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2.1粮油行业:调质塔疏水与温度压力控制
发布时间:2016-11-10 16:50:57

一、调质工艺及设备说明

调质塔是油脂行业预处理(预榨)车间中最重要的设备。

预处理的目的是改变大豆或油籽的形态,便于通过机械压榨或是溶剂浸出的方法进行快速有效的榨油。预处理是一系列连续的过程:大豆或油籽脱皮,提高脱油粕中的蛋白质含量;破碎,减小大豆或油籽的粒度; 调质,降低油的粘性,调节含水量,就是我们常说的干燥及软化;轧胚,破坏大豆或油籽的细胞结构;有时还要经过膨化以提高浸出参数。 

      大豆调质塔一般为方形结构。它将流行的混流大豆烘干塔形式和软化方式有机地结合起来,便成了调质塔。根据产量和原料水分的不同,调质塔采用913层不等,每层高度一般为1米。它主要由进料段、蒸汽加热段、热风烘干段、传动出料段组成(如图3)。蒸汽层一般采用传热面积大、传热效果好的不锈钢椭圆管,并且上、下两层管的排列正好互成90度角;在蒸汽加热层,大豆被间接蒸汽加热,同时内部部分水分被蒸发到表面,经过蒸汽加热层后,大豆进入热风层,大豆表面水分被热风吸走。热风层则采用盒式热风干燥层,采用间接蒸汽加热空气,再用热风来烘干物料。经过热风层后的大豆再次进入蒸汽加热层及热风层。如此反复,大豆在蒸汽管间来回穿行,最大限度地达到了干燥和软化的效果。


二、调质塔内蒸汽压力控制

      调质塔内有3~6层加热圈是采用蒸汽加热进行调质,要求加热蒸汽压力在0.05-0.1MPa穿过每个管子,大豆停留时间30-40min可调。只有低压蒸汽才能保证温和调质,若蒸汽压力过高或不稳定,会造成大豆在加热管的接触区过热,影响调质的效果。选用加热层数与进来的大豆温度、水分、产量有关,要求大豆水分低于14.5%,否则要延长滞留时间减少产量。
      另外,加热蒸汽压力过高会导致蒸汽列管两端的封头盖板的密封垫片冲坏,一旦有垫片冲坏的情况,就会出现漏汽,必须停机维修,影响生产。加热蒸汽压力太小又会影响软化效果。再者,若压力急剧变化,没办法得到干饱和蒸汽,湿蒸汽过多,也会造成设备的堵塞。因此,减压阀的减压效果,是否稳定,严重影响到调质的效果。
      因此,必须采用膜片先导式的蒸汽减压阀,才能将压力减到1barg以下,因为设定压力太低,其他型式的减压阀几乎不可能做到,也无法稳定压力。建议使用way’s先导式减压阀DPR16 / PR16,不管任何情况下都能保证二次压力的稳定。 
      但是因为调质塔的蒸汽耗量很大,直接蒸汽流量大于5t/h,,一般需要使用两个减压阀并联的;若来汽压力大于6barg,还需要考虑先用一个大口径的活塞先导式减压阀将压力减到2-3barg,作为一级减压,后面再串联那一组并联减压站,作为二级减压。

减压阀安装图1(串并联):

还有一种方案:

      因为自作用减压阀对工况要求苛刻一些,一旦有冷凝水进入,减压阀可能会失效,故障率相对高一点,因此,现在有很多用户会选择气动控制阀来自动减压,因为气动阀的减压比为50:1,大于减压阀的10:1,所以控制精度会高一些,但是气动阀需要压缩空气气源。而减压阀在稳定性上表现较好。

       不过实际操作中,很多工厂是先将主管引来的蒸汽用减压阀或气动控制阀减到2~3barg,进入到调质塔分汽缸,然后通过调节调质塔分汽缸上阀门的开度,将蒸汽流量减少,以调节每一层物料的温度。如下图:



三、调质塔温度控制

1、调质塔有两个进风口,一个热风,一个冷风。进入到调质塔的大豆必须先用循环风加热到45-60度。

      从调质塔出来的大豆经80℃气流脱皮器吸出灰和皮,水分在10-11%的大豆进流化床干燥器(喷射干燥器两侧各设有5DN150喷气管入口),喷热风温度120℃,大豆在1-3min内与穿过冲孔板床的热风接触中产生爆裂,大豆表面水分迅速挥发,豆皮表面因高温爆裂,皮松脱、裂开。排出风进入主风机,主风机出风分为两路:一路送往主空气加热器加热循环使用,一路排空。两路均有气动控制阀门,根据风网中的空气湿度控制排泄风门的开启度,一般设定风网中空气相对湿度30%。喷风风机进风由两路构成,一路经主空气加热器加热的循环风,一路经辅助加热器的补充的新鲜空气。喷射干燥器内大豆滞留时间1-3min,出料温度88℃。大豆含水分10%左右。然后再吹入冷风,把大豆冷却到55~65℃,这就是出料温度。

2、因此在空气加热器的每一个散热器进汽管上都需要单独配置一台气动控制阀,确保热风温度。

  根据原料水分,通过对热风进口温度的监测,自动调节热风加热器间接蒸汽流量,改变热风温度,从而保证调质后大豆的最终参数要求。

3、为了保证大豆的湿度和温度,控制水分,需要调节蒸汽加热层的进汽阀门的开度,手动调节流量,则建议选用Way’s专业的可调式波纹管截止阀,可精确手动调节流量,型号S25FGB-N。现在有很多工厂也会用气动控制阀来自动控制温度。



总之,因为调质塔在运行时,严禁空料层或物料静态加热,因为会导致局部物料长时间加热,引起高温自燃,存在着火的危险。因此,选用一款性能稳定的控制阀就非常重要,来精确的控制蒸汽进量,关闭时不会泄漏蒸汽,控制精确,不会造成超温。建议选用Way’s波纹管密封气动控制阀,型号PCV3000-B波纹管结构,零泄漏;密封面使用司太立合金材质,可长效密封,寿命长;平面密封结构,到了设定温度可以彻底关闭蒸汽,不会超温。

 

四、调质塔后疏水

      调质塔由于有多层蒸汽,耗汽量非常大,处理量为4000t/d的大豆调质塔耗汽量约为100kg/t料,即17t/h,其中大豆加热圈的蒸汽耗量大约10.8t/h,空气加热器(假设包括3个散热器)的蒸汽耗量为3t/h*3=9t/h

      大豆加热圈蒸汽压力为0.5-2barg,一般会使用9个以上疏水阀,因此选用维远FFT45F-5DN40/50的自由浮球疏水阀合适;

      空气加热器蒸汽压力为4~8barg,一般会使用3个以上疏水阀,因此选用维远FFT45F-10DN40/50的自由浮球疏水阀合适;

      疏水阀具体型号要根据用户的实际工作压力、阀后背压和冷凝水排量来确定,冷凝水排量等于蒸汽消耗量,蒸汽流量与车间的产能、调质塔的层数等相关。

      总之,若设备中的冷凝水排放不及时,不仅影响干燥效果,而且也会造成蒸汽中含湿度较大,粉尘容易粘附在管道内壁,长时间运行,导致堵塞。通常工况下,风管内部的湿度是不足以导致粉尘粘附至风管堵塞,只有在风机故障、停机或风门开启度太小时,塔内大豆持续加热释放出来的热蒸汽进入到风管内,并凝结成水,再次启用风机或开大风门时,容易出现堵料的情况。必须在每一个加热层都单独设置疏水阀,这样减少积水或因压差不同排放不及时的问题。


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