【正文】 水解液中含有催化劑、無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸和大顆粒雜質(zhì)和色素，必須除去進(jìn)行提純。一般用輕質(zhì)碳酸鈣脫去無(wú)機(jī)酸（生成硫酸鈣沉淀），再用活性炭（粉狀）脫去色素、膠體和大顆粒雜質(zhì)，其工藝流程見(jiàn)圖23。 圖23 中和脫色工藝流程圖經(jīng)中和脫色后的糖液，仍含有酸根、鈣、鎂等金屬離子及少量灰份、含氮物等雜質(zhì)，利用陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂的吸附和交換功能進(jìn)行多次離子交換處理（一般34次），方可除去上述絕大部分雜質(zhì)，得到純度很高的木糖漿液。一般用陽(yáng)—陰—陽(yáng)程序進(jìn)行離子交換脫酸，并除去糖液中的各種有害離子和雜質(zhì)，達(dá)到提純目的。其工藝流程見(jiàn)圖24。圖24 離子交換工藝流程圖離子交換脫酸提純用輔助材料主要是化學(xué)材料鹽酸、液體燒堿、硫酸等。主要用于交換樹(shù)脂的淋洗和再生，以保證離子交換樹(shù)脂的重復(fù)使用，這些材料的特性不再詳述，木糖生產(chǎn)中的廢水80%產(chǎn)生于離子交換工藝。經(jīng)過(guò)脫酸和離子交換工藝提純后的木糖液的濃度僅5%左右，必須經(jīng)蒸發(fā)濃縮將大部分水份蒸掉，得到濃度85%以上的糖膏，經(jīng)結(jié)晶后，才能得到成品木糖。一般須經(jīng)過(guò)三次蒸發(fā)過(guò)程才能獲得85%的糖膏，其工藝流程見(jiàn)圖25。圖25 蒸發(fā)濃縮工藝流程圖 蒸發(fā)工序是耗能最多工序，一般每噸成品木糖需經(jīng)蒸發(fā)蒸掉42 m3左右的水份，會(huì)消耗大量的蒸汽。按單效蒸發(fā)器效率，每蒸發(fā)1 m3水， m3蒸汽，因此僅蒸發(fā)工序每噸成品糖就消耗4650t蒸汽，耗煤量（標(biāo)煤）。經(jīng)過(guò)三次蒸發(fā)出來(lái)的木糖膏，折光85%，溫度83℃左右，形成飽和溶液，達(dá)到結(jié)晶條件，控制降溫速度一般1℃/h，使晶核逐漸長(zhǎng)大，糖膏變稠，溫度降到3545℃時(shí)，即可開(kāi)始用離心機(jī)分離，就可獲得結(jié)晶粉末狀成品木糖，經(jīng)烘干和冷風(fēng)降溫，%以下，即可包裝入庫(kù)。項(xiàng)目主要工藝技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表21。 表 21 主要工藝技術(shù)參數(shù)序號(hào)指標(biāo)名稱單位技術(shù)參數(shù)備注1日處理量：玉米芯噸1502有效生產(chǎn)時(shí)間天3303日工作時(shí)間小時(shí)244硫酸濃度％25水解溫度℃1066水解時(shí)間小時(shí)7脫色溫度℃758脫色時(shí)間分鐘459離子交換溫度℃253010結(jié)晶起始溫度℃8511結(jié)晶終點(diǎn)溫度℃4112結(jié)晶時(shí)間小時(shí)5613烘干溫度℃606514烘干時(shí)間分鐘5815蒸發(fā)溫度℃5016真空度Pa≥9017蒸汽壓力MPa18出品率%耗煤狀況從上述工藝可以看到在水解工序、蒸發(fā)工序、烘干工序都需消耗大量蒸汽。(1)水解工序：玉米芯水解需120℃左右溫度，在酸的催化下，在水溶液中才能水解出多縮戊糖，萃取出木糖液。一個(gè)水解周期一般需812個(gè)小時(shí)。水解一般是在單鍋中進(jìn)行，以一個(gè)18 m3容積的水解鍋為例，可獲得300400kg成品木糖，，（在工藝條件差的情況下最高消耗26t）。(2)蒸發(fā)工序：水解液含糖6%左右，經(jīng)離子交換后，濃度降至5%左右，生產(chǎn)中經(jīng)三次蒸發(fā)才能達(dá)到飽和結(jié)晶要求的85%糖膏，一次蒸發(fā)一般蒸到25%，噸糖需一次交換糖液（5%）42 m3以上，二、三次蒸發(fā)蒸三次離子交換液，噸糖需20% m3，蒸至85%左右，即每噸成品糖經(jīng)過(guò)三次蒸發(fā)共要蒸出42t左右水份。