15+第十五章+生物工程工厂能源与动力设备+C....ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/5/24,*,章生物工程工厂能源与动力设备,2021/5/24,1,第一节 生物工程工厂供水设备,一、用水质量分级,二、生物工业的用水质量要求,三、水处理系统及设备,2021/5/24,2,如何评价水质？,两因素：微生物污染；化学杂质,工业用水质量分级,普通水,来自城市公用供水系统的自来水,脱盐软化水,蒸馏水。,一、用水质量分级,2021/5/24,3,二、生物工业的用水质量要求,2021/5/24,4,三、水处理系统及设备,1,、水的过滤,水的过滤作用机理,水过滤是一系列不同过程的综合效应，包括筛滤、深层过滤和静电吸附,常用水的过滤装置,砂滤棒过滤器,活性炭过滤器,中空纤维超滤装置,2021/5/24,5,砂滤棒过滤器,过滤器分上下二层，中间置放隔水板一块。隔水板即是固定滤棒的装置，又起液体过滤前后分界作用。,砂滤棒（又称砂芯）系选用多孔陶瓷原料经高温烧结而成。棒身具有许多细微孔，是过滤器发挥过滤作用的主体部分，未经处理的原水经过滤棒本身透过达到过滤澄清的目的。,2021/5/24,6,活性炭过滤器,活性微孔径为,2,5nm,；利用活性炭的表面吸附和机械过滤作用除去水中的杂质，常用于离子交换法和电渗析法的前处理。,2021/5/24,7,活性炭过滤器运行一段时间后，因截污量过多，暂时失去活性，需反洗再生，其步骤为：,反洗,。清水以,8,10l/(m,2,s),的反洗强度从底部进入，反洗时间,15,20min,。,蒸汽吹洗,。从底部通入,0.3MPa,饱和蒸汽吹洗,15,20min,。,淋洗,。用,6%,8%NaOH,溶液（,40,）从顶部通入洗涤。洗涤量为活性炭体积的,1.2,1.5,倍。,正洗,。原水至顶部通入，冲洗至出水符合规定水质要求。,2021/5/24,8,中空纤维超滤装置,利用反渗透原理，截留水中盐类、颗粒、胶体、细菌及有机物，达到分子级过滤。,2021/5/24,9,2,、水的软化及脱盐,离子交换装置,电渗析装置,2021/5/24,10,离子交换装置,固定床离子交换装置,水处理中最简单的方法是采用固定床，即将离子交换树脂装填于管柱式容器中，形成固定的树脂层。操作时，交换、反洗、再生、清洗四个过程间歇反复地在同一装置中进行，而离子交换树脂本身不移动，也不流动。,有单床、多床、混合床、多层床,缺点是树脂用量多而利用率低，操作不连续,。,2021/5/24,11,连续离子交换装置,为提高树脂利用率，,20,世纪,60,年代出现了连续式离子交换装置，有移动床和流动床两种。,流动床是完全连续工作的，它在进行交换的同时不断从交换塔内向外输送失效的交换树脂，且又不断向交换塔内输送再生后的树脂。,其缺点是交换树脂磨损较大，耗电量较多。,1,交换塔；,2,清洗塔；,3,再生塔,移动床离子交换装置,2021/5/24,12,电渗析装置,阳膜,阴膜,利用阴、阳离子交换膜对水中离子具有选择性和透过性的特点。在外加直流电场的作用下，使原水中阴、阳离子分别通过阴离子交换膜和阳离子交换膜迁移，从而达到除盐的目的。,2021/5/24,13,电渗析器结构,电渗析器有立式和卧式两种。,由离子交换膜、隔板、电极、极框、压紧装置等组成。,卧式电渗析器装置,1-,阳极室,2-,导水板,3-,压紧框,4-,膜堆,5-,阴极室,6-,压滤机式锁紧装置,2021/5/24,14,立式电渗透装置,2021/5/24,15,3,、水的杀菌,氯杀菌,常用的氯杀菌剂有活性二氧化氯、漂白粉和次氯酸钠,水的杀菌方法很多，目前常用氯、臭氧及紫外线杀菌,二氧化氯是最理想的消毒剂（最高级的消毒剂,AI-WHO,）,其活力是其他氯系列杀菌剂的,2-5,倍,是氯气的,2.6,倍。,二氧化氯发生器,2021/5/24,16,臭氧杀菌,空气,空压机,去雾器,两级冷却器,硅胶吸湿器,分子筛吸湿器,过滤器,臭氧发生器,臭氧,臭氧杀菌流程,1-,空气净化降温干燥器,2-,臭氧发生器,3-,变压器,4-,喷射器,5-,消毒水池,2021/5/24,17,臭氧发生器成套设备,2021/5/24,18,紫外线杀菌,波长为,200,295nm,的紫外线有杀菌能力,2021/5/24,19,四、供水系统设备,水源选择：地下水、城市水源,取水方式：大口井、深井,供水系统：,供水方式：直流供水、循环供水、连续供水,自来水供水系统：,地下水供水系统,供水系统远程监控：,2021/5/24,20,2021/5/24,21,第二节 生物工程工厂供电设备,车间设备,2021/5/24,22,第三节 发酵工厂洁净蒸汽系统设备,发酵工厂洁净蒸汽的工艺要求,蒸汽压力稳定，以保证热加工过程的稳定性，通过稳压阀和缓冲罐来实现；,蒸汽应维持一定的干度；,保持蒸汽流量稳定，且含有较少的不凝性气体，以提高蒸汽的热效率。