摘要
設計年產1000噸丙酮酸生產線公用工程部分,解決無菌空氣、冷凍水和蒸汽的供應問題,滿足工藝生產的需要。
結合工廠工藝設計中物料平衡和能量平衡的計算數據,根據給定的具體工藝要求,進行公用工程的配套設計和計算。在此基礎上繪制了流程圖,進行了通用設備選型和非標設備設計,還進行了公用工程的布置設計。通過對每種設備的比較和論證,選擇最合適的公用工程設備,從而優化資源配置,最大限度地減少對環境的汙染和能源的浪費。
關鍵詞:丙酮酸發酵工廠設計
1.1項目2簡介
1.1 .1建設項目名稱:2
1.1.2建設規模、生產方式和工作制度2
1.1.3選址及其自然條件2
1.1.4公共工程供應條件3
2.1丙酮酸發酵生產公用工程設計3
第二章空氣系統設計3
1.1空氣系統流程3
1.1.1空氣預處理3
1.1.2空氣消毒流程4
2.1空氣系統工藝計算5
2.1.1發酵車間6無菌空氣需求高峰
2.1.2發酵車間6年無菌空氣消耗量
3.1空氣系統設備選擇6
3.11袋式粗濾器6
3.1.2空氣壓縮機6
3.1.3旋風分離器7
3.1.4儲氣罐8
3.1.5目過濾器9
3.1.6總過濾器11
4.1設備安裝註意事項12
第三章蒸汽系統設計13
1.1蒸汽系統流量13
預處理1.1.1爐水13
1.1.2蒸汽系統流程圖15
2.1蒸汽系統計算15
3.1蒸汽系統設備選型16
3.1.1單流機械過濾器16
3.1.2逆流鈉離子交換器16
3.1.3除氧設備17
3.1.4臥式水火管鍋爐18
4.1設備安裝註意事項19
第四章冷凍水系統設計19
1.1冷凍水系統流量19
2.1冷卻水系統計算20
3.1冷凍水系統設備選型
3.1.1壓縮機21
3.1.2冷凝器21
3.1.3蒸發器22
4.1設備安裝註意事項22
第五章總結23
1.1結論23
第壹章項目概述
1.1項目簡介
1.1 .1建設項目名稱:
年產1000噸丙酮酸生產線工藝設計。
1.1.2建設規模、生產方式和工作制度
(1)建設規模:年產1000噸丙酮酸。
(2)原料葡萄糖經預熱器預熱,然後進行連續滅菌過程,制成滅菌培養基。將酵母和無菌培養基放入發酵罐中,通入無菌空氣進行發酵,然後從發酵液中提取丙酮酸晶體。
(3)工作制度:工作日300天,發酵、過濾兩班倒。
1.1.3選址及其自然條件
項目建設地點選在鄭州,其自然條件如下:
年平均氣溫16.3℃,歷年平均最高氣溫38℃
歷年平均最低氣溫-4.2℃,最熱平均相對濕度85%。
最冷平均相對濕度75%,年平均氣壓1016.5mp。
夏季平均氣壓1004.5mP,年平均風速3.6m/s。
年平均降水量1025.6毫米,最大日降水量219.6毫米。
1.1.4公共工程供應條件
公共工程的要求、條件和用量
無菌空氣
殺菌率> 99% 102.6立方米/分鐘
加熱蒸汽121℃,0.4mpa 2.5t/d
冷卻水18℃ 126.73 t/d
2.1丙酮酸發酵生產公共工程設計
工廠設計是所有專業設計師集體創作的過程。在設計過程中,各專業既分工又協作,其中生產工藝設計是工廠設計的核心,起主導作用,而公用工程設計(輔助生產工程設計)是保證工廠正常生產不可缺少的重要部分,按工藝專業的設計要求工作。它們相輔相成,構成工廠的各個部分,形成壹個有機的整體。為了充分發揮工藝專業的主導作用,工藝設計人員必須熟悉和了解各輔助專業的任務,明確不同的輔助專業應提供必要的工藝設計資料,並在設計過程中提出不同的要求,作為輔助專業設計的依據。同時,要利用輔助專業的設計成果為工藝設計服務。如有矛盾,應協商解決,確定合理的方案。這對保證設計質量,加快工程進度,保證工廠投產後良好的運營效果至關重要。另外,在壹些工廠特別是中小型工廠的新建和擴建中,由於技術力量不足,往往需要技術人員統籌考慮公共工程中的相關問題。
第二章空氣系統設計
1.1空氣系統流程
1.1.1空氣的預處理
空氣中的大多數微生物都附著在空氣中的塵粒上。提高壓縮前空氣潔凈度的主要措施是改善進氣口位置和加強吸入空氣的預過濾。
為了保護空壓機,往往在進氣口安裝粗濾器,過濾掉空氣中顆粒較大的灰塵,減少進入空壓機的灰塵和微生物的含量,減少壓縮機的磨損,降低主濾器的負荷,提高滅菌空氣的質量。對於這種預濾器,要求過濾效率高,阻力小,否則會增加壓縮機的吸氣負荷,降低壓縮機的排氣能力。通常使用袋式過濾器、填料過濾器、油浴過濾器和水霧過濾器。
為了節約成本,本設計采用袋式除塵器。
1.1.2空氣消毒過程
采用兩級冷卻加熱滅菌系統,其流程如圖1所示:
兩級冷卻殺菌工藝是壹種比較完善的空氣殺菌工藝,能適應各種氣候條件,能充分分離油水,使空氣在較低的相對濕度下進入濾網,提高過濾效率。該工藝的特點是兩次冷卻、兩次分離和適當加熱。兩次冷卻兩次油水分離的優點是可以提高傳熱系數,節約冷卻水,油水分離徹底。經第壹冷卻器冷卻後,大部分水和油已形成較大的液滴,適合用旋風分離器分離。第二個冷卻器會進壹步冷卻空氣,分離出壹部分較小的霧粒,所以宜用篩網分離器進行分離,這樣篩網可以分離較小的霧粒,分離效果高。第壹階段冷卻至30~35℃,第二階段冷卻至20~25℃。除去水分後,空氣的相對濕度仍為100%,必須通過篩網分離器後的加熱器加熱,使空氣中的相對濕度降低到50%~60%,才能保證過濾的正常運行[1]。
為了克服運輸過程中過濾介質的阻力,吸入的空氣必須用空氣壓縮機壓縮。空氣被壓縮後,溫度會明顯上升,壓縮比越高,溫度越高。如果將這種高溫壓縮空氣直接引入空氣過濾器,會造成過濾介質的碳化或燃燒,還會增加培養裝置的冷卻負荷,給培養溫度的控制帶來困難。同時,高溫空氣還會增加培養液中水分的蒸發,對微生物的生長也是不利的,所以需要對壓縮空氣進行冷卻。所以儲氣罐後面要裝壹個冷卻器,比如流程圖中的4和6。
根據公式(1):
(1)
當總氣壓p和含濕量χ壹定時,相對濕度φ隨Ps變化,但Ps是溫度的函數,所以φ隨溫度變化,即溫度升高,φ減小,反之亦然。如果溫度下降到露點,φ上升到100%,多余的水蒸氣會凝結成露珠沈澱,壓縮空氣中夾帶的油也會凝結。由此可見,冷卻後的空氣相對濕度增加,會析出水分,使過濾介質潮濕失效,所以壓縮後的濕空氣要脫水,同時由於空氣經過壓縮機後必然會攜帶潤滑油,所以除水的同時也要除油。因此,旋風分離器布置在5處,以從空氣中去除水和油。
介質過濾器是利用塊狀介質、粒狀介質、網狀介質或高分子材料網的慣性攔截作用,分離空氣中的水和油滴的方法。在各種介質過濾器中,篩網分離器的分離效率較高,對大於5μm的顆粒分離效果可達99%,對大於10μm的顆粒分離效果可達99.5%,並能去除部分2-5 μ m的細小顆粒,此外,其結構簡單,阻力小,在生產中應用廣泛。流程圖中的七個地方是壹個屏幕過濾器。
