Phần III. Bốc hơi n−ớc mía
II. Ph−ơng án nhiệt của hệ bốc hơi
1. Ph−ơng án bốc hơi áp lực: Các hiệu bốc hơi lμm việc d−ới áp lực
- Ưu điểm: Sử dụng đ−ợc triệt để hơi thứ, không cần tháp ng−ng tụ hoặc bơm chân không, mμ chỉ cần một bơm nhỏ để thực hiện dòng chảy ban đầu.
- Nh−ợc điểm: Tổn thất đ−ờng cao vμ không thỏa mãn đ−ợc các yêu cầu công nghệ
2. Ph−ơng án bốc hơi chân không
Với phương án nμy, các hiệu bốc hơi đều lμm việc ở điều kiện chân không.
- Ưu điểm: Giảm sự phân hủy chuyển hóa đ−ờng, mμu sắc tốt hơn vμ thỏa mãn các điều kiện công nghệ khác.
- Nh−ợc điểm: Không sử dụng đ−ợc hơi thứ vμ đầu t− thiết bị tốn kém 3. Ph−ơng áp lực chân không:
ở ph−ơng án nμy hiệu đầu lμm việc d−ới áp lực, hiệu cuối lμm việc d−ới chân không.
Ph−ơng án nμy đ−ợc chia lμm 2 ph−ơng án lμ:
* Ph−ơng án áp lực cao vμ chân không thấp;
Thường áp lực hơi đốt P = 1,5 kg/cm2 (ati) vμ Pck = 600mmHg
* Ph−ơng án áp lực thấp chân không cao:
áp lực hơi đốt Pđ = 1,0 kg/cm2 (ati), Pck = 660mmHg
Ưu điểm: Vừa tận dụng đ−ợc hơi thứ vừa thỏa mãn đ−ợc yêu cầu công nghệ,
đáp ứng được nhu cầu dùng hơi của nấu đường, gia nhiệt.
Ta xét một só ph−ơng án cụ thể sau:
1) Ph−ơng án bốc hơi 3 hệ áp lực: (Hình 3-1)
Hình 3-1. Ph−ơng án bốc hơ 3 hiệu áp lực
Đặc điểm:
Hơi thứ hiệu cuối lớn hơn áp suất thường để đưa đến các nơi sử dụng. Phương
án nμy chỉ dùng cho tr−ờng hợp n−ớc mía không nhiều, không có hoặc có ít n−ớc rửa, lúc đó nồng độ nước mía sẽ cao hơn.
I 2,2 ÷ 2,5
kg/cm2 E1
II 1,6 ÷ 1,8
kg/cm2 E2
III 1,2 ÷ 1,3
kg/cm2 E3
P=3÷3,5kg/cm2 (ata)
Nếu trường hợp nước rửa nhiều dẫn đến lượng nước bốc hơi tăng lên nhiều thì
mới đạt đ−ợc Bx theo quy định, lúc đó bắt buộc phải xả hơi thứ gây lãng phí hơi.
Nh−ợc điểm:
Nhiệt độ cao dẫn đến chuyển hóa đường, tổn thất đường vμ mμu sắc. Để khắc phục nhược điểm nμy cần giảm thời gian lưu nước mía trong nồi bốc hơi.
2) Ph−ơng án bốc hơi 3 hiệu có nồi cô: (hình 3-2)
Hình 3-2. Ph−ơng án bốc hơi 3 hiệu có nồi cô
Để khắc phục hiện t−ợng xả hơi thứ của ph−ơng án trên, ng−ời ta sử dụng thêm một nồi cô lμm việc ở chân không thấp, nhiệt độ sôi của nồi cô thường lμ 850C. Ba hiệu tr−ớc lμm việc d−ới áp lực, hơi thứ của các hiệu nμy sử dụng cho các bộ phận khác.
ở điều kiện bình thường, lúc mật chè vμo nồi cô do nhiệt độ sôi khác nhau nên sinh ra hơi tự bốc do đó mật chè đặc hơn. Hơi thứ hiệu III không cần cấp cho nồi cô
nữa mμ đ−a vμo công đoạn khác. Trong tr−ờng hợp hơi thứ hiệu III quá thừa mới đ−a vμo nồi cô để tăng nồng độ mật chè.
3) Ph−ơng án bốc hơi 4 hiệu chân không (hình 3-3) I
2,4 kg/cm2 E1
II 1,78 kg/cm2 E2
CK 850C E4
P=2,9kg/cm2 (ata)
II 1 ÷ 1,1 kg/cm2 E3
MËt vμo MËtra
I 1,15 kg/cm2 E1
II 0,777 kg/cm2 E2
I 0,14 kg/cm2 E4
P=1,5kg/cm2 (ata)
II 0,405 kg/cm2 E3
Hình 3-3. Ph−ơng án bốc hơi 4 hiệu chân không
Ph−ơng án nμy trang bị cho nhμ máy có hơi thải áp suất thấp, áp lực hơi thải = 1,5 kg/cm2 (ata). Nhiệt độ hơi thải thấp dẫn đến lưu lượng hơi thải cần nhiều, nên cần phải tìm một ph−ơng án hợp lý.
