新型攪拌通用設備的高效節能增產技術
間隙攪拌反應器Batch stirred tank reactor(BSTR)是廣泛地應用于化工、生物發酵、結晶、混凝、萃取、懸浮等工業作業,因此是一種應用面極廣的非標通用設備,其容積可以從升級至幾千立方。其中生產規模最大的是應用于生物發酵用的發酵罐。 在我國生物發酵工業基本上均采用BSTR進行生產,國內發酵罐容積居世界第一。單位容積發酵罐耗電為2~4kW/m3 發酵用空氣需經過空氣過濾除菌,空氣耗量以罐體積計:體積流量(m3/分)與罐容積比為0.3~2。因此以單位立方米計的空氣能耗在0.72~4.8kW/m3以上。因此發酵工業是國內的一個耗能大戶。降低發酵用BSTR的能耗具有重大的節能意義。 本項目通過利用氣流能量在罐內構造離心力場中的泰勒渦柱流,利用泰勒旋渦流來改善氣液比表面積,降低攪拌功耗,減少空氣用量和減少混合時間,達到大幅度降低BSTR能耗的目標。降低攪拌功率30%。節省空氣用量5%~10%。 由于泰勒渦柱流動具有的無返混流特征,可以提高發酵對數期的反應進程,將產生熱沖擊效應,可以充分利用來縮短發酵對數生長期,以及提高產量。 本項目主要研究內容是,通過開發極限發熱量的控制技術和散熱技術,從而充分利用熱沖擊效應,以達到增產目的,增產目標為2%。通過熱控制技術保證,用泰勒渦柱流降低攪拌功率30%。節省空氣用量5%~10%。
上海理工大學
2021-04-13