最後設置壹個主過濾器,也是工藝中最重要的過濾器,過濾掉空氣中大部分殘留的油、水和真菌,滿足所需無菌空氣的要求。
2.1空氣系統工藝計算
生產工藝基本數據:丙酮酸年產量1000t,產酸量72g/l,轉化率70%,提取率80%,雜菌率1%,年工作日300天,發酵周期64h,輔助時間8h,平均曝氣比1: 0.3。
2.1.1發酵車間無菌空氣高峰需求
Vmax=2×238.75+6×995=6247.5(立方米/小時)=1.74(立方米/秒)
2.1.2發酵車間無菌空氣年消耗量
v = 6×6.5×10-6+2×1.63×106 = 4.23×107(m3)
無菌空氣消耗量:(75×0.7×6+5×0.7×2)×0.3 = 102.6 m3/h
3.1空氣系統設備選擇
3.11袋式粗濾器
袋式過濾器的結構簡單。只要把濾布縫成和骨架形狀壹樣的袋子,緊緊地縫在骨架上,把造成短路的縫隙都縫上就行了。袋式除塵器的過濾效率和阻力損失取決於濾布的結構和面積。如果布料結實細密,過濾效率高,但阻力大。目前多采用合成纖維過濾布和無紡布。濾布應定期更換,以減少阻力,提高過濾效率。本設計采用合成纖維濾布,風速為2-2.5m/min,空氣阻力約為60-120mmHg。
3.1.2空氣壓縮機
發酵工業中常用的氣體輸送設備是低壓空氣壓縮機,用於提供發酵工業生產中所需的0.2~0.3MPa(表壓)的壓縮空氣。空壓站的主要供氣設備壹般采用渦輪空壓機或改進型往復式空壓機。將空氣壓縮到壹定壓力,通過空氣滅菌系統獲得壹定壓力的無菌空氣,用於深層培養。兩種空氣壓縮機的比較見表1。
壓縮機類型特性的優缺點
渦輪式供氣量大,出口壓力穩定,輸出壓縮空氣不含油霧,功耗小,結構緊湊,技術要求高。
乒乓球運動
運行時,氣體被加壓加熱,因此筒外應有冷卻裝置,容量範圍廣,價格較便宜,操作維護方便。出口氣流不穩定,油霧夾帶在擠出的氣體中。
表1兩臺空氣壓縮機的比較
由於渦輪空壓機輸出的壓縮空氣中沒有油霧,給後期的空氣殺菌帶來了極大的方便,簡化了空氣過濾系統,降低了部分成本,所以本次設計采用了渦輪空壓機。
無菌空氣消耗量:(75×0.7×6+5×0.7×2)×0.3 = 102.6 m3/h = 60.38 ACFM
渦輪空壓機初選,型號HP1.0,排量40acfm,兩臺並聯工作,40 ACFM×2 = 80 ACFM & gt;60.38acfm,所以滿足工藝生產的要求。
3.1.3旋風分離器
旋風分離器是壹種結構簡單、阻力小、分離效果好的氣固或氣液分離設備。空氣壹般以15-24m/s的流量切向進入旋風分離器,並做圓周運動。然而,油滴由於比空氣重得多,所以慣性力更大。因此,當空氣在分離器中做圓周運動時,油滴仍做直線運動,因此它們會沈降在旋風分離器的壁上。排氣口處的空氣速度為4-8m/s,旋風分離器內油和水滴的徑向速度與空氣速度的平方成正比,但隨著回轉半徑的增大而減小,所以旋風分離器入口管的截面積壹般較小,分離器的直徑也較小。但是,進氣速度越大,氣缸直徑越小,空氣阻力越大。
圖2旋風分離器
旋風分離器的壹般規模大致如下:
D1=0.4-0.6,L1=1-2D,2-3D,h=0.5D,b=0.2-0.25D,D2=0.2-0.35D
為方便起見,分離器的直徑d可通過以下公式粗略估算:
(2)
