2.2 Технологічні схеми і режими гідролізу

Технологічна схема гідролізу складається з таких операцій процесу гідролізу, проведеного в періодично діючихгидролизаппаратах: подачі на гідроліз сірчаної кислоти та води, часткового охолодження отриманого гідролізату наиспарителях, інверсії (додаткового гідролізу) (рис. 2).

>Гидролиз.Виробничий процес гідролізу, проводять у періодично діючих апаратах, складається з цілого ряду основних та допоміжних операцій. Процес гідролізу до різних видів сировини різний. Воно починається з завантаження сировини вгидролизаппарат і закінчується розвантаженням лігніну. Послідовно проводяться такі операції: завантаження сировини з йогосмачиванием, підігрів сировини й видалення повітря,перколяция, промивання лігніну, його сушіння і видалення з апарату.

Конструкціїгидролизаппаратов різних обсягів аналогічні (рис. 3). Через верхню горловину завантажується сировину, і навіть спускаються чи піднімаються матеріали під час ремонту.Горловина закривається механізованої кришкою, управляють кришкою дистанційно з допомогою електродвигуна. До нижньої горловині кріпиться сталевої перехідноюфланец. До перехідному фланцю приєднано швидкодіючийвигрузной клапан, який відкривається при розвантаження лігніну згидролизаппарата.

Для зменшення втрат тепла зовнішня поверхнюгидролизаппарата покривається теплоізоляцією.

При вертикальноїперколяции розчинварочной кислоти подають згори, агидролизат відбирають через фільтр, що у нижньому конусі. Для горизонтальній і поєднаноюперколяции у верхній конусі зроблено штуцер на шляху подання розчинуварочной кислоти в українську трубу, розташовану вертикально у центрі апарату. На поверхні труби, яка входить всередину апарату, задля розподілення рідини висвердлені отвори, розміщені у тих ділянках труби вище рівня сировини, і навіть у тих ділянках, занурених в сировину (>лигнин). За периметром апарату розташований чотирипромінний трубчастий фільтр для відбору гідролізату. Висота променів фільтра підбирається в такий спосіб, щоб заглушений верхній кінець виступав зконусной в циліндричну частина на 1,8 – 2 м.Гидролизаппарат оснастили необхідною кількістюштуцеров (продуктовий,сдувочний та інших.). Сировину вгидролизаппарат подають завантажувальним конвеєром, розташованим вище горловини апарату.Витесняемие сировину повітря і водяну пару противотоком сировини видаляються через завантажувальнутечку і відводяться у повітря. Поруч із сировиною в апарат подають води і кислоту, оскільки змочування збільшує щільність завантаження.

Кількістьгидролизаппаратов n, необхідні забезпечення заданої продуктивності, визначається за такою формулою:

>n=Bm/(OKb1440)

де У – кількість перероблюваноїабс. сухого сировини, т на добу;m - тривалість обороту, хв; До – коефіцієнт використання корисного обсягугидролизаппарата, рівний 0,90; Про – корисна місткістьгидролизаппарата, м³; b – питома завантаження сировини,т/м³.

Після завантаженнягидролизаппарат закривається верхньої кришкою і крізь нижній штуцер подається пар для підігріву. У період підігріву тиск піднімається до0,5МПа і виробляється 2 ->3-минутнаясдувка повітря, відведеного через верхній вентиль ісдувочную лінію у боргову пастку длясдувочного пара. Цим прийомом видаляється повітря та іншінеконденсирующиеся гази. Присутність цих газів несприятливо б'є по гідродинамічних процесах. З іншого боку, присутність повітря спотворює показання манометра, вносячи різницю у звичайне для водяної пари співвідношення тиску і температури. Присдувке частково видаляються скипидар, метанол,фурфурол та інші речовини, шкідливі для вирощування дріжджів.

Початковий періодперколяции проводиться в м'якихусловиях,т.е. при зниженою температурі (близько150С). Температура поданого вгидролизаппарат води поступово підвищується до 188 –190С. Відповідно цьому змінюється і температура всерединігидролизаппарата. Температура вирівнюється приблизно 60 хвилин з початкуперколяции.

>Промивка.Промивку лігніну водою проводять так само, як іперколяцию,т.е. згори донизу, та заодно не подають сірчану кислоту. Після подачі заданого кількості води промивання припиняють, агидролизат продовжують відбирати. Цей період називають сушінням. Потім вивантажуютьлигнин. І тому при тиску вгидролизаппарате 0,7 –0,8МПа відкривають швидкодіючий клапан, встановлений на нижньому конусі апарату. Розвантаження («постріл») триває лічені секунди.Вигруженнийлигнин потрапляє у циклон, коли в нього внаслідоксамоиспарения відокремлюється пар, алигнин осідає дно якої циклону. Для вивантаження лігніну вциклоне передбаченовигребное пристрій.

Охолодження гідролізату.Гидролизат виводиться згидролизаппаратов щодо окремих трубах, зведеним доколлектору видачі гідролізату, далі за загальної лінії він у перший випаровувач триступеневої установки для охолодження гідролізату.

>Испаритель (рис. 4) є сталевої зварної посудину циліндричною форми. Внутрішня поверхню захищенатермокислотоупорними керамічними плитками. Заради покращання відділення пара від рідини передбаченатангенциальная подача гідролізату в випаровувач черездиффузор. У верхню частину є штуцер це про людське парівсамоиспарения. Поза випарника перед надходженням пара врешофери встановлюютьсяпаросушители.Охлажденнийгидролизат відбирають з частині випарника через штуцер і надходить у випаровувач наступного ступеня випаровування чи збірник гідролізату.

Тиск виспарителях від щаблі до щаблі знижується: У першій щаблі0,45МПа, а останньої близько0,1МПа. Відповідно цьомугидролизат не вдома матиме температуру 150, 130 – 135 і 100 -103С. Пари з кожним щаблі випаровування направляються для конденсації в відповідну групурешоферов.Образующийся конденсат відрешоферов направляють усборник-испаритель конденсату. Далі конденсат іде на переробку до цеху ректифікації фурфуролу.

>Инверсия.При «м'яких» умовах початковій фазиперколяции вгидролизате міститименеинвертированние цукру й необхідно піддавати їх додатковомугидролизу – інверсії.Инверсия може здійснюватися за нормальної температури100С і за вищих температурах. Тривалість процесу при100С становить 6 – 8 годин, а при130С потрібно лише 0,5 год. Для інверсії під надлишковим тиском використовують випаровувач другого ступеня, де має місце необхідний рівень температури. З цією метою розроблена конструкціяиспарителя-инвертора.Инвертор є сталевої циліндр з конусним днищем і кришкою. Зсередини сталь захищенафутеровкой. Уконусной частиниинвертора накопичується осад у вигляді смоли і лігніну, що необхідно періодично вивантажувати.