[发明专利]一种应用板翅换热技术的发酵空气预处理系统

说明书

一种应用板翅换热技术的发酵空气预处理系统，包括卧式的空气冷却器、气液分离器、空气加热器，空气加热器内设有板翅换热组件，空气冷却器和气液分离器组合设置在卧式壳体内，进入系统的高温空气分为二路，主管路与空气加热器相连接，旁管路与壳体相连接，壳体右侧与空气加热器冷流进口相连接，空气加热器上的热流出口通过回流管路与进气接口相连接，空气加热器内设有独立的板翅热流通道和板翅冷流通道，在主管路上设有开关阀门，在旁管路上设有可自动调节阀门。本发明结构设计合理、高效节能，空气阻力低至5kPa以内，而且提高传热系数，系统简洁可靠，同时降低造价和运行费用，使得系统出口空气质量得到提高，促进发酵稳定生产。

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，涉及一种压缩空气净化系统，尤其涉及一种应用板翅换热技术的发酵空气预处理系统，应用于好气性发酵的无菌空气预处理。

背景技术

好气性发酵是指微生物发酵过程需要氧气，用于基质同化、菌体生长和产物代谢。氧气的来源是空气，在发酵运行中必须持续提供洁净、干燥、无杂菌的空气，此空气还需要一定的压力，以克服设备、管道阻力损失、液态深层发酵基质产生的静压力和工艺所需罐内压力。

当今，膜技术已广泛应用于发酵无菌空气处理，但膜设备要求进口空气是干燥、干净的，因此必须通过前置预处理系统进行冷却除水降湿处理。传统的前置预处理系统通常是采用循环水、冷冻水两级冷却，两级除水，然后蒸汽加热的工艺，设备为普通列管式换热器和旋风分离器。这种传统的前置预处理系统有以下缺点：1、工艺复杂，阻力损失大；2、设备效率低，冷却后凝析水去除率低，除湿效果差；3、由于设备效率低，冷却和加热的温差都很大，能耗高。

经查，现有专利号200910208228的中国专利《空气预处理系统》，基本解决了阻力较高的问题，但其空气加热热源采用循环热水，热水的热量来源是系统空气冷却器内独立设置的换热单元。热水循环运行需要另行设置一套支持系统，包括热水储存桶、水泵及自控装置、辅助蒸汽加热装置和系统自控系统等，其运行费用包括水泵电费、热水流经换热设备的除垢清洗费用、自控维护费用等。可见其系统复杂，可靠性不够高，运行费用也较高。

还有，专利号为200920120153.4的中国专利《发酵空气预处理系统》，其加热热源是热空气本身，加热器采用传统管壳式结构，系统简洁、可靠性高，发酵生产安全稳定。但在节能减排的要求日益提高的当下，该系统还需改进，特别是阻力损失须进一步降低，为此须在流程工艺和设备结构两方面进行彻底革新。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、阻力更低、使用维护更方便的应用板翅换热技术的发酵空气预处理系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种应用板翅换热技术的发酵空气预处理系统，其特征在于：包括卧式的空气冷却器、气液分离器、空气加热器以及内部空气管路，空气加热器内设有板翅换热组件，空气加热器上设有热流进口和热流出口，空气冷却器和气液分离器左右组合设置在一卧式的压力容器壳体内，该壳体的左侧开设有进气接口，右侧开设有出气接口，进入系统的高温空气分为二路，其中主管路与空气加热器上的热流进口相连接，旁管路与壳体左侧的进气接口相连接，壳体右侧的出气接口通过法兰与空气加热器的左侧的冷流进口相连接，空气加热器上的热流出口通过回流管路与壳体左侧的进气接口相连接，空气加热器的右侧开设有系统出气口，在空气加热器内设有独立的板翅热流通道和板翅冷流通道，主管路进入的高温空气经过空气加热器板翅热流通道放热后从热流出口经回流管路进入空气冷却器中，经空气冷却器和气液分离器处理后的湿冷空气从空气加热器的左侧的冷流进口经板翅冷流通道换热后从空气加热器右侧的系统出气口排出，在主管路上设有开关阀门，在旁管路上设有可调节的阀门。

作为改进，所述板翅换热组件是由若干翅片板、平板依次间隔连续叠合而成，其中翅片板采用平直翅片形式，且位于平板上下两侧相邻的二块翅片板的方向正交设置，翅片板上下两面为截面呈矩形波的空气通道，翅片板的非通道两侧用封条封堵，这样形成相邻的、独立的、互不混合的板翅热流通道和板翅冷流通道。