式(2)中,q為通過旋風分離器的空氣流量,m3/min。
通過旋風分離器的空氣流量Q=120m3/min。
D=0.1 =1.095m,所以d為1.1m。
d 1 = 0.5米l 1 = 2D = 2.2米L2 = 3.3米h = 0.5D米b = 0.5米b =0.2d米D2 = 0.2米= 0.2米
3.1.4儲氣罐
壓縮空氣冷卻到壹定溫度,除去油和水後,空氣的相對濕度仍為100%。如果不加熱,只要稍微降低溫度,水就會再次析出,使過濾介質變濕,降低或失去過濾能力。因此,冷卻除濕後的壓縮空氣必須加熱到壹定溫度,降低相對濕度後才能輸入過濾器。壓縮空氣加熱溫度的選擇對保證空氣幹燥和過濾器的殺菌效率至關重要。壹般來說,減濕後的溫度與增濕後的溫度的溫差約為10-15℃,可以保證相對濕度下降到壹定水平,滿足進入過濾器的要求。
空氣的加熱壹般是通過管式換熱器來實現的,壓縮機出來的空氣是脈動的,所以需要在過濾器前安裝壹個儲氣罐來消除脈動,保持罐壓的穩定。儲氣罐的作用不僅僅是穩定壓力,還可以使壹部分液滴在罐內沈降。儲氣罐的結構如下:
圖3儲氣罐結構圖
儲氣罐的容積計算如下:V=0.15v (3)。
式(3)中,v為儲氣罐的容積;V—壓縮空氣流量,m3/min。
儲氣罐體積v = 0.15v = 0.15×120 = 18 m3。
設儲氣罐圓筒部分的高徑比為2.5: 1。
規則
那麽D=2.09m,h = 2.5d = 5.23m。
3.1.5目過濾器
本設計中介質過濾器的過濾介質采用0.25mm×40目不銹鋼絲網,絲網介質層高度為150mm。示意圖如下:
圖4篩網過濾器結構圖
通過篩網的最大空氣流速:
(4)
式(4)中:ωmax-最大風速,m/s;ρp——液滴的比重,kg/m3;ρg——空氣的比重,kg/m3;k系數,0.107。
發現25℃時空氣的比重ρg為1.2×103 kg/m3,水滴的比重ρp為1.022 kg/m3。
那麽ω max = 0.107 = 3.12m/s。
篩網分離器的設計速度ω為上述最大空氣流量的75%,即:
ω設計= 0.75 ω最大值= 2.34m/s。
篩網分離器的直徑:
(5)
在公式(5)中,d是篩網分離器的直徑,m;v-氣體流量,m3/s
那麽絲網分離器的直徑d = = 0.977m。
3.1.6總過濾器
由於生產所需無菌空氣相對較高,從過濾效率和經濟適用方面考慮,本設計采用纖維介質深層過濾器,其結構示意圖如圖5所示:
圖5纖維介質深層過濾器
這種纖維介質深層過濾器通常為立式圓柱形,內裝過濾介質,空氣自下而上穿過過濾介質,達到殺菌的目的。
空氣過濾器的尺寸主要包括直徑d和有效過濾層高度l,其中d可由公式(6)得到:
(6) (6)
式(6)中,qν——流經過濾器的空氣體積流量,m3/s;
νs——空區空氣流速,米/秒
壹般空段風速v s可以是0.1-0.3m/s,根據作業流程設置為0.2m/s。
qν= 102.6立方米/分鐘=1.17立方米/秒
那麽d = = 2.73m。
過濾器有效過濾介質高度L的計算公式為:
規則
選擇棉纖維過濾器,選擇棉纖維直徑d=16μm,填充系數α=8%。
通風量為120m3/min,p=4kg/m3,發酵周期為72h。
假設進入過濾器的空氣含菌量為5000個/m3,空氣流速為0.2m/s
K'=0.135cm-1,回流率為0.1%。
