Выпарная установка

Среди монотонно ровного гула оборудования стал чётко выделяться звук напрягшихся винтовых насосов.
— «Это концентрация барды превысила 50% сухих», – говорит мне почти на ухо руководитель пуска.
Я открываю на планшете мнемосхему и нахожу нужные показания электронного плотномера: концентрация – 55%.

12 месяцев назад мне позвонил инвестор одного из биоэтанольных заводов Винницкой области и спросил:

«Что нужно сделать чтобы не сбрасывать барду на поля фильтрации, а еще лучше – переработать отходы в коммерческий продукт?».

Он сказал, что видит, как каждый день его деньги выливаются вместе с бардой.

Существует много решений по утилизации отходов, нужно только подобрать наиболее подходящие в конкретной ситуации и наиболее технологически современное.

Вот некоторые из решений для спиртзавода:

1. Концентрирование барды в ультрафильтрационной установке
2. Переработка барды в биогаз
3. Концентрирование барды на вакуум-выпарной установке

Мы с инвестором рассмотрели каждый из вариантов:

Про ультрафильтрацию

Установка ультрафильтрации на мембранных фильтрах позволит сконцентрировать мелассную барду только до 20…30% сухих веществ (СВ), и по другую сторону фильтра у вас остается сильносоленая вода – рапа, которую тоже нужно куда-то девать. Такие продукты нас не устроили.

Ультрафильтрация подходит для относительно чистых жидкостей. Установка сложная и дорогая в эксплуатации. Мы даже не стали считать во сколько обойдется ее приобретение для нашего суточного объема барды.

Про биогаз

Из 1 м³ барды, если добавить в нее до 10% косубстрата (навоза КРС), можно получить около 50 м³ биогаза. Этого объема вполне хватит для обеспечения работы котельной спиртзавода соответствующей мощности.

Правда, при этом не решается вопрос утилизации грязной (около 50 тыс. мг О2 по ХПК) воды после метантенков. Ее будет столько же, сколько изначально было барды.

Мы посчитали, что биогазовая установка для переработки 1200 м³ барды в сутки обойдется в 4…5 млн. Евро, а ее строительство займет 12…18 мес.

Про выпарную установку

Выпарная установка концентрирует мелассную барду до 55…60% СВ (или фугат зерновой барды для производства DDGS до 30% СВ) при этом объем барды уменьшается в 5 раз.

Например, если у вас 1200 м³ барды в сутки, то после упаривания остается 240 м³ барды с концентрацией 60% и достаточно чистые конденсаты (ХПК до 1 тыс. мг О2). Конденсаты можно вернуть в технологию для приготовления сусла или после доочистки направить на нужды котельной.

Что такое концентрированная до 60% СВ мелассная барда? Это товарный продукт – полноценное жидкое удобрение.

Основной состав сухих веществ барды:

Благодаря высокому содержанию СВ концентрированную барду можно хранить как мелассу – она не портится. К тому же, в ней меньше воды, чем в нативной, поэтому ее в 5 раз дешевле перевозить.

Вывод: мы решаем проблему сбросов на бардополя – их не будет, а в довершение мы производим дополнительный продукт.

Стали оценивать капитальные и операционные затраты.

По нашим подсчетам, стоимость оборудования со строительством выпарной установки мощностью 40 т/час испаренной влаги (1200 м³ барды в сутки) вышла 1,3–1,6 млн. Евро.

Операционные затраты.

Выпарная установка спроектирована таким образом, что может своим вторичным паром полностью обогревать брагоректификационную установку. Другими словами, у нас стоимость выпаривания (концентрирования) барды минимальная – 50 кг пара на 1 т испаренной влаги. Когда мы пересчитали затраты пара на концентрирование 1200 м³/сут. барды с 12% до 60% СВ у нас получилось, что выпарная установка будет потреблять 2 тонны пара в час.

В итоге выбор стал очевиден – нужно строить выпарную установку.

Перед инженерами была поставлена задача спроектировать выпарную установку таким образом, чтобы основное оборудование можно было изготовить здесь, в Украине. Импортными могли бы быть только приборы автоматизации и насосы. А собрать выпарную установку нужно было в металлической этажерке, чтобы не отягощать проект капитальными строениями.

По расчётам, это должна быть четырехкорпусная выпарная установка с термокомпрессией TVR. Два первых корпуса – выпарные аппараты с падающей пленкой и два последних – выпарные аппараты с принудительной циркуляцией.

Через два месяца проектных работ началось изготовление оборудования и заливка фундамента.

По мере возведения каркаса этажерки внутрь с помощью кранов вставляют самое габаритное оборудование – 13-метровые, похожие на сигары, корпуса установки. Затем расставляют паросепараторы, трубчатые и спиральные теплообменники, сборники конденсатов, насосные группы. Все это обвязывают трубопроводами разных диаметров и кабелями системы автоматизации.

Строительство и монтаж происходят одновременно и длятся восемь месяцев.

• 

• 

На этом этапе уже планируем начало пуско-наладочных работ – пишем регламент работы станции, инструкции операторам.

Назначили дату пуска. Все немного переживают – ведь это первая выпарная станция в современной Украине, которая будет перерабатывать мелассную барду и фугат зерновой барды.

7:57 утро, день запуска.
Руководитель запуска выпарной установки определят порядок и действия персонала.
Дает отмашку начинать.

Команды руководителя эхом отзываются в радиостанциях:

– Подать воду на охлаждение!
– Подать барду на выпарную станцию!
– Запустить циркуляционные насосы!
– Котельная, мы начинаем брать пар!
– Контролировать уровни конденсатов!

18:45 вечер, день запуска.
Среди монотонно ровного гула оборудования стал чётко выделяться звук напрягшихся винтовых насосов.
— «Это концентрация барды перевалила за 50% сухих», – говорит мне почти на ухо руководитель пуска.
Я открываю на планшете мнемосхему и нахожу нужные показания электронного плотномера: концентрация – 55%.

Запуск выпарной установки состоялся

За несколько недель мы подобрали и установили правильные режимы работы, устранили незначительные недочеты при монтаже, поменяли пару насосов и клапанов, вывели работу выпарной установки в штатный режим.

Выпарная установка работает: концентрирует мелассную барду до 60% СВ и обогревает вторичным паром брагоректификационную установку.

Мы сверяем фактические производственные данные (количество конденсатов, расход пара на термокомпрессию, концентрацию продукта) с расчетными – разница в границах погрешности.

Мы благодарны инженерам Агротехнолоджи за их точные расчеты и удачные технологические решения, производителю оборудование за качество исполнения, бригадам монтажников и их руководителям за оперативность и культуру сборки выпарной станции, огромная благодарность инвестору за доверие.