Tận dụng năng lượng nhà máy đường

Ngày nay ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm đang pháttriểnmạnh ở nước ta, nhất là từ khi nhà nước có nhiều chính sách mới khuyến khíchcác doanh nghiệp tư nhân trong và ngoài nước phát triển . Đường là một trong các sản phẩm thực phẩm thiết yếu trong đời sống hàng ngày, chính vì thế đã từ lâu nhà nước ta rất chú trọng đến việc xây dựng các nhà máy đường từ Bắc đến Nam, bên cạnh đó là việc xây dựng các vùng nguyên liệu lâu dài, việc nghiên cứu các công nghệ và thiêt bị hiện đại cũng không kém phần quan trọng. Công nghệ sản xuất đườngtrong mỗinhà máy và đối với các vùng nguyên liệu khác nhau có tính chất đặc thù riêng và sự pháttriển của nó liên quanđến nhiều ngành, trong khuôn khổ bài sermina này chúng em trình bàyý kiến về một vấn đề không kémphần quan trọngtrong các nhà máy sản xuất đường là việc tậndụng năng lượng trong sản xuất đường. Vì sự phức tạp của vấn đề và còn thiếu kinh nghiệm thực tiễn nên sai sót là không tránh khỏi .

TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm đang phát triển mạnh ở nước ta, nhất là từ khi nhà nước có nhiều chính sách mới khuyến khích các doanh nghiệp tư nhân trong và ngoài nước phát triển . Đường là một trong các sản phẩm thực phẩm thiết yếu trong đời sống hàng ngày, chính vì thế đã từ lâu nhà nước ta rất chú trọng đến việc xây dựng các nhà máy đường từ Bắc đến Nam, bên cạnh đó là việc xây dựng các vùng nguyên liệu lâu dài, việc nghiên cứu các công nghệ và thiêt bò hiện đại cũng không kém phần quan trọng. Công nghệ sản xuất đường trong mỗi nhà máy và đối với các vùng nguyên liệu khác nhau có tính chất đặc thù riêng và sự phát triển của nó liên quan đến nhiều ngành, trong khuôn khổ bài sermina này chúng em trình bày ý kiến về một vấn đề không kém phần quan trọng trong các nhà máy sản xuất đường là việc tận dụng năng lượng trong sản xuất đường. Vì sự phức tạp của vấn đề và còn thiếu kinh nghiệm thực tiễn nên sai sót là không tránh khỏi . . . 1 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯNG TRONG NHÀ MÁY ĐƯỜNG Năng lượng cung cấp cho nhà máy đường là từ việc tận dụng bã mía và một phần từ điện lưới hoặc các nguồn năng lượng khác. Nhà máy sử dụng năng lượng dưới dạng nhiệt, điện, hơi vào các mục đích chính sau:  Cấp nhiệt cho nồi hơi.  Cấp nhiệt cho các quá trình gia nhiệt – bốc hơi.  Vào các mục đích khác ( chiếu sáng, . . . ). Do đó để tiết kiệm năng lượng trong nhà máy ta phải nâng cấp, hoàn thiện các thiết bò cấp nhiệt, nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng, sử dụng nguồn nhiêu liệu bã mía hợp lí. Chúng ta đi vào từng phần cụ thể dưới đây. 2 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG PHẦN I: QUÁ TRÌNH GIA NHIỆT – BỐC HƠI Việc lấy đường từ nước mía trong được tiến hành theo 2 giai đoạn: cô đặc nước mía ở thiết cô đặc thành mật chè và nấu mật chè ở thiết bò nấu chân không. Nhiệm vụ của hệ cô đặc là bốc hơi nước mía có nồng độ 13 – 15 Brix đến mật chè nồng độ 60 – 65 Brix. Nếu cô đặc nước mía đến nồng dộ chất khô quá cao (lớn hơn 70 Brix ) sẽ xuất hiện tinh thể đọng lại trong đường ống và bơm. Mặt khác nồng độ mật chè quá lớn, độ nhớt lớn, lọc khó khăn. Quá trình bốc hơi sản sinh ra lượng hơi nước lớn và ta có thể tận dụng lượng hơi này vào các công đoạn khác. