CN111334416B - 一种工业煤气生物发酵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种工业煤气生物发酵装置,包括:发酵罐,所述发酵罐包括:下降管;喷淋装置,设置在所述发酵罐的顶部;第一管道,所述第一管道一端与所述下降管连通;第一气液分离装置,包括:第一入口,所述第一入口与所述第一管道的另一端连通;第一出口;第二出口,所述第二出口与所述发酵罐的顶部连通;喷淋泵,所述喷淋泵的入口与所述第一出口连通,所述喷淋泵的出口与所述喷淋装置连通。解决了现有技术中在发酵系统运行过程中,发酵液中含有气体,造成泵及管道震动超标,机封及管道焊口部位故障率升高的技术问题,达到了对流经泵的发酵液进行气液分离,减小泵及管道的震动,降低机封及管道焊口部位的故障率的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及生物发酵技术领域,特别涉及一种工业煤气生物发酵装置。
背景技术
工业煤气生物发酵法生产燃料乙醇是新兴的高科技生产工艺,该工艺以工业的煤气为原料,采用生物发酵法,经过预处理、发酵、蒸馏、脱水等工艺流程,生产出燃料乙醇,其中发酵液中含有13-19%的夹带气体,同时气体在操作条件下已达到饱和溶解状态。
但本申请发明人发现上述现有技术至少存在如下技术问题:
目前,发酵液中含有饱和气体没有较好的气液分离系统装置,发酵液中气体由(体积分数)50%CO2、35%N2以及15%CO组成;发酵液是(按重量计)2-6%乙醇、0.3-0.5%乙酸、0.1-1%2,3-丁二醇、0.3%溶解盐、250ppm氯化物、PH4-14,但因为发酵液中含有13-19%的夹带气体,同时气体在操作条件下已达到饱和溶解状态,在发酵系统运行过程中,造成泵(喷淋泵及膜循环泵)及所连通管道的振动超标,导致了机封及管道焊口部位故障率升高,同时降低了设备及膜系统中膜管的使用寿命,严重影响了发酵循环系统运行效率,造成了发酵工艺系统及设备的不稳定性。
发明内容
本发明提供了一种工业煤气生物发酵装置,解决了现有技术中在发酵系统运行过程中,发酵液中含有气体,造成泵及管道震动超标,机封及管道焊口部位故障率升高的技术问题,达到了对流经泵的发酵液进行气液分离,减小泵及管道的震动,降低机封及管道焊口部位的故障率的技术效果。
为解决上述问题,本发明实施例提供了一种工业煤气生物发酵装置,所述工业煤气生物发酵装置包括:发酵罐,所述发酵罐包括:下降管;喷淋装置,设置在所述发酵罐的顶部;第一管道,所述第一管道的一端与所述下降管连通;第一气液分离装置,包括:第一入口,所述第一入口与所述第一管道的另一端连通;第一出口;第二出口,所述第二出口与所述发酵罐的顶部连通;喷淋泵,所述喷淋泵的入口与所述第一出口连通,所述喷淋泵的出口与所述喷淋装置连通。
优选的,所述发酵罐还包括:上升管,所述上升管与所述下降管连通;循环泵,所述循环泵设置在所述下降管上,且所述第一管道的一端设置在所述循环泵后。
优选的,所述工业煤气生物发酵装置包括:第二管道,所述第二管道一端与所述下降管连通;第二气液分离装置,包括:第二入口,所述第二入口与所述第二管道的另一端连通;第三出口;第四出口,所述第四出口与所述发酵罐的顶部连通;膜循环泵,所述膜循环泵的入口与所述第三出口连通;膜组系统,所述膜组系统与膜循环泵的出口连通。
优选的,所述第一气液分离装置、所述第二气液分离装置相同。
优选的,所述膜循环泵、所述喷淋泵不同。
优选的,工业煤气生物发酵装置包括:换热器,所述换热器设置在所述喷淋泵与所述喷淋装置之间。
