改造設(shè)備減少消泡劑用量節(jié)能降耗
來(lái)源:
2007年02月07日 09:44
100m3 通用式發(fā)酵罐(罐體尺寸~3800×8800)采用三級(jí)箭葉渦輪式攪拌器和單管通氣裝置,設(shè)置二檔中間軸承和底軸承。見(jiàn)圖2所示。改造制做為噴環(huán)式好氧發(fā)酵罐是在保留原罐體、換熱系統(tǒng)、機(jī)械密封和傳動(dòng)裝置的基礎(chǔ)上。在罐底制做安裝一套氣液噴射混合攪拌裝置和環(huán)流反應(yīng)器。將三級(jí)箭葉改為二級(jí)彎葉渦輪式攪拌器。并在攪拌軸上安裝兩級(jí)軸穩(wěn)定器。見(jiàn)圖l。100 m3噴環(huán)式好氧發(fā)酵罐的制造較同規(guī)模通用式發(fā)酵罐制造節(jié)約投資情況 100 m3噴環(huán)式好氧發(fā)酵罐配75—90千瓦電機(jī),較配ll5千瓦電機(jī)的同規(guī)模通用式發(fā)酵罐節(jié)省投資約0.4萬(wàn)元。經(jīng)測(cè)算,噴環(huán)式好氧發(fā)酵罐通風(fēng)攪拌系統(tǒng)較同規(guī)模通用式發(fā)酵罐相應(yīng)系統(tǒng)的制做節(jié)省不銹鋼材料約1噸,考慮加工費(fèi)用,約可節(jié)省投資3.7萬(wàn)元。即制做噴環(huán)式好氧發(fā)酵罐較通用式發(fā)酵罐投資費(fèi)用可降低約4萬(wàn)元。
機(jī)械消泡是依靠物理學(xué)的原理來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì),通常的做法是在攪伴軸的上部安裝消泡耙,利用機(jī)械外力將泡沫擊碎,達(dá)到消泡的目的,但消泡耙的消泡能力有限,不能有效的阻止泡沫的外溢,還需在罐外排尾氣的管道上加一旋風(fēng)分離器,利用離心力來(lái)處理回收泡沫,效果比較理想。常規(guī)的安裝方式是將回流管連接在發(fā)酵罐的上封頭上,已分離的發(fā)酵液在重力和回流管內(nèi)形成的負(fù)壓的作用下返到罐內(nèi)下部。利用發(fā)酵液在回流管內(nèi)形成一個(gè)液體密封,從而提高了分離效率,節(jié)約了消泡劑的用量,穩(wěn)定并提高了發(fā)酵放罐體積
我們知道,氣體在純水中鼓泡,生成的氣泡只能維持瞬間,其穩(wěn)定性等于零?這是由于其能學(xué)上的不穩(wěn)定和圍繞氣泡的液膜強(qiáng)度很低所致。而機(jī)械消泡的原理正是針對(duì)于此,就是利用一定的機(jī)械能量破壞其穩(wěn)定性,降低氣泡液膜的強(qiáng)度,從而達(dá)到破碎氣泡。要使氣泡獲得高的能量,就必須提高消沫槳的切線速度,同時(shí),由流體力學(xué)可知,向氣泡傳遞能量的物體速度方向投影面積不能太大,否則易造成二次渦流,形成新的氣泡。為此,我們?cè)诠迌?nèi)采用了安裝在攪拌軸上的圓盤針式消沫槳。機(jī)械消沫槳畢竟不能從根本上消除泡沫成因,同時(shí)由于受主軸攪拌轉(zhuǎn)速的限制,從系統(tǒng)的安全性考慮,我們?cè)诠摅w排風(fēng)結(jié)構(gòu)上也做了改進(jìn),同時(shí)在尾風(fēng)管道上安裝了旋液分離器。這樣便構(gòu)成了一套完善的消沫裝置(圖3)。
。目前,傳統(tǒng)的通用發(fā)酵罐均采用徑向流動(dòng)方式的圓盤渦輪槳,其主要缺點(diǎn)是全罐的混合性能差,能耗大,本文針對(duì)這些缺點(diǎn),采用一種新型軸流式攪拌槳一英力槳,改進(jìn)了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì),并結(jié)合凹面葉渦輪槳的組合應(yīng)用來(lái)獲得較好的氣液分散和整體混合效果。經(jīng)過(guò)改造,對(duì)連續(xù)l0罐75m,發(fā)酵罐中反應(yīng)物料的理化指標(biāo)進(jìn)行記錄和分析,乳酸含量從原來(lái)的1.1%左右下降到0.1%,攪拌槳槳徑由1.8m擴(kuò)大到2.2m,提高了發(fā)酵液的湍流系數(shù),但攪拌功耗卻有l(wèi) 0% 的下降。通過(guò)工藝參數(shù)的調(diào)整,谷氨酸發(fā)酵的終產(chǎn)物含量有望從9.7%提高到l0.7%,每年可多產(chǎn)出l萬(wàn)噸,年新增效益5700萬(wàn)元,年節(jié)能約300萬(wàn)kW .h,節(jié)能的費(fèi)用相當(dāng)于1/2的技術(shù)改造的投資。