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单层沉降器怎样才能正常运行?
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国外石灰法糖厂很多使用单层沉降器(国内称之为快速沉降器),多数使用澳大利亚糖业研究所(sri)设计的环形入汁的型式。它的基本结构如图示。蔗汁通过一个环形圆筒分散流入沉淀器的中间高度处,再分散到圆环的内外截面上,汁中的沉淀物向下沉降,清汁则转向上升,汇集到上部的两个环形出汁槽集中流出。沉淀物在沉淀器的下半部逐渐浓缩,最后从底部排出。在器体的下半部装有低速旋转的搅拌器,促进泥汁的增浓和向中间汇集排出。 这种沉淀器的直径和容积都很大,器内蔗汁流速很低。蔗汁进入沉淀器前要加入高效能的絮凝剂,以大幅度提高沉淀物的沉降速度。同时还配备良好的自控装置将技术条件控制稳定。这些都是这种沉淀器成功应用的基本条件。石灰法对清汁质量的要求不很高,也是一个有利条件。 国内曾有10多个亚硫酸法糖厂研究使用过单层沉降器,多数使用效果不稳定。清汁容易变浊。主要原因有如下几方面: 1、控制不够稳定,主要是二次加热温度和蔗汁ph值、以及蔗汁流量常有较大的波动。 2、絮凝剂的效能不够好,主要是溶解配制过程有问题,降低了絮凝剂的性能。 3、蔗汁加入絮凝剂之前未将蔗汁中的气泡完全排除,加絮凝剂时絮凝物将部分气泡网络在内,形成浮渣,进入沉淀器后往上浮起,对沉淀过程产生较大干扰,并将部分沉淀物带到上方,降低了清汁清度。 4、器内蔗汁分布不够均匀,局部流速较大,易将沉淀物带向上方。 5、还有一个很关键的因素,即器内的平均清汁上升速度,它不能超过一定的范围,否则沉淀器容易反底。 我们复算了多台设备的数据,结果说明,如果这一平均速度低于5cm/min,它的工作情况比较稳定;如果超过6cm/min,稳定性就较差。
国外一些石灰法糖厂的数据和此接近。 这种情况首先决定于蔗汁中沉淀物的沉降速度。在亚硫酸法糖厂中,蔗汁经过硫熏加灰和二次加热后,其中沉淀物的自由沉降速度一般在0.8~2.0
cm/min范围内,视蔗汁的质量及澄清处理的效果而有相当大的差别。在加入良好的絮凝剂后,沉淀物的沉降速度可以提高几倍,例如达到6~10
cm/min。不过要注意,蔗汁中的沉淀物并不是完全均匀一致的,有些颗粒较粗大或比重较高,沉降比较快;亦有一些微小的粒子或比重较低的成分,它们的沉淀要慢得多。在一定的清汁上升速度的情况下,沉降快的沉淀物能够下沉,但一些沉降慢的部分,如果它们的沉降速度低于清汁上升速度,就会被上升的清汁带走,降低了清汁的质量。因此,如何使得全部沉淀物形成基本均匀一致、沉淀快的絮凝物、很少沉淀慢的微粒,是影响这种沉淀器生产能力和清汁质量的极重要因素。 为使沉淀器的运行比较稳定,清汁上升速度宜低一些。因此,沉淀器的面积和直径都要相当大。 这种沉淀器对入汁条件的变化是特别敏感的。当入汁的浓度或温度变化使蔗汁的比重变化时,器内不同部分的蔗汁就发生对流,使沉淀物随之对流,清汁就会变浊。其他条件变化时也有此种现象。因此需要对有关的技术条件控制得比较稳定。 单层沉降器还有另外的型式,如美国上世纪60年代f.eis的设计,用于甜菜糖厂一碳饱充汁的沉降。在国内,广州华侨糖厂在70年代也研究了一种型式,在几个碳酸法糖厂中使用。它们都是从中部进汁,通过一个倒置的大型漏斗,引导糖汁散布到圆周上,清汁向上流,从顶部的溢流槽收集放出。这种型式用于中小型设备比较方便,但直径较大(如超过5m)时,入汁较难分布均匀。 f.eis的设计提出,利用沉淀器中的泥层进行所谓“泥床过滤”,即是使沉淀器的泥汁液面高于入汁位置,让新进入的糖汁都穿过“泥床”,利用“泥床”中的碳酸钙和絮凝剂结合形成的絮凝团,帮助吸附和隔除汁中的微小颗粒,提高清汁清度。应当注意,这种方法只可能用在甜菜糖厂的一碳饱充汁、加灰量很大、形成大量碳酸钙、并加入优良的絮凝剂形成很稳定和能够快速沉淀的泥床的情况下。这种方法在国外应用的不多。在大多数实际情况下,沉淀器中的泥汁是不稳定的,沉淀速度也不够快,很容易被从底部上升的蔗汁冲散和带向上方,反而增加上层汁中的悬浮物,结果适得其反。广东有几个亚硫酸法和碳酸法糖厂进行过此种试验,结果都是如此。
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