那麽n 1 = 5000×120×60×72 = 2.592×109,N2=10-3。
過濾層厚度= 63.6厘米
4.1設備安裝註意事項
(1)儲氣罐上應安裝安全閥,底部應安裝排汙口。空氣在儲罐中的流動方向是從下往上,罐內要放置絲網除霧器。
(2)過濾器有效過濾介質高度L的確定通常以實驗數據為基礎,按對數穿透定律計算。但由於需要濾芯厚度、棉花用量過大、安裝困難、阻力損失大等因素,工廠往往采用活性炭作為中間體來改善這些因素。這不符合計算要求。壹般情況下,上下棉層的厚度為總濾層的1/4-1/3,中間活性炭層占1/3-1/2。鋪棉前,在下孔板上鋪壹層30-40目的金屬絲網和織物,有助於空氣均勻進入棉濾層。
第三章蒸汽系統設計
1.1蒸汽系統流程
1.1.1爐水的預處理
為了保證供熱系統的可靠、持久和安全運行,必須對供應給鍋爐房的水進行處理。鍋爐房使用的各種水源,無論是天然水還是自來水,都含有壹些雜質,不能直接用作鍋爐給水。它們必須經過處理並符合鍋爐給水質量標準才能供應給鍋爐,否則將影響鍋爐的安全經濟運行。因此,鍋爐房應配備水處理設備。
天然水(無論是地表水還是地下水)在自然界循環運動的過程中,溶解並混入了大量的雜質。這些雜質按顆粒大小可分為三類:最大的顆粒稱為懸浮物,其次是膠體,最小的是離子和分子,即溶解物質。懸浮物是指水流動時處於懸浮狀態的物質,其粒徑在10-4mm以上,可用濾紙分離。主要是粘土、沙子、植物殘渣、工業廢料等。
膠體物質是許多分子和離子的集合,粒徑在10.4 ~ 10.6 mm之間,水中的膠體物質包括鐵、鋁、矽等化合物,還有動植物生物的分解產物——有機物。
天然水中的溶解物質主要是鈣、鎂、鉀、鈉等鹽類和氧氣、二氧化碳等氣體。這些鹽在水中大多以離子狀態存在,粒徑小於10.6 mm,溶於水的氣體以分子狀態存在。
懸浮物會造成沈澱,汙染樹脂,堵塞管道。過多的懸浮物會使鍋爐水起泡。膠質物質會汙染樹脂,影響出水水質,進入鍋爐,產生大量泡沫,造成汽水上升。天然水中的懸浮固體和膠體物質通常在水廠中通過混凝和過濾來去除。如果這樣看起來很清楚,那麽仍然含有雜質的水就不經處理直接供給鍋爐,水中的壹些溶解鹽類(主要是鈣鎂鹽類)就會沈澱或濃縮。壹部分沈澱物是松散的,叫水渣;而另壹部分附著在受熱面內壁,形成堅硬致密的水垢。水垢的存在對鍋爐的安全經濟運行非常有害。
(1)鍋爐水過濾
工業鍋爐房用水壹般由水廠提供。如果原水懸浮物含量較高,為了減輕軟化設備的負擔,必須對原水進行過濾。懸浮物大於或等於5mg/L的原水應過濾至再生平穩的固定床離子交換器;當懸浮物含量大於或等於2mg/L時,進入逆流再生固定床離子交換器或浮動床交換器的原水應進行過濾;懸浮固體含量大於20毫克/升的原水或經石灰處理的水應在過濾前進行混凝和澄清。
(2)陽離子交換軟化
在水廠中,水中的懸浮固體和膠體物質通常通過沈澱、過濾和其他處理來去除。但水中仍存在硬度、堿度等雜質。為了滿足鍋爐給水水質的要求,需要對鍋爐給水進行處理。工業鍋爐房水處理的主要內容是軟化除氧,即去除水中的鈣鎂離子,降低給水含氧量。陽離子軟化法稱為陽離子軟化法,用不產生硬度的陽離子(如Na+、H+)代替水中的Ca2+、Mg2+,從而達到軟化水的目的。也稱為離子交換軟化。離子交換軟化是通過離子交換器實現的。
