CN112919567A - 核黄素发酵废水蒸发结晶系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核黄素发酵废水蒸发结晶系统，一效蒸发器的进气口连通蒸汽源，一效蒸发器的进料口连通核黄素发酵废水源，一效蒸发器的出料口连通二效蒸发器的进料口，一效蒸发器的出气口连通二效蒸发器的进气口，二效蒸发器的出气口连通三效蒸发器的进气口，二效蒸发器的出料口连通三效蒸发器的进料口，三效蒸发器的出料口连通出料泵的进料口，三效蒸发器的出气口连通冷凝器的进气口，本发明是利用蒸汽作为蒸发热源对核黄素发酵废水进行蒸发结晶，回收核黄素发酵废水中的糖、蛋白质等物质，回收效率高、占地面积小，同时利用冷凝水对核黄素发酵废水进行预热，达到减少蒸汽使用量节约能源的目的。

Description

核黄素发酵废水蒸发结晶系统

技术领域

本发明涉及核黄素发酵产生的废水处理设备技术领域，具体涉及一种利用核黄素发酵产生的废水生产蛋白饲料时用的核黄素发酵废水蒸发结晶系统。

背景技术

核黄素也称为维生素B2，是人体内不可或缺的十三种维生素之一。在生产核黄素时，在精制过程中会产生高浓度的有机废水，该废水具有高色度、高盐度、高COD、高BOD、高菌体含量等特点，含有大量的糖、蛋白质、SS及氨氮，这些物质并非有毒有害物质，其能被一些微生物和动物在生长繁殖中利用，如果将核黄素发酵废水直接排放，不仅造成资源浪费还对环境造成严重污染。

目前，对核黄素发酵废水的处理通常是向废水通入沉淀池沉淀，然后利用沉淀物生产饲料。但是，沉淀池沉淀效率低下，且占地面积大空间利用率低，生产成本高。

发明内容

综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种核黄素发酵废水蒸发结晶系统，它是利用蒸汽作为蒸发热源，采用外循环蒸发与强制循环蒸发相结合的多效蒸发系统对核黄素发酵废水进行蒸发结晶，回收核黄素发酵废水中的糖、蛋白质等物质，回收效率高、占地面积小，外循环蒸发方式节省循环泵的使用，节约设备成本，同时利用冷凝水对核黄素发酵废水进行预热，达到减少蒸汽使用量节约能源的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种核黄素发酵废水蒸发结晶系统，其中：包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、冷凝器、出料泵及真空泵，所述的一效蒸发器为外循环蒸发器，所述的二效蒸发器及三效蒸发器均为强制循环蒸发器，一效蒸发器的进气口连通蒸汽源，一效蒸发器的进料口连通核黄素发酵废水源，一效蒸发器的出料口连通二效蒸发器的进料口，一效蒸发器的出气口连通二效蒸发器的进气口，二效蒸发器的出气口连通三效蒸发器的进气口，二效蒸发器的出料口连通三效蒸发器的进料口，三效蒸发器的出料口通过出料管路连通出料泵的进料口，三效蒸发器的出气口连通冷凝器的进气口，所述的冷凝器的出气口连通真空泵的进气口，真空泵的出气口连通废气处理系统或排空。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的一效蒸发器包括一效加热器及一效分离器，所述的一效加热器的进气口连通蒸汽源，一效加热器的进料口连通一效分离器的出料口，一效加热器的出料口连通一效分离器的进料口，一效分离器的进料口连通核黄素发酵废水源。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的二效蒸发器及三效蒸发器结构相同，包括加热器、分离器及循环泵，所述的加热器的进料口连通循环泵的出料口，循环泵的进料口连通分离器的出料口，分离器的进料口连通加热器的出料口，二效蒸发器的加热器的进气口连通一效蒸发器的一效分离器的出气口，三效蒸发器的加热器201的进气口连通二效蒸发器2的分离器202的出气口，二效蒸发器2的循环泵203的进料口通过二效进料管路8连通一效分离器102的出料口，三效蒸发器3的循环泵203的进料口通过三效进料管路9连通二效蒸发器2的分离器202的出料口，三效蒸发器3的分离器202的出气口连通冷凝器4的进气口。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的循环泵203均为轴流泵。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的二效蒸发器2的加热器201的不凝气出气口、三效蒸发器3的加热器201的不凝气出气口及一效加热器101的不凝气出气口分别通过管路连通冷凝器4的进气口。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的二效蒸发器2的加热器201的冷凝水出口、三效蒸发器3的加热器201的冷凝水出口、一效加热器101的冷凝水出口及冷凝器4的冷凝水出水口分别通过管路连通冷凝水泵6的进水口。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的二效进料管路8、三效进料管路9及出料管路10均设置有浆料控制阀。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的一效蒸发器1的一效分离器102的进料口与核黄素发酵废水源之间设置有废水预热系统，所述的废水预热系统包括一级换热器11、二级换热器12、三级换热器13及四级换热器14，所述的一级换热器11的进料口连通核黄素发酵废水源，一级换热器11的进水口连通冷凝水泵6的出水口，一级换热器11的出水口连通排水系统，一级换热器11的出料口连通二级换热器12的进料口，二级换热器12的进水口连通三效蒸发器3的加热器201的冷凝水出口，二级换热器12的出水口连通冷凝器4的冷凝水进水口，二级换热器12的出料口连通三级换热器13的进料口，三级换热器13的进水口连通二效蒸发器2的加热器201的冷凝水出口，三级换热器13的出水口连通三效蒸发器3的加热器201的冷凝水进水口，三级换热器13的出料口连通四级换热器14的进料口，四级换热器14的进水口连通一效加热器101的冷凝水出口，四级换热器14的出水口连通二效蒸发器2的加热器201的冷凝水进水口，四级换热器14的出料口连通一效分离器102的进料口。

