赖氨酸发酵废液近零排放的大型连续流化床造粒干燥研究

发布时间：2021-03-01 15:29

生物发酵工业,就是利用微生物的新陈代谢活动产生的酶,对有机原料及无机辅料进行代谢酶加工,获得工业产品的生产技术。近年来,生物发酵工业发展迅速,但是,其发酵废液的处理比较困难。因此,低成本治理生物发酵废液成为发酵工业发展壮大的主要因素之一。本课题针对赖氨酸发酵废液处理困难的问题,采用大型连续流化床造粒干燥成套技术对赖氨酸发酵液进行干燥处理。将赖氨酸发酵液直接在流化床内喷雾、造粒、干燥,一步得到球形颗粒产品,大量处理赖氨酸发酵生产中产生的废液,解决赖氨酸发酵废液因处理不当造成的污染环境、资源浪费和生产成本高的难题,实现发酵废液的近零排放,实现赖氨酸发酵工业的清洁生产。文章分为四个部分,第一部分对赖氨酸发酵废液当前处理方式及流化床造粒干燥技术进行综述；第二部分通过小试和中试,获取物料的造粒特性,研究各种条件对造粒的影响,为该项目的大型化、工业化、连续化提供理论支撑；第三部分对项目的工业化放大可行性进行了物料衡算和热量核算,研究合理工艺方案和设备选型,为工业化应用提供实践依据和基础；第四部分为工业化连续应用进行了设备关键结构的改进,进一步改善了适合生产与操控的新工艺,对整套系统设计并应用了DCS集成控制,更好的实现自动化控制,还将该系统与国外系统进行了关键部件的对比,并分析了其经济效益和社会效益。本课题研究的赖氨酸发酵废液近零排放的流化床造粒干燥技术已达到甚至超过了国外同类技术,打破了国外赖氨酸发酵液干燥处理设备的技术的垄断和封锁局面,促进国内赖氨酸甚至生物发酵行业清洁生产的产业化进程。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X797;TQ051.13

文章目录

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摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 赖氨酸及其生产工艺

1.2 发酵废液处理

1.3 清洁生产与近零排放

1.3.1 清洁生产

1.3.2 零排放

1.4 流化床造粒干燥技术

1.5 本文研究目的、意义与内容

2 赖氨酸发酵废液流化床造粒干燥试验研究

2.1 概述

2.2 材料与方法

2.2.1 试验材料

2.2.2 试验方法

2.3 可行性实验过程

2.4 造粒可行性试验结论

2.4.1 自然堆积密度测定

2.4.2 粒度分布测定

2.4.3 水分含量测定

2.5 耐温实验

2.6 操作参数测定

2.6.1 喷液量对物料温度的影响

2.6.2 喷液量对物料水分的影响

2.6.3 造粒时间对粒度影响

2.6.4 不同气液比对造粒效果的影响

2.7 中试试验验证

2.7.1 中试试验准备

2.7.2 中试试验方案

2.7.3 中试试验过程参数

2.7.4 中试试验结论

2.8 本章小结

3 工业化应用工艺方案及设备选型

3.1 设计条件

3.1.1 原料及产品要求

3.1.2 工艺流程选择

3.2 造粒机物料、热量衡算及设备选型

3.2.1 物料衡算

3.2.2 干燥进风流量

3.2.3 内置盘管加热器

3.2.4 空气加热器

3.2.5 排风风量计算

3.2.6 旋风除尘器远型

3.2.7 布袋除尘器选型

3.2.8 排风湿含量校核

3.3 干燥机物料、热量衡算及设备选型

3.3.1 物料衡算

3.3.2 干燥段进风流量

3.3.3 冷却段进风流量

3.3.4 干燥段内置换热器

3.3.5 冷却段内置换热器

3.3.6 空气加热器

3.3.7 排风风量计算

3.3.8 布袋除尘器选型

3.4 喷枪数量及其气液比的选择

3.5 本章小结

4 工业化应用

4.1 设备

4.1.1 流化床造粒干燥机整体结构

4.1.2 流化床内部设置搅拌结构

4.1.3 水平定向输送和防漏料布风板的应用

4.1.4 大处理量的摇摆筛和大颗粒破碎机的应用

4.2 工艺

4.2.1 涂层造粒喷枪雾化技术

4.2.2 强化换热技术的研发

4.2.3 返料工艺的研究

4.3 自动化控制

4.4 干燥技术经济指标

4.4.1 主要参数比较

4.4.2 效益比较

4.4.3 市场竞争力比较

4.5 本章小结

5 总结与展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介

答辩委员会决议书

【参考文献】