【文章內(nèi)容簡介】 水廢渣綜合利 用改造項目 可行性研究報告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院 19 發(fā)展電機(jī)調(diào)速節(jié)電和電力電子技術(shù) … 提高電能利用率 ”。 2)《中國節(jié)能技術(shù)政策大綱》中 強(qiáng) 調(diào)指出： （ 1）發(fā)展、推廣大型企業(yè)用電管理信息系統(tǒng)、車間工藝自動控制節(jié)能技術(shù)。 （ 2）發(fā)展、推廣高效機(jī)電設(shè)備 推廣 S11 型及低損耗變壓器、低能耗導(dǎo)線等節(jié)能型配電設(shè)備及附件。 發(fā)展高性能無功補(bǔ)償裝置。推廣可調(diào)節(jié)型低壓無功補(bǔ)償裝置、高壓先進(jìn)性能無功補(bǔ)償裝置（ SVC、 SVG 等）；改進(jìn)電網(wǎng)供電質(zhì)量的節(jié)電設(shè)備，如諧波防治裝置等。 發(fā)展、推廣高效率的泵類設(shè)備。通過完善泵的三元流場、二相流分析計算方法，改進(jìn)加工工藝，使泵的能效達(dá)到 83%～ 87%；開發(fā)使用與變頻器結(jié)合的可進(jìn)行流量調(diào)節(jié)的恒流量、變揚(yáng)程特性水泵，替代水閥進(jìn)行流 量調(diào)節(jié)，并擴(kuò)大系列型譜范圍，增加品種。 推廣節(jié)能型通用風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，通用風(fēng)機(jī)的效率平均應(yīng)達(dá)到 80%～ 85%。開發(fā)新型礦用風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇，電廠、工業(yè)鍋爐用高效節(jié)能風(fēng)機(jī)，如三葉羅茨風(fēng)機(jī)，三元流動葉輪的高效節(jié)能風(fēng)機(jī)等；開發(fā)使用與變頻器結(jié)合，用于流量調(diào)節(jié)的恒流量、變揚(yáng)程特性風(fēng)機(jī)。 發(fā)展、推廣變頻調(diào)速技術(shù)與裝置及內(nèi)反饋斬波調(diào)速技術(shù)與裝置。開發(fā)電動機(jī)拖動用節(jié)能調(diào)速裝置、工藝調(diào)速性能用交流調(diào)速裝置、特種調(diào)速用交流調(diào)速裝置、變頻電源及車船使用的直－交逆變電源、牽引調(diào)速專用裝置、綠色發(fā)電用異步電動機(jī)變頻調(diào)速裝置等。 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項目 可行性研究報告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院 20 研究、發(fā)展節(jié)能高 效電動機(jī)。采用冷軋硅鋼片代替熱軋硅鋼片，生產(chǎn)動力用電動機(jī)和與變頻器集成的變頻電動機(jī)。研發(fā)、推廣銅轉(zhuǎn)子電機(jī)高起動轉(zhuǎn)矩永磁同步電機(jī)。 研發(fā)余熱、廢熱、太陽能空調(diào)、熱泵機(jī)組和冷熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。 （ 3） 研發(fā)、推廣高效節(jié)能型工業(yè)通用設(shè)備和專用設(shè)備，主要包括工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐、各種電動機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)、氣體分離設(shè)備、電力變壓器等。 我國水資源及節(jié)水政策概況 我國是一個水資源短缺的國家。人均水資源量約為 2200m3，約為世界平均水平的四分之一，水資源供需矛盾突出，全國正常年份缺水量約400 億 m3，水危機(jī)嚴(yán)重制 約我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。由于水資源短缺，部分地區(qū)工業(yè)與城市生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境爭水矛盾突出。部分地區(qū)江河斷流，地下水位持續(xù)下降，生態(tài)環(huán)境日益惡化。近年來城市缺水形勢嚴(yán)峻，缺水性質(zhì)從以工程型缺水為主向資源型缺水和水質(zhì)型缺水為主轉(zhuǎn)變。城市缺水有從地區(qū)性問題演化為全國性問題的趨勢，一些城市由于缺水嚴(yán)重影響了城市的生活秩序，城市發(fā)展面臨挑戰(zhàn)。高效用水是緩解水資源供需矛盾的根本途徑。節(jié)約用水的核心是提高用水效率和效益。目前我國萬元工業(yè)增加值取水量是發(fā)達(dá)國家的 510 倍。國家鼓勵節(jié)水新技術(shù)、新工藝和重大裝備的研究、開 發(fā)與應(yīng)用。大力推行節(jié)約用水措施，發(fā)展節(jié)水型工業(yè)、農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)，建設(shè)節(jié)水型城市、節(jié)水型社會。 工業(yè)用水主要包括冷卻用水、熱力和工藝用水、洗滌用水，其中工。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項目 可行性研究報告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院 21 業(yè)冷卻水用量占工業(yè)用水總量的 80%左右，取水量占工業(yè)取水總量的3040%?；鹆Πl(fā)電、鋼鐵、石油、石化、化工、造紙、紡織、有色金屬、食品與發(fā)酵等八個行業(yè)取水量約占全國工業(yè)總?cè)∷康?60%。 《中國節(jié)水技術(shù)政策大綱》中 強(qiáng)調(diào)指出：大力發(fā)展和推廣工業(yè)用水重復(fù)利用技術(shù)，提高水的重復(fù)利用率是工業(yè)節(jié)水的首要途徑；發(fā)展高效冷卻節(jié)水技術(shù)是工業(yè)節(jié)水的重點。針對食品與發(fā)酵工業(yè)節(jié)水 提出，根據(jù)不同產(chǎn)品和不同生產(chǎn)工藝，開發(fā)干法、半濕法和濕法制備淀粉取水閉環(huán)流程工藝；推廣脫胚玉米粉生產(chǎn)酒精、淀粉生產(chǎn)味精和檸檬酸等發(fā)酵產(chǎn)品的取水閉環(huán)流程工藝。推廣高濃糖化醪發(fā)酵 (酒精、啤酒、味精、酵母、檸檬酸等 )和高濃母液 (味精等 )提取工藝；推廣采用雙效以上蒸發(fā)器的濃縮工藝；淘汰淀粉質(zhì)原料高溫蒸煮糊化、低濃度糖液發(fā)酵、低濃度母液提取等工藝等。 我國綜合利用政策概況 國家發(fā)改委、財政部、國家稅務(wù)總局關(guān)于印發(fā)《資源綜合利用目錄（ 2020 年修訂）》的通知（發(fā)改環(huán)資 [2020]73 號）中，鼓勵利用食品、糧油 、釀酒、酒精、淀汾廢渣生產(chǎn) 飼料及利用釀酒、酒精、制糖、制藥、味精、檸檬酸、酵母廢液生產(chǎn)飼料、食用醋、酶制劑、肥料、沼氣等，并提供優(yōu)惠政策。 沼氣發(fā)電為 國家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)《可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規(guī)定》的通知（發(fā)改能源 [2020]13 號）中 規(guī)定的可再生能源發(fā)電。 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項目 可行性研究報告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院 22 原國家經(jīng)貿(mào)委資源節(jié)約與綜合利用司《資源綜合利用電廠（機(jī)組）認(rèn)定管理辦法》（ 2020 年 7 月）第二條指出，資源綜合利用電廠（機(jī)組）是指利用余熱、余壓、城市垃圾、煤矸石（石煤、油母頁巖）、煤泥和農(nóng)林廢棄物等低熱值燃料以及煤層氣、沼氣、高爐煤氣等生產(chǎn)電力、 熱力的企事業(yè)單位。符合國家有關(guān)規(guī)定的可享受減免稅優(yōu)惠政策。 檸檬酸等行業(yè)節(jié)能減排工作方案 我國檸檬酸產(chǎn)量和出口量已連續(xù)多年居世界第一。 2020 年，我國檸檬酸類產(chǎn)品產(chǎn)量 63 萬噸，占世界總產(chǎn)量的 44％；國內(nèi)總產(chǎn)量的大約八成出口國外， 2020 年出口量 48． 51 萬噸，占世界貿(mào)易量的 50％。該行業(yè)又是耗電高的行業(yè)，目前大多數(shù)廠家均采用通用的高耗電設(shè)備，不但耗電量高，而且設(shè)備電機(jī)系統(tǒng)運行負(fù)荷不穩(wěn)定，變動幅度較大 ,造成用電效率低，加大了生產(chǎn)成本，因增加電廠發(fā)電量又造成環(huán)境污染。這既不符合國家的能源政策，也影響 了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 國務(wù)院 《 關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知 》 中明確指出： “加大造紙、酒精、味精、檸檬酸等行業(yè)落后生產(chǎn)能力淘汰力度， “十一五 ”期間實現(xiàn)減排化學(xué)需氧量（ COD） 138 萬噸，今年實現(xiàn)減排 COD 62 萬噸。 