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        2.1糧油行業:調質塔疏水與溫度壓力控制
        發布時間:2016-11-10 16:50:57

        一、調質工藝及設備說明

        調質塔是油脂行業預處理(預榨)車間中最重要的設備。

        預處理的目的是改變大豆或油籽的形態,便于通過機械壓榨或是溶劑浸出的方法進行快速有效的榨油。預處理是一系列連續的過程:大豆或油籽脫皮,提高脫油粕中的蛋白質含量;破碎,減小大豆或油籽的粒度; 調質,降低油的粘性,調節含水量,就是我們常說的干燥及軟化;軋胚,破壞大豆或油籽的細胞結構;有時還要經過膨化以提高浸出參數。 

              大豆調質塔一般為方形結構。它將流行的混流大豆烘干塔形式和軟化方式有機地結合起來,便成了調質塔。根據產量和原料水分的不同,調質塔采用913層不等,每層高度一般為1米。它主要由進料段、蒸汽加熱段、熱風烘干段、傳動出料段組成(如圖3)。蒸汽層一般采用傳熱面積大、傳熱效果好的不銹鋼橢圓管,并且上、下兩層管的排列正好互成90度角;在蒸汽加熱層,大豆被間接蒸汽加熱,同時內部部分水分被蒸發到表面,經過蒸汽加熱層后,大豆進入熱風層,大豆表面水分被熱風吸走。熱風層則采用盒式熱風干燥層,采用間接蒸汽加熱空氣,再用熱風來烘干物料。經過熱風層后的大豆再次進入蒸汽加熱層及熱風層。如此反復,大豆在蒸汽管間來回穿行,最大限度地達到了干燥和軟化的效果。


        二、調質塔內蒸汽壓力控制

              調質塔內有3~6層加熱圈是采用蒸汽加熱進行調質,要求加熱蒸汽壓力在0.05-0.1MPa穿過每個管子,大豆停留時間30-40min可調。只有低壓蒸汽才能保證溫和調質,若蒸汽壓力過高或不穩定,會造成大豆在加熱管的接觸區過熱,影響調質的效果。選用加熱層數與進來的大豆溫度、水分、產量有關,要求大豆水分低于14.5%,否則要延長滯留時間減少產量。
              另外,加熱蒸汽壓力過高會導致蒸汽列管兩端的封頭蓋板的密封墊片沖壞,一旦有墊片沖壞的情況,就會出現漏汽,必須停機維修,影響生產。加熱蒸汽壓力太小又會影響軟化效果。再者,若壓力急劇變化,沒辦法得到干飽和蒸汽,濕蒸汽過多,也會造成設備的堵塞。因此,減壓閥的減壓效果,是否穩定,嚴重影響到調質的效果。
              因此,必須采用膜片先導式的蒸汽減壓閥,才能將壓力減到1barg以下,因為設定壓力太低,其他型式的減壓閥幾乎不可能做到,也無法穩定壓力。建議使用way’s先導式減壓閥DPR16 / PR16,不管任何情況下都能保證二次壓力的穩定。 
              但是因為調質塔的蒸汽耗量很大,直接蒸汽流量大于5t/h,,一般需要使用兩個減壓閥并聯的;若來汽壓力大于6barg,還需要考慮先用一個大口徑的活塞先導式減壓閥將壓力減到2-3barg,作為一級減壓,后面再串聯那一組并聯減壓站,作為二級減壓。

        減壓閥安裝圖1(串并聯):

        還有一種方案:

              因為自作用減壓閥對工況要求苛刻一些,一旦有冷凝水進入,減壓閥可能會失效,故障率相對高一點,因此,現在有很多用戶會選擇氣動控制閥來自動減壓,因為氣動閥的減壓比為50:1,大于減壓閥的10:1,所以控制精度會高一些,但是氣動閥需要壓縮空氣氣源。而減壓閥在穩定性上表現較好。

               不過實際操作中,很多工廠是先將主管引來的蒸汽用減壓閥或氣動控制閥減到2~3barg,進入到調質塔分汽缸,然后通過調節調質塔分汽缸上閥門的開度,將蒸汽流量減少,以調節每一層物料的溫度。如下圖:



