一.溶劑的消耗五方面
1.浸出毛油帶出的溶劑
混合油經過蒸發和汽提后,脫除絕大部分的溶劑,但仍有少量的溶劑殘留在毛油中,按規定一般要求毛油的總揮發物小于0.3%,而其中溶劑為500mg/kg以下,按出油率16%計算,每噸料帶走的溶劑為1000*16%*0.05%=0.08kg,當混合油的蒸發與汽提不完全時,毛油中的溶殘會增加,使車間溶耗指標加大。
2.成品粕帶出的溶劑
由浸出器瀝干后的濕粕經蒸脫機掙脫、烘干、冷卻后,仍會有少量的溶劑殘留,正常要求成品粕溶殘在700mg/kg以下,如按出粕率80%計算,由成品粕帶出的溶劑為1000*80%*0.07%=0.56kg,如蒸脫的效果不理想,同樣會增加溶耗指標。
3.廢水帶走溶劑
溶劑與水的混合液通過分水后,會有微量的溶劑留在水中,且隨著溫度的升高,溶劑在水中的溶解度會增加。20℃時溶劑在水中的溶解度為0.014%,每加工1噸大豆排出廢水約150kg,則隨廢水排出的溶劑為150*0.014%=0.021kg/噸料。
4.自由氣體帶走的溶劑
自由氣體是各設備的冷凝器未凝氣體,主要包括由入浸物料帶入的空氣和未凝溶劑氣體、少量水分等,一般每噸料帶入的空氣為2立方米左右,通常規定排放的自由氣體中溶劑的含量不應超過0.1%(體積比),若采用冷凍回收法,在0℃下排放尾氣,尾氣中含溶劑量為0.235kg/立方米,則尾氣帶走的溶劑量為0.47kg/噸料。如采用礦物油吸收法,尾氣中溶劑含量為0.03—0.07kg/立方米,則尾氣帶走的溶劑約0.15kg/噸料。
5.跑冒滴漏消耗的溶劑
當浸出系統在正壓下運行時,設備的人孔、手孔、管道法蘭,視鏡、設備的轉動部位如軸封等處密封不良時,會有溶劑外泄,在開車期間由于設備故障、堵料等原因打開設備維修,也會造成溶劑大量外泄。因此保證系統負壓,較高的設備完好率是減少跑冒的關鍵。由前四項溶劑損耗的總和為0.81kg/噸料,而一般的浸出廠溶耗躲在2kg以上。因此控制好跑冒滴漏對溶耗的降低關系重大。
二.溶劑損耗的控制措施
1.物料浸出的濕粕含溶量控制
1.1入浸物料的質量要求:大豆壓片的厚度為0.3—0.4mm,粉末度小于0.5%(通過11.8孔/c㎡篩),水分為8—9%。入浸物料粉末度大,水分高會使溶劑的滲透效果差,濕粕的溶劑含量大,增加蒸脫機的負荷,脫溶效果下降,成品粕的溶劑含量上升,溶耗增加。
1.2浸出器的裝料高度要適宜,太低產量低或浸出時間短,太高易造成生料坯成團或結塊,尤其在料坯水分高的情況下,引起溶劑滲透路程延長,阻力增大,滲透困難,經過瀝干段后,濕粕的溶劑殘留量高而增加蒸脫機的負荷。
1.3新溶劑的質量與噴淋量,浸出車間的溶劑為循環利用,從浸出器溢流出的混合油通過蒸發汽提與濕粕蒸脫回收溶劑,因為引入了直接蒸汽而使回收的溶劑帶水,必須經過分水才能使用,如果溶劑的分水效果不好,溶劑帶有少量的水分進入浸出器,物料吸水結團,阻礙溶劑的滲透,增大濕粕的含溶。噴淋量過大,在瀝干段不能完全瀝干,同樣增加濕粕的含溶。在操作過程中應根據物料含油量的不同,控制溶劑比在1:0.8—1.2之間,瀝干時間在20分鐘左右,濕粕含溶在25%—30%。
2.保證濕粕蒸脫的效果
控制好濕粕的含溶,進入蒸脫機的物料要保證充分的預熱,在此蒸脫才絕大部分的溶劑,從而減少直接蒸汽在豆粕中的冷凝,增加豆粕的流動性,使豆粕與直接蒸汽很好接觸,減少豆粕結塊,保證物料蒸透。同理,使用過熱蒸汽的效果要好于飽和蒸汽,過熱蒸汽的穿透能力強,脫溶效果好。
在蒸脫機第一預脫層,由于含溶較多,溫度控制在75℃,第二層85℃,第三層和脫溶層控制在105℃,保持蒸脫層的料位高度1000—1100mm,太低直接汽吹穿料層,達不到蒸脫的目的,同時由于存料高度低,脫溶層靠料擺控制料層高度時,不能達到良好的料封作用,使溶劑氣體從出粕口壓出,增加溶耗。
掌握好直接汽的壓力,太高易引起汽相壓力升高,溶劑汽體易從密封處泄漏,一部分氣體倒流入浸出器,使浸出壓力升高,增大跑冒滴漏,一般蒸脫機的汽相溫度在75℃—80℃即可。
蒸脫機蒸脫層的底板蒸汽孔要開的均勻,不留死角,這樣才能保證成品豆粕的溶殘低于500ppm。濕式捕集器的水量要均勻,防止回水管道堵塞,蒸脫機的出氣管路不應設計得太細,防止因物料沉積引起蒸脫機壓力升高,應定期清理。冷凝器的配置噸料與冷凝面積比應不少于1:2,采用鋁合金或不銹鋼材質,使用壽命長,冷凝效果好。
3.改善混合油蒸發的效果