¦u ®iÓm:
- Tận dụng đ−ợc hơi thải, nếu không đủ có thể dùng hơi sống giảm áp để bổ sung
- Nhiệt độ thấp, chân không cao giảm chuyển hóa, chất l−ợng mật chè ổn định.
- Vì áp lực thấp nên l−ợng hơi tiêu thụ lên đến 60% ữ 70% (so với mía), l−ợng hơi thứ đi vμo tháo ng−ng tụ lớn.
- Ph−ơng án nμy gây lãng phí nhiều, nh−ng quản lý vμ thao tác dễ dμng - Các nhμ máy vừa vμ nhỏ th−ờng sử dụng ph−ơng án nμy.
4) Ph−ơng án bốc hơi chân không có nồi số "0"
Nồi số "0" có cấu tạo giống các nồi khác, nh−ng lμm việc ở áp suất lớn 3ữ4 kg/cm2 (ati), để sản sinh ra một l−ợng hơi thứ 2 cùng hơi thải để cấp cho hiệu I.
Có 2 cách dùng nồi số "0".
a) Sử dụng nồi số "0" bốc hơi nước mía vμ từ đó tăng nồng độ mật chè:
Mặt khác nó còn lμm nhiệm vụ tạo ra hơi áp lực thấp, thay thế cho van giảm áp vμ còn lợi dụng thêm một lần hơi nữa.
Nhưng về mặt công nghệ nồi số "0" có nhiệt độ quá cao nên đường dễ bị chuyển hóa vμ caramen hóa. Đ−ờng khử dễ bị phân hủy.
b) Trường hợp nồi số "0" chỉ dùng để nấu nước vμ cấp hơi:
Khi đó nói thuần túy chỉ thay thế cho một van giảm áp, cung cấp hơi cho hệ thống bốc hơi.
Hơi giảm áp
0 1,78 kg/cm2 E1
I 1,36 kg/cm2 E2
P=3,9kg/cm2 (ata)
Hơi thải N−íc mÝa
Hiệu II
Ngoμi ra nó còn có một tác dụng nữa lμ trở thμnh một thiết bị xử lý n−ớc cho lò hơi.
5) Ph−ơng án bốc hơi 5 hiệu chân không (hình 3-4)
Ph−ơng án bốc hơi chân không 5 hiệu đ−ợc dùng nhiều trong nhμ máy đ−ờng.
Hơi gia nhiệt của hiệu I dùng hơi thải tuốt bin, nếu không đủ bổ sung hơi giảm áp. Đối với ph−ơng án nμy các hiệu tr−ớc lμm việc d−ới điều kiện áp lực, còn các hiệu sau lμm việc d−ới điều kiện chân không.
Sau đây điều kiện nhiệt của bốc hơi chân không 5 hiệu (Bảng 3-1) Hơi giảm áp
0 E1
I E2
P=3,9kg/cm2 (ata)
Hơi thải N−ớc mía
Hiệu II
Hình 3-4. Ph−ơng án bốc hơi chân không 5 hiệu 1. Lò hơi; 2. Tuốt bin; 3. Van giảm áp;
4. Nồi bốc hơi; 5. Thiết bị ng−ng tụ I
1190C E1
II 107,50C
E2
V 790C Ng−ng tô
5 III
95,30C E3
IV 790C
E4 4
128,90 1180 106,50 94,30 780
3
2 1
Bảng 3-1. Điều kiện nhiệt của bốc hơi chân không 5 hiệu Số hiệu Hạng mục
I II III IV V
áp suất hơi gia nhiệt (ata) 2,7 1,905 1,301 0,841 0,447
Nhiệt độ hơi gia nhiệt (0C) 128,9 118 106,5 94,3 78
áp suất hơi thứ (ata) 1,965 1,365 0,872 0,465 0,135
Nhiệt độ hơi thứ (0C) 119 107,5 95,3 79 51
Điểm sôi n−ớc mía (0C) 120,1 109,1 97,4 83,4 61,4
Điểm sôi tăng cao (0C) 1,1 1,6 2,1 4,4 10,4
Nhiệt độ giảm trong đường ống hơi (0C) 0 1 1 1 1
Hiệu số nhiệt độ có ích (0C) 8,8 8,9 9,1 10,9 16,6
Nhiệt độ nước ngưng tụ (0C) 127 116 105 92 77
- Ưu điểm: Lợi dụng hơi thứ đ−ợc tốt. Có thể dùng nhiều hơi thứ cung cấp cho nấu đường vμ gia nhiệt, tiết kiệm hơi. Thao tác tương đối dễ dμng.