        三、調質塔溫度控制

        1、調質塔有兩個進風口,一個熱風,一個冷風。進入到調質塔的大豆必須先用循環風加熱到45-60度。

              從調質塔出來的大豆經80℃氣流脫皮器吸出灰和皮,水分在10-11%的大豆進流化床干燥器(噴射干燥器兩側各設有5DN150噴氣管入口),噴熱風溫度120℃,大豆在1-3min內與穿過沖孔板床的熱風接觸中產生爆裂,大豆表面水分迅速揮發,豆皮表面因高溫爆裂,皮松脫、裂開。排出風進入主風機,主風機出風分為兩路:一路送往主空氣加熱器加熱循環使用,一路排空。兩路均有氣動控制閥門,根據風網中的空氣濕度控制排泄風門的開啟度,一般設定風網中空氣相對濕度30%。噴風風機進風由兩路構成,一路經主空氣加熱器加熱的循環風,一路經輔助加熱器的補充的新鮮空氣。噴射干燥器內大豆滯留時間1-3min,出料溫度88℃。大豆含水分10%左右。然后再吹入冷風,把大豆冷卻到55~65℃,這就是出料溫度。

        2、因此在空氣加熱器的每一個散熱器進汽管上都需要單獨配置一臺氣動控制閥,確保熱風溫度。

          根據原料水分,通過對熱風進口溫度的監測,自動調節熱風加熱器間接蒸汽流量,改變熱風溫度,從而保證調質后大豆的最終參數要求。

        3、為了保證大豆的濕度和溫度,控制水分,需要調節蒸汽加熱層的進汽閥門的開度,手動調節流量,則建議選用Way’s專業的可調式波紋管截止閥,可精確手動調節流量,型號S25FGB-N。現在有很多工廠也會用氣動控制閥來自動控制溫度。



        總之,因為調質塔在運行時,嚴禁空料層或物料靜態加熱,因為會導致局部物料長時間加熱,引起高溫自燃,存在著火的危險。因此,選用一款性能穩定的控制閥就非常重要,來精確的控制蒸汽進量,關閉時不會泄漏蒸汽,控制精確,不會造成超溫。建議選用Way’s波紋管密封氣動控制閥,型號PCV3000-B波紋管結構,零泄漏;密封面使用司太立合金材質,可長效密封,壽命長;平面密封結構,到了設定溫度可以徹底關閉蒸汽,不會超溫。

         

        四、調質塔后疏水

              調質塔由于有多層蒸汽,耗汽量非常大,處理量為4000t/d的大豆調質塔耗汽量約為100kg/t料,即17t/h,其中大豆加熱圈的蒸汽耗量大約10.8t/h,空氣加熱器(假設包括3個散熱器)的蒸汽耗量為3t/h*3=9t/h

              大豆加熱圈蒸汽壓力為0.5-2barg,一般會使用9個以上疏水閥,因此選用維遠FFT45F-5DN40/50的自由浮球疏水閥合適;

              空氣加熱器蒸汽壓力為4~8barg,一般會使用3個以上疏水閥,因此選用維遠FFT45F-10DN40/50的自由浮球疏水閥合適;

              疏水閥具體型號要根據用戶的實際工作壓力、閥后背壓和冷凝水排量來確定,冷凝水排量等于蒸汽消耗量,蒸汽流量與車間的產能、調質塔的層數等相關。

              總之,若設備中的冷凝水排放不及時,不僅影響干燥效果,而且也會造成蒸汽中含濕度較大,粉塵容易粘附在管道內壁,長時間運行,導致堵塞。通常工況下,風管內部的濕度是不足以導致粉塵粘附至風管堵塞,只有在風機故障、停機或風門開啟度太小時,塔內大豆持續加熱釋放出來的熱蒸汽進入到風管內,并凝結成水,再次啟用風機或開大風門時,容易出現堵料的情況。必須在每一個加熱層都單獨設置疏水閥,這樣減少積水或因壓差不同排放不及時的問題。


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