187173. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a cukorgyártás energetikai és technológiai folyamatának intenzifikálására
A találmány a cukorgyártás energetikai és technológiai folyamatában az első és második szénsavazás paramétereinek javítására, a nyerslé tisztítása hatásfokának emelésére és a kalcium-karbonát hőbontásának eljárására vonatkozik. Ismeretes, hogy a cukorgyártásban a nyers cukoroldat, az ún. nyerslé tisztítására égetett meszet cs szén-dioxidot kell előállítani. A meszet mésztej formájában az elő- és főderítésnél két lépésben adják a nyersléhez és a megfelelő fizikai és kémiai folyamatok lejátszódása után ugyancsak két lépésben. az első és második szénsavazásnál széndioxiddal telítik a meszezett nyerslevet. A kalcium-karbon.': i csapadékra adszorbeálódik a cukor kristályosodását megakadályozó nemcukor anyagok egy része és így ezek a csapadék kiszűrésével vagy kiülepi lésével eltávolíthatók.. A szükséges meszet és szén-dioxidot a mészkő termikus bontásával állítják elő a cukorgyárakban, azonban az ennek folyamán a mészkőből keletkező szén-dioxid mennyisége mindig kevés az oldatban levő kalcium-hidroxidnak kalcium-karbonáttá való visszaalakítására. Ennek egyrészt az az oka, hogy a szénsavazóba vezetett szén-dioxidnak csak egy része kötődik meg, míg a másik része a léoszlopon átbuborékolva a szabadba távozik és ennek következtében a gázkihasználás csak 67-73%-os. A másik ok pedig az, hogy a mészkőbontás és a cukorgyártás egymástól részben független folyamat, mivel a meszet a nyerslé mennyiségének és az abban levő nem-cukor anyagok mennyiségének a függvényében kell adagolni, azaz az adagolt mész pillanatnyi értéke az átlagérték körül 5—10%-kal is ingadozhat. Annak érdekében pedig, hogy a változó mennyiségű meszet a szénsavazóban mindig biztonságosan ki lehessen szaturálni, azaz át lehessen alakítani kalcium-karbonáttá, az szükséges, hogy a szénsavazáshoz mindig rendelkezésre álljon a pillanatnyi maximális igénynek megfelelő mennyiségű széndioxid. így a fel nem használt szén-dioxid szabályozási veszteségként a szabadba távozik. E kétfajta veszteségforrás miatt a szénsavazáshoz elméletileg szükséges szén-dioxid mennyiségének az 1,4—1,6- szorosát kell megtermelni. Ennek biztosítására a cukorgyári mészkemencék általában koksztüzelésűek, mert a koksz elégése biztosítja egyrészt a mészkő termikus bontását, illetve az ahhoz szükséges hőt, másrészt fedezi a szén-dioxiddá alakulása révén a gázkihasználási és szabályozási veszteségeket. A felhasznált koksz mennyiségét a mészégetés hőigénye határozza meg, ami a cukoriparban általánosan használatos Eberhardt-rendszerű aknás kemencéknél átlagosan 5025 kJ/kg égetett mész értékű. Ez megfelel 8-9% mészkőre, illetve 18,5— 19,5% égetett mészre vetített fajlagos kokszfelhasználásnak. Ha viszont a répafeldolgozási kapacitás növekedése miatt a gyárak a saját termelésű mész mellett még vásárolt meszet is felhasználnak, a kokszfajlagos elérheti mészkőre számolva a 10—12%-ot is. Ebben az esetben már nem a mészégetés hőfelhasználása határozza meg a koksz mennyiségét, hanem a szükséges szén-dioxid iránti igény. A koksznak és különösen a többletkoksznak az alkalmazása a cukorgyártás költségeit jelentősen