожжей и позволяет снизить загрязненность конденсатов, образующихся при вакуум-испарительном охлаждении гидролизатое. Сущность изобретения: установка включает вакуум-испарители .с вакуум-конденса торами, подключенными к паровым эжекторам, сборник конденсатов и вакуум-рестифика- цйонную колонну, тарелка питания которой соединена со сборником, а кубовая часть - с паровыми эжекторами со стороны выхода из них отработанного пара и/или с паровым пространством одного из вакуум-испарителей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

J

2

26 27