CN103418204B - 生物好氧发酵罐尾气处理的工艺及其设备系统 - Google Patents

Abstract

一种生物好氧发酵罐尾气处理的工艺及其设备系统，工艺包括：发酵罐开始工作时，打开自动控制的开关阀I(3)，自动调节排气管上的调节阀(2)的开启度，维持发酵罐所需的压力；发酵罐尾气进入气液分离器(1)，液体从分离器下出口排回到发酵罐，还夹带有细小雾沫和活菌的气体从分离器上部出口排到尾气洗涤塔(4)；进入洗涤塔的尾气与碱液在填料中逆向连续接触，实现传质、气体洗涤操作，喷淋的碱液返回洗涤塔下部的碱液槽内，洁净的气体通过洗涤塔上部排空口排至大气。本发明的优点：自动化控制、连续操作、传质效率高、安全可靠；采用不锈钢材质，可满足生物好氧发酵生产的卫生、防腐和耐高温杀菌的要求。

Description

生物好氧发酵罐尾气处理的工艺及其设备系统

技术领域

本发明涉及到微生物发酵及其相关领域，特别是一种用于生物好氧发酵罐尾气处理的工艺及其设备系统。

背景技术

在各种生物好氧发酵过程中，发酵罐尾气是不可避免要排放出来的，特别是在氨基酸发酵行业，随着高产酸和高转化率菌种的应用，通气量越来越大，菌种的敏感性和易染菌性增高，因而对周围环境的要求非常苛刻。所以对发酵罐排放出来的尾气中的活菌体及有害物质进行有效的去除，是保障安全进行生物好氧发酵生产过程中的关键因素之一。而且尾气中夹带有大量的液沫，如果处理不当，势必会将大量液沫带出，即称之为“逃液”，一方面会造成环境的污染，严重时造成发酵染菌，另一方面减少了发酵液的容量，降低了产量。在高通气量的生产工况下，产生的负面影响愈加明显。因此，高效安全的尾气处理系统是生物好氧发酵生产过程、产品质量和生产环境安全的可靠保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物好氧发酵罐尾气处理的工艺及其设备系统，本系统安全可靠，自动化程度高，处理能力大而且可调节，提高设备的利用率，满足生物好氧发酵生产的卫生、防腐和耐高温杀菌的特殊要求。

为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

这种生物好氧发酵罐尾气处理的工艺，它包括以下步骤：

1)发酵罐开始工作时，打开自动控制的开关阀Ⅰ3，根据发酵罐的通气量和罐内压力的要求，自动调节排气管上的自动调节阀2的开启度，使排出的气量与进气量平衡，维持发酵罐所需的压力；

2)发酵罐尾气进入气液分离器1，液体从气液分离器下排液口排回到发酵罐，还夹带有细小雾沫和活菌的气体从气液分离器上部出口排到尾气洗涤塔(4)；

3)尾气进入尾气洗涤塔之前，先开启碱液供给泵11，将配好的碱液打到洗涤塔下部的碱液槽5内，达到设定的高液位后自动关闭进碱液的自动开关阀Ⅱ6；

4)当发酵罐开始通气时即开启碱液喷淋泵8，使进入洗涤塔的尾气与碱液在填料中逆向连续接触，实现传质、气体洗涤操作，喷淋的碱液返回洗涤塔下部的碱液槽内，洁净的气体通过洗涤塔上部排空口排至大气；

5)发酵结束后关闭碱液喷淋泵8，打开洗涤塔下部碱液槽5排出管上自动开关阀Ⅲ9，将碱液排到碱液回收罐10中,碱液槽5排空后自动关闭自动开关阀Ⅲ9；

6)碱液回收罐10的出口接碱液供给泵11的进口，碱液回收罐回收的碱液中沉淀物积累到一定量后，打开开关阀Ⅴ12，排出沉淀物。

这种用于生物好氧发酵罐尾气处理工艺的设备系统，它包括：气液分离器1，气液分离器上部排气口装一个自动调节阀2，该阀门另一端接开关阀Ⅰ3，开关阀Ⅰ3另一端接尾气洗涤塔4入口；气液分离器1下部排液口接入发酵罐回液口；尾气洗涤塔上部出口接大气排空；尾气洗涤塔下部碱液槽5进口管接一个自动开关阀Ⅱ6，自动开关阀Ⅱ6另一端接碱液供给泵11；碱液槽出口管接开关阀Ⅳ7，该开关阀Ⅳ7另一端接管道过滤器13，管道过滤器另一端接碱液喷淋泵8，该泵另一端接至尾气洗涤塔液体分布器入口；碱液槽1另一出口管接一个自动开关阀Ⅲ9，该阀门另一端接碱液回收罐10，碱液回收罐出口接碱液供给泵11，碱液回收罐排空口连接开关阀Ⅴ12。