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng năng lượng của công đoạn gia nhiệt – bốc hơi được nghiên cứu dưới đây: 1) Vận tốc lưu chuyển của nước mía trong quá trình gia nhiệt : Vận tốc lưu chuyển của nước mía trong các ống là quan trọng đối với hiệu suất của gia nhiệt. Đó là do gia nhiệt được chia thành nhiều khoang có vách ngăn. Để sử dụng các gia nhiệt đạt hiệu quả tốt vận tốc nước mía không dưới 1,5 m/s. Nếu không sẽ trao đổi nhiệt kém, đóng cặn nhanh và nhiệt độ của nước mía sẽ hạ xuống nhanh chóng . Mặt khác ở vận tốc lớn, nước mía đi qua gia nhiệt sẽ gây tổn thất áp lực và nhanh chóng trở nên cản trở. Vì lý do đó không bao giờ vượt quá 2 đến 2,25 m/s và các vận tốc có hiệu quả kinh tế mà ta tìm kiếm là ở khoảng giữa 1,5 đến 2,25 m/s. 2) Giới hạn nhiệt độ gia nhiệt : Những bài tính thực hành về gia nhiệt cho thấy nếu muốn tránh các diện tích gia nhiệt quá dư thừa, tốt nhất là nên tính toán một giới hạn nào đó giữa nhiệt độ T của hơi đun và nhiệt độ t mong muốn của nước mía nóng đi ra khỏi gia nhiệt . Với mục đích tiết kiệm, ta phải cố gắng giới hạn nhiệt độ t đạt được theo cách có thể nào đó: Giới hạn nhiệt độ để lựa chọn trong các gia nhiệt Hơi đốt Giới hạn nhiệt độ (T-t) Hơi thứ ( V.E ) Hơi hiệu I Hơi của các hiệu khác T – t = 5 o C – 8 o C T – t = 10 o C – 12 o C T – t = 15 o C – 20 o C 3 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG Nếu không, sự quá dư diện tích gia nhiệt cần thiết để đạt nước mía nóng hơn sẽ nằm ngoài tỷ lệ có lợi của nước mía mang lại . Thông thường việc gia nhiệt nước mía được thực hiện theo nhiều cấp, ít nhất cũng là trong giàn gia nhiệt chính bằng cách dùng hơi bốc nhiều hiệu khác nhau của giàn bốc hơi đa hiệu và cuối cùng là hơi thứ, ta có thể có một dãy gia nhiệt với số lượng hợp lý và với diện tích gia nhiệt tối ưu . 3) Bốc hơi đa hiệu : Để tận dụng hơi thứ của nồi trước vào quá trình gia nhiệt bốc hơi cho các nồi sau ta gặp trở ngại là với hơi nước ở 110 o C ( áp suất = 0,43 kg/cm 2 ), ta có thể đun và làm bốc hơi nước mía ở áp suất khí quyển. Hơi nước từ nước mía sôi cũng ở áp cũng ở áp suất khí quyển ở 100 0 C. Thế nhưng với hơi nước ở 100 0 C, ta không thể làm sôi nước mía 100 0 C cần phải có một khoảng cách nhiệt độ giữa chất lỏng đun và chất lỏng được đun . Rilllieux đã giải quyết khó khăn đó bằng cách tạo chân không cho nồi hoặc các nồi tiếp theo nồi thứ nhất. Nước hoặc nước mía sôi ở 90 0 C dưới 23 cm chân không, ở 80 0 C dưới 40 cm chân không và 70 0 C dưới 52 cm chân không . . . Như vậy đã trở nên có thể tạo ra sự khác nhau của nhiệt độ cần thiết và dùng hơi nước từ nước mia cung cấp bởi nồi một( hiệu 1 ) để đun sôi nước mía trong hiệu 2, hơi bốc từ hiệu 2 để đun cho hiệu 3, và cứ tiếp tục như vậy . Giải pháp đó có một trở ngại là đòi hỏi phải có một hệ thống để tạo chân không cần thiết nhưng lại có hai ưu điểm lớn : - Làm tăng tổng khoảng cách nhiệt độ giữa hơi nước và nước mía một lượng bằng độ sụt điểm sôi của nước mía giữa áp suất của hiệu 1 và áp suất của hiệu cuối - Cho phép tiếp tục bốc hơi ở nhiệt độ ít nguy hiểm hơn theo quan điểm chuyển hóa và màu sắc của nước mía khi nước mía trở nên đặc hơn và độ nhớt cao hơn . 