Наименование:

курсовая работа Сжигание пивной дробины

Предмет:

Не определен

Год сдачи:

2013

Объем (страничек):

Уникальность по antiplagiat.ru:*

Дата публикации:

02.01.2014

Описание (план):

Характеристика пивной дробины.

При производстве пива образуются
отходы, которые должны быть удалены либо
утилизированы. Основная часть этих отходов
состоит из дробленого солода, пыли, шелухи,
промывных вод, остаточных пивных дрожжей,
а так же и других отходов. Но, не глядя
на такое количество нареченных отходов,
основная масса это пивная дробина, которая
составляет от восьмидесяти 2-ух до восьмидесяти
7 процентов[1].
Пивная дробина представляет собой гущу светлого
желто-коричневого цвета со специфичным
запахом и вкусом. Согласно ГОСТ-92 дробина
может содержать менее 88% воды. После
стекания свободной воды ее влажность
понижается до 75%. В дробине содержатся
оболочки зерна, частички ядер зерна, безазотистые
экстрактивные вещества, жир и белок, входящие
в соста зерна.
В 1 кг свежайшей пивной дробины содержится
в среднем, % :
-сухих веществ 20-24; 
-из них белков 5,3-7,1;
-клетчатки 3,5-4,0;
-жира 1,5-1,8;
-безазотистых экстрактивных 8,7-11,6.
Питательная ценность 1 кг пивной дробины 
составляет 0,17-0,23 к.е., при этом в ней
содержится перевариваемого протеина
3,9-4,2%.
Считается, что в среднем пивной
дробины в год появляется 18,8 Кг/гл товарного
пива[2].
При использовании влажной пивной
дробины возникает ряд проблем,
главные из которых — ее низкая стойкость 
при хранении и трудности при перевозке.
При температуре 15…30 °С дробина стремительно
портится, вследствие чего срок ее хранения
составляет      24-74ч. 
Для удачного хранения
пивной дробины довольно выровненной
площадки и нескольких тюков травы. Для
более продолжитель-ного хранения устраивают
обычный бункер из жд шпал[3].
 Основные
направления использования пивной дробины:
— создание кормов и товаров
питания;
— создание ксилита;
— внедрение в хлебопекарной
индустрии в качестве 
   ценных питательных добавок;                                
— получение этилового спирта,
а попутно — активированный уголь,
   углекислоту в виде сухого 
льда, энтеросорбенты медицинского 
и
   ветеринарного назначения,
топливные брикеты, волокнистые
   плиты,кислород, водород, фурановые 
смолы; 
— получение глюкозы, глутаминовой
кислоты, глутамата натрия,
  аминокислот, липидов, углеводов 
и т.п.;
— в качестве органического удобрения
и мелиоранта;
  — применение при производстве
обыденных и силикатных кирпичей
    для увеличения их 
пористости и в производстве 
бумаги;
— создание косметических препаратов;
— использование пивной дробины 
в качестве источника энергии
   методом ее газификации,
переработки на спирт, конкретного
    сжигания [4].
 
