[发明专利]通风发酵罐尾气能量透平回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通风发酵罐尾气能量透平回收方法，特别针对需氧生物发酵过程中的能量回收，属于生化工程领域，

背景技术

发酵企业在我国国民经济中占有十分重要的地位，同时，发酵企业也是能源消耗大户。发酵是一种能耗多的过程，特别是好氧发酵。它既要使用大量的蒸汽用于设备和培养基的灭菌，又要消耗大量电源用于通气、搅拌和制冷。所以发酵企业节能降耗具有重要的意义。

绝大多数工业发酵罐是需氧的纯种发酵，因此，所用的培养基、各种设备和附件以及通入的空气均须彻底灭菌，这是防止发酵过程染菌、确保正常生产的关键。湿热灭菌是直接用蒸汽灭菌。由于有经济和快速等特点，被广泛应用于工业生产。湿热灭菌后的气体拥有很高的温度和压力，这些气体排放到空气中造成能量的流失，还会破坏生态环境。

溶解氧是需氧发酵的必备条件。氧是微生物体内的一系列细胞色素氧化酶催化产生反应的最终电子受体，也是合成某些代谢产物的基质。细胞要维持正常生长，菌体的呼吸、繁殖都需要氧；故需氧生物反应需一定的溶氧量。氧是难溶气体，提高罐压即提高风压，可使相应的饱和溶氧增大，从而使溶氧速率提高。在大多数的发酵，罐顶压强取0.05-0.12MP之间。由于发酵罐的通风量很大，在一定的压力下进行排放对外部空间造成很大的噪音。现行的方案都是在尾气加消音设施减小噪音。由于排放的尾气具有一定的压力和温度，这就造成了尾气压力能和热能的白白流失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通风发酵罐尾气能量透平回收方法，利用透平膨胀机把压力能和热能转化为机械能，为转动机械提供动力代替原动机而节省电力或者驱动发电装置进行发电，达到节能降耗的目的，通过透平膨胀机出来的低温、低压气体排放，减少了温度和噪音对外界环境的影响，可以为发酵企业带来可观的经济效益和社会效益。

本发明的技术方案是这样实现的：通风发酵罐尾气能量透平回收方法，发酵罐中的尾气通过旋风分离器进入排气管路经消音器消音后排放，通过电机带动减速机对发酵罐进行搅拌；其特征在于：发酵罐的排气管路上并联两条回路，一条回路上连接换热器与透平膨胀机相连，另一条回路一端连接透平膨胀机一端连接消音器，透平膨胀机通过连轴器与减速机相连。透平膨胀机与减速机之间可通过离合器与电机相连。透平膨胀机通过连轴器与发电机相连。所述的换热器与透平膨胀机之间安装有气体喷射器；具体方法是将发酵罐尾气通过阀门控制引入换热器，尾气的在换热器中升温后进入透平膨胀机直接做功或经气体喷射器再进入透平膨胀机，经过喷嘴喷射提高气体的流速，压力能转为速度能，喷嘴喷射时造成高速度低压力区，把被引射的低压高温气体吸入此区，并随同前者一起进入扩压管降速升压。升压后的气体进入透平膨胀机做功，把热能和压力能转化为机械能，输出机械能给减速机带动发酵罐搅拌或是直接驱动发电机发电；透平膨胀机做功后排出低温、低压气体经阀门进入消音器排出。

本发明的积极效果是降低了气体排放的压力和温度，回收了生产中液体和气体的余热，能源利用合理，控制系统简洁，布置方便，节能降耗效果好，设备成本低，投资少。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的实施例结构示意图；

图3为本发明的一种实施例结构示意图；

图4为本发明的一种实施例结构示意图；

图5为本发明的一种实施例结构示意图；

图6为本发明的一种实施例结构示意图；

图7为本发明的一种实施例结构示意图；

具体实施方式：

下面结构附图和实施例对本发明做进一步的描述；

实施例1：

如图1所示：发酵罐的排气管路上并联两条回路，一条回路上连接换热器与透平膨胀机相连，另一条回路一端连接透平膨胀机一端连接消音器，透平膨胀机通过连轴器与减速机相连。将发酵罐尾气通过阀门控制引入换热器，尾气在换热器中升温后进入透平膨胀机直接做功，把热能和压力能转化为机械能，输出机械能给减速机带动发酵罐搅拌，透平膨胀机做功后排出低温、低压气体经阀门进入消音器排出。

关闭阀门3，将经过旋风分离器的发酵罐尾气引出，经过阀门2进入换热器，热源经阀门7进入，由阀门8排出，而经过加热的气体经过阀门6进入透平膨胀机做功，输出的动力由输出轴经联轴器传递给发酵罐的搅拌减速机，带动发酵罐搅拌转动。由透平膨胀机做功后排出的低温、低压气体经阀门5进入消音器排出。

实施例2：