4) Kiểm soát và sử dụng nước ngưng tụ : - Kiểm soát : Đôi khi có thể xảy ra rò rỉ ở một ống của gia nhiệt hoặc bốc hơi, hoặc chỗ tiếp giáp với mặt sàn. Nếu nước mía có áp suất thấp hơn ( trường hợp thường gặp ): + Nếu chỗ rò ở phần trên ống, hơi nước trong chùm ống sẽ đi thẳng vào buồng hơi bốc của nồi, điều này không nghiêm trọng lắm. Trong một số trường hợp nào đó, chỗ rò được coi chỗ phụ rút nước không ngưng . + Nếu chỗ rò ở phần dưới ống, nước ngưng tụ sẽ chảy lẫn vào nước mía làm tăng thêm lượng cần thiết phải bốc hơi hoặc làm loãng xi rô . Để tránh các rò rỉ vốn thường khó phát hiện đó, phải thường xuyên thử áp lực chùm ống. Nếu nước có áp suất thấp hơn( trường hợp của các gia nhiệt dùng hơi bốc ), nước mía chảy vào bên trong chùm ống và hòa trộn vào nước ngưng tụ. Cũng vậy sự kéo theo không bình thường của nước mía theo hơi bốc cũng làm nước ngưng tụ nhiễm nước mía . Hai trường hợp vừa nêu là nguy hiểm hơn nhiều nếu nước ngưng tụ đã nhiễm đường dùng để cấp cho lò hơi . 4 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG - Nhiệt độ của nước ngưng tụ : Thường người ta chấp nhận rằng nước ngưng tụ đi ra khỏi chùm ống có nhiệt độ ở nhiệt độ hơi đun đưa vào chùm ống. Thực tế thì nước ngưng tụ luôn nguội đi một chút khi chảy dọc theo ống và nhiệt độ của nước có thể gần đúng như sau : t e = T – 0,4(T – T j ) t e = nhiệt độ nước ngưng tụ đi ra khỏi chùm ống T = nhiệt độ hơi đun của chùm ống T j = nhiệt độ nước mía trong nồi bốc hơi - Việc sử dụng các loại nước ngưng tụ Khi tách các loại nước ngưng tụ vào các thùng khác nhau, thường nứơc ngưng tụ được sử dụng như sau: Nước ngưng tụ của nồi I Cấp cho lò hơi Nước ngưng tụ của nồi II Cấp bổ sung cho lò hơi Nước ngưng tụ các nồi cuối Thẩm thấu mía Hòa loãng mật . v . v . . Trong trường hợp tổng quát, cách bố trí tốt nhất các nước ngưng tụ của bốc hơi đa hiệu như sau: + Tận dụng hơi tự bốc bằng cách lắp đặt các thùng dãn hơi . + Lấy nước ngưng tụ hiệu I qua thùng dãn hơi thứ nhất , đưa tới thùng cấp nước cho lò hơi . Nhiệt độ của nước thực tế thấp hơn một chút so với số biểu thò trên nhiệt kế của nồi II . Đó là sự giảm hơi bốc từ nước. Thùng cấp nước này không liên hệ với thùng thứ hai. + Nếu thấy cần thiết, lấy thêm từ thùng dãn hơi thứ hai một lượng nước để cấp bổ sung cho lò hơi . + Cho lưu thông tất cả các nước ngưng tụ khác từ thùng nọ sang thùng kia . + Lấy nước ngưng tụ thùng cuối đưa lên thùng nước nóng 5) Sự bốc hơi trong hệ thống bốc hơi đa hiệu có trích hơi bốc : Chúng ta chuyển sang trường hợp tổng quát của một hệ đa hiệu có trích hơi bốc của một hoặc nhiều nồi. Dó nhiên hơi trích không hề làm biến đổi sự cân bằng mà chúng ta xác lập giữa lượng hơi nước được nhận vào mỗi chùm ống và lượng hơi nước bốc hơi trong mỗi nồi. Mục đích của việc dùng hơi trích là nhằm tiết kiệm – các lượng hơi trích được dùng cho gia nhiệt và nấu đường. Nếu bốc hơi đa hiệu không trích hơi, gia nhiệt hoặc nấu đường phải dùng hơi sống hay hơi thứ. Cho : R = trọng lượng hơi sống hoặc hơi thứ dùng cho các gia nhiệt và các nồi nấu đường Q = trọng lượng hơi sống hoặc hơi thứ dùng cho bốc hơi . Trong trường hợp của một bốc hơi 4 hiệu không trích hơi, lượng sử dụng hơi thực tế D sẽ là : D = R + Q 5 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG P i : là lượng hơi trích của hơi bốc ra từ nồi thứ i e : lượng tiết kiệm Người ta đã chứng mình rằng : Khi ta bố trí một hệ thống bốc hơi đa hiệu cấp n và nếu một trong những điểm cần gia nhiệt của nhà máy đường đạt kết quả thay thế hơi thứ bằng hơi trích từ nồi I ta đã thực hiện được một lượng tiết kiệm bằng phân số P/n của lượng tiêu tốn hơi dùng cho việc gia nhiệt đó . Lượng tiết kiệm tăng với vò trí hàng đứng của nồi trong dãy bốc hơi và sẽ trở thành lượng tiết kiệm khi thực hiện được sự trích hơi bốc của nồi cuối . 6) Các nguyên nhân làm ảnh hưởng xấu đến sự vận hành cũng như cản trở sự truyền nhiệt và gây tổn thất về nhiệt từ đó đưa ra biện pháp khắc phục : - Các chất lắng bám hoặc cặn đóng quá mức trong một hoặc nhiều nồi và trong các ống, làm giảm khả năng truyền nhiệt có thể khắc phục bằng cách thường xuyên thông rửa và nấu tẩy các nồi và hệ thống đường ống . - Lớp dầu bám ngoài ống, lớp đóng bám này từ dầu do hơi thứ đem tới, dó nhiên chỉ có ở nồi I. Hầu hết lớp đóng bám này có nhiều trong trường hợp các nhà máy đường còn dùng các máy hơi nước. Để tránh lớp dầu bẩn bám có màu đen hoặc nâu xỉ này, hoặc để giảm với tỷ lệ rất lớn, tốt nhất là nên đặt xen một thiết bò tách dầu trên tuyến dẫn hơi từ ba – lông hơi thứ đến nồi I . Lớp dầu bám đó gây hại cho sự truyền nhiệt trong nồi, ta có thể loại bỏ trong thời gian ngừng sản xuất bằng cách đưa vào chùm ống : + Hoặc một dung dòch axit rất loãng ví dụ HCl 25% + Hoặc một dung dòch mật rỉ pha loãng đến 20 0 Bx, cho lên men từ từ và được tháo ra từng giọt một cách tính toán sao cho việc xả bỏ được tiến hành liên tục trong khoảng 1 tháng . + Hoặc dùng nước được phủ 1 lớp dầu hỏa dày vài milimet và được xả bỏ từng giọt một theo cách sao cho lớp dầu hỏa quét từ từ suốt dọc chiều cao các ống. + Hoặc dùng tinh dầu nhựa thông + Hoặc dùng xút ăn da cho sôi và tuần hoàn với hơi nước thay chỗ cho nước mía - Các chỗ rò, thủng ở phần đỉnh hoặc nhất là ở phần đáy của một ống hay của chùm ống. Để tìm ra chỗ rò, thủng phải tranh thủ ngày chủ nhật ngừng máy, thử các buồng đun với áp lực nước . - Ống bò tắc hoặc bố trí sai, hoặc mở không đủ đối với các ống thoát khí không ngưng - Không khí lọt vào đường ống, một nồi hoặc một chùm ống - Một đường ống hoặc một van đấu liền nồi của tuyến nước mía bò tắc bởi một vật lạ - Mực nước mía trong nồi quá xa với mực tối ưu - Sự mất mát nhiệt ra môi trường xung quanh do tự bay hơi bức xạ đối lưu . . . để tránh mất nhiệt ta có thể đậy kín các thùng chứa, cách nhiệt thật tốt các thiết bò nhiệt, các đường ống . . . 6 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG PHẦN II: SẢN SINH HƠI NƯỚC Thành phần xơ trong mía thường đảm bảo lượng bã mía từ các che ép đủ làm chất đốt trong các lò hơi để cung cấp toàn bộ hơi cần thiết cho các máy móc vận hành và cho sản xuất công nghệ. Với một độ xơ bình thường (12-14) và với một nhà máy được cân bằng và thiết kế tốt thì có thể thừa bã mía hoặc hơi dùng cho các công việc khác như: bơm nước tưới đồng ruộng, phục vụ sản xuất sản phẩm phụ, xưởng nấu rượu, cấp thêm năng lượng cho lưới điện…. Cần biết thêm rằng mía sản xuất ra đường, đồng thời cũng cấp đủ chất đốt cho chạy máy và cho cả những thứ phẩm hoặc những chất thải như sau: ¾ Mật rỉ từ đó người ta có thể sản xuất rượu rum, cồn hoặc đôi khi nhiên liệu cho máy kéo và xe tải. ¾ Bùn lọc làm phân bón rất tốt cho đồng ruộng và đôi khi để sản xuất sáp. ¾ Các tro từ bã mía đốt trong các lò, làm chất bổ sung rất tốt cho bùn bã- một loại phân bón hoàn hảo. Cuối cùng chúng ta đừng quên là trong mía có nước có thể biến thành hơi rất quý đối với nhà máy đường thiếu khả năng cấp nước lạnh cho quá trình sản xuất. Trong phần này chúng ta sẽ nghiên cứu về: • Bã mía • Sự đốt cháy bã mía • Cấp nước về lò hơi • Tiết kiệm tối đa- sản xuất năng lượng cho bên ngoài • Sản xuất điện Nhà máy đường • Tiêu thụ hơi ở Nhà máy đường I.BÃ MÍA: Bã mía hay gọi ngắn gọn là bã mía là chất xơ rắn đi ra từ miệng sau che ép cuối cùng sau khi được vắt kiệt nước mía. Đây là phần bã của viêc ép mía. 1.Thành phần vật lý: Mặt dù có những dàn ép và những phương tiện khác nhau, cấu tạo thành phần vật lý của bã mía cũng chỉ biến động trong giới hạn hẹp. Đặc điểm quan trọng nhất của nó về mặt sản sinh hơi nước là hàm ẩm của bã mía. Với các che ép làm việc kém, bã mía có thể ngậm 50% nước và với các che ép thật tốt thì bã mía chỉ có 45% nước. Một số nhà máy đường ở Hawaii và Đái loan cho biết độ ẩm của bã mía chỉ có 38% nước. Ngay trong một che ép hiện đại cũng rất khó đưa độ ẩm của bã mía xuống 44%, những trò số thường gặp là w= 45 –50%. 7 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG Nếu lấy trò số chuẩn w= 48% cho mọi trường hợp thì cũng không có gì sai lầm lớn. Ngoài ra nước bã mía còn chứa: a) Thành phần xơ: chủ yếu là chất xenlulose, đó là xơ của bã mía. b) Các chất hoà tan trong nước ( tất nhiên nước này là nước thẩm thấu và của nước mía nguyên chất) gồm đường và các tạp chất khác. Các chất hoà tan này chỉ chiếm số lượng nhỏ khoảng từ 2 – 4%. Nếu ta gọi tỉ lệ tính theo trọng lượng là D% thì còn lại độ xơ là: f= 100- w- D = 46- 53%. 2) Bảo quản bã mía: Do trọng lượng biểu kiến của bã mía thực sự có một thể tích rất lớn nên việc chứa lượng bã mía thừa của nhà máy đường đặt thành vấn đề. Ngoài những vùng rất khô, ngưới ta không thể để bã mía ngoài trời vì nó lên men mục nát và mất đi phần lớn giá trò, kể cả làm chất đốt. Tuy nhiên nếu kho6ng có cách bảo quản khác thì người ta cũng có thể để bã mía ngoài trời với điều kiện là chất nó thành đống rơm hình chóp hay hình tháp. Với mái dốc ít nhất là 30 o và phải lợp mái thực sự bằng lá mía xếp như ngói xuôi theo chiều dốc như mái nhà tranh đòa phương. Thông thường người ta bảo quản bã mía trong lán. Góc nghiên đống bã mía khá linh động và thường vào khoảng 45-50 o . Để nhà chứa bã khỏi quá lớn người ta có thể ép bã lại để giảm thể tích. Quá trình được thực hiện bằng máy ép bã. Có 2 phương pháp chính để ép bã mía: a) Máy ép thành kiện Người ta ép bã thành kiện 30 x 30 x60 cm hoặc 45 x 45 x60 cm buộc lại bằng 2 hay 3 dây thép để khỏi bò đổ rời. Người ta dùng máy ép thuỷ lực, giống như máy ép rơm cỏ. Các kiện bã mới ép có tỷ trọng từ 400 đến 600 kg/m 3 tuỳ theo nén vừa hay nén chặt. Người ta xếp các kiện kiểu chồng cỏ đamđể khe giữa các kiện có không khí lưu thông. Theo cách xếp này các kiện bã mau khô. Tuy nhiên không