Технология и техническое оснащение спиртового завода мощностью 2000 далл

 

 

2.  Санитарно-техническая  часть

 

В этом разделе  дипломного проекта  рассчитываем расход тепла на технологические нужды  и отопление, расход воды на технологические  и бытовые нужды и приводим описание систем вентиляции.

При выполнении данного раздела используем данные продуктового расчета и теплового  баланса брагоректификационной  установки, полученные при выполнении технологической части дипломного проекта.

Расчет расхода  тепла на технологические нужды  и отопление помщений.

Расход тепла  на технологические нужды складываются из расхода тепла на разваривание и расхода тепла на брагректификацию.

По продуктовому расчету расход острого пара давления 0,5 Мпа составляет 14593 кг на 1000 дал  спирта. Отсюда количество тепла, необходимого для разваривания на 2000 дал спирта составит:

Q=35023*(2748.8-567.7)=76388,7 мдж

Где: 2748.8- теплосодержание  пара при давлении 0,5Мпа, кдж/кг

        567.7- теплосодержание конденсата  при температуре конденсации  135, кдж/кг

По данным теплового баланса брагоректификационной  установки расход тепла на брагректификацию на 1000 дал спирта составит:

1. В бражной колонне: 39443 мдж;
2. В эпюрационной колонне: 27623 мдж;
3. В ректификационной колонне: 38701 мдж.

По технической  характеристике расход тепла в пароэжекторном вакуум-насосе составляет 6684Мдж/1000дал  спирта.

Расход пара давлением0,147 Мпа для стерилизации сусла составит 1000 дал спирта:

2*488*(2692,27-313,97)=2321мдж 

 

Где: 2692,27 теплосодержание  пара при давлении 0,147 Мпа

        313,97 теплосодержание конденсата  при температуре конденсации  75

Расход пара на стерилизацию бродильных чанов рассчитываем исходя из того, что в сутки высвобождается и стерилизуется 2 бродильных чана. По технической характеристике расход пара при давлении 0,147 Мпа для  стерилизации бродильных чанов составляет 12кг на 1 объема чана. Отсюда расход тепла на стерилизацию бродильных чанов на 2000дал спирта составит:

2(12*80)*(2692,27-419,10)=4364486 кдж=4364мдж,

Где 80 - объём  одного бродильного чана, м³;

2692,27 – теплосодержание  пара при давлении 0,147 Мпа, кдж/кг;

419,1 – теплосодержание  конденсата при температуре конденсации  100 ^ос, кдж/кг.

Итого расход тепла на технологические нужды  составит:

31829+39443+27623+38701+2321+4364+6684=150957 Мдж/2000 дал спирта, или 150,96 мдж/дал.

Расход тепла на отопление помещений на 2000 дал спирта определяем исходя из годового расхода тепла на отопление, определяемого по формуле:

= 3,6  (1)

Где: 

• – суммарный максимальный тепловой поток, расходуемый на отопление, Вт
• – расчетная температура внутреннего воздуха, =20 (снип-92-76)
• – средняя температура относительного периода, 
• – расчетная температура наружного воздуха для зимнего периода, =-32
• – продолжительность отопительного периода, сут; принимаем  =212сут

Подставляем все значения в формулу  1, получаем следующую формулу для расчета  годового расчета тепла на отопление:

= 3,6 = 9687*кдж

Значение  для различных типов помещений рассчитываем по следующим формулам:

1. Для АБК

Где:

• F – площадь ограждающих конструкций,
• – общее термическое сопротивление теплопередаче ограждения,  ;  для принятых в проекте конструкций принимаем равным 0,445 .

Для административно-бытового корпуса площадь ограждений в  соответствии с генеральным планом принимаем равной F=980 . Тогда

 

Для главного производственного корпуса 

 

Где:

• K – кратность вентиляции, ; К принимаем равной 1 ;
• – внутренний объем отапливаемого помещения, ;
• С – массовая изобарная теплоемкость воздуха, принимаем равной  С=1кдж/кг
• – расчетная температура внутреннего воздуха
• – расчетная температура наружного воздуха   

Для главного производственного корпуса площадь  ограждений в соответствии с объемно-планировочным  решением принимаем равной: F=1296; объем отапливаемого помещения принимаем равным =6048. Тогда:

 

Подставляя  полученные значения в формулу (1), получаем значения тепла на отопление:

 

По данным технико-экономического обоснования  годовая производственная программа  проектируемого предприятия составляет 679,2тыс.дал.

