【導(dǎo)讀】生化有限公司成立于1986年，位于。。。。生產(chǎn)檸檬酸及系列產(chǎn)品為主的高新技術(shù)生化企業(yè)。公司占地60多萬(wàn)平方。米，多年以來(lái)，。。。。生化有限公司公司一直致力于檸檬酸的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，噸，檸檬酸鹽3萬(wàn)噸，是世界上最大的檸檬酸專(zhuān)業(yè)制造商和貿(mào)易商。司近幾年來(lái)盈利能力持續(xù)上升，產(chǎn)品利潤(rùn)率位處于同行業(yè)先進(jìn)水平。生化有限公司節(jié)能節(jié)水及廢水廢渣綜合利用改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告。及水平進(jìn)行測(cè)算和分析論證。技術(shù)改造方案、措施和設(shè)備選型。5）對(duì)項(xiàng)目的總投資、項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和抗風(fēng)險(xiǎn)能力進(jìn)行分析。省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院。方式，加劇了能源供求矛盾和環(huán)境污染狀況。能源問(wèn)題已經(jīng)成為制約經(jīng)。是一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略任務(wù)。檸檬酸行業(yè)是一個(gè)高耗能、高耗水、排污量大的行業(yè)。量大，加大了企業(yè)生產(chǎn)成本，造成了環(huán)境污染。的環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全衛(wèi)生及消防等進(jìn)行了可行性研究。

　　

【正文】 間流量較小，由于采用了變頻技術(shù)及微機(jī)技術(shù)有微機(jī)控制，因此可以使攪拌機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速隨流量的變化而變化，最終達(dá)到節(jié)能的目的。 實(shí)踐證明，使用變頻設(shè)備可使攪拌機(jī)運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20%，從而大大降低能耗，節(jié)能率可達(dá) 20%40%。 在一定范圍滿足生產(chǎn)要求的前提下，可以通過(guò)改變轉(zhuǎn)速來(lái)靈活的調(diào)節(jié)攪拌的速度，以方便均勻攪拌，并且不改變工作周期。這種特性表明，調(diào)節(jié)攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速，改變電動(dòng)機(jī)出力，使攪拌速度始終滿足工藝要求。 綜上所述：利用變頻技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量和速度的變化用來(lái)取 代傳統(tǒng)工頻電路的控制，能取得明顯的節(jié)能效果。 2）發(fā)酵攪拌節(jié)電情況 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 39 （ 1）在發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵前期發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的醪液粘度較小，發(fā)酵罐攪拌并不需要在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)即可達(dá)到通風(fēng)要求，經(jīng)過(guò)分析我們采用新型變頻器，通過(guò)多次試驗(yàn)，找出最佳的轉(zhuǎn)速，終于試驗(yàn)成功采用新型變頻器控制發(fā)酵罐攪拌，分時(shí)段控制調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，達(dá)到了最大限度的節(jié)電的目的。 （ 2）試驗(yàn)結(jié)果如下 表 42 發(fā)酵罐新型變頻器節(jié)電試驗(yàn)情況表 發(fā)酵罐容積 使用變頻前電流 使用變頻后電流 每罐使用變頻器時(shí)間 （使用變頻前）發(fā)酵單耗 kWH （使用變頻后 ）發(fā)酵單耗 kWH 發(fā)酵單耗降低 kWH 事業(yè)一部 400m3 240A 110A 8 小時(shí) 810 673 137 200m3 150 100 8 小時(shí) 820 689 131 事業(yè)二部 400m3 240A 110A 8 小時(shí) 800 672 128 發(fā)酵單耗平均降低 ％，成品單耗平均降低 ％， 3）攪拌電機(jī)節(jié)電器 三相交流異步電動(dòng)機(jī)由于其構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造成本低廉、可行性高及相對(duì)地高效率，是應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力設(shè)備。其主要缺點(diǎn)是它的輸出轉(zhuǎn)矩不能夠在起動(dòng)和運(yùn)行時(shí)與負(fù)載相吻合。電機(jī)普遍存 在 “大馬拉小車(chē) ”的現(xiàn)象，這是因?yàn)檫x用電機(jī)時(shí)是按其承受最大負(fù)荷情況而考慮的，但是電機(jī)很少真正地在滿載情況下長(zhǎng)期工作，大多數(shù)電機(jī)在輕載甚至空載下運(yùn)行?！按篑R拉小車(chē) ”的電機(jī)損耗多余的電能并轉(zhuǎn)化為電機(jī)的溫升和震動(dòng)。 