本发明的有益效果为：

1、本发明是利用蒸汽作为蒸发热源，采用外循环蒸发与强制循环蒸发相结合的多效蒸发系统对核黄素发酵废水进行蒸发结晶，回收核黄素发酵废水中的糖、蛋白质等物质，回收效率高、占地面积小，外循环蒸发方式节省循环泵的使用，节约设备成本，同时利用冷凝水对核黄素发酵废水进行预热，达到减少蒸汽使用量节约能源的目的。

2、本发明一效蒸发器采用外循环蒸发器，核黄素发酵废水经废水预热系统预热后直接进入一效蒸发器，此时的核黄素发酵废水中物料浓度低没有固体，不易沉淀及堵塞，在一效加热器内很容易就被加热沸腾，废水中的水分被汽化，使热能转换为向上运动的动能，同时，一效加热器内的废水与未进入一效加热器的废水形成重度差，在向上的动能及重度差的作用下，废水在一效分离器与一效加热器之间自然循环，无需动力，从而节省了泵的使用数量，降低设备成本，节约能源动力，从而降低设备运行成本。

3、本发明的废水预热系统包括四个串联的换热器，一级换热器以冷凝器流出的冷凝水作为热源对核黄素发酵废水进行初次预热，使废水初次升温，二级换热器以三效蒸发器的加热器流出的冷凝水作为热源对废水进行再次预热，使废水再次升温，三级换热器以二效蒸发器的加热器流出的冷凝水作为热源对废水进行预热，废水第三次升温，四级换热器以一效加热器产生的冷凝水作为热源对废水进行预热，废水第四次升温，四级换热器流出的冷凝水进入二效蒸发器的加热器，即一效蒸发器的冷凝水与废水进行热交换后降温进入二效蒸发器，之后再与二效蒸发器产生的冷凝水一起进入三级换热器，在三级换热器内与废水进行热交换后一起进入三效蒸发器的加热器，三效蒸发器产生的冷凝水与二效蒸发器产生的冷凝水及一效加热器产生的冷凝水一起进入二级换热器，在二级换热器内与废水进行热交换，之后一效蒸发器，二效蒸发器及三效蒸发器产生的冷凝水一起进入冷凝器，与冷凝器产生的冷凝水一起进入一级换热器，经过四次预热升温后的核黄素发酵废水能够将废水的温度从50℃升温至90℃左右，以此温度进入一效加热器的废水只需少量的蒸汽就可实现核黄素发酵废水的蒸发结晶，能够有效的减少蒸汽的使用量，减少产生蒸汽所需的能源消耗，降低设备运行成本。