檸檬酸是一種用工業(yè)微生物發(fā)酵后再提純而得到的應(yīng)用最廣泛的有機(jī)酸，自 2020 年檸檬酸產(chǎn)品即被國家科技部列入《高新技術(shù)產(chǎn)品目錄》，檸檬酸產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品符合國家發(fā)改委、科技部、農(nóng)業(yè)部下發(fā)的《全國食品工業(yè) “十一五 ”發(fā)展綱要》（發(fā)改工業(yè) [2020]2240 號）中的產(chǎn)業(yè)政策規(guī)定，即：玉米加工除繼續(xù)發(fā)展高質(zhì) 量的主食食品、休閑食品、方便食品等外。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項目 可行性研究報告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院 23 進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用前景廣、市場需求潛力大的淀粉糖、有機(jī)酸、聚乳酸、變性淀粉、多元醇等精深加工產(chǎn)品。但該行業(yè)又是高耗能、高耗水、排污量大的行業(yè)，目前大多數(shù)廠家均采用帶渣發(fā)酵、末端治理的方法，這不僅不利于回收可再利用的有用資源，而且耗電高、耗水量大、排污量大，加大了企業(yè)生產(chǎn)成本，造成了環(huán)境污染，不符合可持續(xù)發(fā)展的方針。清潔生產(chǎn)的指導(dǎo)思想是整體預(yù)防、全過程控制，通過采用高新技術(shù)，實現(xiàn)低投入、高產(chǎn)出、節(jié)能、降耗、減污，最終實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，增加經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙重目的。高能耗不僅不 利于行業(yè)的發(fā)展，也將嚴(yán)重制約企業(yè)的發(fā)展，因此對現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能節(jié)水及綜合利用技術(shù)改造是十分迫切 的 。 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項目 可行性研究報告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院 24 第三章 現(xiàn)有工程狀況 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品品種 生產(chǎn)規(guī)模 檸檬酸生產(chǎn)能力 15 萬噸 /年。 產(chǎn)品品種 一水檸檬酸 7 萬噸，無水檸檬酸 5 萬噸，檸檬酸鹽 3 萬噸。 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝 1)生產(chǎn)方法 (1) 液化工藝 將玉米淀粉漿液調(diào)至 12Be 左右（淀粉含量 20%），加入耐高溫淀粉酶，加熱至 95℃ 105℃ ，保溫 3060 分鐘，經(jīng)碘檢合格后送至發(fā)酵工段配料。 （ 2）發(fā)酵工藝 發(fā)酵培養(yǎng)基經(jīng)連消（約 120℃ ）后，降溫至 40℃ 進(jìn)入空消備用的發(fā)酵罐，接入種子液，通入發(fā)酵空氣，使產(chǎn)酸達(dá) 1213%，糖酸轉(zhuǎn)化率達(dá) 95%結(jié)束發(fā)酵，用壓縮空氣壓送至提取車間的發(fā)酵液貯罐備用。 （ 3）提取、純化工藝 發(fā)酵液過濾：發(fā)酵液用蒸氣加熱到 85℃ ，使蛋白 質(zhì)凝聚，經(jīng)過濾機(jī)粗濾除去纖維渣及菌體 。 中和及過濾：濾液加熱后緩緩加入 CaCO3 溶液，控制 ，調(diào)整。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項目 可行性研究報告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院 25 中和終點，進(jìn)行真空帶式過濾，棄去濾液，用熱水反復(fù)洗滌檸檬酸鈣。 酸解及過濾：檸檬酸鈣移入酸介桶，加入淡檸檬酸 水調(diào)漿，定量緩緩加入濃硫酸到 攪拌，校正反應(yīng)終點，進(jìn)行真空帶式過濾，濾出檸檬酸液，并用熱水洗 CaSO4，回收其中殘酸，濃檸檬酸液送入脫色離交工序。 脫色、離交：檸檬酸液通過 GH11 顆?；钚蕴恐ド兀ㄟ^ 732陽離子交換柱除 Ca、 Mg、 Fe 金屬離子，然后經(jīng) D315 陰離子交換柱除去氯根和硫酸根，交換柱飽和后分別用 2N NaOH 和 2N HC1 輪流洗滌再生，再用軟水清洗后重復(fù)使用。 （ 4）精制工藝 無水檸檬酸生產(chǎn)工藝：檸檬酸溶液經(jīng)三效濃縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備濃縮、結(jié)晶，濃縮經(jīng)離心分離機(jī)分離出 母液，晶體進(jìn)入干燥機(jī)干燥，干燥后的檸檬酸通過冷風(fēng)冷卻，并經(jīng)分級設(shè)備把塊狀和細(xì)小的檸檬酸分出。