được ưa dùng trong một số nước như Philippin vì họ cho rằng khi hoả hoạn dễ lan rộng, bù lại cách xắp xếp như vậy thì giảm khả năng tự bốc cháy. Sau 2 hay 3 tháng, bã mía giảm 1 phần độ ẩm từ 45 – 50 % xuống khoảng 25 % là trò số ổn đònh của bã mía, khi đó các kiện bã míachỉ còn nặng từ 300 – 400 Kg / m 3 . Bã mía mới ở che ép ra đem ép kiện ngay nếu chồng lên nhau thành thể tích lớn thì có thể tự bốc cháy . Ép thành kiện chồng lên nhau thành con cờ và được che chống mưa nắng, thì bã mía có thể bảo quản được lâu. Nếu phải bảo quản dài ngàythì trên mặt đống bã cứ từng lớp cao dần ta nên phun tia axit boric tán thành bột . Độ ẩm của bã mía đạt cân bằng với môi trường là vào khoảng 23 %. 8 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG b) Máy ép thành viên: Bã mía nguyên trạng không thể kết dính với nhau dù ép chặt tới đâu nó vẫn rời nhau. Trái lại nếu làm khô bã thì có thể ép thành viên như viên gạch với điều kiện : • Đã giảm độ ẩm xuống dưới 15 %. Kết quả ép tốt nhất là với bã có 7 – 8 % nước, nếu làm khô nữa thì bã mía hút ẩm và rời ra. • p với lực khoảng 350 kg / cm 2 hoặc tốt nhất là 1000 kg / cm 2 Các viên bã được ép dưới 2 dạng : • Cc viên giống viên gạch 20 x 10 x 2 cm. Cío thể xếp chồng lên nhau. Để cho bã mía dễ đóng viên và dễ dính nhau người ta có thể trônj thêm một chất dính, Vd:mật rỉ theo tỉ lệ 1 kg mật rỉ cho 4 kg bã mía, nếu cho thêm chất dính người ta có thể ép với lực 8.5 kg / cm 2 . • Các viên ép thành trụ có đường kính 6.9 hay 15 cm. 3. Việc đánh tơi các kiện bã: Khi lấy kiện bã ra khỏi đống bảo quản, người ta làm rời nó bằng một máy xé. Người ta cho biết việc xé rời bã mía làm toả bụi bã mía gây bệnh xơ phổi cho công nhân thao tác vì vậy ta phải lắp thiết bò hút bụi đó đi. 4. Việc sử dụng bã mía: Ngoài việc sử dụng bã mía làm chất đốt, bã mía thừa còn nhiều công dụng khác: • Hoặc dùng làm nguyên liệu để chế tạo các tấm ván dùng trong xây dựng. • Hoăïc dùng làm nguyên liệu trong sản xuất bột giấy. • Hoăïc dùng làm nguyên liệu để chế tạo những chất dẻo hoặc các chất dung môi dùng trong công nghiệp. 5.Nhiệt năng của bã mía: Nhiệt năng hay P.C là lượng nhiệt mà 1 kg chất đốt cung cấp khi đốt cháy. Người ta có thể phân chia 2 trò số về nhiệt năng: • Nhiệt năng cao (P.C.S ) đó là nhiệt toả ra khi đốt 1 kg chất đốt nguyên chất thô ở 0 0 C và áp suất 760 mm Hg vơí tất cả sản phẩm của việc đốt cháy được đưa về 0 0 C và 760 mmHg. • Nhiệt năng thấp ( P.C .I ) được giả đònh ngược lại là nước hình thành dưới sự đốt cháy, cũng như nước thành phần ở trạng thái hơi. P.C.S thể hiện mức cao về mặt lí thuyết của nhiệt chứa trong chất đốt, nhưng trong thực tiễn công nghiệp, người ta chưa hạ được các khí sinh ra khi đốt cháy xuống dưới điểm sương nên P.C.I cho ta khái niệm đúng hơn về nhiệt đạt được trong thực tế. Do đó trong thực tế người ta phải dùng P.C.I vì không có khi nào đo được P.C.I nên người ta đành phải tính ra nó. Nhưng trong tính toán có một mâu thuẫn nhất nhất đònh giữa điều kiện các khí từ đốt cháy cháy phải đưa về 0 0 C và 760 mm Hg và điều kiện nước không để 9 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG ngưng tụ, 1 kg chất đốt có bao nhiêu khí hiđro thì P.C.S trừ đi bấy nhiêu lần 600 kcal. Vấn đề