高料層蒸脫機的改進

由于高蒸發(fā)脫機的優(yōu)點，它經常被用來加工和提取石油的混合和浸泡過程。但它對蒸汽特別是直接蒸汽的溫度、含水量要求較高,稍有不慎粕含水就會超過12%,造成粕結塊、硬化,甚至發(fā)霉變質,給企業(yè)造成損失。我在河北成安高環(huán)企業(yè)集團幫助工作期間,用戶提出棉粕色澤發(fā)紅、粉末度高等問題。針對這一問題,結合粕含水偏高的問題,我們對高料層蒸脫機進行了技術改造。改造后生產的棉粕除殘溶、蛋白含量符合國家標準外,水份可在8%～12%之間任意調節(jié),而且棉粕色澤金黃、顆粒增加,受到棉粕用戶的歡迎。1蒸脫溫度和固相溫度對粕含水率的影響該廠蒸脫機為50t/d浸出設備配套的高料層蒸脫機。鍋體直徑Φ1600mm,總高度5500mm。分為直接汽蒸脫層和烘干層。烘干層設底夾層,兩層都沒有外加熱層。蒸脫層料層高度為1700mm,烘干層料層高度為300mm。1.1當含溶濕粕進入蒸脫機時,其溫度在50℃左右,受到直接汽的作用,溶劑受熱汽化,蒸汽冷凝成水留在棉粕中,使得粕含水偏高。因此,在蒸脫前提高濕粕溫度,既可以預先蒸發(fā)一部分溶劑降低蒸發(fā)層的負荷,又可以提高粕的溫度,減少蒸汽與粕的接觸時間,降低水蒸汽在粕中的冷凝量,達到降低粕含水量的目的。1.2水蒸汽的質量也是影響粕含水量的關鍵。當蒸汽中含水時,這部分水會直接增加粕的含水量,盡管蒸汽中水的溫度和蒸汽的溫度相同,但水與蒸汽的熱焓不同,也就是相同重量的蒸汽和水所含的熱量不同。所以,當蒸汽中含水量過多時,蒸脫層需要的蒸汽量就會增加,相應地就會造成粕含水增加。1.3提高固相溫度也有利于降低粕中含水。如果在直接汽層加上外加熱層,就會提高固相溫度,有利于溶劑的蒸發(fā),相應地就會降低蒸汽在粕中的冷凝量,降低粕中含水。2焦火胡的影響概括地講,粕的色澤發(fā)紅是因為蛋白質進一步變性、焦火胡造成的。影響蛋白質變性和焦糊的因素:一是溫度;二是水份;還有一個很重要的因素是蛋白質在高溫、高濕下停留的時間越長,蛋白質變性、焦火胡越嚴重。2.1濕粕含水量的確定如圖1所示,當蒸脫的時間和溫度相同時,粕的色澤隨水份的增加而加深。另外,我們曾做過如下實驗:將浸出后的濕粕置于間接汽夾層之上,除粕中的溶劑和水份揮發(fā)以外,粕的色澤幾乎沒有變化,這一點在改造后的生產實踐中同樣得到了驗證。因此,粕含水量的多少是造成蛋白質變性、變色的重要因素。粕中含水量越高,其變性、變色的程度越嚴重。2.2蛋白質變性程度隨范圍的變化如圖2所示,當溫度升至70℃～130℃范圍時,蛋白質的變性程度較大,這時圖中曲線斜度較大。當溫度超過130℃時,會造成料粕焦化,使粕色澤變深。2.3蒸脫時間的確定對于蒸脫機而言,蒸脫時間的長短取決于料層的高低,料層越高,蒸脫時間越長;反之,料層越薄蒸脫時間越短。圖3是在不同的料層高度下得到的粕的色澤的曲線,由圖中可以看出:1m以下的料層,粕的色澤變化不大,1m以上料層時粕的色澤會有比較大的變化。3攪拌時間和用量濕粕在蒸脫時吸水、升溫后變得比較松軟,在攪拌的作用下極易破碎,如果時間太長,粕的粉末度自然會高。因此,高水份、高溫度、長時間攪拌是造成粕粉末度高的直接原因。4提高蒸脫機的性能4.1將原始分水裝置如圖4所示替換為體積較大的管式蒸汽發(fā)生器如圖5所示蒸汽加熱器一方面起到了更好的分水作用,另一方面對進入蒸脫機的直接汽起到加熱作用,保證了直接汽的質量。4.2蒸脫機物料的蒸發(fā)第一層為中心下料預熱層,中心孔徑600mm。當濕粕由封閉絞龍進入蒸脫機以后,首先,在該層得到預熱,部分溶劑受熱蒸發(fā),濕粕溫度也得到提高。當料位達到一定高度后,首先進入蒸脫機的物料在攪拌翼的拔動下由中心孔落到第二層。中心孔有三個作用:第一是落斗,第二是下面各層所蒸發(fā)出的溶劑氣體和蒸汽的上升通道,第三個作用就是起到人孔的作用,便于對第二層進行檢修。第二層為托盤式加熱層,外徑比鍋體內徑小300mm。在加熱層外徑位置加一個高200mm的環(huán)形擋板,用于保持料位高度,擋板上開一下料口,其大小依據產量而定,太大料層低,太小會造成溢流。下料口的大小以不溢流為準,料層高度接近200mm為好。由第一層落下的粕在該層進一步得到加熱,溶劑進一步蒸發(fā),粕溫進一步提高,這對下一步直接汽蒸脫十分有利。4.3降低料層高度原設備1700mm的料層高度,使得大量的水蒸汽凝結成水留在粕中。粕在蒸脫層的滯留時間為40min。在高溫、高水份、長時間的作用下,粕的色澤自然變紅。因此,降低料層高度,減少粕在蒸脫層的滯留時間是降低棉粕變色的關鍵。原設備只所以設計如此高的料層是因為它的上面沒有預熱層,為了保證粕殘溶在700mg/kg以下,只有加高蒸脫層。而今有了兩個預熱層,蒸脫層的負荷減輕很多,所以降低料層成為可能。在實踐的基礎上,我們選定蒸脫層料層高度為800mm,這樣濕粕在該層的滯留時間就由原來的40min,降為20min左右。5粕含水率下降,減少動力消耗從附表可以看出:直接蒸汽壓力由原來的0.05MPa左右,降為0.03MPa左右,氣相溫度由原來的75℃～80℃,降為70℃～75℃。粕含水由原來的12%左右降為8%～12%隨意調節(jié)。解決了原來粕含水能高不能低的難題。電機負荷也由原來的30A電流降為15A電流。節(jié)省了動力消耗。特別是粕