原來(lái)的蒸發(fā)設(shè)備多使用單效升降膜蒸發(fā)器，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備造價(jià)低，蒸發(fā)速度快，但蒸汽消耗高，每蒸1t水，理論上需1t飽和蒸汽。(3)，因此需烘干。(4)從以上三個(gè)工序計(jì)算，按噸標(biāo)煤實(shí)際產(chǎn)7t左右蒸汽計(jì)算，工藝技術(shù)差的廠家消耗可高達(dá)12t以上（2000年以前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家每生產(chǎn)一噸成品糖需耗90t蒸汽，即13t標(biāo)煤）。耗電狀況5000t/a木糖生產(chǎn)線電力設(shè)備裝機(jī)總?cè)萘?250Kw，環(huán)保處理設(shè)施裝機(jī)520Kw，總裝機(jī)量約1770Kw，平均單臺(tái)設(shè)備工作時(shí)間為20h/d，使用效率按80%計(jì)算，每日耗電將達(dá)到28320度，按每天產(chǎn)15t成品糖計(jì)算，則生產(chǎn)一噸成品糖平均耗電量為1888度。水消耗木糖生產(chǎn)耗水量較大，在不采取節(jié)水措施情況下，行業(yè)內(nèi)噸糖耗水平均在600m3左右。本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)上采取了部分節(jié)水措施，如蒸發(fā)系統(tǒng)冷卻水循環(huán)在交換工序使用等，使水耗降低了50%，噸糖耗水已經(jīng)降到了300 m3以內(nèi)。但在西部水資源緊缺的情況下，這個(gè)水耗顯然仍是很高的。綜上所述，項(xiàng)目的工藝技術(shù)是成熟可靠的，運(yùn)行兩年來(lái)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，綜合消耗指標(biāo)與同行業(yè)比較是不高的，但從其能耗來(lái)看，煤耗明顯偏高，特別是目前各種能源供應(yīng)緊張，煤價(jià)暴漲的現(xiàn)狀下，不能大幅度降低耗煤量，不僅會(huì)使木糖生產(chǎn)成本增高，對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展都是很不利的。 電耗雖在行業(yè)內(nèi)不算高，但采取節(jié)電措施還有較大的下降空間。 水耗雖然已降了一半，但從生產(chǎn)過(guò)程看，循環(huán)回收利用的空間仍然很大。 針對(duì)上述問(wèn)題分析，急需對(duì)本生產(chǎn)工藝存在的能耗高、水耗高、污染重的工序和工藝進(jìn)行全面改造，以實(shí)現(xiàn)本報(bào)告總論中提出的目標(biāo)。、輔助材料及燃料供應(yīng)5000t/a木糖生產(chǎn)線項(xiàng)目原輔材料年消耗量指標(biāo)見(jiàn)表22。表22 主要原輔材料消耗指標(biāo)序號(hào)名稱產(chǎn)品單耗年消耗量來(lái)源單位數(shù)額t/a1玉米芯噸1050000當(dāng)?shù)?硫酸噸1500外購(gòu)3熟石灰噸750外購(gòu)4活性炭噸450外購(gòu)5鹽酸（37%）噸3250外購(gòu)6燒堿（30%）噸4750外購(gòu)7純堿噸100外購(gòu)8酒精噸500外購(gòu)9編織袋萬(wàn)條4020 外購(gòu)10鹽噸250外購(gòu)（1）碳酸鈣分子式：CaCO3 碳酸鈣是一種白色輕質(zhì)粉末、無(wú)臭。，熔點(diǎn)1339℃，比表面積525m2/g ，pH10左右，難溶于水，遇水溶成碳酸氫鈣，再加熱煮沸，二氧化碳逸出，以析出碳酸鈣沉淀，能溶于酸類，放出二氧化碳呈放熱反應(yīng)，加熱85℃分解為二氧化碳和氧化鈣，在空氣中穩(wěn)定，有輕微吸濕能力。