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啤酒厂的热能回收系统

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1.什么是蒸汽零排放?
啤酒厂的糖化车间是耗能大户,其热能消耗量占据了全厂能耗的50%以上。过去,啤酒厂糖化车间的糊化锅、糖化锅、过滤槽、暂存罐、煮沸锅以及沉淀槽等6个锅在生产过程中产生大量二次蒸汽,这些高热能的废气除了在煮沸锅实现了部分回收之外,统统通过排气筒放空排放到大气中,没有回收利用,十分可惜。所谓零排放,就是把糖化过程中排岀的二次蒸汽全部回收加以利用,没有蒸汽排出,使整个糖化车间实现蒸汽零排放。那么,糖化二次蒸汽放空排放有什么坏处呢?首先,汚染环境。排空废蒸汽具有腐烂的地瓜臭味,严重污染啤酒厂和周边环境。其次,增加碳排放量。大量二次蒸汽排空增加碳排放量,提升温室热效应,促使大气变暖。地球温度上升,就有啤酒厂糖化二次蒸汽排空的贡献。2015年,乐惠公司在华润龙江一家公司的技术改造项目中,成功将糖化二次蒸汽全部回收,实现了零排放,成了全中国第一个吃螃蟹的人。这是中国啤酒业一项可喜的技术进步。它的意义在于中国由啤酒大国向啤酒强国进军中取得了一项可喜的成果。
2.如何实现零排放?
首先把糖化6个锅的排汽筒连在一起,然后用2个气动阀门隔断分成3个区域:第1个区域为糊化锅、糖化锅、过滤槽、暂存罐4个锅,因为这部分的物料工作温度都在70℃~100℃之间,比较相近,不会互相影响。无蒸汽排放示意图如下:
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第2个区域为煮沸锅。煮沸锅会产生大量的二次蒸汽,需要专门的二次蒸汽冷凝器吸收这部分热量。第3个区域为沉淀槽末端。每一个区域都配置一个单独的水封罐,与外界进行有条件的连通呼吸。每一个区域都配置有单独的真空阀、压力变送器、泄压阀。水封罐的作用是无论密封空间形成真空还是形成超压,都可以实现机械化解;压力变送器的作用是当程序检测到超压时自动打开泄压阀排汽,当程序检测到真空时自动打开真空阀吸气,以上两种设计对锅体这个密封空间形成了双重保护,既有机械式的水封罐保护,又有软件程序保护。通过自控系统技术可以实现糖化二次蒸汽的零排放。
3.实现零排放的工作原理
以糖化锅为例,糖化锅有进料、升温、休止、转移至过滤槽等几个主要步骤。当进料时,糖化锅内随着液位的上升,锅上部气体被排出。这些气体首先通过排汽筒连通管排至其他的锅,当其他的锅汽充满空间时,其密封空间的压力会升高,当压力高于水封罐能承受的压力时,会破水封,压力释放至大气中。但是,由于水封罐上部有喷淋球,且一直在循环喷淋,故即便破了水封,所有的二次蒸汽都会被喷淋球淋下的水吸收掉,只要能溶于水的气味都会被洗涤并吸附在水中,只有不凝气体才会排至大气中,实现了零排放。当升温时,同理,在升温阶段会产生一些二次蒸汽。这些二次蒸汽首先会跑至其他锅,当气体无处可逃时,密封空间的压力会高于水封罐的压力,再次破水封,二次蒸汽被喷淋球淋下的水吸收掉,不凝气体排至大气中。当压力休止时,蒸汽不排汽也不吸气,达到平衡。当糖化锅捣醪至过滤槽时,糖化锅的液位下降需要吸气,而过滤槽的液位在上升需要排气,这两个锅是连通的,故互相通气、达到平衡。这样,整个糖化锅的生产过程就实现了零排放。将现有糖化设备进行改造:
    将糖化6个锅的排汽筒连在一起,然后用2个气动阀门隔断分成三个区域。每一个区域都配置一个单独的水封罐。每一个区域都配置有单独的真空阀,压力变送器,泄压阀。防止超压和抽真空,特别注意的是防止抽真空、形成负压、把锅抽瘪。


过滤槽和暂存罐的工艺过程同理。当暂存罐需将麦汁转移至煮沸锅时,打开这两个锅排汽筒之间的气动阀,气体通过连通达到平衡。煮沸锅由于配置了一个单独的二次蒸汽冷凝器,故在升温、预热、煮沸阶段所产生的二次蒸汽都通过这个冷凝器把热量传递给热能水,只有当热能水的温度过高无法完全吸收多余的热量时,才会排至水封罐处,通过水封罐及水封罐顶部的喷淋球淋下的水来吸收热量。当煮沸锅需要转移至沉淀槽时,工厂可打开两个锅之间的气动蝶阀互相连通,使气体达到平衡。沉淀槽的休止阶段不吸气也不排汽,当需要冷却将气体送至发酵罐时沉淀槽需要吸气,这时可以根据槽内的压力间歇性地打开真空阀,防止产生真空。这样,以上所有工艺步骤都不会把二次蒸汽直接排至大气中,各个锅槽之间的互相消化,或者只是排出一些不凝气体,最终达到了零排放的目的。
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啤酒厂通过智能化自动控制系统实现了糖化二次蒸汽的零排放,将原来排放掉的二次蒸汽热量全部实现了回收,净化了环境、消除了污染、减少了碳排放量,也减少了温室效应。这是中国啤酒工业可喜的技术进步,它表明中国在从啤酒生产大国向啤酒生产强国进军的过程中,中国糖化装备制造业已经跃进强国范畴。往期精彩回顾

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啤酒生产--糖化系统组合形式(2)-两体三器设备
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年产2000吨精酿啤酒厂项目设计方案
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