CN104788577B - 一种玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法，属于玉米淀粉生产技术领域，采用的技术方案为：将玉米浸泡破碎分离得到的副产物湿料进行管束干燥处理，处理过程中产生的高温冷凝水经汽水分离后得到高温蒸汽，高温蒸汽不是直接进入四效蒸发器，而是和含物料的二次蒸汽混合，再经汽水分离将得到的蒸汽部分用于玉米浆浓缩预热，将有机废水调节后采用厌氧反应和好氧硝化反硝化技术联合处理，实现了湿磨法生产玉米淀粉中二次蒸汽的充分利用。本发明操作简单，对设备要求低，不仅二次利用能源，且生产出新的能源——沼气，供生产使用。同时，对有机废水的处理也实现了节能减排的要求。

Description

一种玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法

技术领域

本发明属于玉米淀粉生产技术领域，涉及一种二次蒸汽的回收利用方法，具体涉及一种玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法。

背景技术

当前在国内外玉米淀粉规模化生产中，生产企业主要采用湿磨法生产工艺，该工艺特点是玉米经过浸泡、破碎、胚芽旋流分离、纤维洗涤分离、麸质分离与浓缩等主要工艺，除了提出65％以上的淀粉主产品外，还经脱水、干燥等工序，生产出胚芽、玉米皮、蛋白粉等副产品。

在湿磨法玉米淀粉生产工艺中，必须使用烘干设备消耗大量的蒸汽进行副产品烘干，该部分消耗大量蒸汽热能，占玉米淀粉生产蒸汽消耗的75％以上。而烘干设备基本都选用管束干燥机，其工作流程：过程湿料→脱水机→管束干燥机→循环烘干→筛分或粉碎→成品包装，主要特点是将大量生蒸汽通过管束干燥机内部的加热管，将热量通过热传递及热辐射的方式传递给加热管外部的湿物料，使湿物料温度上升，将物料内部水分汽化并排除，从而达到烘干的目的。为了保持管束干燥机烘干效率的稳定，生产过程中需要一直消耗生蒸汽(约270℃)以维持恒定的温度，当消耗的蒸汽转化为冷凝水，温度为90-100℃，通过疏水阀排出设备。为了利用这部分蒸汽热能，目前的做法是将这部分凝结水汽混合物进行闪蒸，闪蒸汽用于玉米浆浓缩或者利用废热回收塔加热玉米浸泡水。但这些做法需要配备闪蒸或废热回收塔等专用设备，成本较高。

此外，在管束干燥烘干过程中，还会产生部分含物料的二次蒸汽(80-90℃)，这部分含物料的二次蒸汽具有大量的热能，同时含有较多的有机污染物，治理难度较大，如果简单地外排后会造成极大的蒸汽热能浪费与环境污染。传统做法是对这部分蒸汽进行降温、浓缩后，通过简单的物理、化学、生物方法降低COD后进行外排，但很少利用这部分蒸汽中的热能和潜能——沼气，造成浪费。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法，该方法操作简便，实现了能源的充分利用。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法，包括以下步骤：

1)将原料玉米浸泡后，经破碎分离得到副产物湿料，将副产物湿料进行管束干燥处理，产生含物料的二次蒸汽及高温冷凝水，将高温冷凝水喷入冷凝水回收器进行一次汽水分离，将经一次汽水分离后的冷凝水继续多次循环喷入冷凝水回收器进行汽水分离，直至产生高温蒸汽及温度降低的低温冷凝水，将该低温冷凝水作为工艺用水进入水循环；

2)将步骤1)产生的高温蒸汽与含物料的二次蒸汽混合后，再次经过冷凝水回收器进行汽水分离，将蒸汽部分用于玉米浆浓缩预热，将排出的有机废水打入调节罐，并调节pH值至7.5～9；

