一.溶剂的消耗五方面
1.浸出毛油带出的溶剂
混合油经过蒸发和汽提后,脱除绝大部分的溶剂,但仍有少量的溶剂残留在毛油中,按规定一般要求毛油的总挥发物小于0.3%,而其中溶剂为500mg/kg以下,按出油率16%计算,每吨料带走的溶剂为1000*16%*0.05%=0.08kg,当混合油的蒸发与汽提不完全时,毛油中的溶残会增加,使车间溶耗指标加大。
2.成品粕带出的溶剂
由浸出器沥干后的湿粕经蒸脱机挣脱、烘干、冷却后,仍会有少量的溶剂残留,正常要求成品粕溶残在700mg/kg以下,如按出粕率80%计算,由成品粕带出的溶剂为1000*80%*0.07%=0.56kg,如蒸脱的效果不理想,同样会增加溶耗指标。
3.废水带走溶剂
溶剂与水的混合液通过分水后,会有微量的溶剂留在水中,且随着温度的升高,溶剂在水中的溶解度会增加。20℃时溶剂在水中的溶解度为0.014%,每加工1吨大豆排出废水约150kg,则随废水排出的溶剂为150*0.014%=0.021kg/吨料。
4.自由气体带走的溶剂
自由气体是各设备的冷凝器未凝气体,主要包括由入浸物料带入的空气和未凝溶剂气体、少量水分等,一般每吨料带入的空气为2立方米左右,通常规定排放的自由气体中溶剂的含量不应超过0.1%(体积比),若采用冷冻回收法,在0℃下排放尾气,尾气中含溶剂量为0.235kg/立方米,则尾气带走的溶剂量为0.47kg/吨料。如采用矿物油吸收法,尾气中溶剂含量为0.03—0.07kg/立方米,则尾气带走的溶剂约0.15kg/吨料。
5.跑冒滴漏消耗的溶剂
当浸出系统在正压下运行时,设备的人孔、手孔、管道法兰,视镜、设备的转动部位如轴封等处密封不良时,会有溶剂外泄,在开车期间由于设备故障、堵料等原因打开设备维修,也会造成溶剂大量外泄。因此保证系统负压,较高的设备完好率是减少跑冒的关键。由前四项溶剂损耗的总和为0.81kg/吨料,而一般的浸出厂溶耗躲在2kg以上。因此控制好跑冒滴漏对溶耗的降低关系重大。
二.溶剂损耗的控制措施
1.物料浸出的湿粕含溶量控制
1.1入浸物料的质量要求:大豆压片的厚度为0.3—0.4mm,粉末度小于0.5%(通过11.8孔/c㎡筛),水分为8—9%。入浸物料粉末度大,水分高会使溶剂的渗透效果差,湿粕的溶剂含量大,增加蒸脱机的负荷,脱溶效果下降,成品粕的溶剂含量上升,溶耗增加。
1.2浸出器的装料高度要适宜,太低产量低或浸出时间短,太高易造成生料坯成团或结块,尤其在料坯水分高的情况下,引起溶剂渗透路程延长,阻力增大,渗透困难,经过沥干段后,湿粕的溶剂残留量高而增加蒸脱机的负荷。
1.3新溶剂的质量与喷淋量,浸出车间的溶剂为循环利用,从浸出器溢流出的混合油通过蒸发汽提与湿粕蒸脱回收溶剂,因为引入了直接蒸汽而使回收的溶剂带水,必须经过分水才能使用,如果溶剂的分水效果不好,溶剂带有少量的水分进入浸出器,物料吸水结团,阻碍溶剂的渗透,增大湿粕的含溶。喷淋量过大,在沥干段不能完全沥干,同样增加湿粕的含溶。在操作过程中应根据物料含油量的不同,控制溶剂比在1:0.8—1.2之间,沥干时间在20分钟左右,湿粕含溶在25%—30%。
2.保证湿粕蒸脱的效果
控制好湿粕的含溶,进入蒸脱机的物料要保证充分的预热,在此蒸脱才绝大部分的溶剂,从而减少直接蒸汽在豆粕中的冷凝,增加豆粕的流动性,使豆粕与直接蒸汽很好接触,减少豆粕结块,保证物料蒸透。同理,使用过热蒸汽的效果要好于饱和蒸汽,过热蒸汽的穿透能力强,脱溶效果好。
在蒸脱机第一预脱层,由于含溶较多,温度控制在75℃,第二层85℃,第三层和脱溶层控制在105℃,保持蒸脱层的料位高度1000—1100mm,太低直接汽吹穿料层,达不到蒸脱的目的,同时由于存料高度低,脱溶层靠料摆控制料层高度时,不能达到良好的料封作用,使溶剂气体从出粕口压出,增加溶耗。
掌握好直接汽的压力,太高易引起汽相压力升高,溶剂汽体易从密封处泄漏,一部分气体倒流入浸出器,使浸出压力升高,增大跑冒滴漏,一般蒸脱机的汽相温度在75℃—80℃即可。
蒸脱机蒸脱层的底板蒸汽孔要开的均匀,不留死角,这样才能保证成品豆粕的溶残低于500ppm。湿式捕集器的水量要均匀,防止回水管道堵塞,蒸脱机的出气管路不应设计得太细,防止因物料沉积引起蒸脱机压力升高,应定期清理。冷凝器的配置吨料与冷凝面积比应不少于1:2,采用铝合金或不锈钢材质,使用寿命长,冷凝效果好。
3.改善混合油蒸发的效果