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 40 電動(dòng)機(jī)專(zhuān)用節(jié)電器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)電機(jī)節(jié)電器）是應(yīng)用電機(jī)功率因數(shù)自適應(yīng)控制技術(shù)、微電腦控制技術(shù)和模擬、數(shù)字集成電路控制技術(shù) , 采用先進(jìn)電力電子功率器件，結(jié)合專(zhuān)業(yè)的軟件優(yōu)化算法，動(dòng)態(tài)控制電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程，最大限度降低電機(jī)的無(wú)功功耗，最大限度節(jié)約電能的電機(jī)節(jié)電產(chǎn)品。同時(shí)，還具備完善的軟啟動(dòng)和軟停車(chē)功能，可保證電機(jī) 連續(xù)平滑地啟動(dòng)，消除了常規(guī)啟動(dòng)方式伴隨電機(jī)啟動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械沖擊和大啟動(dòng)電流，有效降低軸承和皮帶的磨損，普遍減少鏈條及齒輪的機(jī)械應(yīng)力，從而延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命，并對(duì)電機(jī)提供過(guò)載、斷相、短路、欠壓、過(guò)壓、相序等保護(hù)。產(chǎn)品體積小、重量輕，性價(jià)比高，便于安裝和使用。 空載節(jié)電率： 50％～ 70％ 有功綜合節(jié)電率： ≥20％（視負(fù)載情況） 。 生化有限公司的技術(shù)人員在 發(fā)酵罐上利用電機(jī)節(jié)電器進(jìn)行試驗(yàn)節(jié)電。 通過(guò)對(duì)事業(yè)一部的 2 只發(fā)酵罐安裝節(jié)電器后近 3 個(gè)月的試驗(yàn)，最終得出結(jié)論，發(fā)酵單耗平均降低 ％，成品單耗平均降低 ％。 4）發(fā)酵節(jié)電量計(jì)算 （ 1） 發(fā)酵罐安裝新型變頻器、節(jié)電器后， 成品單耗共降低 :＋ ＝ ％， 噸成品節(jié)電 :1200％＝ kWh (2)先期 按公司產(chǎn)量 的一半 萬(wàn)噸 /年 能力改造 年節(jié)電： = 萬(wàn) kWh。 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 41 采用背壓汽輪機(jī)替帶電機(jī)直接拖動(dòng)空壓機(jī)節(jié)電改造 1) 項(xiàng)目工藝描述 檸檬酸生產(chǎn)過(guò)程需要大量的壓縮空氣和蒸汽，現(xiàn)行的工藝是用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)往復(fù)式空氣壓縮機(jī)生產(chǎn)壓縮空氣，直接采用成品蒸汽用于車(chē)間工藝生產(chǎn)。經(jīng)考察論證決定采用循環(huán)流化床鍋爐的生產(chǎn)蒸汽，送入背壓汽輪機(jī)，由汽輪機(jī)直接拖動(dòng)軸流空氣壓縮機(jī)來(lái)生產(chǎn)壓縮空氣，背壓汽輪機(jī)的排汽供檸檬酸工藝生產(chǎn)用， 汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力 5Mpa，出汽壓力 ，不僅大幅度提高能源利用率，節(jié)省大量能源，具有極高的社會(huì)環(huán)境效益，而且可實(shí)現(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益。 2)節(jié)電量 計(jì)算分析 取消空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)，采用背壓汽輪機(jī)直接拖動(dòng)空壓機(jī)僅節(jié)電效益為：傳統(tǒng)工藝是空壓機(jī)用電動(dòng)機(jī) 拖動(dòng)，首先汽輪機(jī)把熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，再轉(zhuǎn)化成電能，由供配電系統(tǒng)輸送到電動(dòng)機(jī)，將電能再次轉(zhuǎn)化成機(jī)械能來(lái)拖動(dòng)空壓機(jī)，增加了兩次轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的不可逆能量損耗和輸送系統(tǒng)損耗，兩者以耗電量為評(píng)價(jià)載體進(jìn)行對(duì)比，分析如下： 僅公司事業(yè)二部 70 m179。/min 的分散空壓機(jī) 20 臺(tái)， 4070 m179。/min 的分散空壓機(jī) 2 臺(tái)，供風(fēng)總量為 1440 m3/min， 消耗 功率 2215kW。 大機(jī)組需供： 2215247。96％ 247。97％ 247。90％＝ （發(fā)電機(jī)效率為 96％，供配電系統(tǒng)網(wǎng)損為 3％，電動(dòng)機(jī)效率為 90％） 若采用汽輪機(jī)拖動(dòng)單臺(tái)軸流 空壓機(jī)，空壓機(jī)功率僅為 kW，每年按 8000 小時(shí)計(jì)算， 年節(jié)電 :（ ） 8000＝ 580 萬(wàn) kWh。 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 42 采用背壓汽輪機(jī)替帶電機(jī)直接拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)電改造 背壓式工業(yè)汽輪機(jī)利用蒸汽的壓差，進(jìn)行能源的分級(jí)利用，以提高能源利用率，同時(shí)輸出的動(dòng)力直接拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等。