（2）鹽酸分子式：HCl 相對(duì)分子量：鹽酸是氯化物的水溶液，純鹽酸無(wú)色透明，是具有刺激性嗅味的液體，一般工業(yè)鹽酸含有鐵和氯等雜質(zhì)而呈黃色或黃氯色，（含鹽酸量為37%）有強(qiáng)烈腐蝕性，皮膚、纖維會(huì)被腐蝕，為極強(qiáng)的無(wú)機(jī)酸。（3）硫酸分子式：H2SO4 相對(duì)分子量：純硫酸為白色透明液體，沸點(diǎn)338℃（%），但沸點(diǎn)隨硫酸濃度變化而變化，高品硫酸的結(jié)晶溫度較低，如93%硫酸為35℃。硫酸是最活潑的無(wú)機(jī)酸之一，能以任何比例溶于水，并放出大量稀釋熱，引起爆炸。濃度低于76%的硫酸與金屬反應(yīng)放出氫。（4）燒堿（苛性鈉、氫氧化鈉）分子式：NaOH 相對(duì)分子量：40純的氫氧化鈉為無(wú)色透明液體，含有少量氯化鈉和碳酸鈉時(shí)為白色不透明固體，℃，沸點(diǎn)1390℃，易溶于水，并強(qiáng)烈放熱，呈強(qiáng)大性，在空氣中易吸濕溶解，逐漸變成碳酸鈉，也易溶于醇、甘油，不溶于丙酮、乙醚。本項(xiàng)目使用的燒堿液體含氫氧化鈉約30%。（5）脫色有活性炭質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：脫色力（吸附次甲基藍(lán)）：100mL/g PH：氯化物含量:≤%總鐵量: ≤%灰份含量: ≤5%酸中溶解物含量: ≤%水份含量: ≤10%水溶物含量: ≤%粒度:80100目5000t/a木糖生產(chǎn)線項(xiàng)目燃料動(dòng)力消耗與供應(yīng)情況見(jiàn)表23。表23 燃料動(dòng)力消耗指標(biāo)序號(hào)名稱產(chǎn)品單耗年消耗量來(lái)源單位數(shù)額5000t/a1煤噸945000外購(gòu)2電KWh18889440000武威市電力局3蒸汽噸324400自產(chǎn)4水噸6003000000地下水5000t/a木糖生產(chǎn)線項(xiàng)目主要工藝設(shè)備見(jiàn)表24。表24 主要工藝設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱單位數(shù)量備注一、上料1玉米芯輸送皮帶臺(tái)12振動(dòng)篩臺(tái)13玉米芯攪拌槽臺(tái)14玉米芯除水振動(dòng)篩臺(tái)15大傾角皮帶輸送機(jī)臺(tái)16洗滌水沉淀過(guò)濾池座6二、水解1水解鍋臺(tái)162清水池座53清水泵臺(tái)54洗水池座35洗水計(jì)量罐臺(tái)36洗水泵臺(tái)37酸水泵臺(tái)38酸水罐臺(tái)39水解計(jì)量罐臺(tái)310水解液池座4三、脫色、中和1中和罐臺(tái)62中和板框臺(tái)43中和儲(chǔ)池臺(tái)24中和泵臺(tái)25脫色罐臺(tái)66脫色儲(chǔ)罐臺(tái)47脫色濾機(jī)臺(tái)28脫色板框臺(tái)29脫色轉(zhuǎn)料泵臺(tái)8四、凈化（包括樹(shù)脂費(fèi)）1交換柱臺(tái)652流動(dòng)床套63液體儲(chǔ)池個(gè)304轉(zhuǎn)料泵臺(tái)305過(guò)濾設(shè)備套36靜態(tài)混合器套2五、蒸發(fā)系統(tǒng)1一蒸系統(tǒng)套12二蒸系統(tǒng)套13三蒸系統(tǒng)套1六、結(jié)晶系統(tǒng)1結(jié)晶罐臺(tái)162離心機(jī)臺(tái)203乙醇回收系統(tǒng)套14母液儲(chǔ)池座45烘干機(jī)套26振動(dòng)篩臺(tái)27乙醇使用系統(tǒng)套1七、排渣、烘渣系統(tǒng)1離心機(jī)臺(tái)82氣流烘干機(jī)套33水平皮帶輸送套14渣液池座45渣液泵座46脫渣板框臺(tái)4八、鍋爐16噸鍋爐臺(tái)1210噸鍋爐臺(tái)23軟水系統(tǒng)套2九、一次水及水處理1深井泵臺(tái)22水塔或水儲(chǔ)池套13水處理系統(tǒng)套14深井眼2廢氣本項(xiàng)目產(chǎn)生的廢氣主要為鍋爐燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣，其主要污染物為煙塵、二氧化硫及氮氧化物。