目前工業鍋爐水處理中使用最多的是鈉離子交換軟化。離子交換器裝有陽離子交換器。當原水流經鈉離子交換器時,交換器中的Na+與水中的Ca2+和Mg2+離子反應,使水軟化。鈉離子交換既能去除水中的暫時硬度,也能去除水中的永久硬度,但不能去除堿,因為構成天然水堿度主要部分的暫時硬度,按等質量法則轉化為鈉鹽nah co 3;另外,1mol Ca2+與2 mol Na+之間按等質量交換規律進行交換反應,增加了軟水中的含鹽量。
隨著交換軟化的過程,交換劑中的Na+逐漸被水中的Ca2+和Mg2+取代,交換劑逐漸由NaR型變為CaR2或MgR2型。當軟化水硬度超過壹定值,水質不符合鍋爐給水質量標準要求時,則認為交換器已經失效,應立即停止軟化,對交換器進行再生。
離子交換設備有很多種,包括固定床、浮動床和流動床。浮床和流化床離子交換設備適用於原水水質穩定、軟化水產量變化不大、可連續運行的場合,而固定床不需要滿足上述要求,是工業鍋爐房常用的軟化設備。
固定床離子交換設備可分為順流再生離子交換器和逆流再生離子交換器兩大類。
(3)鍋爐給水除氧
鍋爐金屬的腐蝕主要是電化學腐蝕。鍋爐的給水和爐水是電解質,因為鍋爐金屬壁中的雜質是陰極,從中獲得的電子會與爐水中的離子(如H+)結合,不斷被除去。
如果腐蝕產物(如Fe3+)積聚在陽極,或電子e積聚在陰極而未被清除,則兩電極間的電位差減小,使腐蝕減緩或停止。這種現象被稱為“兩極分化”。相反,消除極化(稱為“去極化”)會加速腐蝕。
pH & lt7點,水中H+較多,H+是陰極的去極化劑,會加速腐蝕。同時,酸性水會溶解金屬氧化物保護層,加速腐蝕。可以看出,為了避免和減少鍋爐金屬的電化學腐蝕,除了保持壹定的爐水堿度外,還需要對給水進行除氧。
1.1.2蒸汽系統流程圖
蒸汽系統的簡單流程圖如圖2所示:
圖6蒸汽系統流程示意圖
在設計蒸汽系統時,我們還應該考慮經濟性。在滿足用戶需求的前提下,供汽壓力越低越好。但是,我們仍然需要考慮蒸汽冷凝水回收系統所需的壓降。為了有效地利用燕汽的能量,往往先將高壓蒸汽通過汽輪機,再與汽輪機的乏汽壹起供給工廠生產;當汽輪機停止工作時,應有壹個減壓閥和壹個減溫器來保證低壓蒸汽系統的供汽。
2.1蒸汽系統計算
該過程需要使用121℃和0.4mPa蒸汽進行加熱。
每個發酵罐的蒸汽加熱階段所需的蒸汽量為g = 3887.6438+05 kg。
每個發酵罐的直接蒸汽加熱階段所需的蒸汽量為g' = 2139.53kg
考慮到5%的蒸汽損失,並且兩個發酵罐同時發酵,總蒸汽消耗量為:
g合計=(3887.15+2139.53)×2/0.95 = 12.696t/d。
3.1蒸汽系統設備選型
3.1.1單流機械過濾器
本設計采用的過濾設備是單流機械過濾器,因為它具有過濾管路系統簡單、運行穩定、價格低廉等優點。單流機械過濾器也是最簡單的過濾器。其簡單原理圖如圖3所示:
圖7單流機械過濾器
單流機械過濾體是壹個封閉的鋼制圓柱形容器,帶有進出水管。過濾器填充有過濾材料,例如石英砂、大理石和無煙煤。石英砂不適合過濾堿性水,因為石英砂溶於水產生的矽酸對鍋爐有害;無煙煤和大理石適合堿性水。濾料直徑為0.5 ~ 1.5 mm,過濾速度為4~5m/h,運行周期壹般為8h。
3.1.2逆流鈉離子交換器
由於逆流再生離子交換設備具有出水水質高、鹽耗低的優點,本設計采用逆流再生鈉離子交換器。其簡單原理圖如圖4所示:
圖8逆流再生離子交換設備
所謂“逆流再生”是指再生液的流向與水軟化操作的流向相反。通常,鹽溶液從交換器的下部進入,從上部排出。因此,新鮮再生液總是在交換器底部與未完全失效的交換器接觸,從而獲得高度再生。隨著再生液繼續向上流動,交換器的再生程度逐漸降低,但比並流再生過程慢得多(下層交換器的飽和度小於上層交換器,再生液中置換的Ca2+和Mg2+較少)。當再生液接觸到上部完全失效的交換器時,再生液仍有壹定的“新鮮度”,仍能起到還原作用,再生液可以得到充分利用[8]。
3.1.3除氧設備
根據氣體溶解定律,氣體在水中的溶解度與氣體在氣水界面的分壓成正比,與水溫成反比。當水在開放裝置中加熱時,隨著水溫的升高,氣水界面上的水蒸氣分壓增大,而其他氣體分壓減小。當水達到沸點時,水蒸氣在水界面上的分壓等於外壓,其他氣體的分壓趨於零,水中溶解氣體的含量趨於零。這就是熱力除氧的工作原理。
通過加熱除氧的設備稱為熱力除氧器。工業鍋爐房蒸汽鍋爐常采用常壓熱力除氧器,即除氧器內的壓力略高於大氣壓力(壹般為0.02MPa,工作溫度104℃),使逸出的氣體得以排出。
常用的噴射填料熱力除氧器如圖9所示。
圖9噴射填料除氣器
除氧器由除氧頭和除氧水箱組成。給水從除氧器頭部上部的進水管進入,進水管上連接有幾排噴嘴相互平行的噴水管,水通過噴嘴噴成霧狀,要求噴嘴入口壓力約為0.15-0.2MPa,除氧器頭部下部有兩層孔板,孔板之間裝有不銹鋼填料(也稱ω元件),霧化後的水滴通過填料層後落入水箱。
蒸汽從除氧器頭部下部的進汽管向上流動,分離出的氣體和部分蒸汽被頂部的錐形擋板偏轉,從排汽管排出。
給水在除氧器內通過噴淋加熱,表面積大,有利於水中氧氣的逸出,然後在填料層內以水膜的形式加熱,與蒸汽有充分的接觸,填料也有蓄熱的作用,除氧效果好,適應負荷波動。
3.1.4臥式水火管鍋爐
由於發酵車間所需蒸汽量不大,采用臥式水火管鍋爐比較合適。
臥式水火管鍋爐是將水管和火管結合在壹起的臥式外燃鍋爐。這種鍋爐是20世紀70年代在水平外燃回水管鍋爐的基礎上發展起來的自備鍋爐。目前在小型燃煤鍋爐的使用中占有很大比重。
本鍋爐的鍋筒和受熱面由鋼板焊接的底座支撐,爐排框架和通風裝置都在支撐結構中形成。鍋爐壁用蛭石磚保溫,加薄鐵皮,形成壹個整體鍋爐。因此,這種鍋爐也叫臥式快裝鍋爐。該快裝鍋爐結構緊湊,運輸方便,安裝簡單。與其他煙火管鍋爐相比,由於可以根據情況布置拱墻,所以爐內燃燒更好。同時,由於爐膛內煙氣流速較高,提高了火管的傳熱系數,減少了積灰。特別是在地板上加裝省煤器,降低了煙氣溫度,鍋爐效率可達75%以上。
4.1設備安裝註意事項
(1)當原水通過濾層的壓降達到0.05~0.06MPa時,應停止過濾器,進行反洗,將截留在濾料層中的汙泥沖走,恢復其工作能力。反洗強度為15l/(s?M2),沖洗時間為10min,最後沖洗至出水合格,即可再次過濾。
(2)排氣閥的開度應合適。過多會造成蒸汽浪費,過少會影響除氧效果。因此,需要通過反復調整來維持其最佳開度。
(3)為保證重要用戶的用汽量,設計中應考慮自動斷汽系統,以便在事故發生時按預定程序切斷非重要用戶的負荷。為了確認子系統的可靠性,應在日常生產中進行測試。
(4)設計蒸汽系統時,系統主管直徑應根據蒸汽發生設備的連續最大供汽量考慮,以便於今後工廠的擴建或適應生產的變化。