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節(jié)能工程設(shè)計改造
酒精發(fā)酵余熱回收利用
發(fā)布時間：2019-05-26 11:35
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一、 余熱熱源：
1、 實(shí)消發(fā)酵罐：產(chǎn)生的余熱有實(shí)消高溫冷卻水（可回收溫度60--96°C，產(chǎn)生于實(shí)消降溫階段的初始30分鐘）和實(shí)消尾汽（可回收溫度110--120°C，產(chǎn)生于實(shí)消保溫保壓階段）.
2、 連消發(fā)酵罐：產(chǎn)生的余熱有連消高溫冷卻水（可回收溫度40--50°C，產(chǎn)生于連消進(jìn)料階段）和空消尾汽（可回收溫度110--120°C，產(chǎn)生于空消保溫保壓階段）
在進(jìn)行余熱回收之前，上述熱量主要通過尾汽排空和冷卻水直接蒸發(fā)冷卻散入大氣環(huán)境，加重了環(huán)境熱污染和水資源浪費(fèi)。
二、余熱回收措施：
1、消毒尾汽：（實(shí)消尾汽和空消尾汽）
如上圖所示，該方案分兩個組成部分：罐頂消毒尾氣與正常發(fā)酵排氣分離；汽水直接換熱器熱能回收。
（1）、消毒尾氣與正常發(fā)酵排氣分離
氣—汽分離的目的是把消毒尾汽與正常發(fā)酵排氣進(jìn)行分離，以提高廢汽利用溫度。氣—汽分離的實(shí)現(xiàn)是通過另外敷設(shè)一套獨(dú)立的高溫尾汽管道實(shí)現(xiàn)的，各發(fā)酵罐消毒尾氣匯入集中熱回收管道輸送至汽水換熱器。通過手動截止閥切換控制氣、汽走向：正常發(fā)酵時，主排氣閥打開，尾汽閥關(guān)閉；消毒操作時，主排氣閥關(guān)閉，尾汽閥打開。
（2）、汽水直接換熱器
汽水直接換熱器是一種低溫水直接噴淋混合裝置，如下圖：低溫水由容器頂部噴淋，低壓蒸汽沿切線進(jìn)入容器，高溫水由容器底部排出。
2、高溫冷卻水：
發(fā)酵車間目前可回收高溫冷卻水有兩種溫度：實(shí)消降溫冷卻水60--96°C，連消高溫冷卻水40--50°C。
（1）、對60--96°C冷卻水采用蓄熱回收再利用：
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基本原理：
相變蓄熱是依靠物質(zhì)相變過程（固－液態(tài)轉(zhuǎn)化）中必須吸收或放出大量相變潛熱的物理現(xiàn)象進(jìn)行能量的存儲和釋放。
相變蓄熱球是相變蓄熱產(chǎn)品和相變蓄熱應(yīng)用工程中最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。它以良好的熱傳導(dǎo)材料為載體，填充不同的相變蓄熱材料，在保持良好的相變蓄熱性能的情況下，大大方便了產(chǎn)品的安裝和工程的實(shí)施，它可廣泛應(yīng)用于各種蓄熱產(chǎn)品和場所，在相同的效能下，它比傳統(tǒng)的水蓄熱體積將縮小7倍以上。
典型的發(fā)酵實(shí)消余熱回收和再用流程如下圖：
n 余熱回收：高溫冷卻水由溫度控制的電動三通閥將實(shí)消降溫過程中冷卻水的高溫部分導(dǎo)入低溫蓄熱罐（55°C）進(jìn)行儲存，低溫部分直接并入冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。
n 進(jìn)料時，通過循環(huán)泵、換熱器，將儲存在低溫蓄熱罐的熱量取出，對培養(yǎng)基進(jìn)行升溫預(yù)熱。
（2）、對40--50°C冷卻水采用熱泵制取70--85ºC高溫水用于相應(yīng)工藝，同時冷卻水溫度降低10°C進(jìn)入冷卻塔循環(huán)。
三、經(jīng)濟(jì)效益
（1）、提高進(jìn)料預(yù)熱溫度：從20°C升溫到50°C；
（2）、減少升溫蒸汽消耗量約25%；
（3）、投資回收周期：兩年。