[发明专利]利用吸收式热泵回收发酵罐空消废汽的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及节能及废热再利用领域，具体是利用吸收式热泵回收发酵罐空消废汽的方法及装置。

背景技术

谷氨酸发酵是有氧发酵，并且是纯种发酵，因此要保证严格地无菌，因此就需要对发酵罐及其管道系统进行灭菌。发酵罐空消就是在没有放发酵液时，对整个罐体进行灭菌。在工业上一般连续化生产都采用空消，对罐体和发酵液分别灭菌，提高设备的利用率，利于实现连续化操作。吸收式热泵是一种利用低品位热源，实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统。是回收利用低温位热能的有效装置，具有节约能源、保护环境的双重作用。

在现有的利用吸收式热泵回收废热的发明中，授权公告号 CN 101806448 B（申请号201010120740.0）的中国专利公开了一种第二类吸收式热泵在电厂回热循环系统中的应用，其中发生器的驱动蒸汽进口通过管道与设置在汽轮机低压缸上的第一级抽汽管连接，凝结水出口通过管道与回锅炉凝结水管连接；吸收器的冷却水进口通过管道与回锅炉凝结水管连接，冷却水出口通过管道与回锅炉凝结水管连接；泠凝器的冷却水进口通过管道与凝汽器的冷却水进口连接，泠凝器的冷却水出口通过管道与凝汽器的冷却水出口连接；蒸发器的被冷却蒸汽进口通过管道与设置在汽轮机低压缸上的第一级抽汽管连接，在解蒸发器的泠凝水出口通过管道与回锅炉凝结水管连接。申请公布号 CN 102728089 A（申请号 201210199890.4）的中国专利公开了一种及装有溴化锂吸收式热泵的丙烯丙烷分馏系统，通过利用溴化锂吸收式热泵机组，以丙烯丙烷之间产生热交换。

目前，发酵工艺过程中空消后的蒸汽一般会直接排放，因此其中所含热量将会散失，造成了浪费，而空消蒸汽中所含化学物质也将污染环境。

发明内容

本发明的任务是针对现有技术的不足，提供一种能够有效回收空消废热，并提高能量品位的利用吸收式热泵回收发酵罐空消废汽的方法及装置。本发明利用吸收式热泵对空消蒸汽进行回收利用，将其升至较高温度并利用于发酵的其他工序（如发酵液的浓缩等），解决了空消废汽的处理问题。

    本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：

利用吸收式热泵回收发酵罐空消废汽的方法，实施步骤如下：

（1）一半空消后的90-100℃（优选95℃）废汽进入真空度为0.1MPa的再生器中，用于蒸发稀LiBr溶液,产生的水蒸气在冷凝器中凝结成水；

（2）另一半废汽进入表压为2.0MPa的蒸发器中，将步骤（1）中凝结的水重新蒸发，产生的蒸汽供给吸收器，被来自再生器经泵增压送来的LiBr浓溶液所吸收，释放的吸收热送至发酵液浓缩工段，用于蒸发发酵液；

（3）步骤（2）中稀释后的LiBr溶液再由稀LiBr溶液输送泵通入再生器，进行循环利用。

根据上面所述的利用吸收式热泵回收发酵罐空消废汽的方法，优选的，所述LiBr溶液增压泵的排气量为1800L/min。

根据上面所述的利用吸收式热泵回收发酵罐空消废汽的方法，优选的，增压后的LiBr浓溶液的压力为2.0MPa。

利用吸收式热泵回收发酵罐空消废汽的装置包括发酵罐、再生器、泠凝器、吸收器、蒸发器、LiBr溶液增压泵和稀LiBr溶液输送泵；所述发酵罐与再生器和蒸发器相连，再生器上设有稀LiBr溶液进口，蒸发器连接吸收器和泠凝器，吸收器上设有浓LiBr溶液进口。  

根据上面所述的利用吸收式热泵回收发酵罐空消废汽的装置，优选的，所述发酵罐的体积为100-400m³（优选250 m³）。

根据上面所述的利用吸收式热泵回收发酵罐空消废汽的装置，优选的，所述再生器为悬筐式蒸发器，其传热面积为60-84m²（优选72m²）。

根据上面所述的利用吸收式热泵回收发酵罐空消废汽的装置，优选的，所述蒸发器为中央循环管式蒸发器，其传热面积为130-182m²（优选156 m²）。

根据上面所述的利用吸收式热泵回收发酵罐空消废汽的装置，优选的，所述吸收器为悬筐式蒸发器，其传热面积为160-208m²（优选184 m²）。

根据上面所述的利用吸收式热泵回收发酵罐空消废汽的装置，优选的，所述泠凝器为管壳式换热器，其传热面积为100-154m²（优选127 m²）。