,蒸汽分类,：,低压蒸汽：小于,1.5Mp,中压蒸汽：,1.5Mp-6.0Mp,高压蒸汽：大于,6.0Mp,工厂实际需要,：,0.7,Mp,或,0.2-0.3,Mp,2021/5/24,23,蒸汽系统设备,锅炉工作原理,燃油燃气蒸汽锅炉,-,普通蒸汽,(,0.4,Mpa),热电厂,-,低,压,蒸汽（,1.5,Mpa,）,蒸汽减压阀,(,1.0,Mpa-,0.4,Mpa,),2021/5/24,24,压缩式制冷循环实质上是一种逆向卡诺循环，制冷过程包括,压缩、冷凝、膨胀、蒸发,四个阶段，。系统中的制冷剂饱和蒸汽被压缩机吸入压缩，成为液体放出热量。液体制冷剂经膨胀阀，压力降低，部分液体吸热汽化，使制冷剂温度降低，低温液体进入蒸发器吸收周围介质热量而汽化，气体再进入压缩机被压缩，完成一个循环过程。为了使整个系统稳定循环，设置,油分离器,、,贮存罐,、,液氨分离器,等附属设备,单级压缩制冷循环,第四节 制冷系统设备,一、蒸汽压缩式制冷循环：,液体气化吸热,制冷,一般冷却：,-100,以上,深度制冷：,-100,以下,2021/5/24,25,制冷剂,目前常用的制冷剂有氨和几种氟利昂。,载冷剂,采用间接冷却方法进行制冷所用的低温介质称为载冷剂。常用载冷剂有氯化钠、氯化钙水溶液、酒精和乙二醇等。,2021/5/24,26,二、制冷系统设备,1,、制冷压缩机,活塞式压缩机工作原理图,1-,上盖,2-,排气阀门,3-,样盖,4-,水套,5-,吸气阀门,6-,活塞环,7-,活塞,8-,连杆,体积型制冷压缩机有活塞式、滑片式和螺杆式。其中以,活塞式制冷压缩机,较多见,压缩机的进气活门装在活塞的顶部，利用曲轴连杆使活塞上下运动。当活塞向下运动时，装在安全板上的排气活门关闭，汽缸内的压力减小，其压力较吸器管中的压力为低，则吸气阀门被打开，低压管中的氨气进入汽缸中。,2021/5/24,27,2,、冷凝器,冷凝器的作用是使高温高压过热气体冷却，冷凝成高压氨液，并将热量传递给周围介质。,冷凝器有：,卧式冷凝器,立式冷凝器,套管式冷凝器,外喷淋蛇管冷凝器等。,氨立式壳管式冷凝器,2021/5/24,28,3,、膨胀阀与蒸发器,膨胀阀,又称,节流阀,，高压液氨通过膨胀阀，压力急剧下降，体积迅速膨胀，汽化吸热，使其本身的温度降低到需要的低温，再送入蒸发器。,常用的手动阀有针形阀（公称直径较小）和,V,形缺口阀（公称直径较大）两种,2021/5/24,29,蒸发器,立管式蒸发器如图示，分别由,2,8,个单位蒸发器组成，每个单位蒸发器由上下两支水平总管、中间焊接许多直立短管制成，有,10,、,15,、,20m,2,及,40m,2,等几种蒸发面积。,整个蒸发器有输液总管、回气总管、氨液分离器、集油器及远距离液面指示器等接头。蒸发器里装有搅拌器以维持流速，使载冷剂在箱内循环。水箱下部有排水管，底及四周有绝热层。,立管式蒸发器,2021/5/24,30,4,、油氨分离器,油氨分离器的作用是除去压缩后氨气中携带的油雾。,油雾分离器有：,洗涤式,填料式,离心式等几种。,油氨分离器,2021/5/24,31,5,、储氨罐,贮存和供应自冷系统的液氨！,2021/5/24,32,6,、气液分离器,气液分离器的作用是维持压缩机的干冲程，同时将送入冷却排管（蒸发器）液体内的气体分出，以提高制冷效率。,立式氨液分离器,卧式氨液分离器,2021/5/24,33,7,、中间冷却器,作用是冷却低压级压缩机所排出的过热蒸汽，使过热蒸汽冷却到中压下的饱和气体状态。,还可借中间冷却器内氨液与盘管的热交换，使去冷却设备的氨液在膨胀阀之前得到过冷。,中间冷却器,2021/5/24,34,8,、水冷却装置,作用是冷却由氨冷凝器排出的循环水。,水冷却装置有三种类型：,喷水池,自然通风冷却塔,机械通风冷却塔,点波式填料冷却塔,2021/5/24,35,喷淋冷却塔（常温,-,风冷,）,发酵罐,冷冻机组（低温,-,制冷剂,）,常温和低温冷却水系统设备,2021/5/24,36,本章小结,1.,常用水的过滤装置有哪些类型,?,2.,水的软化及脱盐有哪些？,3.,水的杀菌方法和设备有哪些？,4.,了解供水和供电系统基本组成。,5.,制冷系统设备主要有哪些？,2021/5/24,37,