3)将经步骤2)调节后的有机废水进行厌氧反应，产生沼气；

4)将经步骤3)处理后的有机废水打入厌氧罐，将未反应完全的有机废水进行补充反应，反应时pH值维持在6.3～6.8；

5)将经步骤4)补充反应后的水采用好氧硝化反硝化技术进行生化处理，达标水进行外排或重新用于生产。

步骤1)的高温冷凝水经收集管道从喷射器喷入冷凝水回收器中；经一次汽水分离后的冷凝水由水泵输送至喷射器多次循环喷入冷凝水回收器。

步骤2)是将蒸汽部分输送到一效蒸发器加热室进行玉米浆浓缩预热，一效蒸发器加热室的温度控制在80～90℃，且由控制阀门调节含物料的二次蒸汽的进入量。

冷凝水回收器内液位由自控系统调节水泵进行调节。

步骤3)采用上流式厌氧污泥床反应器对有机废水进行厌氧反应。

厌氧反应的温度为38～42℃，pH值调节为7.0～7.2。

上流式厌氧污泥床反应器的池上部采用盖板密封，出水管和出气管分别设有水封装置，池内所有管道、三相分离器和池壁均经过防腐处理

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法，将玉米浸泡破碎分离得到的副产物湿料进行管束干燥处理，处理过程中产生的高温冷凝水经汽水分离后得到高温蒸汽，高温蒸汽不是直接进入四效蒸发器，而是和含物料的二次蒸汽混合，再经汽水分离将得到的蒸汽部分用于玉米浆浓缩预热，将有机废水调节后采用厌氧反应和好氧硝化反硝化技术联合处理，实现了湿磨法生产玉米淀粉中二次蒸汽的充分利用。本发明方法对含物料的二次蒸汽热能和潜能分别进行了利用和开发，操作简单，对设备要求低，不仅二次利用能源，且生产出新的能源——沼气，供生产使用。同时，对有机废水的处理也实现了节能减排的要求。

进一步地，在处理过程中，浓缩预热是在一效蒸发器加热室中进行，处理设备中的冷凝水回收器衔接管束干燥机与一效蒸发器于一体，结构紧凑，无需专人操作，生产连续，投资少，与现有的冷凝水处理方式相比，具有明显突出的优势。

进一步地，冷凝水回收器内液位由自控系统调节水泵的开启，以确保冷凝水回收罐内液位稳定。

进一步地，厌氧反应是利用上流式厌氧污泥床反应器进行，该设备结构紧凑效率高，能够集生物反应与沉淀于一体。同时，为了满足厌氧状态及防止臭气散逸，上流式厌氧污泥床反应器池上部采用盖板密封，出水管和出气管分别设水封装置，池内所有管道、三相分离器和池壁均做防腐处理。

进一步地，本发明方法将上流式厌氧污泥床反应器(UASB)和好氧硝化反硝化技术(ASND)联合使用，不仅逐步降低了有机废水的COD，而且利用废水中的有机物生产出新的能源——沼气，既实现了能源的充分利用，又减轻了对环境的污染，达到了节能减排的要求。

附图说明

图1为本发明方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明公开的玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法，包括以下步骤：

(1)管束干燥副产品过程中，各台管束干燥机排出的高温冷凝水经收集管道从喷射器喷入冷凝水回收罐，经一次汽水分离后的冷凝水由水泵输送循环经过喷射器多次汽水分离，温度下降的低温冷凝水经水泵排出作为工艺用水进入水循环，冷凝水回收罐内液位由自控系统调节水泵的开启，确保冷凝水回收罐内液位稳定；

(2)步骤(1)中冷凝水回收器分离汽液之后高温蒸汽不是直接进入四效蒸发器，而是和管束干燥机中出来的含物料的二次蒸汽混合，再次经过冷凝水回收器分离汽液，蒸汽部分经上部管道输送到蒸发器一效加热室(温度控制80-90℃)用于玉米浆浓缩预热。将冷凝水回收器分离汽液后排出的含物料水(有机废水)打入调节罐，调节pH值至7.5～9；

因蒸发器加热室处于负压状态，由控制阀门调节二次蒸汽的进入量处于稳定状态。冷凝水回收器衔接管束干燥机与蒸发器于一体，结构紧凑，无需专人操作，生产连续，投资少，与原冷凝水处理方式相比，具有明显突出的优势。

(3)经步骤(2)调节后的有机废水利用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)进行集生物反应与沉淀于一体的一种结构紧凑效率高的厌氧反应，净化废水的同时产生沼气，反应条件:温度38～42℃，pH值为7.0～7.2。

为了满足池内厌氧状态并防止臭气散逸，UASB池上部采用盖板密封，出水管和出气管分别设水封装置。池内所有管道、三相分离器和池壁均做防腐处理。

(4)有机废水经步骤(3)后，通过厌氧罐再次将未反应完全的废水进行补充反应，厌氧反应pH值维持在6.3～6.8。

(5)经步骤(4)反应完全的水通过好氧硝化反硝化技术(ASND)进行生化处理，达标水进行外排或重新用于生产。

实施例

参见图1的生产流程工艺图，将10吨玉米原料打入浸泡罐，用0.2％的亚硫酸浸泡，浸泡温度为50℃，浸泡时间为55h，再经过粗磨(包括一级磨和二级磨)和细磨(针磨)破碎、胚芽旋流器分离胚芽、纤维洗涤分离玉米皮、麸质分离与浓缩等工序得到6.83吨玉米淀粉，还经蒸发浓缩、脱水、管束干燥等工序，生产出玉米浆1.48吨，胚芽0.61吨、玉米皮1.42吨、蛋白粉0.56吨等副产品。