4、本发明的一效蒸发器蒸发结晶后的浆料通过二效进料管路在二效蒸发器的循环泵的作用下进入二效蒸发器，经二效蒸发器蒸发结晶后的浆料通过三效进料管路在三效蒸发器的循环泵的作用下进入三效蒸发器，循环泵即作为加热器与分离器之间循环动力使用，又作为三个蒸发器之间的输送泵使用，无需额外设置输送用的泵，通过压力差和循环泵的吸程就可进入下一个蒸发器，从而节省泵的使用数量降低设备成本及设备的运行成本，节约能源。

5、本发明结构简单、使用方便、成本低廉，能够有效的将核黄素发酵废水蒸发结晶成晶浆，实现回收核黄素发酵废水中的糖、高蛋白等物料，为饲料生产提供高质量的原料，同时无需设置沉定池等设备，设备占地面积小，运行成本低廉。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种核黄素发酵废水蒸发结晶系统，包括一效蒸发器1、二效蒸发器2、三效蒸发器3、冷凝器4、出料泵5、冷凝水泵6及真空泵7，所述的一效蒸发器1为外循环蒸发器，包括一效加热器101及一效分离器102，所述的一效加热器101的进气口连通蒸汽源，一效加热器101的进料口连通一效分离器102的出料口，一效加热器101的出料口连通一效分离器102的进料口，一效分离器102的进料口连通核黄素发酵废水源，所述的二效蒸发器2及三效蒸发器3结构相同，均为强制循环蒸发器，包括加热器201、分离器202及循环泵203，所述的循环泵203为轴流泵，所述的加热器201的进料口连通循环泵203的出料口，循环泵203的进料口连通分离器202的出料口，分离器202的进料口连通加热器201的出料口，二效蒸发器2的加热器201的进气口连通一效分离器102的出气口，三效蒸发器3的加热器201的进气口连通二效蒸发器2的分离器202的出气口，二效蒸发器2的循环泵203的进料口通过二效进料管路8连通一效分离器102的出料口，所述的二效进料管路8上设置有浆料控制阀，三效蒸发器3的的循环泵203的进料口通过三效进料管路9连通二效蒸发器2的分离器202的出料口，所述的三效进料管路9上设置有浆料控制阀，三效蒸发器3的循环泵203的出料口通过出料管路10连通出料泵5的进料口，三效蒸发器3的分离器202的出气口、一效加热器101的不凝气出气口、二效蒸发器2及三效蒸发器3的加热器201的不凝气出气口分别通过管路连通冷凝器4的进气口，所述的冷凝器4的出气口连通真空泵7的进气口，真空泵7的出气口连通废气处理系统或排空，冷凝器4的冷凝水出水口、一效加热器101的冷凝水出口、二效蒸发器2的加热器201的冷凝水出口及三效蒸发器3的加热器201的冷凝水出口分别通过管路连通冷凝水泵6的进水口。

所述的一效分离器102的进料口与核黄素发酵废水源之间设置有废水预热系统，所述的废水预热系统包括一级换热器11、二级换热器12、三级换热器13及四级换热器14，所述的一级换热器11的进料口连通核黄素发酵废水源，一级换热器11的进水口连通冷凝水泵6的出水口，一级换热器11的出水口连通排水系统，一级换热器11的出料口连通二级换热器12的进料口，二级换热器12的进水口连通三效蒸发器3的加热器201的冷凝水出口，二级换热器12的出水口连通冷凝器4的冷凝水进水口，二级换热器12的出料口连通三级换热器13的进料口，三级换热器13的进水口连通二效蒸发器2的加热器201的冷凝水出口，三级换热器13的出水口连通三效蒸发器3的加热器201的冷凝水进水口，三级换热器13的出料口连通四级换热器14的进料口，四级换热器14的进水口连通一效加热器101的冷凝水出口，四级换热器14的出水口连通二效蒸发器2的加热器201的冷凝水进水口，四级换热器14的出料口连通一效分离器102的进料口。

