酒精發酵余熱回收利用
發布時間：2019-05-26 11:35
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一、 余熱熱源：
1、 實消發酵罐：產生的余熱有實消高溫冷卻水（可回收溫度60--96°C，產生于實消降溫階段的初始30分鐘）和實消尾汽（可回收溫度110--120°C，產生于實消保溫保壓階段）.
2、 連消發酵罐：產生的余熱有連消高溫冷卻水（可回收溫度40--50°C，產生于連消進料階段）和空消尾汽（可回收溫度110--120°C，產生于空消保溫保壓階段）
在進行余熱回收之前，上述熱量主要通過尾汽排空和冷卻水直接蒸發冷卻散入大氣環境，加重了環境熱污染和水資源浪費。
二、余熱回收措施：
1、消毒尾汽：（實消尾汽和空消尾汽）
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）、消毒尾氣與正常發酵排氣分離
氣—汽分離的目的是把消毒尾汽與正常發酵排氣進行分離，以提高廢汽利用溫度。氣—汽分離的實現是通過另外敷設一套獨立的高溫尾汽管道實現的，各發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：正常發酵時，主排氣閥打開，尾汽閥關閉；消毒操作時，主排氣閥關閉，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，低壓蒸汽沿切線進入容器，高溫水由容器底部排出。
2、高溫冷卻水：
發酵車間目前可回收高溫冷卻水有兩種溫度：實消降溫冷卻水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相變過程（固－液態轉化）中必須吸收或放出大量相變潛熱的物理現象進行能量的存儲和釋放。
相變蓄熱球是相變蓄熱產品和相變蓄熱應用工程中最基礎的結構產品。它以良好的熱傳導材料為載體，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，大大方便了產品的安裝和工程的實施，它可廣泛應用于各種蓄熱產品和場所，在相同的效能下，它比傳統的水蓄熱體積將縮小7倍以上。
典型的發酵實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消降溫過程中冷卻水的高溫部分導入低溫蓄熱罐（55°C）進行儲存，低溫部分直接并入冷卻循環水系統。
n 進料時，通過循環泵、換熱器，將儲存在低溫蓄熱罐的熱量取出，對培養基進行升溫預熱。
（2）、對40--50°C冷卻水采用熱泵制取70--85ºC高溫水用于相應工藝，同時冷卻水溫度降低10°C進入冷卻塔循環。
三、經濟效益
（1）、提高進料預熱溫度：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。