[发明专利]好氧微生物发酵系统压缩空气热能回收的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种节水及热能回收技术，具体地说是一种好氧微生物发酵系统压缩空气热能回收的方法及装置。

技术背景

好氧微生物发酵过程中需持续通入无菌空气，以维持菌种的正常生长、代谢，并防止其它杂菌的感染。无菌空气来自于空气压缩机产生的高温压缩空气，并经多级处理，达到符合工业生产的无菌及温度要求。压缩空气中含有较高的水分，影响后续的过滤设备除菌。因此在好氧微生物发酵空气系统的前期预处理过程中，需首先对压缩空气进行降温，充分冷凝压缩空气中的水分，提高除水器设备效率，降低压缩空气的含水量。目前高温压缩空气的前期预处理工艺流程是：100-160℃压缩空气首先进入降温水换热器降温到5-25℃，降温后通入除水器除水，最后进行再次升温，以达到符合生产要求的空气温度。

在现有的压缩空气热能回收的发明中，授权公告号 CN 202690371 U（申请号 201220338350.5）的中国专利公开了及一种压缩空气热能回收装置，包括空气入口与空气出口，所述空气入口与空气出口之间设有一号换热器，所述一号换热器依次与一号截止阀、循环水箱、二号截止阀、一号水过滤器、一号循环泵、一号单向阀、三号截止阀由管道依次连接形成闭环水循环加热系统，所述循环水箱与四号截止阀、二号水过滤器、二号循环泵、二号单向阀、高位水箱由管道依次连接形成热水供应系统。授权公告号 CN 203532198 U(申请号 201320707148.X)的中国专利公开了一种种压缩空气热量回收装置，包括空气压缩机、热能交换箱和储水箱，空气压缩机上设有高压高温排气管和低温回气管，热能交换箱内设有热交换器，热能交换箱上设有循环进水管和循环出水管，高压高温排气管上设有一储气室 ；热能交换箱上部设有交换箱水位传感器，热交换器为螺旋状管 ；循环进水管上设有电磁控制阀和手动控制阀，循环出水管上设有温度传感器、手动控制阀和电磁控制阀 ；储水箱上部设有水位传感器和补水管道 ；储水箱通过供水管道连通循环出水管 ；各传感器、各电磁控制阀、补水控制电磁阀连接同一控制器。

目前压缩空气的前期预处理工艺有两点问题：

1、高温压缩空气的温度在100-160℃，含有较高的热能，该热能资源未被有效利用，造成极大浪费。

2、为达到较好的除水效果，高温压缩空气需首先降温至5-25℃，该过程消耗大量的降温用水。

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热能、减少降温用水的好氧微生物发酵系统压缩空气热能回收的方法及装置。

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：

好氧微生物发酵系统压缩空气热能回收的方法，实施步骤如下：

a：空气压缩机制备的100-160℃（优选130℃）压缩空气，首先通入板式换热器换热，进行第一步降温；

b：步骤a降温后的压缩空气进入降温水换热器进行第二步降温至5-25℃（优选15℃）；

c：经两步降温后的压缩空气，通入除水器除水后，进入储气罐；

d：换热水罐中的换热水通入板式换热器，经换热升高温度后回流至换热水罐备用。

根据上面所述的好氧微生物发酵系统压缩空气热能回收的方法，优选的，所述除水器的处理流量为1000-1500L/min（优选1250L/min）。

根据上面所述的好氧微生物发酵系统压缩空气热能回收的方法，优选的，所述空气压缩机的排气量为80-120m³/min（优选100m³/min）。

好氧微生物发酵系统压缩空气热能回收的装置，包括换热水罐、板式换热器、降温水换热器、除水器、空气压缩机和储气罐；所述空气压缩机出气口与板式换热器空气流道入气口相连，板式换热器空气流道出气口与降温水换热器壳程入气口相连，降温水换热器壳程出气口与除水器进气口相连，除水器出气口与储气罐进气口相连；换热水罐下部与板式换热器液体流道进水口相连，板式换热器液体流道出水口与换热水罐上部相连。

根据上面所述的好氧微生物发酵系统压缩空气热能回收的装置，优选的，所述换热水罐的体积为100-140m³（优选120m³）。

根据上面所述的好氧微生物发酵系统压缩空气热能回收的装置，优选的，所述换热水罐的材质为不锈钢。

根据上面所述的好氧微生物发酵系统压缩空气热能回收的装置，优选的，所述板式换热器的换热面积为250-350m²（优选300m²）。