优选的,工业煤气生物发酵装置包括:第三管道,所述第三管道的一端与所述发酵罐的顶端连通,另一端与所述第二出口、所述第四出口连通。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下一种或多种技术效果:
本发明实施例提供了一种工业煤气生物发酵装置,所述工业煤气生物发酵装置包括:发酵罐、第一气液分离装置、喷淋泵,所述发酵罐包括下降管、喷淋装置,所述下降管内的发酵液通过所述第一管道进入所述第一入口,从而进入所述第一气液分离装置,在所述第一气液分离装置内完成气体和液体的分离。分离出的气体直接从所述第二出口排入所述发酵罐的顶部,进入所述发酵罐内,进行回收利用。分离出的液体从所述第一出口流入所述喷淋泵,经所述喷淋泵加压后输送到所述发酵罐顶端的喷淋装置,经所述喷淋装置喷淋后进入所述发酵罐内。进过所述第一气液分离装置分离后的液体不含有气体,在流经所述喷淋泵时,减小所述喷淋泵的震动,同时也减小了其流经管道的震动,降低机封及管道焊口部位的故障率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明实施例中一种工业煤气生物发酵装置的结构示意图;
附图标记说明:发酵罐1;下降管2;上升管3;喷淋装置4;第一管道5;第一气液分离装置6;第一入口7;第一出口8;第二出口9;喷淋泵10;循环泵11;第二管道12;第二气液分离装置13;第二入口14;第三出口15;第四出口16;膜循环泵17;膜循环系统18;第三管道19。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种工业煤气生物发酵装置,解决了现有技术中在发酵系统运行过程中,发酵液中含有气体,造成泵及管道震动超标,机封及管道焊口部位故障率升高的技术问题,达到了对流经泵的发酵液进行气液分离,减小泵及管道的震动,降低机封及管道焊口部位的故障率的技术效果。
本发明实施例中的技术方案,总体结构如下:
一种工业煤气生物发酵装置,所述工业煤气生物发酵装置包括:发酵罐,所述发酵罐包括:下降管;喷淋装置,设置在所述发酵罐的顶部;第一管道,所述第一管道一端与所述下降管连通;第一气液分离装置,包括:第一入口,所述第一入口与所述第一管道的另一端连通;第一出口;第二出口,所述第二出口与所述发酵罐的顶部连通;喷淋泵,所述喷淋泵的入口与所述第一出口连通,所述喷淋泵的出口与所述喷淋装置连通。通过上述工业煤气生物发酵装置解决了现有技术中在发酵系统运行过程中,发酵液中含有气体,造成泵及管道震动超标,机封及管道焊口部位故障率升高的技术问题,达到了对流经泵的发酵液进行气液分离,减小泵及管道的震动,降低机封及管道焊口部位的故障率的技术效果。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供了一种工业煤气生物发酵装置,请参考附图1,所述工业煤气生物发酵装置包括:
发酵罐1,所述发酵罐1包括:
下降管2;
喷淋装置4,设置在所述发酵罐1的顶部;
进一步的,所述发酵罐1还包括:
上升管3,所述上升管3与所述下降管2连通;
循环泵11,所述循环泵11设置在所述下降管2上,且所述第一管道5的一端设置在所述循环泵11后。
具体而言,所述发酵罐1内存储发酵液、工业煤气,发酵液与工业煤气在所述发酵罐1内进行生物发酵。所述下降管2与所述发酵罐1连通,所述发酵罐1内的发酵液经所述下降管2流出,在所述循环泵11的作用下,从所述下降管2流入所述上升管3,实现从所述下降管2到所述上升管3的强制循环。
所述喷淋装置4设置在所述发酵罐1的顶端,用于对发酵液进行喷淋,使发酵液与所述发酵罐1内的气体充分混合,加速所述发酵罐1内的生物发酵过程。
第一管道5,所述第一管道5的一端与所述下降管2连通;