在保证浸出效果的前提下,尽量提高混合油的浓度,以减小蒸发的负荷,节约蒸汽用量。混合油浓度低,相应的蒸发量也大,需要的冷凝面积也大,在条件一定时,会使冷凝后的自由气体含溶量增加而加大尾气吸收的难度。一般控制混合油的浓度在25%—30%。
蒸发时无论采用常压蒸发,还是负压蒸发,首先要保持混合油流量的稳定,切忌流量忽大忽小,造成蒸发设备负荷不均,温度不易调节;其次,要保证蒸汽压力基本恒定,压力过低,不但加热不够,如果是负压蒸发,也会导致真空度下降,而使蒸发效果下降。一般二蒸发的影响因素较多,温度控制难度大,可以增加一路闭环自动控制,提高控制质量。汽提的直接汽也要用过热蒸汽,防止因蒸汽带水导致毛油乳化,溶剂脱除不完全。采用负压蒸发要优于常压,负压蒸发可以获得较低的毛油溶残,可以利用蒸脱机的二次蒸汽,节约汽提塔直接蒸汽用量,改善毛油色泽等。
生产中,一般常压蒸发控制一蒸发出口温度75℃—80℃,浓度在60%—70%,二蒸发出口温度在95℃—100℃,浓度为95%—98%以上,汽提出口温度为115℃—120℃,毛油中的溶残在500ppm以下。
负压工艺中一蒸发出口温度55℃,浓度在70%—75%,真空度40kpa,二蒸发出口温度在95℃—100℃,浓度为90%—95%以上,真空度60kpa,汽提出口温度为100℃—105℃,浓度为99.5%,真空度为70kpa,干燥塔出口温度95℃—98℃,毛油含溶30—50ppm,真空度为80—90kpa。
蒸发前混合油除杂是十分必要的,由于杂质的存在,增加了蒸发液泛的危险,增加溶剂消耗;使蒸发器结垢,降低蒸发器的使用效果;使油色加深,影响毛油质量,要求混合油中杂质含量在0.2%以下。蒸发器也应定期清理。
4.加强溶剂分水与废水的蒸煮
浸出用6#溶剂在水中有一定的溶解度,温度升高溶解度增大,所以要获得良好的溶剂分水效果,必须降低冷凝液的温度。由于蒸脱机的脱溶层的料位太薄或通入的直接汽的压力过高,直接汽吹穿料层,夹带粕末进入冷凝器,进而进入分水罐,使溶剂与水发生乳化而分水效果下降,废水中溶剂含量增大。因此应尽量减少蒸脱机气相粕末的夹带。
不论采用何种形式的分水器,要保证冷凝液的分水时间不小于30min,或根据经验配置0.04—0.06m3/吨料,合理确定出水口与出溶口的高度,自由气体管要大,保证自由气体顺利排出,防止因分水器正压使溶剂从出水口压出。操作中保证溶剂与水的界面高于废水溢出口,并经常换水。从分水器分出的水要进行蒸煮,蒸煮温度控制在92℃—98℃。
5.完善自由气中溶剂的回收
应尽量避免空气进入系统增加尾气量,合理配置冷凝器,保证足够的冷凝面积,适当加大冷凝器冷却水的流速,控制好冷却水温,进口在25℃以下,出口在40℃以下,冷凝效果较好,自由气体温度20℃以下,冷凝液温度40℃以下。
不同温度尾气的含溶量表
选择矿物油尾气吸收方式。应严格控制各项工艺参数:贫油入吸收塔温度35℃,含溶量小于1%,富油入解析塔温度110℃,浓度低于5%,合理调节石蜡油的流量,太高易造成液泛,太低则吸收或解析效果不好,石蜡油在使用一段时间后要静置除杂,保证使用效果。
6.减少跑冒滴漏
如前述,跑冒滴漏在整个浸出溶耗中占有重要比例,控制好跑冒滴漏至关重要。由于浸出设备多有静密封与动密封,所以控制的难度较大,可以在重要的部位设置探头报警,利于检测溶剂泄漏。
对于浸出器而言,在密封绞龙前应设置存料葙,保持存料高度不低于1.4m,密封绞龙的设计要合理,采用变距绞龙加重力门,保证密封效果。浸出器运行期间要保持微负压,防止溶剂气体从各密封点渗漏。蒸脱机要重视脱溶层与烘干层的密封,避免脱溶层的溶剂气体通过出粕口溢出。根据不同的场合合理选择适宜的密封材料和密封形式,保证密封效果。
7.溶剂的质量
如溶剂的馏程太宽,低沸点和高沸点的组分偏多,会造成脱溶冷凝后低沸点的组分挥发后不易冷凝回收,增大尾气的含溶量,而高沸点的组分又残留在粕与毛油中不易脱除,形成粕与毛油溶残上升。因此在购买溶剂时要严格把关,有的厂家干脆放弃使用6#溶剂而直接使用正己烷,效果较理想。
三.总结
综上所述,浸出溶剂损耗的成因较多,控制较为复杂,需要根据各厂的工艺设备的实际情况具体分析,制定相应的方法。
应针对工艺设备制定科学的操作规程,建立岗位责任制,充分发挥一线人员的主观能动性。加强设备管理,保证设备的完好率与开车率,减少因停车拆卸设备而导致的溶剂泄漏损耗。加强工人的岗位技能的培训,合格后方可上岗。注重工艺过程指标与成品指标的及时准确检测,科学指导生产。