管束干燥过程中产生含物料的二次蒸汽2.93吨，凝结水汽混合物经冷凝水回收器汽液分离1次后蒸汽部分与含物料的二次蒸汽混合再经冷凝水回收器汽液分离1次，蒸汽部分打入四效蒸发器浓缩玉米浆，有机废水部分打入调节罐，调节pH至8，然后进入UASB进行反应，反应温度为38℃，pH 7.0。

未反应完全废水打入厌氧罐在pH＝6.5条件下进行充分反应，最终产生15.43立方米沼气，未反应完全的废液通过预爆池进入ASND生化处理系统，当水COD＜40mg/L，氨氮含量达到0.8～0.9mg/L后排放或再通过净化、过滤回用于生产。

实施效果：

通过管束干燥二次蒸汽的综合利用，10吨玉米原料生产6.83吨玉米淀粉，同时生产出1.48吨玉米浆、0.61吨胚芽、1.42吨玉米皮，可节约热能折合标准煤0.15吨，减少CO₂排放量为0.37吨，减少SO₂排放量为0.0024吨，减少NO_X排放量为0.0023吨，减少烟尘排放量为0.0014吨，产生沼气15.43立方米。通过本工艺回收利用二次蒸汽，不仅充分利用了能源，而且减少了对环境的污染，在节约成本的同时减轻了环境治理的压力，提高了企业的综合实力和行业竞争力。

综上所述，本发明的方法具有以下优点：

1、本发明实现了湿磨法生产玉米淀粉中二次蒸汽的充分利用，不仅包括管束干燥机排出的冷凝水汽混合物，也包括管束干燥机中出来的含物料的二次蒸汽。

2、本发明对管束干燥机中出来的含物料的二次蒸汽热能和潜能——沼气分别进行了利用和开发，不仅二次利用了能源，而且生产出新的能源——沼气供生产使用。

3、本发明通过上流式厌氧污泥床反应器(UASB)和好氧硝化反硝化技术(ASND)联合使用，不仅逐步降低了有机废水的COD，而且利用废水中的有机物生产出新的能源——沼气，即实现了能源的充分利用，又减轻了对环境的污染，达到了节能减排的要求。

Claims (5)

1.一种玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将原料玉米浸泡后，经破碎分离得到副产物湿料，将副产物湿料进行管束干燥处理，产生含物料的二次蒸汽及高温冷凝水，将高温冷凝水喷入冷凝水回收器进行一次汽水分离，将经一次汽水分离后的冷凝水继续多次循环喷入冷凝水回收器进行汽水分离，直至产生高温蒸汽及温度降低的低温冷凝水，将该低温冷凝水作为工艺用水进入水循环；

2)将步骤1)产生的高温蒸汽与含物料的二次蒸汽混合后，再次经过冷凝水回收器进行汽水分离，将蒸汽部分输送到一效蒸发器加热室进行玉米浆浓缩预热，一效蒸发器加热室的温度控制在80～90℃，且由控制阀门调节含物料的二次蒸汽的进入量，将排出的有机废水打入调节罐，并调节pH值至7.5～9；

3)将经步骤2)调节后的有机废水进行厌氧反应，产生沼气，厌氧反应的温度为38～42℃，pH值调节为7.0～7.2；

4)将经步骤3)处理后的有机废水打入厌氧罐，将未反应完全的有机废水进行补充反应，反应时pH值维持在6.3～6.8；

5)将经步骤4)补充反应后排出的水采用好氧硝化反硝化技术进行生化处理，达标水进行外排或重新用于生产。

2.根据权利要求1所述的一种玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法，步骤1)的高温冷凝水经收集管道从喷射器喷入冷凝水回收器中；经一次汽水分离后的冷凝水由水泵输送至喷射器多次循环喷入冷凝水回收器。

3.根据权利要求1所述的一种玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法，其特征在于，冷凝水回收器内液位由自控系统调节水泵进行调节。

4.根据权利要求1所述的一种玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法，其特征在于，步骤3)采用上流式厌氧污泥床反应器对有机废水进行厌氧反应。

5.根据权利要求4所述的一种玉米淀粉湿磨法生产工艺中二次蒸汽回收利用的方法，上流式厌氧污泥床反应器的池上部采用盖板密封，出水管和出气管分别设有水封装置，池内所有管道、三相分离器和池壁均经过防腐处理。