设备系统中气液分离器可以采用以下结构：它包括：筒体1-4，筒体的顶部设有锥形封头1-2，封头中心设有一排气管1-1，排气管下部位于筒体内，筒体上部沿筒体切线方向设有进气管1-3，位于筒体内部的排气管上连接有螺旋导流带1-5，筒体下部连接有锥体1-6，锥体底部设有排液口1-8。

所述的锥体1-6底部的内壁上焊接有漩涡消除器1-7，该漩涡消除器为十字交叉式档板。

所述的螺旋导流带焊于排气管的外壁，与筒体的内壁间距为2mm-8mm。

所述的螺旋导流带可以为旋转2圈。

以进气管与筒体相切点为螺旋导流带的起点。

锥形封头带有折边，顶角为90°～120°。

设备可采用不锈钢制造,内壁进行抛光处理。

碱液回收罐接碱液供给泵，碱液回收罐的出口在碱液回收罐的直筒段下部。

本发明的优点是：连续操作，处理能力大，分离效率高，适用于气量波动大的工况，采用不锈钢材质，可满足生物好氧发酵的卫生、防腐和耐高温的各种要求。

本系统处理尾气量可在400m3/h～12000m3/h；

附图说明

图1：本发明的工艺流程示意框图

图2：本发明的设备系统示意图

图3：图2中气液分离器总装配图

图4：图3的俯视图

图5：图3中的锥形封头

图6a：图3中的漩涡消除器的主视图

图6b：图6a的俯视图

图1、图2中，1、气液分离器，2、自动调节阀，3、自动开关阀Ⅰ，4、尾气洗涤塔，5、碱液槽(碱液槽5为尾气洗涤塔4的构成部份，位于洗涤塔的下部)，6、自动开关阀Ⅱ，7、开关阀Ⅳ，8、碱液喷淋泵，9、自动开关阀Ⅲ,10、碱液回收罐，11碱液供给泵，12、开关阀Ⅴ，13、管道过滤器。

图3、图4、图5、图6a、图6b中：1-1为排气管，1-2为锥形封头，1-3为进气管，1-4为筒体，1-5为螺旋导流带，1-6为锥体，1-7为漩涡消除器，1-8为排液口，

具体实施方式

实施例1

气液分离器进气口与发酵罐排气管相连，排气口接入尾气洗涤塔内，尾气洗涤塔安置在厂房屋面上。

气液分离器采用本设备系统中的专用气液分离器；

尾气洗涤塔采用了专利号为201220230187.0的尾气洗涤塔。

操作步骤如下：

1、发酵罐开始工作时，打开自动开关阀I 3，根据发酵罐的通气量和罐内压力的要求，自动调节排气管上的自动调节阀2的开启度，使排出的气量与进气量平衡，维持发酵罐所需的压力；

2、夹带有大量液沫的发酵尾气进入气液分离器1，沿切线进入筒体的气液两相物料，高速做圆周运动，进入螺旋导流带后，沿导流带做螺旋运动,在螺旋运动过程中，靠离心力的作用，大颗粒的液体甩向筒壁，一部分沿导流带与筒壁间的缝隙掉落，另一部分沿导流带滑落；小颗粒液滴继续沿导流带随气流旋转，并逐步分离，直至导流带末端；

分离后的液体沿锥底下行，通过排液口排出；下旋的气体速度逐渐减小，到达漩涡消除器后转向上行，从排气口排到尾气洗涤塔4。

锥体底部的漩涡消除器有效的阻止了气流的旋转，避免分离下来并聚集在底部的液体或液沫被上升的气流重新带走；

3、尾气进入洗涤塔之前，先开启碱液供给泵11，将配好的浓度为5％的碱液打到洗涤塔下部的碱液槽5内，当达到槽内设置好的液位后自动关闭自动开关阀Ⅱ6后待用；

4、当发酵罐开始通气时即开启洗涤塔的碱液喷淋泵8，使进入洗涤塔的尾气与碱液气液两相在填料中逆向连续接触，实现传质、气体洗涤操作，喷淋的碱液将尾气中的雾沫带回碱液槽5，同时也杀死了尾气夹带的活菌，洁净的气体通过洗涤塔上部排空口排至大气；阀门Ⅳ7为常开阀门，管道过滤器13可滤去碱液中的杂质。

5、发酵结束后关闭碱液喷淋泵8，打开洗涤塔下部碱液槽5排出管上自动开关阀Ⅲ9，将碱液排到碱液回收罐10中。当液位计测到碱液全部排空后，自动关闭自动开关阀Ⅲ9，等待下一次进料。

6、碱液回收罐10回收的碱液洗涤下来的沫液会沉淀到罐的底部，为防止沉淀物再被打到洗涤塔下部碱液槽5中，碱液回收罐10出口位置设置在罐的直筒段下部，使沉淀物不被抽出。回收罐最低点设排污用开关阀Ⅴ12，待沉淀物积累到一定量后，打开开关阀Ⅴ12，排出沉淀物。

