2.5.4 Антинакипины

Оглавление

2.5.4 Антинакипины

Процесс сгущения очищенных сахарсодержащих соков на многокорпусной выпарной установке сопровождается отложением накипи (твердого минерального осадка) на внутренней поверхности нагрева выпарных корпусов, что приводит к нарушению теплового режима на всех стадиях технологического процесса, увеличению расхода топлива и снижению производительности завода. Для восстановления работоспособности выпарной установки в сезон производства применяется химическая очистка поверхности нагрева от накипи. Как правило, это требует временной остановки производства, что влечет дополнительные затраты на топливо, химические реактивы, трудовые ресурсы, приводит к увеличению количества вредных промышленных стоков, повышает потери сахара и свеклы.

1 кг сока, поступающий на выпарную установку, содержит 120-150 г сахарозы и 13-16 г несахаров, которые в основном являются потенциальными накипеобразователями. На такой установке выделяется накипь в количестве 10-60 г на 1 т сока, что составляет ежесуточное накопление накипи в количестве 40-240 кг на сахарном заводе мощностью 3000 т свеклы в сутки.

Количество накипи и её качественный состав изменяются в широких пределах. Причем это зависит от состава несахаров перерабатываемой свеклы, минерального состава известнякового камня и питательной воды, используемых в производстве, а также от соблюдения технологического режима.

Накипь по корпусам выпарной установки распределяется неравномерно. Как правило, толщина её составляет, мм : в первом корпусе 0,1 - 0,3 ; во втором - 1,8 - 2,0 ; в третьем - 2,5 - 3,0 ; в четвертом - 3,0 - 3,5 ; в концентраторе - 2,5 - 3,0.

Основные компоненты накипи : карбонаты, оксалаты, оксиды кальция, марганца, железа, алюминия, сульфаты, фосфаты, силикаты.

Очистка поверхностей нагрева выпарных аппаратов от накипи относится к трудоемким работам. Обычно очистку выпарной установки проводят 2 раза в течение производственного сезона по содово-солянокислотному способу путем кипячения в аппаратах раствора кальцинированной соды в течение 10-12 ч, а затем 1-2 %-ным раствором технической соляной кислоты в течение 1-2 ч.

Кальцинированная сода (Na₂CO₃) представляет собой прокаленную безводную угленатриевую соль - мелкокристаллический порошок белого цвета, растворимый в воде. Плотность соды 2480 кг/м³, насыпная масса 530 кг/м³, молекулярная масса 106,0, температура плавления 852^оС. В прокаленном продукте должно быть не менее 99 % углекислого натрия и не более 0,8 % хлоридов. Расход соды для сахарного завода мощностью 3000 т свеклы в сутки составляет примерно 20 т в сезон.

Техническая соляная кислота (HCl) представляет собой раствор в воде газообразного хлористого водорода, который получают из хлористого натрия при действии серной кислоты или электролитически (синтетическая соляная кислота).

Концентрированная техническая соляная кислота представляет собой прозрачную жидкость желтоватого или зеленовато-желтоватого цвета плотностью 1120-1190 кг/м³, молекулярная масса 36,47.

В своем составе наиболее употребляемая синтетическая кислота должна содержать не менее 31,5 % HCl, не более 0,005 % серной кислоты, не более 0,003 % железа.

Расход соляной кислоты для сахарного завода мощностью 3000 т свеклы в сутки составляет примерно 16 т в сезон.

Всё большее распространение находит бессодовый способ очистки поверхности нагрева выпарных аппаратов свеклосахарных заводов от накипи, предусматривающий её обработку кислотными растворами повышенной концентрации с применением ингибиторных добавок.

Ингибитор (от лат. Inhibec - сдерживать) - вещество, замедляющее химические реакции или прекращающие их ; применяется для замедления или предотвращения некоторых процессов, например, коррозии металлов, окисления и пр.

Действие ингибиторов сводится к торможениею анодных или катодных процессов или образованию защитной пленки, которая экранирует металлическую поверхность от коррозионной среды.

Применение ингибиторных добавок позволяет проводить очистку выпарной установки более концентрированными (4-8 %-ными) растворами соляной кислоты. Это обеспечивает хорошее растворение щавелевокислого кальция, который обычно не растворяется или является трудно растворимым соединением в 1-2 %-ных растворах соляной кислоты.

Освоено производство различных ингибиторных добавок, которые могут значительно понижать агрессивность кислотных растворов по отношению к металлам.

Ингибиторными свойствами обладают многие органические и неорганические соединения (амины, меркаптаны, производные мочевины, сульфидов, альдегидов, спиртовая барда и др.).

Актуальными являются способы предотвращения накипеобразования на выпарной установке без прекращения её работы. С этой целью за рубежом применяются различные препараты, добавляемые в направляемый на выпарную установку сок.

Для отечественной промышленности разработан препарат "Антинакипин И-17М", используемый для этих же целей. Максимальный эффект от применения этой присадки достигается при дозах 10-20 мг на 1 кг сгущаемого сока.