Глава 8.1 Изучение помола и сушки лигнина

Проинтегрировав данное выражение, получим зависимость влаго­содержания от времени:

Изучение помола и сушки лигнина позволило определить оптималь­ные режимы работы струйных мельниц и предложить различные тепло­вые схемы производства лигнинной муки. Был проведен расчетный ана­лиз этих схем (рис. 3).

Рис. 3. Тепловая схема производства лигнинной муки:

а - одноступенчатая пароструйная, б - одноступенчатая газоструйная, в - двухступенчатая пароструйная, г - двухступенчатая воздухоструйная; I - транспортер; 2 - сортировка; 3 - бункер для крупных кусков лигнина и нелигнинных включений; 4 - бункер; 5 - струйная мельница; 6 - высоконапорный парогенератор; 7 - циклон; 8 - скруббер; 9 - тру­ба-сушилка; 10 - топочное устройство; II - калорифер; 12 – линия рециркуляции 

Схема "а" представляет струйную мельницу-сушилку, работающую на перегретом паре. Ее преимущества: взрывобезопасность процесса и небольшие затраты электроэнергии. Недостатком является большой расход тепла, так как утилизация отработанного пара, загрязненно­го органическими веществами (метанолом, фурфуролом), вызывает большие технические трудности.

В схеме "б" в качестве высокопотенциального теплоносителя с температурой 700°С используются топочные газы, обеспечивается взрывобезопасность сушки, так как сушильный агент обеднен кисло­родом. Однако наличие в схеме высоконапорного парогенератора, безусловно, затрудняет создание и эксплуатацию установки.

В схемах "в" и "г" предполагается двухступенчатая сушка. На первой стадии лигнин подсушивается до W = 30% в трубе-сушилке. Благодаря использованию высокопотенциального тепла из лигнина уда­ляется 70-80% влаги. Этот процесс взрывобезопасен. На второй стадии осуществляются мягкая досушка и измельчение лигнина в струйной мельнице-сушилке. Досушка производится с помощью низкопотенциаль­ного тепла (170-180°С). Это уменьшает возможность возникновения хлопков и взрывов, даже если прекращается подача лигнина в аппарат и резко повышается температура на выходе из мельницы. Схемы "в" и "г" различаются конструкцией струйной мельницы-сушилки. В первом случае она работает на перегретом паре, во втором-на горя­чем воздухе.

Схема "г" представляется более экономичной, так как допускает возможность использования не только тепла перегрева, но и скрытую теплоту парообразования (в паровом калорифере). Кроме того, в ап­парате с данной схемой значительно упрощена очистка отработанного сушильного агента. Если подсушенный в трубе-сушилке до W = 30% ли­гнин применять в качестве топлива, то, как показывают произведен­ные расчета, отработанный энергоноситель из мельницы можно полно­стью направить в топку на сжигание. Таким образом, отпадает необ­ходимость в его тонкой очистке.

В ходе проведенного расчетного анализа принимались следующие исходные данные: начальное давление и температура перегретого па­ра соответственно - 0,4 МПа и 400°С; температура пара после су­шилки - 100°С; давление и температура топочных газов после высоко­напорного парогенератора соответственно - 0,4 МПа и 700°С; темпе­ратура газов после сушилки - 120°С; давление воздуха (схема "г") перед сушилкой - 0,15 МПа; температура - 180°С; температура возду­ха после сушилки - 70°С. 46

На основе указанных данных приведено сравнение результатов проектной проработки различных схем производства лигнинной муки (таблица в след. статье)