生产过程的水平衡(1000吨／日甜菜糖厂)

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《甜菜制糖工业手册下册》第176页（6904字）

1．生产过程耗水量计算

(1)流送沟水力冲卸器耗水量 水力冲卸器喷嘴的理论喷水量计算见第二章第二节“水力冲卸器”。

生产中流送沟水力冲卸器消耗水量在正常条件下为550～650%对菜；但在下述二个条件下耗水量将视情况增加10～50%(对耗水量)：

①外界温度降低，甜菜结冰。

②甜菜中含泥量增大。

(2)除石器耗水量 除石器底部有喷嘴，连续供水时，耗水量40～80%对甜菜。

(3)洗菜机耗水量

q——每立方米容积内甜菜重，取q=420公斤

t₂——甜菜洗涤时间，取10分

t₁——水在机内停留时间，取30分

(4)连续渗出器耗水量

无压粕水回流时的耗水量

W=提汁率(%对菜)+α－100(%对菜)

α₁废粕量(%对菜)，塔式为80～85，双绞笼85～90

有压粕水回流时的耗水量

W=提汁率(%对菜)+α－100－x

x_：压粕水量(%对菜)、水量查表3－16

(5)洗刷刀柜，刀片，切丝机耗水量

耗水量W=2%

(6)窑气洗涤器耗水量

①采用泡沫式洗涤器，维持泡沫层的耗水W₁

已知洗涤器耗水量与窑气合理比为

或2公斤／米³

燃烧100公斤石灰石得CaO53．5公斤和窑气102米³(标准态)，则每公斤CaO相当窑气==1．9米³／公斤

每100公斤甜菜加灰3%时，得的窑气(标准态)=1．9×3．0=5．7米³／100公斤甜菜

300℃窑气的体积(在压力0毫米汞柱下)，计算公式见第四章第六节“窑气量换算”。

耗水W₁(%对甜菜)=12×2=24%

②从热量平衡计算耗水W₁

式中Q₁、Q₂分别为干窑气及窑气中过热蒸汽在冷却时，放出的热量(千卡／100公斤甜菜)t₁、t₂分别为冷却水进入和排出的温度(℃)。

假设窑气冷却由300℃至40℃，冷水温由10℃上升至40℃，石灰石耗用量6%。

每200公斤石灰石，产生窑气153公斤和过热水蒸汽2．5公斤。

冷却时放出的热量为

Q₁=10．02(300－40)0．23=600千卡

Q₂=0．075〔(300－96)0．47+(637．4－40)〕=52千卡

式中 637．4——饱和蒸汽在0．9绝对大气压(洗涤器中)时热含量(千卡／公斤)。

0．47——过热蒸汽比热，千卡／公斤℃

0．23——干窑气比热，千卡／公斤℃

96——饱和蒸气温度(℃)

Q₁+Q₂=600+52=652千卡

耗水量W₁==21．7%

从热量平衡计算耗水量的方法可简化为下式：

式中 tg——窑气洗涤后的温度(℃)

t_w——冷水温度(℃)

(7)石灰消和耗水量

石灰乳浓度=20Bé时：比重=1．16，CaO含量=18．94%，加灰量=3%(对甜菜)

(8)滤泥洗涤耗水量

洗水量=湿泥%×200%(采用真空吸滤机时，为150%)

根据物料平衡计算湿泥=一碳湿泥+二碳湿泥=10．3+0．38

=10．68

其中10．7进入糖汁，另10．7%供消和用。

(9)排滤泥耗水量

排泥应加水4倍稀释，耗水量

W=4×10．68=42．8%

(10)滤布洗涤耗水量

耗水量取5%

(11)燃硫炉冷却耗水量

设：

冷却水温度=10℃，出口温度=20℃

硫磺用量0．015%

式中 2500——燃烧1公斤S所产生热量(千卡)