1.2. Сжигание биомассы.
Простейшим методом 
получения полезной энергии из сухой 
биомассы является ее сжигание на воздухе.                                                   
Если количество кислорода недостаточно
для полного окисления горючего материала,
тогда происходит образование углерода,
оксида углерода, углеводородов и других
газов, а теплота реакции понижается. Азот
и другие элементы, присутствующие в биомассе,
преобразуются в газообразные продукты
и золу. Присутствие воды в биомассе не
понижает термодинамического выхода тепла,
но практическая эффективность реакции
понижается вследствие необходимости нагрева
воды и ее испарения при температуре сжигания.
Вода также понижает температуру пламени
и скорость сжигания. Содержание воды
более 30 % не дает способности прямого
сжигания биомассы, потому материал должен
быть высушен либо же к нему следует добавить
горючее. Но внедрение печей с
псевдосжиженным слоем материала позволяет
проводить сжигание при содержании воды
до 55 %. Были предложены регенеративные
печи, повторно использующие тепло испарившейся
воды и газообразных товаров сгорания.
Сжигание в соответственных камерах сгорания
может явиться одним из более действенных
способов использования энергетического
потенциала биомассы. В печах прямого
нагрева и паровых котлах внедрение
тепла составляет 85 %, но многие установки
на практике являются существенно наименее
действенными.
Самый простой метод 
сжигания биомассы — это сжигание на открытом
огне. В этих случаях эффективность сжигания очень мала. При сжигании горючего
в обычных печах отношение выделившейся
энергии, к энергии подведенной может
быть наименее 10% . В последние годы были сконструированы
действенные дровяные печи и бойлеры.
Значимая утрата тепла в обычных топках
происходит из-за лишней тяги в дымопроводе;
обычное огораживание для огня и ограничение
тяги увеличивают эффективность сгорания
до 25 %. В текущее время имеются существенно
более действенные дровяные печи; комната,
где установлена такая печь, получает
до 70 % энергии сгорания горючего либо в итоге
излучения, либо в итоге конвекции.
Но средняя эффективность дровяных
печей составляет все еще около 50 %. Была
разработана система центрального отопления
с внедрением дров в качестве горючего,
дающая до 0,4 ГДж/ч. Главным недочетом
многих систем является трудность обеспечения
автоматической подачи горючего и необходимость
неизменного внимания со стороны юзеров.
В целях частичного решения препядствия были
сделаны системы, созданные для
использования многих видов горючего; при
желании работа в автоматическом режиме
достигается методом переключения на ископаемые
виды горючего.                                    
Основной неувязкой маленьких систем
сжигания биомассы является скопление
брутальных масел и смол в более прохладных
частях дымопровода. Эти скопления нужно
временами удалять; дымопровод можно очищать
также методом пропускания через него жарких
газов (но вместе с удалением ненужных
соединений пропадает и. полезное тепло)
[5].
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.3. Виды печей для сжигания отходов.
Сжигание отходов — достаточно
пользующийся популярностью метод их переработки 
и обезвреживания. Сжигание отходов 
неверно называть их утилизацией, так 
как это не является их «полезным
внедрением». Но способ эффективен, значительно уменьшает
объём отходов и может применяться, когда
объём образования отходов невелик, отсутствуют
условия для их складирования и сооружения
по переработке отходов. В особенности он неплох
для таких видов отходов, как мед
и био. Также он применяется
для переработки твёрдых бытовых отходов
и осадков сточных вод [6].                                                                           
Для сжигания отходов могут употребляться
последующие виды печей: кипящего слоя, многоподовые,
барабанные циклонные и распылительные.
Печи кипящего слоя представляют собой футерованный цилиндр
с воздухораспределительной решёткой.
На решётку насыпается слой агента, создающего
псевдоожиженный (кипящий) слой, обычно
это песок. При продувании газов (воздуха
либо воздуха обогащённого кислородом)
через воздухораспределительную решётку
и слой агента появляется псевдоожиженный
слой. Горение нагревает агент, который
активно перемешивается с сжигаемыми
отходами, улучшая горение.
Недостатки печей со сжиганием в псевдоожиженном слое: неравномерность
рассредотачивания частиц в слое, необходимость
массивных пылеулавливающих устройств.
Отходы, перед подачей 
в печь псевдоожиженного слоя, должны
быть размельчены.
Многоподовые печи представляют собой футерованный цилиндр
поперечником 6-8 м. Топочное место
печи разбито горизонтальными площадками
с отверстиями — подами. По оси печи размещен
полый крутящийся вал с радиально закреплёнными
гребковыми устройствами (лопатками).
Отходы подаются в верхнуюю камеру печи
и они падают через отверстия в подах,
подталкиваемые лопатками. В верхних подах
отходы подсушиваются, а ниже — сгорают.                                                 
Подовые печи отличаются простотой обслуживания
и устойчивостью работы при колебаниях
количества и свойства обрабатываемых
отходов, маленьким уносом пыли.
Недостатки подовых 
печей: низкие удельные термические нагрузки,
наличие вращающихся элементов 
в зоне высоких температур, высокие 
капитальные и эксплуатационные
издержки.
Барабанные печи представляют собой крутящийся наклонный
барабан с выносной топкой. Отходы загружаются
с обратного от топки конца барабана
и сжигают.
Достоинством барабанных
печей является малое содержание
пыли в отходящих газах, возможность 
сжигать отходы с большой зольностью и влажностью.
Недостатки барабанных
печей: низкая удельная термическая и массовая
нагрузка топочного объёма, разрушение
футеровки в процессе работы, высокие 
капитальные и эксплуатационные
издержки
Циклонные и распределительные печи используют для сжигания в распылённом
состоянии водянистых либо мелкодисперсных
твёрдых отходов. Эти печи не получили
широкого распространения.
Недостатки распылительных
печей: низкая производительность, сложность в эксплуатации, высочайшие серьезные
издержки [7].        
Беря во внимание современные требования к качеству
атмосферного воздуха, даже печи для сжигания
отходов снабжаются системами чистки
отходящих газов и угнетения образования
диоксинов. Обычно эти системы состоят
из камеры дожигания отходящих газов,
в каких продукты сгорания пребывают
в течение 1-2 с при температуре 900-1200°С
[6].                                                                     
Более близким техническим решение
является «Топка для сжигания жестких
бытовых отходов с углем» по авт.св.
№2125206, 6 F 23 G 5/00, содержащая систему подачи
отходов и угля, колосниковые решетки,
систему подачи воздуха, механизм удаления
шлака, питатель подачи угля на слой отходов
с течкой и заслонкой, предтопком с подачей
угля под слой отходов, соединенным с питателем
подачи угля на слой отходов с возможностью
их работы и (либо) поочередно средством
установленных в соответственных точках
заслонок, управляемых датчиком температуры,
расположенным на выходе топки, и механизм
удаления золы.
Недочетом является неполнота
сгорания угля и отходов, соответствующая
для всех термических устройств со слоевым
сжиганием горючего, в итоге которого,
как указывает практика, со шлаком отходят
от 15 до 30% несгоревшей органической субстанции
горючего, в этом случае отходов и угля.
В итоге понижается энергетическая
эффективность топки и возрастает
выброс вредных веществ.                                                                                     
Задачей предлагаемого технического решения
является увеличение полноты сгорания
отходов с углем, обеспечивающее более
высшую энергетическую эффективность
процесса и его экологическую безопасность.                                                                                      
Задачка решается тем, что установка для
сжигания отходов с углем, включающая
систему подачи отходов и угля, систему
подачи воздуха, механизм удаления шлака,
питатель подачи угля, дополнительно включает
систему подачи угля и воздуха, смонтированные
к пиролизной камере, представляющей собой
горизонтальный канал таким макаром, что
обеспечивают факельное сжигание размельченного
до порошка угля, а система подачи отходов
смонтирована таким макаром, что обеспечивает
вбрасывание отходов в факел, механизм
удаления шлака размещен в нижней части
вертикальной циклонной камеры окислительного
дожига пиролизного газа — консистенции товаров
сгорания угля и теплового распада
отходов, снабженной системой подачи вторичного
воздуха и сообщенной с поочередно
расположенной камерой каталитического
дожига, работающей по принципу беспламенной
горелки, для полного окисления остаточных
углеродов, и камерой осаждения золы для
отделения мелкозернистой минеральной
части товаров сгорания от газовой.

