发酵设备：发酵逃液控制之旋风分离器

发酵设备：发酵逃液（escaping of fermentation broth）控制之旋风分离器

2016-06-27旋风小子发酵工程

旋风分离器的作用

旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。

工作原理

净化天然气通过设备入口进入设备内旋风分离区，当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储液区，从设备底部的出液口流出。旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导气管流至净化天然气室，再经设备顶部出口流出。

性能指标

分离精度旋风分离器的分离效果：在设计压力和气量条件下，均可除去≥10μm的固体颗粒。在工况点，分离效率为99%，在工况点±15%范围内，分离效率为97%。压力降正

常工作条件下，单台旋风分离器在工况点压降不大于0.05MPa。设计使用寿命旋风分离器的设计使用寿命不少于20年。

结构设计

旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。内装旋风子构件，按圆周方向均匀排布亦通过上下管板固定；设备采用裙座支撑，封头采用耐高压椭圆型封头。设备管口提供配对的法兰、螺栓、垫片等。

通常，气体入口设计分三种形式：a) 上部进气b) 中部进气c) 下部进气

对于湿气来说，我们常采用下部进气方案，因为下部进气可以利用设备下部空间，对直径大于300μm或500μm的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。而对于干气常采用中部进气或上部进气。上部进气配气均匀，但设备直径和设备高度都将增大，投资较高；而中部进气可以降低设备高度和降低造价。

应用范围及特点

旋风除尘器适用于净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较高（80～160毫米水柱）的净化设备，旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。改进型的旋风分离器在部分装置中可以取代尾气过滤设备。

旋风分离器在谷氨酸发酵中的应用情况

在谷氨酸发酵过程中，需不断向发酵液通入无普通的旋风分离器回收逃液，由于分离效率较低，如茵空气，茵体对数生长期以后，由于通风量较大、茵果不及时流加消泡剂，逃液现象相当严重，对发酵造成不良的影响，轻则将造成浪费，重则将造成染菌。在多个谷氨酸发酵罐上安装我们设计的高效旋风分离器，经过一段时间的生产运行，我们发现消泡剂的单耗大幅度下降，由原来生产1吨谷氨酸平均消耗消泡剂9．0公斤以上降低至3—4公斤；且放罐体积比原来增加12％左右，产酸指标不受影响，单罐产量相应地增加了；由于减少了逃液机会，即减少了发酵液的浪费，糖酸转化率比原来提高了0．5％左右；虽然发酵罐装液量增加会导致搅拌功率比原来稍微增加，但由于单罐产量增加的幅度较大，使生产谷氨酸用电单耗还是下降了8％左右；由于单罐产量比原来增加12％左右，生产谷氨酸的蒸汽单耗比原来下降了10％左右。下面以200m 发酵罐为例列举具体数据，发酵罐改装高效旋风分离器后每生产1吨谷氨酸所产生的直接经济效益。从表3的数据可以看出，209m 发酵罐改用高效旋风分离器后每生产1吨谷氨酸可节省人民币约183．6元，对于年产5万吨谷氨酸的工厂来说，一年可节省918万元。

经过较长时间在谷氨酸发酵中的应用，随着高效旋风分离器的技术成熟，所带来的经济效益可观，可推广应用于其它通气搅拌发酵行业。