S——硫磺用量=0．015%

t₁——冷却水温=10℃

t₂——出口水温=20℃

(12)离心机洗糖耗水量

耗水量取2．0%

(13)三号糖膏稀释耗水量

耗水W=废蜜%－(三号糖膏－三号砂糖)%

=4．47－(8．04－3．82)

=0．52%

(14)三号糖膏助晶冷却耗水量

已知三膏重=8．04，由80℃冷至40℃，水温由20℃升至35℃

式中 P——三砂膏对甜菜重%=8．04

T₁——糖膏冷却开始温度=80℃

T₂——冷却终了时糖膏温度=40℃

C——糖膏的比热，取0．48千卡／公斤·℃

(15)窑气泵冷却耗水量

设：

S_z——4窑气泵耗用的冷却水量90升／分·台

式中 W₁——90升／分·台

1440=24小时×60分

n——使用台数=2

A——工厂生产能力=1000吨／日

(16)真空泵冷却耗水量

设：

S_z——4真空泵耗用冷却水量100升／分·台

(17)空压机冷却耗水量

设：

空压机耗用，冷却水量为70升／分·台。

(18)离心泵群冷却耗水量

取W=5%

(19)结晶罐耗水量

“打水”取W=2%

(20)化验室耗水量

取W=2%，其中冷水1%，热水1%

(21)制糖车间生活用水(洗澡、便所、洗地板)耗水量

取W=10%，其中冷水5%，凝结水5%

(22)冷凝器：分预、主冷凝器串联耗水量

已知：

蒸发罐最大蒸发量 6%， 温度80℃

一砂结晶罐蒸发量 11%， 温度70℃

二砂结晶罐蒸发量 1．8%， 温度70℃

三砂结晶罐蒸发量 2．04%， 温度70℃

不凝结气体进入冷凝器 2%， 温度60℃

冷凝水温：预塔， 温度60℃

主塔 温度30℃

蒸汽进入冷凝器的平均温度tc

此温度下热焓i=660．79千卡／公斤

设：

预冷凝器的冷凝水量=150%，冷水温度=10℃

预冷凝器需用冷水量：

预冷凝器中冷凝的汁汽量：

150－138．5=11．5

主冷凝器中冷凝的汁汽量：

(6+11+1．8+2．04+2．00)－1．15=11．34

主冷凝器需用水量

主冷凝器的冷凝水量

11．34+357．66=369

预、主冷凝器共耗冷水

W=138．5+357．66=496．16

预、主冷凝器的冷凝水总量

496．16+22．84=519

其中：

60℃冷凝水=150%

30℃冷凝水=369%

引出60℃的100%供连续渗出器，150－100=50%与30°混合供其它部门使用。

(23)排压粕用水：一般取废粕的二倍，约180%对甜菜。如废粕不需水力输送则无此耗水量。

2．凝结水量(据热平衡)

(1)进入Ⅰ号凝结水包量

①Ⅰ号蒸发罐汽室 40．4%

②蒸发前加热器Ⅲ^# 2．05

③Ⅱ号蒸发罐汽室 37．52

④蒸发前加热器Ⅱ^# 3．40

小计 83．37

(2)进入Ⅱ号凝结水包量

①Ⅲ号蒸发罐汽室 16．54

②渗出器 5．55

③二碳前加热器 3．39

④蒸发前加热器Ⅰ^# 2．90

⑤各结晶罐 17．33

⑥预灰汁加热器Ⅱ组 7．0

⑦预灰汁加热器Ⅰ组 3．88

⑧一炭汁加热器 4．45

⑨压粕水加热器 4．3

小计 65．82

合计 149．19

(3)凝结水平衡

表8－18 凝结水平衡

3．冷凝水平衡

表8－19 冷凝水平衡表

从平衡中看出冷凝水尚不足1018．4－519=499．4%，应从回收流送水，排废粕用水，冷却水等以补不足，无回收时增加冷水耗用量。