，選用2臺(tái)10t/h和1臺(tái)6 t/h鍋爐供汽。鍋爐燃料使用煤。鍋爐煙氣主要污染物為SONO2和煙塵等。廢水廢水的主要來(lái)源為：（1）玉米芯與處理廢水；（2）板框式過(guò)濾機(jī)清洗廢水。（3）陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂清洗廢水。（4）離心機(jī)通過(guò)離心分離產(chǎn)生的廢水。（5）生產(chǎn)車(chē)間用于清洗地面的廢水和生活污水。5000t/。廢水中的主要污染物是COD、BODSS，不含有其它有害物質(zhì)。噪聲木糖生產(chǎn)線噪聲主要來(lái)自各種離心機(jī)、風(fēng)機(jī)、包裝機(jī)、水泵及運(yùn)輸車(chē)輛等，類比同類工程，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲強(qiáng)度一般在75105dB(A)之間。本工程主要設(shè)備噪聲強(qiáng)度見(jiàn)表25。表25 主要設(shè)備噪聲強(qiáng)度 單位：dB(A)序號(hào)噪聲源噪聲強(qiáng)度1引風(fēng)機(jī)951052板框壓濾機(jī)851053振動(dòng)篩80904離心機(jī)90955水泵85906包裝機(jī)8595固體廢物固體廢物的來(lái)源主要有以下幾部分：（1）原料預(yù)處理階段排放的玉米芯雜質(zhì)、霉變部分；（2）中和工段產(chǎn)生的硫酸鈣沉淀、上浮的渣；（3）板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾后的濾渣；（4）利用活性炭脫色后的廢活性炭渣；（5）燃煤鍋爐灰渣；（6）生活垃圾；（7）污水處理站污泥。各種固體廢物的產(chǎn)生量見(jiàn)表26。表 26 固體廢物產(chǎn)生量情況序號(hào)固廢名稱類別產(chǎn)生量（t/a）1玉米芯篩選廢渣一般固廢5002濾渣一般固廢426003廢活性炭一般固廢4504硫酸鈣沉渣一般固廢20825鍋爐灰渣一般固廢41306生活垃圾一般固廢777污泥一般固廢330合計(jì)50169由表26可知，5000t/a木糖生產(chǎn)線產(chǎn)生固體廢棄物為50169t/a，都屬于一般性固體廢物。廢氣108m3/a。煙氣經(jīng)過(guò)麻石水浴除塵脫硫裝置脫硫除塵處理后，煙塵、SO2和NO2的排放量分別為35t/a、排放濃度分別為100 mg/m144 mg/ mg/m3，均低于《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB132712001）中二類區(qū)的規(guī)定限值（煙塵：200mg/m3，SO2：900mg/m3），可以達(dá)標(biāo)排放。廢水木糖生產(chǎn)過(guò)程中全部廢水通過(guò)廠區(qū)管路系統(tǒng)收集后一同進(jìn)入污水處理站進(jìn)行集中處理。污水處理站主要包括預(yù)處理單元、ACS厭氧水解處理單元、AmOn好氧處理單元及污泥處理單元幾部分。經(jīng)處理后廢水污染物排放情況見(jiàn)表27。表27 廢水污染物排放情況表PHCODcrBOD5SSNH3N進(jìn)水（mg/L）3426出水（mg/L）698515409產(chǎn)生量（t/a）消減量（t/a）排放量（t/a）廢水經(jīng)過(guò)污水處理站處理后，污水中各項(xiàng)污染物濃度達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB89781996）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。