növeli, ugyanakkor a mészégetés és a szénsavazás 2 üzembiztonságát csökkenti. A fentiek miatt a cukorgyárakban elkerülhetetlen a mészkőbontási kapacitás bővítése, ami költséges beruházást igényel. További kedvezőtlen tulajdonsága a kokszüzemű mészkőbontásnak, hogy mindig keletkezik szén-monoxid, ami a szénsavazás hatékonyságát nagymértékben lerontja. Ugyanis 1% szén-monoxid tartalom a gázkihasználás értékét 5-10%-kal csökkenti. Emellett az általában szokásos 8-9% fajlagos kokszfelhasználás esetén a szénsavazóba vihető füstgáz szén-dioxid tartalma 28-32 tf% és a kokszmennyiség növelésével emelkedik ugyan a szén-dioxid abszolút mennyisége, azonban a füstgázban levő koncentrációja mégis csökken a szükséges égéslevegő hígító hatása miatt. Ennek a hátránya pedig ott jelentkezik, hogy a szénsavazón áthaladó füstgáz nagyjából az első szénsavazás 85-88 'C-os és a második szénsavazás 93-99 *C-os ' hőmérsékletére melegszik fel és vízgőzre nézve telítetté válik. Viszont a léből történő vízelpárolgás hűti a levet - amelynek a mértéke elérheti a 4-8 °C- os értéket is - és a kívánt hőmérséklet fenntartására így pótlólagos gőzfűtést kell alkalmazni. így a nagyobb mennyiségű füstgáz nagyobb vízelpárolgást, nagyobb hűlést eredményez és az ebből adódó hőveszteség a két szénsavazónál elérheti az 1-4 kg gőz/100 kg répa értéket, ami számottevő költségtöbbletet okoz. A szénsavazón áthaladó gázmenynyiséget tehát a mészadagolás mellett a szénsavazó gáz szén-dioxid koncentrációja és a gázkihasználási tényező határozza meg. Ha pl. a gázkihasználás 70%-ról 90%-ra emelkedik és a szén-dioxid koncentrációja 30%-ról 40%-ra nő, akkor a szénsavazóból távozó gáz mennyisége kb. a felére csökken és ennek megfelelően csökken a hűtési veszteség is. További lényeges hátrányai a kokszfelhasználásnak, hogy nem utolsó sorban drágább az egyéb energiahordozókhoz viszonyítva, a szállítás, rakodás, tárolás, töltés során pedig jelentős mértékű, 10-15%-os törmelékveszteség is jelentkezik, valamint a koksz hamutartalma a meszet közvetlenül szennyezi és a kemencében a töltet egyenlőtlen eloszlása túlégetést, illetve kiégetlen mészkődarabokat eredményez. A fentiek miatt ismeretesek ezért olyan törekvések, hogy a kalcium-karbonát hőbontásához a koksz helyett olajat vagy földgázt alkalmazzanak. Az e téren végzett kísérleteket és ezek tapasztalatait, valamint a kísérleti berendezéseket ismerteti pl. Krendel A. Sz.: Opüt perevoda izveszkoobzsigátelnüh pecsej na prirodnüj gaz. Szahamaja Promüslennoszt. 1965, 6, 441-448., Fil’sin V. E.: O rezsimé ekszpluatacii sahtnüh izvesztkovoobzsigátelnüh pecsej, otapliváemüh gazoobraznüm toplivom. Szahamaja Promüslennoszt. 1965, 8, 592-596. és az Amerikanischer Gas- und ölbefeuerter Hochleistungs-Kalkschachtofen. Zeitschrift für die Zuckerindustrie. XCII. 1967, 1, 29-30. közlemény. Ezek megegyeznek atekintetben, hogy általában javult a mészkemencék üzemelése a földgáz-tüzelés eredményeképpen, azonban igen hátrányos következményekkel jár a füstgáz kis szén-dioxid koncentrációja. Emellett egyik közlemény sem részletezi a földgáztüzelésnek a szénsavazásra gyakorolt hatását, így tudomásunk szerint üzemszerűen nagyméretű 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
