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啤酒廠的熱能回收系統(tǒng)

2020.04.26 山東尊皇

1.什么是蒸汽零排放?


啤酒廠的糖化車間是耗能大戶，其熱能消耗量占據(jù)了全廠能耗的50%以上。過去，啤酒廠糖化車間的糊化鍋、糖化鍋、過濾槽、暫存罐、煮沸鍋以及沉淀槽等6個鍋在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量二次蒸汽，這些高熱能的廢氣除了在煮沸鍋實現(xiàn)了部分回收之外，統(tǒng)統(tǒng)通過排氣筒放空排放到大氣中，沒有回收利用，十分可惜。所謂零排放,就是把糖化過程中排岀的二次蒸汽全部回收加以利用,沒有蒸汽排出，使整個糖化車間實現(xiàn)蒸汽零排放。
那么，糖化二次蒸汽放空排放有什么壞處呢?
首先，汚染環(huán)境。排空廢蒸汽具有腐爛的地瓜臭味，嚴重污染啤酒廠和周邊環(huán)境。
其次，增加碳排放量。大量二次蒸汽排空增加碳排放量，提升溫室熱效應(yīng)，促使大氣變暖。地球溫度上升，就有啤酒廠糖化二次蒸汽排空的貢獻。
2015年，成功將糖化二次蒸汽全部回收，實現(xiàn)了零排放，成了全中國第一個吃螃蟹的人。這是中國啤酒業(yè)一項可喜的技術(shù)進步。它的意義在于中國由啤酒大國向啤酒強國進軍中取得了一項可喜的成果。


 


2.如何實現(xiàn)零排放?


首先把糖化6個鍋的排汽筒連在一起，然后用2個氣動閥門隔斷分成3個區(qū)域：第1個區(qū)域為糊化鍋、糖化鍋、過濾槽、暫存罐4個鍋，因為這部分的物料工作溫度都在70℃~100℃之間，比較相近，不會互相影響。


第2個區(qū)域為煮沸鍋。煮沸鍋會產(chǎn)生大量的二次蒸汽，需要專門的二次蒸汽冷凝器吸收這部分熱量。
第3個區(qū)域為沉淀槽末端。
每一個區(qū)域都配置一個單獨的水封罐，與外界進行有條件的連通呼吸。


每一個區(qū)域都配置有單獨的真空閥、壓力變送器、泄壓閥。水封罐的作用是無論密封空間形成真空還是形成超壓，都可以實現(xiàn)機械化解;壓力變送器的作用是當程序檢測到超壓時自動打開泄壓閥排汽，當程序檢測到真空時自動打開真空閥吸氣，以上兩種設(shè)計對鍋體這個密封空間形成了雙重保護，既有機械式的水封罐保護，又有軟件程序保護。通過自控系統(tǒng)技術(shù)可以實現(xiàn)糖化二次蒸汽的零排放。


3.實現(xiàn)零排放的工作原理


以糖化鍋為例，糖化鍋有進料、升溫、休止、轉(zhuǎn)移至過濾槽等幾個主要步驟。
當進料時，糖化鍋內(nèi)隨著液位的上升，鍋上部氣體被排出。這些氣體首先通過排汽筒連通管排至其他的鍋，當其他的鍋汽充滿空間時，其密封空間的壓力會升高，當壓力高于水封罐能承受的壓力時，會破水封，壓力釋放至大氣中。但是，由于水封罐上部有噴淋球，且一直在循環(huán)噴淋，故即便破了水封，所有的二次蒸汽都會被噴淋球淋下的水吸收掉，只要能溶于水的氣味都會被洗滌并吸附在水中，只有不凝氣體才會排至大氣中，實現(xiàn)了零排放。
當升溫時，同理，在升溫階段會產(chǎn)生一些二次蒸汽。這些二次蒸汽首先會跑至其他鍋，當氣體無處可逃時，密封空間的壓力會高于水封罐的壓力，再次破水封，二次蒸汽被噴淋球淋下的水吸收掉，不凝氣體排至大氣中。當壓力休止時，蒸汽不排汽也不吸氣，達到平衡。
當糖化鍋搗醪至過濾槽時，糖化鍋的液位下降需要吸氣，而過濾槽的液位在上升需要排氣，這兩個鍋是連通的，故互相通氣、達到平衡。這樣，整個糖化鍋的生產(chǎn)過程就實現(xiàn)了零排放。
將現(xiàn)有糖化設(shè)備進行改造：



  • 將糖化6個鍋的排汽筒連在一起，然后用2個氣動閥門隔斷分成三個區(qū)域。
  • 每一個區(qū)域都配置一個單獨的水封罐。
  • 每一個區(qū)域都配置有單獨的真空閥，壓力變送器，泄壓閥。
  • 防止超壓和抽真空，特別注意的是防止抽真空、形成負壓、把鍋抽癟。


過濾槽和暫存罐的工藝過程同理。當暫存罐需將麥汁轉(zhuǎn)移至煮沸鍋時，打開這兩個鍋排汽筒之間的氣動閥，氣體通過連通達到平衡。煮沸鍋由于配置了一個單獨的二次蒸汽冷凝器，故在升溫、預(yù)熱、煮沸階段所產(chǎn)生的二次蒸汽都通過這個冷凝器把熱量傳遞給熱能水，只有當熱能水的溫度過高無法完全吸收多余的熱量時，才會排至水封罐處，通過水封罐及水封罐頂部的噴淋球淋下的水來吸收熱量。
當煮沸鍋需要轉(zhuǎn)移至沉淀槽時，工廠可打開兩個鍋之間的氣動蝶閥互相連通，使氣體達到平衡。沉淀槽的休止階段不吸氣也不排汽，當需要冷卻將氣體送至發(fā)酵罐時沉淀槽需要吸氣，這時可以根據(jù)槽內(nèi)的壓力間歇性地打開真空閥，防止產(chǎn)生真空。
這樣，以上所有工藝步驟都不會把二次蒸汽直接排至大氣中，各個鍋槽之間的互相消化，或者只是排出一些不凝氣體，最終達到了零排放的目的。


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