第一气液分离装置6,包括:
第一入口7,所述第一入口7与所述第一管道5的另一端连通;
第一出口8;
第二出口9,所述第二出口9与所述发酵罐1的顶部连通;
喷淋泵10,所述喷淋泵10的入口与所述第一出口8连通,所述喷淋泵10的出口与所述喷淋装置4连通。
具体而言,所述第一气液分离装置6包括所述第一入口7、所述第一出口8、所述第二出口9,气液混合体通过所述第一入口7进入所述第一气液分离装置6,在所述第一气液分离装置6内完成气体和液体的分离,然后通过所述第一出口8排出液体,通过所述第二出口9排出气体。所述第一入口7通过所述第一管道5与所述下降管2连通,且所述第一管道5设置在所述循环泵11之后。所述下降管2内的液体经过所述循环泵11加压后,通过所述第一管道5流入所述第一气液分离装置6中进行气体、液体的分离,分离出的气体直接从所述第二出口9排入所述发酵罐1的顶部,进入所述发酵罐1内,进行回收利用。分离出的液体从所述第一出口8流入所述喷淋泵10,经所述喷淋泵10加压后输送到所述发酵罐1顶端的喷淋装置4,经所述喷淋装置4喷淋后进入所述发酵罐1内。经过所述第一气液分离装置6分离后的液体不含有气体,即从所述第一出口8流出的液体不含有气体,所述第一出口8流出的液体在流经所述喷淋泵10时,减小所述喷淋泵10的震动,同时也减小了其流经管道的震动。
进一步的,所述工业煤气生物发酵装置包括:
第二管道12,所述第二管道12的一端与所述下降管2连通;
第二气液分离装置13,包括:
第二入口14,所述第二入口14与所述第二管道12的另一端连通;
第三出口15;
第四出口16,所述第四出口16与所述发酵罐1的顶部连通;
膜循环泵17,所述膜循环泵17的入口与所述第三出口15连通;
膜组系统18,所述膜组系统18与膜循环泵17的出口连通。
具体而言,所述第二气液分离装置13包括所述第二入口14、所述第三出口15和所述第四出口16,所述第二入口14通过所述第二管道12与所述下降管2连通,且所述第二管道12设置在所述循环泵11之后。所述下降管2内的液体经过所述循环泵11加压后,通过所述第二管道12流入所述第二气液分离装置13中进行气体、液体的分离,分离出的气体直接从所述第四出口16排入所述发酵罐1的顶部,进入所述发酵罐1内,进行回收利用。分离出的液体从所述第三出口15流入所述膜循环泵17,经所述膜循环泵17加压后输送到所述膜组系统18,在所述膜组系统18内进行清液、浓液的分离。
经过所述第二气液分离装置13分离后的液体不含有气体,即从所述第三出口15流出的液体不换气体,所述第三出口15流出的液体流经所述膜循环泵17时,减小所述膜循环泵17的震动,同时也减小了其流经管道的震动,提高了所述膜组系统18中膜管的使用寿命。
进一步的,所述第一气液分离装置6、所述第二气液分离装置13相同。
进一步的,所述膜循环泵17、所述喷淋泵10不同。
具体而言,由于所述膜组系统18、所述喷淋装置4要求液体流速不同,所述膜循环泵17、所述喷淋泵10的流量、功率等参数不相同。
进一步的,工业煤气生物发酵装置包括:换热器,所述换热器设置在所述喷淋泵10与所述喷淋装置4之间。
具体而言,经过所述喷淋泵10加压后的液体进入所述换热器,在所述换热器内提升温度后,流入所述喷淋装置4,经所述喷淋装置4喷淋后与所述发酵罐1内的气体充分混合。所述换热器用于提高流经其内部的液体的温度,达到提升喷淋的发酵液温度,提高所述发酵罐1内生物发酵效率的技术效果。
进一步的,工业煤气生物发酵装置包括:第三管道19,所述第三管道19的一端与所述发酵罐1的顶端连通,另一端与所述第二出口9、所述第四出口16连通。