使用时，核黄素发酵废水从一级换热器11的进料口进入，冷凝器4产生的冷凝水从一级换热器11的进水口进入，在一级换热器11内冷凝水中含有的热量被核黄素发酵废水吸收，核黄素发酵废水初次升温预热，初次升温后的废水从二级换热器12的进料口进入二级换热器12，三效蒸发器3的加热器201产生的冷凝水从二级换热器12内进水口进入二级换热器12内，在二级换热器12内废水吸收三效蒸发器3的加热器201产生的冷凝水中的热量，废水再次被升温预热，二级换热器12换热后的冷凝水输送至冷凝水泵6供一级换热器11再次吸收余热。再次升温后的废水进入三级换热器13，在三级换热器13内废水吸收二效蒸发器2的加热器201产生的冷凝水中的热量，废水第三次被升温预热，升温后的废水进入四级换热器14，在四级换热器14内，废水吸收一效加热器101产生的冷凝水中的热量，废水第四次被升温预热，经过四次升温预热后的核黄素发酵废水的水温从50℃左右升温至90℃左右，充分吸收了各级冷凝水中的余热，实现能源的有效充分利用。

被废水预热系统升温至90℃左右的废水进入一效分离器102，在一效分离器102内进行气液分离器202，分离出的液体进入一效加热器101的管程，高温蒸汽从一效加热器101的壳程，在一效加热器101内高温蒸汽加热废水，废水升温沸腾，废水内的水分被汽化，废水浓缩结晶，由一效加热器101及一效分离器102组成的一效蒸发器1为外循环蒸发器，废水在一效加热器101与一效分离器102之间自循环。一效分离器102分离出的蒸汽进入二效蒸发器2的加热器201，打开二效进料管路8上的浆料控制阀，经一效蒸发器1蒸发到一定浓度后的废水从二效进料管路8进入二效蒸发器2的循环泵203，在该循环泵203的作用下，废水进入二效蒸发器2的加热器201，在该加热器201内利用一效分离器102分离出的蒸汽对废水进行二次蒸发浓缩，之后进入二效蒸发器2的分离器202进行气液分离器202，二效蒸发器2的循环泵203为废水在二效蒸发器2的加热器201与分离器202之间的循环提供动力，二效蒸发器2的分离器202分离出的蒸汽进入三效蒸发器3的加热器201，打开三效进料管路9上的浆料进料阀，经二效蒸发器2再次蒸发浓缩后的废水沿三效进料管路9进入三效蒸发器3的循环泵203，在该循环泵203的作用下进入三效蒸发器3的加热器201，在该加热器201内被进入该加热器201的蒸汽加热，废水中的水分再次汽化，废水再次浓缩结晶，之后废水及蒸汽进入三效蒸发器3的分离器202进行气液分离器202，蒸汽在真空泵7的作用下进入冷凝器4冷凝，经三效蒸发器3蒸发后的废水呈晶浆状态，在出料泵5的作用下被输出本系统。一效加热器101产生的不凝气、二效蒸发器2的加热器201产生的不凝气及三效蒸发器3的加热器201产生的不凝气在真空泵7的作用下均进入冷凝器4，之后被真空泵7排出进入废气处理系统或者排放。冷凝器4产生的冷凝水在冷凝水泵6的作用下进入一级换热器11用于预热核黄素发酵废水。

需要说明的是，以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。

Claims (8)

1.一种核黄素发酵废水蒸发结晶系统，其特征在于：包括一效蒸发器（1）、二效蒸发器（2）、三效蒸发器（3）、冷凝器（4）、出料泵（6）及真空泵（7），所述的一效蒸发器（1）为外循环蒸发器，所述的二效蒸发器（2）及三效蒸发器（3）均为强制循环蒸发器，一效蒸发器（1）的进气口连通蒸汽源，一效蒸发器（1）的进料口连通核黄素发酵废水源，一效蒸发器（1）的出料口连通二效蒸发器（2）的进料口，一效蒸发器（1）的出气口连通二效蒸发器（2）的进气口，二效蒸发器（2）的出气口连通三效蒸发器（3）的进气口，二效蒸发器（2）的出料口连通三效蒸发器（3）的进料口，三效蒸发器（3）的出料口通过出料管路（10）连通出料泵（6）的进料口，三效蒸发器（3）的出气口连通冷凝器（4）的进气口，所述的冷凝器（4）的出气口连通真空泵（7）的进气口，真空泵（7）的出气口连通废气处理系统或排空。