Отсюда удельный расход тепла на отопление составит:

 

Суммарный расход тепла на технологические нужды  и отопление помещений составит: 150957+4992,7=155949,7мдж/2000дал

Принимаем, что  теплота сгорания условного топлива  составляет  29,35мдж/кг. Отсюда расход условного топлива на технологические нужды и отопление составит 

 

Расчет расхода воды на технологические  и бытовые нужды.Расход воды на технологические нужды складываются из: расхода воды на водно-тепловую обработку сырья и вакуум-охлаждение; расхода воды на брагоректификацию; расхода вода на охлаждение пастеризованного сусла в дрожжанках; на охлаждение бражки в бродильных чанах; на мойку бродильных чанов и дрожжанок и расход воды на мойку полов в производственных помещениях.

Поскольку вода, образующаяся после вакуум-охлаждения сусла от температуры осахаривания до температуры складки является условно чистой, то она впоследствии используется для вакуум-охлаждения разваренной массы до температуры  осахаривания и приготовления замеса, причем на приготовление замеса идет вода уже барометрического конденсатора 1-ой ступени вакуум-охлаждения. Исходя из выше сказанного, в расчет учитываем  только расход воды на вакуум-охлаждения 2-ой ступени, который по продуктовому расчету составляет 751 на 2000дал спирта.

По данным теплового баланса брагректификационной установки расход воды на брагректификацию составит:

1. В бражной колоне – 53,52 на 2000дал
2. В эпюрационной колоне – 337,7 на 2000дал
3. В ректификационной колоне – 367,44 на 2000дал

При расчете  расхода воды на охлаждение сусла  в дрожжанках принимаем, что в  сутки заполняются 2 дрожжанки. Тогда  расход воды на охлаждение сусла с 75 до 30 составит: = 25677кг=11,4

При расчете  воды на охлаждение бражки в бродилных  чанах принимаем, что при главном  брожжении выделяется 1638,86 Дж/с энергии  на 1 бродящего сусла. Принимаем, что главное брожение протекает 36 часов, следовательно, ежесуточно необходимо охлаждать 3 бродильных чана, в каждом из которых находиться 70 бродящего сусла. Отсюда расход воды на охлаждение бродящего сусла составит:

Где:

• 24 и 3600 – соответственно количество часов и секунд в сутках;
• 4,2 – теплоемкость воды, кдж/(кг*
• 22 – температура уходящей воды,
• 10 – температура приходящей воды,

Расход воды на мойку бродильных чанов и дрожжанок  составляет 5% от вместимости ежесуточно освобождаемого оборудования.

По принятой технологической схеме производства ежесуточно освобождается 2 дрожжанки  и 2 бродильных чана, суммарный объем  которых равен:  80*2+10*2=180. Отсюда расход на мойку оборудования составит 180*0,05 = 9 спирта.

Расход воды на мойку полов принимаем равным 2л на 1 площади поля после каждой смены работы. Площадь пола в производственных помещениях составляет 1309 , откуда расход воды  на мойку полов при двух рабочих сменах в сутки составит:

2*2*1309=5236л=5,24 /2000дал

При расчете  общего расхода воды на технологические  нужды расход воды на мойку полов  не учитываем, так как для этих целей вода собирается из змеевиков  теплообменных аппаратов брагректификационной установки, а так же используется вода из барометрических конденсаторов 1 и2 ступеней вакуум-охлаждения. Следовательно, расход воды  на технологические  нужды составит:

313+22,3+140,7+153,1+11,4+590+9=1239,5 /2000дал спирта.

Расход воды на хозяйственные-бытовые нужды  принимаем равным 10% от общего расхода  воды на технологические нужды, что  составит:

1239,5*0,1=124 /2000дал

Отсюда общий  суммарный расход воды составит 1239,5+124=1363,5 /2000дал.

Вентиляция.В соответствии с ГОСТ 12,1,005-76 работы, производящиеся при производстве спирта, относятся к категории IIа и IIб. Согласно указанному госту для создания оптимальных условий микроклимата и предотвращения вредных концентраций углекислого газа и паров этилового спирта все производственные помещения оборудованы системой общей принудительной вентиляции с кратностью воздухообмена 1 раз в час.

Также вентиляционная установка применяется для сушки  принимаемого зерна и для охлаждения зерна, находящегося на хранении в силосах. 

3. Охрана труда и техника  безопасности 

 

По заданию  на проектирование проектируемое предприятие  – это спиртовой завод производительность в 2000 дал спирта в сутки. На основном производстве занято 32 человека рабочего персонала, завод работает круглосуточно, в 2 смены по 12 часов каждая.