具体而言,所述第二出口9、所述第四出口16通过所述第三管道19与所述发酵罐1的顶端连通,所述第一气液分离装置6、所述第二气液分离装置12分离出的气体经过所述第三管道19进入所述发酵罐1内,重新参与生物发酵过程,实现气体的重复利用。
通过本实施例中的所述工业煤气生物发酵装置,解决了现有技术中在发酵系统运行过程中,发酵液中含有气体,造成泵及管道震动超标,机封及管道焊口部位故障率升高的技术问题,达到了对流经泵的发酵液进行气液分离,减小泵及管道的震动,降低机封及管道焊口部位的故障率的技术效果。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下一种或多种技术效果:
本发明实施例提供了一种工业煤气生物发酵装置,所述工业煤气生物发酵装置包括:发酵罐、第一气液分离装置、喷淋泵,所述发酵罐包括下降管、喷淋装置,所述下降管内的发酵液通过所述第一管道进入所述第一入口,进入所述第一气液分离装置,在所述第一气液分离装置内完成气体和液体的分离。分离出的气体直接从所述第二出口排入所述发酵罐的顶部,进入所述发酵罐内,进行回收利用。分离出的液体从所述第一出口流入所述喷淋泵,经所述喷淋泵加压后输送到所述发酵罐顶端的喷淋装置,经所述喷淋装置喷淋后进入所述发酵罐内。进过所述第一气液分离装置分离后的液体不含有气体,在流经所述喷淋泵时,减小所述喷淋泵的震动,同时也减小了其流经管道的震动,降低机封及管道焊口部位的故障率。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样,倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种工业煤气生物发酵装置,其特征在于,所述工业煤气生物发酵装置包括:
发酵罐,所述发酵罐包括:下降管;
喷淋装置,所述喷淋装置设置在所述发酵罐的顶部;
第一管道,所述第一管道的一端与所述下降管连通;
第一气液分离装置,所述第一气液分离装置包括:第一入口和第一出口和第二出口,所述第一入口与所述第一管道的另一端连通,所述第二出口与所述发酵罐的顶部连通;
喷淋泵,所述喷淋泵的入口与所述第一出口连通,所述喷淋泵的出口与所述喷淋装置连通。
2.如权利要求1所述的工业煤气生物发酵装置,其特征在于,所述发酵罐还包括:
上升管,所述上升管与所述下降管连通;
循环泵,所述循环泵设置在所述下降管上,且所述第一管道的一端设置在所述循环泵后。
3.如权利要求1所述的工业煤气生物发酵装置,其特征在于,所述工业煤气生物发酵装置包括:
第二管道,所述第二管道的一端与所述下降管连通;
第二气液分离装置,所述第二气液分离装置包括:第二入口、第三出口和第四出口,所述第二入口与所述第二管道的另一端连通,所述第四出口与所述发酵罐的顶部连通;
膜循环泵,所述膜循环泵的入口与所述第三出口连通;
膜组系统,所述膜组系统与所述膜循环泵的出口连通。
4.如权利要求3所述的工业煤气生物发酵装置,其特征在于,所述第一气液分离装置、所述第二气液分离装置相同。
5.如权利要求3所述的工业煤气生物发酵装置,其特征在于,所述膜循环泵、所述喷淋泵不同。
6.如权利要求1所述的工业煤气生物发酵装置,其特征在于,工业煤气生物发酵装置包括:
换热器,所述换热器设置在所述喷淋泵与所述喷淋装置之间。
7.如权利要求3所述的工业煤气生物发酵装置,其特征在于,工业煤气生物发酵装置包括:
第三管道,所述第三管道的一端与所述发酵罐的顶端连通,另一端与所述第二出口、所述第四出口连通。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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