này có nghóa trở lại giả đònh rằng đốt với việc P.C.S ngưng tụ được tiến hành 10 0 C trong quá trình làm nguội hơi 0 0 C theo quy đònh vì: r = 607 – ( 0.7 x10 0 C ) = 600 kcal. (công thức 32.6{1} ). Vả lại cũng đễ dàng kiểm tra lại bằng nhiệt ẩn và bằng các nhiệt suất riêng của nước và của hơi để thấy răng nhiệt độ mà từ đó sự ngưng tụ có thể bắt đầu điều hành ( hay ngược lại sự bốc hơi có thể tiến hành ) không có ảnh hưởng lớn đến hàm nhiệt vận động trong quá trình thao tác. Vậy người ta áp dụng một nhiệt độ xấp xỉ 0 0 để trong tính toán ta không phải quan tâm đến hơi. Khi đó P.C.I của một số chất đốt đựoc đo bằng công thức : P.C.I = P.C.S – 600 E E : là trọng lượng hơi nước có trong các khí sinh ra từ việc đốt cháy một kg chất đốt và tính bằng kg. Ngoài ra việc đốt cháy hydrô thực hiện theo phản ứng: H 2 + O = H 2 O 2g 16g 18g trọng lượng nước hình thành bằng 9 lần hydrô, vậy ta có đối với một chất khô: E= 9H H: trọng lượng có trong hydrô có trong thành phần 1 kg chất đốt. Từ đó : PCI =PCS- 5400H Công thức naỳy chỉ áp dụng cho một chất đốt khô, đối với chất đốt ướt ta phải tính thêm nước trong chất đốt cộng vào với nươc hình thành. II. SỰ ĐỐT CHÁY BÃ MÍA: Những phản ứng của sự đốt cháy: các thành phần cháy được của bã mía là C và H, khí cháy tạo thành: C+ O 2 = CO 2 H + O 2 = H 2 O Những đặc điểm của các chất khí do đốt cháy tạo ra: Sau đây là những thành phần khí chính mà chúng ta dùng để nghiên cứu sự đốt cháy của bã mía . Chất Phân tử lượng Hằng số R( kg/m 2 và m 3 /kg) Trọng lượng riêng( ở 0 o C,760mmHg, kg/ m 3 ) Thể tích(0 o C,760mmHg, m 3 /kg) CO 2 H 2 O N 2 44 18 28 19.27 47.06 30.26 1.977 0.804 1.256 0.506 1.244 0.796 10 [...]... sử dụng 16 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG Công suất điện cần thiết tính cho một đơn vò nguyên liệu (100 tấn ) không chỉ phụ thuộc vào mức độ cơ khí hoá của nhà máy mà còn phụ thuộc vào năng suất của nhà máy Thường nhà máy càng lớn thì công suất điện cho một đơn vò nguyên liệu càng nhỏ Thông thường nhà máy đường có công suất 1000 tấn mía / ngày sử dụng công suất điện : 2200 – 2500 Kw Các nhà máy đường. .. đồng thời cho nhà máy đường và cho điện lưới Có thể không sử dụng tuốc – bin đối áp vì trở nên không cần thiết Với lý do tiết kiệm đầu tư Một nhà máy cũng có thể giữ lại các tuốc – bin đối áp để dự phòng khi có sự cố Đối với một nhà máy mới, nếu trang bò hai tổ tuộc – bin máy phát để đối phó khi một tổ đang vận hành bò sự cố 15 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG V SẢN XUẤT ĐIỆN NHÀ MÁY ĐƯỜNG : Việc... này) Nhà máy đường mía, trong qúa trình sản xuất yêu cầu công suất điện khá lớn Nguồn điện của nhà máy là điện do tuốcbin của chính nhà máy cung cấp và một lượng không lớn từ lưới điện chung ngoài nhà máy Điện lưới ngoài nhà máy là nguồn duy nhất của nhà máy khi ngừng sản xuất Ngoài vụ sản xuất, bộ phận phát điện của nhà máy vẫn có thể phát điện để cung cấp điện cho nhu cầu chung Nhưng giá thành điện năng. .. 