Основные  опасности при производстве спирта связаны с применением общепромышленного  оборудования (подъемно-транспортные машины и механизмы, электроустановки, теплоиспользующие установки, сосуда, работающие под давлением и др.) Характеризующегося наличием опасных зон. Производственные травмы различной степени тяжести возможны также при нарушении правил технической эксплуатации и технологических режимов основного производственного оборудования: ёмкостей для сыпучих и жидких материалов, машин для очистки сырья, бродильных ёмкостей, оборудования для перегонки и ректификации спирта и его отпуска.

Основными производственными  вредностями, характерны для спиртового производства, являются значительные выделения в воздух рабочих зон  избыточного тепла, влаги, паров  спирта, диоксида углерода, зерновой пыли, а также токсичные концентрации эфиров, альдегидов, сивушных масел, этанола  и других вредных летучих веществ.

Характерным для бродильных производств является также наличие технологических  процессов с высокой степенью пожаро- и взрыво-опасности.

Микроклимат производственных  помещений.Основными параметрами, определяющими микроклимат производственной среды, являются: температура и влажность воздуха, его подвижность (скорость движения) и тепловая нагрузка (тепловой излучение). По приложению 1 выбираем категорию труда для цехов основного производства (ГОСТ12.1005-76): отделение подработки зернового сырья и склад зерна; участок дробления зерна; варочное отделение и участок смесителя – категория IIа; бродильное и дрожжевое отделение категории IIб; брагректификационное, спирт-приемное отделение и спирт-хранилище – категория IIа. 

Все перечисленные  отделения и участки основного  производства относятся к цехам  со значительным тепло – и влаго-выделением и должны отвечать следующим санитарным нормам оптимальных и допустимых параметров микроклимата (ГОСТ12.1005-76):

Таблица 3.1

Оптимальные параметры микроклимата.

 

Период года	Категория работы	Температура,	Относительная влажность,%	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный и переходный	2а	18-20	60-40	0,2
	2б	17-19	60-40	0,3
Тёплый	2а	21-23	60-40	0,3
	2б	20-22	60-40	0,4

 

Таблица 3.2

Допустимые  параметры микроклимата.

Период года	Категория работы	Температура,	Относительная влажность,%	Скорость движения воздуха, м/с	Температура воздуха вне постоянных рабочих мест в помещении с  избытком явного тепла.
Холодный	IIа	17-23	75	0,3	13-24
	IIб	15-21		0,4	13-24
Тёплый	IIа	Не более 28	60-65	0,2-0,7	Не более, чем на 5 выше средней температуры наружного воздуха в 13.00 самого жаркого месяца.
	IIб		70-75	0,3-1,0

 

 

Основными источниками  теплоизлучения являются: варочные колонны, паросепаратор, осахариватель, вакуумиспарительные  камеры, а также брагрекификационные  колонны. Для защиты от теплового  излучения применяется тепловая изоляция указанного оборудования.

Кроме значительного  тепло- и влаговыделения в бродильном и дрожжевом отделении в воздух рабочей зоны может выделяться . По ведомственным нормам и ГОСТ12.1.005-76 установлена ПДК в воздухе рабочей зоны 0,5% по объему (при содержании кислорода не менее 20%). В бродильном и дрожжевом отделениях устраивается приточно-вытяжная вентиляция с вытяжкой 2/3 воздуха из нижней зоны и 1/3 из верхней зоны. Для предупреждения о повышенной загазованности помещений в указанных помещениях устанавливается система автоматического оповещения, включающая в себя оптико-акустический датчик газоанализатора ОА-2209, автоматически мост КСМ-2, световую и звуковую сигнализацию и систему аварийной вентиляции.

Для создания оптимальных условий микроклимата в перечисленных цехах применяется  общая принудительная вентиляция с  кратностью 1 раз в час.

Производственное освещение.К освещению производственных помещений охрана труда предъявляет следующие требования: освещенность должна быть достаточной в соответствии с характером зрительной работы; освещенность должна быть равномерной, без резких теней; между объектом различения и фоном, на котором рассматривается объект, должна быть некоторая контрастность; источник света не должен создавать бликов на объекте различения; источник света не должен ослеплять работающего; уровень освещенности рабочих поверхностей должен быть постоянным во времени; электроосветительные установки искусственного освещения должны быть безопасными при обслуживании.

Для искусственного освещения производственных помещений  выбираем следующие системы освещения: