CN102274655B - 生物质基发酵醪液用塔式过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了本发明的生物质基发酵醪液用塔式过滤装置，它包括相同的两个塔式过滤器，两个塔式过滤器的出料口各自通过其上装有阀门的管线与成熟醪收集罐的进口相连，成熟醪收集罐的出口通过其上装有离心泵的管线与成熟醪浓缩塔的进口相连，两个塔式过滤器的进料口各自通过其上装有阀门的进液管线与来自成熟醪液储罐的出料管相连，在每一个塔式过滤器内从上至下依次间隔设置有三级过滤单元，在每个塔式过滤器的塔体侧壁上开有人孔、顶壁上开有放空口并且在每一个所述的塔式过滤器的上封头和下封头处分别安装有压力检测表。采用本装置由于两个过滤器并联连接，可切换使用，维修简便，避免经常拆卸过滤器，保证系统能连续稳定安全运行，过滤效率高。

Description

生物质基发酵醪液用塔式过滤装置

技术领域

本发明涉及生物质（玉米或玉米秸秆、木薯等粮作物和非粮作物）发酵醪液的过滤装置，尤其涉及含有蛋白质等发酵过程产生的衍生物，有时是膏状或絮状性质的固含物过滤用的装置。

背景技术

生物质基发酵时常常生成蛋白质或其他生物衍生物，这些物质呈膏状或絮状存在于成熟醪液中。过滤醪液用的常规的过滤器如图1所示，它包括进出口、筒体4、上下筛板1和3、孔径120-200目的金属丝过滤网2。过滤时成熟醪液从过滤器顶部的进口进入过滤器，然后流经上筛板1，再经过滤网2过滤后，流经下筛板3，滤液聚集在过滤器底部，经过滤器底部的出口流出过滤器。

由于一般成熟醪的处理量都在500-600吨/小时的大流量，因此，如图1所示的常规设计方法和设备，很难满足大流量的成熟醪液过滤要求。常常是过滤网很快就被高速流入的液体冲烂，起不到过滤作用。由于图1所设计的过滤网2常常是120-200目的金属丝网编制的，发酵醪液中的膏状或絮状蛋白质或其他生物衍生物常常很难通过金属丝过滤网2，极易粘附在金属丝过滤网2和上筛板1上，影响后流程的成熟醪浓缩塔的正常操作。大大降低了工厂开工率和经济效益。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可以避免过滤网堵塞，过滤效率高，维修简便，保证系统能连续稳定安全运行的生物质基发酵醪液用塔式过滤装置。

本发明的生物质基发酵醪液用塔式过滤装置，它包括相同的两个塔式过滤器，所述的两个塔式过滤器的出料口各自通过其上装有阀门的管线与成熟醪收集罐的进口相连，所述的成熟醪收集罐的出口通过其上装有离心泵的管线与成熟醪浓缩塔的进口相连，所述的两个塔式过滤器的进料口各自通过其上装有阀门的进液管线与来自成熟醪液储罐的出料管相连，在每一个所述的塔式过滤器内从上至下依次间隔设置有三级过滤单元，其中一级过滤单元包括壳体，在所述的壳体顶部开有与塔式过滤器的进料口相连通的过滤进料口，在所述的壳体内从上至下依次间隔设置有第一级槽式液体分布器和第二级槽式液体分布器，所述的第一级槽式液体分布器包括一级支撑筛板，在所述的一级支撑筛板上安装有一级过滤网，在所述的一级支撑筛板的下方设置有多个一级槽，所述的第二级槽式液体分布器包括设置在所述的一级槽下方的二级槽，二级过滤单元为刺孔板波纹填料层，三级过滤单元包括支撑设置在塔式过滤器塔体内的二级支撑筛板，在所述的二级支撑筛板上从下至上依次安装有二级过滤网以及除沫网，在每个所述的塔式过滤器的塔体侧壁上开有人孔、顶壁上开有放空口并且在每一个所述的塔式过滤器的上封头和下封头处分别安装有压力检测表。

本发明方法的有益结果是：

由于两个过滤器并联连接，可切换使用，维修简便，避免经常拆卸过滤器，保证系统能连续稳定安全运行，过滤效率高；由于在过滤器中设计的二级槽式液体分布器的第一级槽式液体布水器设计有80-120目的过滤网和设置有孔径为2-10mm分布孔的一级槽，所以流到所述的第二级槽式液体分布器中的液体得到第一次过滤；液体从所述的第二级槽式液体分布器的二级槽流出后均匀分布到刺孔直径为4-5毫米的刺孔板波纹填料层表面，由于所述的刺孔板波纹填料层每对相邻的波纹方向相反，所以液体将沿着波纹方向在填料片表面呈“之”字形流动，直到流出整段刺孔板波纹填料层高度。流动过程中填料片上冲刺直径为4-5毫米的孔（按填料片总面积的4-6%开孔率）后凸出的部分和填料上凸出的波纹将对发酵醪液中的蛋白质等变性后生成的生物质絮状物或者膏状物起到阻滞作用而使之停留在所述的刺孔板波纹填料层中。所述的塔式过滤器中装填的刺孔板波纹填料层高度是经过实验确定的，所以800-1200毫米总填料层高度可以将绝大部分的膏状物和絮状物留在刺孔板波纹填料层中，这个过程被称之为第二级过滤；从刺孔板波纹填料层流出的含固形物很少的发酵醪液，再流经设计在填料层下部的除沫网和120-200目的过滤网，这样就可以保证发酵醪液流出所述的塔式过滤器后，再进入成熟醪收集罐的成熟醪液体基本不含絮状和膏状的固形物。这也就是所谓的第三级过滤。所述的两个塔式过滤器是通过控制阀门的开关实现切换使用。所述的塔式过滤器根据操作方便可在液体分布器安装高度附近开人孔，便于使用过的过滤器内的元器件在需要清洗时容易拆卸和清洗。在所述的塔式过滤器的上封头和下封头处分别安装压力检测表，以观测所述的塔式过滤器使用过程中刺孔板波纹填料层以上部分和刺孔板波纹填料层以下部分的压力差变化，当压力差值达到一定大时，需要通过控制与塔式过滤器进料口相连的阀门的开关切换到另一台塔式过滤器。同时检修清洗使用过的塔式过滤器。这样可以保证发酵醪液的过滤操作高效、安全、稳定、连续进行。经过所涉及的塔式过滤器后的发酵成熟醪液可以通过离心泵输送到发酵醪液浓缩塔中进行浓缩。

本发明的过滤方法与装置也可用于其他含颗粒、膏状或絮状物质的物料的过滤。

附图说明

图1为过滤醪液用的常规的过滤器的结构示意图；

图2为本发明的生物质基发酵醪液用塔式过滤装置示意图；

图3为图2所示的生物质基发酵醪液用塔式过滤装置的二级槽式液体分布器侧壁与槽底结构示意图；

图4为图3所示的生物质基发酵醪液用塔式过滤装置的二级槽式液体分布器的一级槽结构前视示意图；

图5为图3所示的生物质基发酵醪液用塔式过滤装置的二级槽式液体分布器的二级槽结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作以详细描述。

如图2所示的生物质基发酵醪液用塔式过滤装置，它包括相同的两个塔式过滤器17、18，所述的两个塔式过滤器的出料口各自通过其上装有阀门的管线与成熟醪收集罐20的进口相连，所述的成熟醪收集罐的出口通过其上装有离心泵21的管线与成熟醪浓缩塔22的进口相连，所述的两个塔式过滤器的进料口9、8各自通过其上装有阀门6、7的进液管线与来自成熟醪液储罐的出料管5相连，在每一个所述的塔式过滤器内从上至下依次间隔设置有三级过滤单元，其中一级过滤单元包括壳体，在所述的壳体顶部开有与塔式过滤器的进料口相连通的过滤进料口，在所述的壳体内从上至下依次间隔设置有第一级槽式液体分布器10和第二级槽式液体分布器11，所述的第一级槽式液体分布器包括一级支撑筛板29，在所述的一级支撑筛板上安装有一级过滤网28，在所述的一级支撑筛板的下方设置有多个一级槽，所述的第二级槽式液体分布器包括设置在所述的一级槽下方的二级槽，二级过滤单元为刺孔板波纹填料层12，三级过滤单元包括支撑设置在塔式过滤器塔体内的二级支撑筛板15，在所述的二级支撑筛板15上依次安装有二级过滤网14以及除沫网13，在每个所述的塔式过滤器的罐体侧壁上开有人孔25、顶壁上开有放空口并且在每一个所述的塔式过滤器的上封头和下封头处分别安装有压力检测表24、27。所述的放空口与其上安装有放空阀23的放空管线相连。

优选的所述的一级过滤网的网孔孔径为80-120目，每个所述的一级槽在槽壁和两侧开有10-1000个孔径为2-10mm的分布孔。可以对成熟醪液进行第一次均匀分布。优选的所述的一级槽为通过连接架相连的并且其侧壁上开有多个一级分布孔的多个U形管，所述的多个U形管的轴线沿竖直方向设置，所述的连接架上开有架体分布孔并且连接在壳体内壁上。

优选的所述的二级槽为多个通过连接壁彼此相连的U形槽，在所述的U形槽槽壁和连接壁上开有10-1000个孔径为2-10mm分布孔。可以对成熟醪液进行第二次更均匀分布。

优选的所述的刺孔板波纹填料层中的规整板波纹填料的刺孔直径为4-5毫米，刺孔的开孔率占规整板波纹填料片总面积的4-6%。可以对发酵醪液中的蛋白质等变性后生成的生物质絮状物或者膏状物起到阻滞作用，从而使之停留在所述的刺孔板波纹填料层12中。

优选的所述的二级过滤网的网孔孔径为120-200目。

本发明在实际应用过程中，可以与原料灌、蒸馏塔、冷凝器和接收罐等一起构成产品回收系统(原料罐与成熟醪液储罐出口管道相连，去醪液浓缩塔管道与蒸馏塔、冷凝器和接收罐等相)。

如图2、3、4所示，本生物质基发酵醪液用塔式过滤装置的工作流程为：所述的来自成熟醪液储罐的成熟醪液经所述的醪液储罐出料管5，阀门6，塔式过滤器17的进料口9，进入第一级槽式液体分布器10，经所述的第一级槽式液体分布器10中80-120目的过滤网28、支撑筛板29和设置有孔径为2-10mm分布孔的一级槽30，成熟醪液得到第一次过滤。醪液粒径较大的颗粒状或膏状蛋白质或其他生物衍生物可以被滤除。经第一次过滤后成熟醪液由所述的一级槽30的一级分布孔32进入所述的第二级液体分布器11，由所述的第二级液体分布器11中的二级槽31上的分布孔33流出后均匀分布到刺孔直径为4-5毫米的刺孔板波纹填料层12表面，由于所述的刺孔板波纹填料层12每对相邻的波纹方向相反，所以液体将沿着波纹方向在填料片表面呈“之”字形流动，直到流出整段所述的刺孔板波纹填料层高度h。流动过程中，填料片上冲刺直径为4-5毫米的孔（按填料片总面积的4-6%开孔率）后凸出的部分和填料上凸出的波纹将对发酵醪液中的蛋白质等变性后生成的生物质絮状物或者膏状物起到阻滞作用，从而使之停留在所述的刺孔板波纹填料层12中。所述的塔式过滤器17或18中装填的刺孔板波纹填料层高度是经过实验确定的，所以800-1200毫米总填料层高度可以将绝大部分的膏状物和絮状物留在刺孔板波纹填料层12中，这个过程被称之为第二级过滤；从所述的刺孔板波纹填料层12流出的含固形物很少的发酵醪液，再流经设计在刺孔板波纹填料层12下方的除沫网13和孔径为120-200目的二级过滤网14和二级支撑筛板15，这样就可以保证发酵醪液流出所述的塔式过滤器17后，再进入所述的成熟醪收集罐20的成熟醪液体基本不含絮状和膏状的固形物，这也就是所谓的第三级过滤。所述的两个塔式过滤器17和18是通过控制阀门6和7的开关实现切换使用的。所述的塔式过滤器17和18上开有人孔25，便于使用过的过滤器内的元器件在需要清洗时容易拆卸和清洗。在所述的塔式过滤器17和18的上封头和下封头分别设计压力检测表24和26，以观测所述的塔式过滤器17或18使用过程中所述的刺孔板波纹填料层12以上部分和所述的刺孔板波纹填料层12以下部分的压力差变化，当压力差值达到一定大时（通常控制在约0.01MPa），需要通过控制与所述的塔式过滤器17进料口9相连的阀门6的开关切换到另一台塔式过滤器18。此时只需将与所述的备用的塔式过滤器18进料口8以及滤液出口连接的阀门7和19依次打开，将来自成熟醪液储罐的成熟醪液切换至并行的所述的塔式过滤器18和管道中，将与待维修的塔式过滤器17进料口9相连的阀门6关闭，将与所述的待维修的塔式过滤器17的滤液出口27连接的阀门16关闭，然后将所述的待维修的塔式过滤器17顶端的放空阀23打开，同时检修清洗使用过的所述的塔式过滤器17，将所述的塔式过滤器17中的元器件从所述的人孔25取出，检修清洗后在装回塔式过滤器17，闭合所述的人孔25，这样塔式过滤器17即成为备用的塔式过滤器。当塔式过滤器18需要检修清洗时，又可将来自成熟醪液储罐的成熟醪液切换至塔式过滤器17。这样循环切换使用，可以保证发酵醪液的过滤操作高效、安全、稳定、连续进行。经过所述的塔式过滤器17或18后的发酵成熟醪液可以通过离心泵21输送到发酵醪液浓缩塔22中进行浓缩。

Claims (5)

1.生物质基发酵醪液用塔式过滤装置，其特征在于：它包括相同的两个塔式过滤器，所述的两个塔式过滤器的出料口各自通过其上装有阀门的管线与成熟醪收集罐的进口相连，所述的成熟醪收集罐的出口通过其上装有离心泵的管线与成熟醪浓缩塔的进口相连，所述的两个塔式过滤器的进料口各自通过其上装有阀门的进液管线与来自成熟醪液储罐的出料管相连，在每一个所述的塔式过滤器内从上至下依次间隔设置有三级过滤单元，其中一级过滤单元包括壳体，在所述的壳体顶部开有与塔式过滤器的进料口相连通的过滤进料口，在所述的壳体内从上至下依次间隔设置有第一级槽式液体分布器和第二级槽式液体分布器，所述的第一级槽式液体分布器包括一级支撑筛板，在所述的一级支撑筛板上安装有一级过滤网，在所述的一级支撑筛板的下方设置有多个一级槽，所述的第二级槽式液体分布器包括设置在所述的一级槽下方的二级槽，二级过滤单元为刺孔板波纹填料层，三级过滤单元包括支撑设置在塔式过滤器塔体内的二级支撑筛板，在所述的二级支撑筛板上从下至上依次安装有二级过滤网以及除沫网，在每个所述的塔式过滤器的塔体侧壁上开有人孔、顶壁上开有放空口并且在每一个所述的塔式过滤器的上封头和下封头处分别安装有压力检测表。

2.根据权利要求1所述的生物质基发酵醪液用塔式过滤装置，其特征在于：所述的一级过滤网的网孔孔径为80-120目，每个所述的一级槽在槽壁和两侧开有10-1000个孔径为2-10mm的分布孔。

3.根据权利要求1所述的生物质基发酵醪液用塔式过滤装置，其特征在于：所述的一级槽为通过连接架相连的并且在其侧壁上开有多个一级分布孔的多个U形管，所述的多个U形管的轴线沿竖直方向设置，所述的连接架上开有架体分布孔并且连接在壳体内壁上，所述的二级槽为多个通过连接壁彼此相连的U形槽，在所述的U形槽槽壁和连接壁上开有10-1000个孔径为2-10mm的分布孔。

4.根据权利要求1所述的生物质基发酵醪液用塔式过滤装置，其特征在于：所述的刺孔板波纹填料层中的规整板波纹填料的刺孔直径为4-5毫米，刺孔的开孔率占规整板波纹填料片总面积的4-6%。

5.根据权利要求1所述的生物质基发酵醪液用塔式过滤装置，其特征在于：所述的二级过滤网的网孔孔径为120-200目。

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