На фиг.1 изображен продольный разрез
А-А установки.

На фиг.2 изображен разрез Б-Б 
в плане.
Установка
для сжигания отходов с углем состоит из пиролизной
камеры 1, циклонной камеры окислительного
дожига 2, камеры каталитического дожига
3, камеры осаждения золы 4.                       
К пиролизной камере 1, представляющей
горизонтальный канал, смонтирован воздуховод
дутьевой машины 6 с бункером размельченного
угля 7 и питателем угля 8. На пиролизной
камере 1 смонтирован бункер отходов 9
и питатель отходов 10.                                
В циклонной камере окислительного дожига
и представляющей вертикальный цилиндр
выполнены фурма пиролизного газа 11 и
фурма вторичного воздуха 12, через которую
воздух подается дутьевой машиной 13. В
нижней части циклонной камеры окислительного
дожига 2 размещается гидравлический
шлакосборник 14. Камера каталитического
дожига 3 выполнена в виде вертикальных
щелевых газоходов, стены которых выложены
из алюмосиликатных огнеупоров. Камера
осаждения золы 4 имеет в нижней части
сборник жестких дисперсных частиц и механизм
удаления золы 5.
Работа установки осуществляется
последующим образом:
Предварительно измельченные
отходы подают в бункер 9. Размельченный
уголь подают в бункер 7. Дутьевая машина
6 нагнетает воздух в пиролизную камеру
1. Из бункера 7, питателем 8 уголь попадает
в воздушную струю, смешивается с воздухом
и топливная смесь сгорает факелом 15 в
пиролизной камере 1. Из бункера 9 питателем
10 отходы 16 вбрасываются в факел 15 и при
движении газового потока через пиролизную
камеру 1 подвергаются насыщенному тепловому
воздействию, в итоге которого происходит
пиролиз, т.е. распад органической субстанции
на летучие продукты (включая испаренную
воду отходов) и жесткий остаток — смесь
углерода и минерального шлака. Смесь
товаров сгорания угля и товаров теплового
распада отходов — условно пиролизный
газ — 17 тангенциально через фурму 11 вводится
в циклонную камеру окислительного дожига
2, где смешивается с вторичным воздухом,
поступающим от дутьевой машины 13 через
фурму 12. В итоге окислительного
дожига образуются продукты сгорания
18, состоящие из азота, СО2, Н2О,
SО2, с малозначительной примесью неокисленных
углеводородов. Большой шлак собирается
в нижней части циклонной камеры окислительного
дожига 2 и удаляется через гидравлический
шлакосборник 14. Продукты сгорания 18 проходят
камеру каталитического дожига 3, в какой
происходит необратимое окисление остаточных
углеводородов, включая полихлордибензодиоксины.
Дальше, проходя через камеру осаждения
золы 4, в итоге резкого падения скорости
потока из товаров сгорания выпадает
зола 19, которая временами выводится
механизмом удаления золы 5. Из камеры
осаждения золы 4 продукты сгорания направляются
в теплообменный аппарат, к примеру котел-утилизатор
[8].
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Расчет процесса горения пивной 
дробины.
 
 
Расход пивной дробины:
=2,83 кг/с
Влажность пивной дробины: W= 75%
 
=

На стадии фильтрования

 

Поверка:

 
2.1.Расчет материального баланса
печи.
Состав ПД, %