1% lượng nhiệt tiêu tốn trên tấn mía Ở Java, lượng hơi tiêu thụ trung bình được tính là: Khoảng 3200 Kcal cho 1 kg Brix ở các nhà máy lắng vôi ( đường nâu ) Khoảng 3500 Kcal cho 1 kg Brix ở các nhà máy sunfit hoá ( đường trắng ) Khoảng 3300 Kcal cho 1 kg Brix ở các nhà máy cacbonat hoá ( đường trắng ) Bố trí tổng thể của mạch lưu chuyển hơi trong nhà máy: Mạch lưu chuyển hơi đơn giản nhất ở một nhà máy. .. trong sự biến động của nhu cầu hơi là kích thước của riêng nồi nấu đường Một nhà máy đường có các nồi nấu đường rất lớn so với quy mô của nó thì sẽ gặp sự mất đều đặn trong tiêu thụ hơi nghiêm trọng hơn nhiều so với một nhà máy đường có nhiều nồi nấu hơn và kích thước nhỏ hơn nh hưởng của điện khí hoá: 18 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG Có nhận xét là bản thân điện khí hoá không đưa đến tiết kiệm... hơi E = 325 Nấu đường C = 130 Tổng 480 Theo cách nấu đường có thể chia thành: Nồi nấu liên tục Nồi nấu gián đoạn Nấu đường A 75 62 Nấu đường B 35 30 Nấu đường C 25 23 Tổng 135 118 • Tổn thất: 17 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG a Tổn thất ở tuốcbin: xảy ra chủ yếu do rò rỉ ổ đỡ, các đường ngoặt vào khoảng 3 % Tổn thất này là ở hơi sống vào máy và hơi thoát b Đưòng ống: tổn thất hơi ở đường ống dẫn do... giữa mạch cao áp và mạch trung áp, nhưng chỉ cần một thiết bò giãn áp ( D ) giữa mạch trung áp và mạch hạ áp 19 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG 20 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU 1 TỔNG QUAN NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG 2 PhầnI: Quá trình gia nhiệt – bốc hơi 3 1 Vận tốc lưu chuyển nước mía trong quá trình... về nhu cầu hơi ở nhà máy đường do nhiều yếu tố trong đó có một nhân tố thật sự đáng kể là các dao động trontg tiêu thụ hơi của các nồi nấu đường Số nồi nấu thường từ 4 đến 6, các biến động riêng biệt của nồi tác động rất lớn đến lượng tiêu thụ chung của nhà máy đường Tại khâu nấu đường người ta có thể tính lượng biến động chung xấp xỉ 50 %.Tuỳ theo độ Brix của mật chè đưa đi nấu, lượng nước hoà loãng,... lưu chuyển hơi đơn giản nhất ở một nhà máy đường hiện đại là sản xuất hơi trong các lò hơi cao áp rồi đưa vào các tổ tuôcbin máy phát giãn áp đến áp suất cần thiết cho công nghệ đồng thời sản sinh ra tất cả năng lượng cần thiết cho nhà máy đường Khi dàn máy ép chạy bằng tuôcbin hơi, thì nguồn hơi được trích tụ ống hơi cao áp Do lượng hơi thoát từ tổ tuôcbin máy phát không đổi, mạch cao áp được nối thông... sản sinh ra 1kg hơi trong những điều kiện có trong nhà máy đường là: Bảng : Nhiệt cần thiết để sản sinh rá kg hơi( nhiệt độ nước cấp là 90oC) p suất hơi( kg/cm2) 6 8 10 10 15 20 25 30 Bão hoà hay quá nhiệt Bão hoà Bão hoà Bão hoà 250 oC 300 oC 350 oC 375 oC 400 oC Nhiệt vần thiết(Kcal) 569 572 574 612 635 659 670 681 11 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG 45 425 oC 690 Trong tất cả các trường hợp, chúng . 1 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯNG TRONG NHÀ MÁY ĐƯỜNG Năng lượng cung cấp cho nhà máy đường là từ việc tận dụng bã mía và một phần từ. Đối với một nhà máy mới, nếu trang bò hai tổ tuộc – bin máy phát để đối phó khi một tổ đang vận hành bò sự cố. 15 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG V. SẢN XUẤT ĐIỆN NHÀ MÁY ĐƯỜNG : . hiệu không trích hơi, lượng sử dụng hơi thực tế D sẽ là : D = R + Q 5 TẬN DỤNG NĂNG LƯNG NHÀ MÁY ĐƯỜNG P i : là lượng hơi trích của hơi bốc ra từ nồi thứ i e : lượng tiết kiệm Người