在保證浸出效果的前提下,盡量提高混合油的濃度,以減小蒸發的負荷,節約蒸汽用量。混合油濃度低,相應的蒸發量也大,需要的冷凝面積也大,在條件一定時,會使冷凝后的自由氣體含溶量增加而加大尾氣吸收的難度。一般控制混合油的濃度在25%—30%。
蒸發時無論采用常壓蒸發,還是負壓蒸發,首先要保持混合油流量的穩定,切忌流量忽大忽小,造成蒸發設備負荷不均,溫度不易調節;其次,要保證蒸汽壓力基本恒定,壓力過低,不但加熱不夠,如果是負壓蒸發,也會導致真空度下降,而使蒸發效果下降。一般二蒸發的影響因素較多,溫度控制難度大,可以增加一路閉環自動控制,提高控制質量。汽提的直接汽也要用過熱蒸汽,防止因蒸汽帶水導致毛油乳化,溶劑脫除不完全。采用負壓蒸發要優于常壓,負壓蒸發可以獲得較低的毛油溶殘,可以利用蒸脫機的二次蒸汽,節約汽提塔直接蒸汽用量,改善毛油色澤等。
生產中,一般常壓蒸發控制一蒸發出口溫度75℃—80℃,濃度在60%—70%,二蒸發出口溫度在95℃—100℃,濃度為95%—98%以上,汽提出口溫度為115℃—120℃,毛油中的溶殘在500ppm以下。
負壓工藝中一蒸發出口溫度55℃,濃度在70%—75%,真空度40kpa,二蒸發出口溫度在95℃—100℃,濃度為90%—95%以上,真空度60kpa,汽提出口溫度為100℃—105℃,濃度為99.5%,真空度為70kpa,干燥塔出口溫度95℃—98℃,毛油含溶30—50ppm,真空度為80—90kpa。
蒸發前混合油除雜是十分必要的,由于雜質的存在,增加了蒸發液泛的危險,增加溶劑消耗;使蒸發器結垢,降低蒸發器的使用效果;使油色加深,影響毛油質量,要求混合油中雜質含量在0.2%以下。蒸發器也應定期清理。
4.加強溶劑分水與廢水的蒸煮
浸出用6#溶劑在水中有一定的溶解度,溫度升高溶解度增大,所以要獲得良好的溶劑分水效果,必須降低冷凝液的溫度。由于蒸脫機的脫溶層的料位太薄或通入的直接汽的壓力過高,直接汽吹穿料層,夾帶粕末進入冷凝器,進而進入分水罐,使溶劑與水發生乳化而分水效果下降,廢水中溶劑含量增大。因此應盡量減少蒸脫機氣相粕末的夾帶。
不論采用何種形式的分水器,要保證冷凝液的分水時間不小于30min,或根據經驗配置0.04—0.06m3/噸料,合理確定出水口與出溶口的高度,自由氣體管要大,保證自由氣體順利排出,防止因分水器正壓使溶劑從出水口壓出。操作中保證溶劑與水的界面高于廢水溢出口,并經常換水。從分水器分出的水要進行蒸煮,蒸煮溫度控制在92℃—98℃。
5.完善自由氣中溶劑的回收
應盡量避免空氣進入系統增加尾氣量,合理配置冷凝器,保證足夠的冷凝面積,適當加大冷凝器冷卻水的流速,控制好冷卻水溫,進口在25℃以下,出口在40℃以下,冷凝效果較好,自由氣體溫度20℃以下,冷凝液溫度40℃以下。
不同溫度尾氣的含溶量表
選擇礦物油尾氣吸收方式。應嚴格控制各項工藝參數:貧油入吸收塔溫度35℃,含溶量小于1%,富油入解析塔溫度110℃,濃度低于5%,合理調節石蠟油的流量,太高易造成液泛,太低則吸收或解析效果不好,石蠟油在使用一段時間后要靜置除雜,保證使用效果。
6.減少跑冒滴漏
如前述,跑冒滴漏在整個浸出溶耗中占有重要比例,控制好跑冒滴漏至關重要。由于浸出設備多有靜密封與動密封,所以控制的難度較大,可以在重要的部位設置探頭報警,利于檢測溶劑泄漏。
對于浸出器而言,在密封絞龍前應設置存料葙,保持存料高度不低于1.4m,密封絞龍的設計要合理,采用變距絞龍加重力門,保證密封效果。浸出器運行期間要保持微負壓,防止溶劑氣體從各密封點滲漏。蒸脫機要重視脫溶層與烘干層的密封,避免脫溶層的溶劑氣體通過出粕口溢出。根據不同的場合合理選擇適宜的密封材料和密封形式,保證密封效果。
7.溶劑的質量
如溶劑的餾程太寬,低沸點和高沸點的組分偏多,會造成脫溶冷凝后低沸點的組分揮發后不易冷凝回收,增大尾氣的含溶量,而高沸點的組分又殘留在粕與毛油中不易脫除,形成粕與毛油溶殘上升。因此在購買溶劑時要嚴格把關,有的廠家干脆放棄使用6#溶劑而直接使用正己烷,效果較理想。
三.總結
綜上所述,浸出溶劑損耗的成因較多,控制較為復雜,需要根據各廠的工藝設備的實際情況具體分析,制定相應的方法。
應針對工藝設備制定科學的操作規程,建立崗位責任制,充分發揮一線人員的主觀能動性。加強設備管理,保證設備的完好率與開車率,減少因停車拆卸設備而導致的溶劑泄漏損耗。加強工人的崗位技能的培訓,合格后方可上崗。注重工藝過程指標與成品指標的及時準確檢測,科學指導生產。