本发明实施后，最终尾气排出气体颗粒≤0.5微米，雾沫和活菌去除率达到99％。

本系统处理尾气量可在400m3/h～12000m3/h。

Claims (10)

1.一种生物好氧发酵罐尾气处理的工艺，其特征在于：它包括以下步骤：

1)发酵罐开始工作时，打开自动控制的开关阀Ⅰ(3)，根据发酵罐的通气量和罐内压力的要求，自动调节排气管上的自动调节阀(2)的开启度，使排出的气量与进气量平衡，维持发酵罐所需的压力；

2)发酵罐尾气进入气液分离器(1)，液体从气液分离器下排液口排回到发酵罐，还夹带有细小雾沫和活菌的气体从气液分离器上部出口排到尾气洗涤塔(4)；

3)尾气进入尾气洗涤塔之前，先开启碱液供给泵(11)，将配好的碱液打到洗涤塔下部的碱液槽(5)内，达到设定的高液位后自动关闭进碱液的自动开关阀Ⅱ(6)；

4)当发酵罐开始通气时即开启碱液喷淋泵(8)，使进入洗涤塔的尾气与碱液在填料中逆向连续接触，实现传质、气体洗涤操作，喷淋的碱液返回洗涤塔下部的碱液槽内，洁净的气体通过洗涤塔上部排空口排至大气；

5)发酵结束后关闭碱液喷淋泵(8)，打开洗涤塔下部碱液槽(5)排出管上自动开关阀Ⅲ(9)，将碱液排到碱液回收罐(10)中,碱液槽(5)排空后自动关闭自动开关阀Ⅲ(9)；

6)碱液回收罐(10)的出口接碱液供给泵(11)的进口，碱液回收罐回收的碱液中沉淀物积累到一定量后，打开开关阀Ⅴ(12)，排出沉淀物。

2.一种用于权利要求1所述的生物好氧发酵罐尾气处理工艺的设备系统，其特征在于：它包括：气液分离器(1)，气液分离器上部排气口装一个自动调节阀(2)，该阀门另一端接开关阀Ⅰ(3)，开关阀Ⅰ(3)另一端接尾气洗涤塔(4)入口；气液分离器(1)下部排液口接入发酵罐回液口；尾气洗涤塔上部出口接大气排空；尾气洗涤塔下部碱液槽(5)进口管接一个自动开关阀Ⅱ(6)，自动开关阀Ⅱ(6)另一端接碱液供给泵(11)；碱液槽出口管接开关阀Ⅳ(7)，该开关阀Ⅳ(7)另一端接管道过滤器(13)，管道过滤器另一端接碱液喷淋泵(8)，该泵另一端接至尾气洗涤塔液体分布器入口；碱液槽(5)另一出口管接一个自动开关阀Ⅲ(9)，该阀门另一端接碱液回收罐(10)，碱液回收罐出口接碱液供给泵(11)，碱液回收罐排空口连接开关阀Ⅴ(12)。

3.根据权利要求2所述的一种用于生物好氧发酵罐尾气处理工艺的设备系统，其特征在于：气液分离器它包括：筒体(1-4)，筒体的顶部设有锥形封头(1-2)，封头中心设有一排气管(1-1)，排气管下部位于筒体内，筒体上部沿筒体切线方向设有进气管(1-3)，位于筒体内部的排气管上连接有螺旋导流带(1-5)，筒体下部连接有锥体(1-6)，锥体底部设有排液口(1-8)。

4.根据权利要求3所述的一种用于生物好氧发酵罐尾气处理工艺的设备系统，其特征在于:在锥体(1-6)底部的内壁上焊接有漩涡消除器(1-7)，该漩涡消除器为十字交叉式档板。

5.根据权利要求3所述的一种用于生物好氧发酵罐尾气处理工艺的设备系统，其特征在于：所述的螺旋导流带焊于排气管的外壁，与筒体的内壁间距为2mm-8mm。

6.根据权利要求3所述的一种用于生物好氧发酵罐尾气处理工艺的设备系统，其特征在于：螺旋导流带共旋转2圈。

7.根据权利要求3所述的一种用于生物好氧发酵罐尾气处理工艺的设备系统，其特征在于：进气管与筒体相切点为螺旋导流带的起点。

8.根据权利要求3所述的一种用于生物好氧发酵罐尾气处理工艺的设备系统，其特征在于：锥形封头带有折边，顶角为90°～120°。

9.根据权利要求2所述的一种用于生物好氧发酵罐尾气处理工艺的设备系统，其特征在于：设备采用不锈钢制造,内壁进行抛光处理。

10.根据权利要求2所述的一种用于生物好氧发酵罐尾气处理工艺的设备系统，其特征在于：碱液回收罐接碱液供给泵，碱液回收罐的出口在碱液回收罐的直筒段下部。