合格的檸檬酸成品經(jīng)自動包裝機(jī)包裝后入倉庫。 一水檸檬酸生產(chǎn)工藝：檸檬酸溶液經(jīng)三效濃縮蒸發(fā)設(shè)備濃縮至比重 左右。濃縮液進(jìn)入 結(jié)晶罐冷卻 12 小時左右，進(jìn)入下出料離心分離機(jī)分離出母液，晶體進(jìn)入干燥機(jī)干燥，干燥后的檸檬酸通過冷風(fēng)冷卻，并經(jīng)分級設(shè)備把塊狀物細(xì)小的檸檬酸分出。合格的檸檬酸成品經(jīng)自動包裝機(jī)包裝后入倉庫。 現(xiàn) 公用工程概況 1）給排水 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項目 可行性研究報告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院 26 該公司距汶河河床一公里，水源豐富，牟山水庫供水管道已 通 至 廠內(nèi)，可根據(jù)需要及時供水，能確保水源的充足供應(yīng)。 廠區(qū)給水為生產(chǎn)、生活與消防合用一套給水管網(wǎng)。廠區(qū)排水采用雨污分流系統(tǒng)。所排生活用水經(jīng)過化糞池進(jìn)行初級預(yù)處理后，通過廠內(nèi)污水管道與車間所排生產(chǎn)廢水一道排入污水處理站進(jìn)行處理，然后 再經(jīng)城市污水處理場處理 達(dá)標(biāo)排放 。 廠區(qū)雨水通過地面徑流匯集廠區(qū)雨水管道，然后排至廠外雨水溝系統(tǒng)。 2）供電 消防泵及發(fā)酵車間、提取車間 、 精制車間、空壓站等重要設(shè)備屬二級負(fù)荷。其它屬三級負(fù)荷。 供電參數(shù)： 35kV，三相， 50HZ 變配電所：總變電站位于動力區(qū)，與冷凍站、空壓站毗鄰，單層布置 ，內(nèi)設(shè) 35kV 開關(guān)室、 35/10kV 變壓器室、 10kV 中壓開關(guān)室、控制室及輔助用房。 全廠供電系統(tǒng)選擇：根據(jù)用電負(fù)荷性質(zhì)， 35kV 二路進(jìn)線， 10kV 單母線分段，設(shè)母聯(lián)開關(guān)， 15 臺 2500kVA 變壓器（ 35/）及 2 臺10kV/04kv 4000kVA 變壓器分別接入 35kV 母線。 計量方式、配電參數(shù)、及接地制式： 配電參數(shù)：工藝用空壓機(jī)配電電壓為： 10kV，三相， 50HZ，其它用電設(shè)備配電電壓為 ，三相， 50HZ。 低壓配電系統(tǒng)接地制式為 : TNS 制 。 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項目 可行性研究報告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院 27 設(shè)三級電量計量 ， 35kV 電源計量表設(shè)在總變電站，分車間及主要用電設(shè)備設(shè)第二、三級計量。 3）供汽 該公司現(xiàn)有 20T/h 飽和蒸汽鍋爐 2 臺，熱電廠現(xiàn)有 75T/h 鍋爐 2 臺并帶 發(fā)電機(jī) 1 臺。 鍋爐給水處理：鍋爐給水處理應(yīng)達(dá)到《低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。鍋爐給水經(jīng)軟化，除氧后，送入上鍋筒，處理流程示意如下： 自來水 → 組合式軟化水裝置 → 軟化水箱 → 除氧水泵 → 除氧器 → 鍋爐給水泵 → 上鍋筒 采暖凝結(jié)水均回收至鍋爐房內(nèi)軟化水箱，凝結(jié)水回收率為 75%，工藝用汽凝結(jié)水大部分回收。 4）制冷 (1) 檸檬酸鈉干燥后須經(jīng)冷風(fēng)冷卻。 (2) 檸檬酸鈉結(jié)晶過程中需用冷水冷，耗水量約為 170m179。/h。（ T=210℃ ）。 (3) 檸檬酸鈉在包裝前處理，通入除濕潤冷風(fēng)防止吸潮，要求送風(fēng)12℃ 。 (4) 檸檬酸鈉干燥過程中需用溫度 35℃ 、相對溫度 65%的空氣去干燥，風(fēng)量為 10500m179。/h。 (5)發(fā)酵過程中需用冷卻水 1300m179。/h，進(jìn)出水溫 1825℃ 。 能源、用水及廢水廢渣綜合利用 現(xiàn)狀 . 1 能（電）耗工程現(xiàn)狀 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項目 可行性研究報告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院 28 . 1. 1 主要耗能設(shè)備 目前該公司主要耗能設(shè)備見下表。 表 31 主要耗能設(shè)備表 1）企業(yè)現(xiàn)有能耗系統(tǒng)狀況 企業(yè)現(xiàn)有 35kV 變電站一座，采用放射式配電結(jié)構(gòu)， 10Kv 電源