2.根据权利要求1所述的核黄素发酵废水蒸发结晶系统，其特征在于：所述的一效蒸发器（1）包括一效加热器（101）及一效分离器（102），所述的一效加热器（101）的进气口连通蒸汽源，一效加热器（101）的进料口连通一效分离器（102）的出料口，一效加热器（101）的出料口连通一效分离器（102）的进料口，一效分离器（102）的进料口连通核黄素发酵废水源。

3.根据权利要求2所述的核黄素发酵废水蒸发结晶系统，其特征在于：所述的二效蒸发器（2）及三效蒸发器（3）结构相同，包括加热器（201）、分离器（202）及循环泵（203），所述的加热器（201）的进料口连通循环泵（203）的出料口，循环泵（203）的进料口连通分离器（202）的出料口，分离器（202）的进料口连通加热器（201）的出料口，二效蒸发器（2）的加热器（201）的进气口连通一效蒸发器（1）的一效分离器（102）的出气口，三效蒸发器（3）的加热器（201）的进气口连通二效蒸发器（2）的分离器（202）的出气口，二效蒸发器（2）的循环泵（203）的进料口通过二效进料管路（8）连通一效分离器（102）的出料口，三效蒸发器（3）的循环泵（203）的进料口通过三效进料管路（9）连通二效蒸发器（2）的分离器（202）的出料口，三效蒸发器（3）的分离器（202）的出气口连通冷凝器（4）的进气口。

4.根据权利要求3所述的核黄素发酵废水蒸发结晶系统，其特征在于：所述的循环泵（203）均为轴流泵。

5.根据权利要求3所述的核黄素发酵废水蒸发结晶系统，其特征在于：所述的二效蒸发器（2）的加热器（201）的不凝气出气口、三效蒸发器（3）的加热器（201）的不凝气出气口及一效加热器（101）的不凝气出气口分别通过管路连通冷凝器（4）的进气口。

6.根据权利要求3所述的核黄素发酵废水蒸发结晶系统，其特征在于：所述的二效蒸发器（2）的加热器（201）的冷凝水出口、三效蒸发器（3）的加热器（201）的冷凝水出口、一效加热器（101）的冷凝水出口及冷凝器（4）的冷凝水出水口分别通过管路连通冷凝水泵（6）的进水口。

7.根据权利要求3所述的核黄素发酵废水蒸发结晶系统，其特征在于：所述的二效进料管路（8）、三效进料管路（9）及出料管路（10）均设置有浆料控制阀。

8.根据权利要求6所述的核黄素发酵废水蒸发结晶系统，其特征在于：所述的一效蒸发器（1）的一效分离器（102）的进料口与核黄素发酵废水源之间设置有废水预热系统，所述的废水预热系统包括一级换热器（11）、二级换热器（12）、三级换热器（13）及四级换热器（14），所述的一级换热器（11）的进料口连通核黄素发酵废水源，一级换热器（11）的进水口连通冷凝水泵（6）的出水口，一级换热器（11）的出水口连通排水系统，一级换热器（11）的出料口连通二级换热器（12）的进料口，二级换热器（12）的进水口连通三效蒸发器（3）的加热器（201）的冷凝水出口，二级换热器（12）的出水口连通冷凝器（4）的冷凝水进水口，二级换热器（12）的出料口连通三级换热器（13）的进料口，三级换热器（13）的进水口连通二效蒸发器（2）的加热器（201）的冷凝水出口，三级换热器（13）的出水口连通三效蒸发器（3）的加热器（201）的冷凝水进水口，三级换热器（13）的出料口连通四级换热器（14）的进料口，四级换热器（14）的进水口连通一效加热器（101）的冷凝水出口，四级换热器（14）的出水口连通二效蒸发器（2）的加热器（201）的冷凝水进水口，四级换热器（14）的出料口连通一效分离器（102）的进料口。

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