如果采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)取得的電能，其平均轉(zhuǎn)換效率還不到 40%，加上線路損失、電動(dòng)機(jī)電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的損失等，整個(gè)系統(tǒng)的效率較低，而采用背壓式工業(yè)汽輪機(jī)直接拖動(dòng)工作機(jī)時(shí)，由于背壓排汽可用于工藝流程，其系統(tǒng)的效率可達(dá) 80%以上，因此，節(jié)能效果是非常明顯的。 小型背壓式工業(yè)汽輪機(jī)在主要用于驅(qū)動(dòng)水泵、風(fēng)機(jī)等。這種汽輪機(jī)的進(jìn)汽可以是新蒸汽，也可以是汽輪機(jī)抽汽或背壓排汽，小型背壓式工業(yè)汽輪機(jī)的排汽則可以用于鍋爐給水加熱。 小型背壓式工業(yè)汽輪機(jī)在發(fā)電廠節(jié)能工作中大有作為，在循環(huán)水供熱系統(tǒng)和純背壓發(fā)電廠具有明顯的節(jié)能效果。 公司事業(yè)二部、三部有大型風(fēng)機(jī) 7 臺(tái)，大型水泵 7 臺(tái)，總功率為1240kW，現(xiàn)為電機(jī)直接啟動(dòng)，改造后采用背壓汽輪機(jī)替帶電機(jī)直接拖動(dòng)。 年節(jié)電： 1240(1196％ 97％ 90％ )8000＝ 萬(wàn) kWh （發(fā)電機(jī)效率為 96％，供配電系統(tǒng)網(wǎng)損為 3％，電動(dòng)機(jī)效率為 90％） 綜上所述，通過(guò)以上四項(xiàng)節(jié)電技術(shù)改造，共節(jié)電 4777 萬(wàn)度。 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)煤量折算 標(biāo)準(zhǔn)煤耗折算按國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的 2020年供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗 366克 /千瓦時(shí)進(jìn)行。 項(xiàng)目經(jīng)節(jié)能改造后年可節(jié)煤： 4777104103=17484（噸） 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 43 表 43 改造前后單位產(chǎn)品節(jié)電一覽表 序 號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 改造前能耗 （ t 標(biāo)煤 /t） 改造后能耗 （ t 標(biāo)煤 /t） 節(jié)能量 （ t 標(biāo)煤 /t） 年總節(jié)能量 （ t 標(biāo)煤） 1 檸檬酸 17484 污水處理系統(tǒng)沼氣改造方案 概況 項(xiàng)目 污水 設(shè)施處理能力 6000m3/d。廢水處理前各項(xiàng)指標(biāo)為：COD1800020200mg/l； BOD12020mg/l； SS50mg/l； 。處理后各項(xiàng)指標(biāo)為： COD≤500mg/l； BOD≤200mg/l； SS≤60mg/l； PH69，進(jìn)入 。市污水處理場(chǎng)。 沼氣發(fā)電技術(shù)應(yīng)用主要形式 1）一種是利用鍋爐＋蒸汽輪機(jī)發(fā)電 2）二種是 燃?xì)廨啓C(jī)＋蒸汽輪機(jī)發(fā)電 3）第三種是利用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電優(yōu)勢(shì) 1）單位千瓦建站投資少 。 2）燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)機(jī)組配套設(shè)備簡(jiǎn)單，電站可移動(dòng)性強(qiáng)。 3）機(jī)組單機(jī)功率范圍： 4kW～ 2020kW，可以單臺(tái)工作，也可多臺(tái)并網(wǎng)，建站靈活。 4）電站自耗電少，不超過(guò)發(fā)電量的 2％。 5）燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)采用熱電冷聯(lián)供，機(jī)組熱效率可達(dá) 80％。 6）對(duì)沼氣氣源條件要求較低。 改造措施 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 44 1）工藝流程 出售 圖 41 污水處理沼氣發(fā)電改造工藝流程 2） IC 反應(yīng)器 厭氧采用 IC 反應(yīng)器，即厭氧顆粒污泥循環(huán)床反應(yīng)器，作為一種改進(jìn)型的 UASB 反應(yīng)器，由于采用較大的高徑比和大的回流比，在較高的上流速度和產(chǎn)氣的攪動(dòng)下，廢水與顆粒污泥間的接觸更充分，使 IC 內(nèi)基質(zhì)向顆粒污泥內(nèi)部的傳遞優(yōu)于混合強(qiáng)度較低的 UASB 反應(yīng)器。同時(shí)顆粒污泥的循環(huán)使反應(yīng)器內(nèi)生物相達(dá)到完全流化的狀態(tài)，降低了能源消耗。 三相分離器是 IC 反應(yīng)器最具特色和最重要的裝置。 IC 內(nèi)設(shè)置了兩層五級(jí)三相分離器，它們同時(shí)具有以下功能： a、能收集從分離器下的反應(yīng)室產(chǎn)生的沼氣，沼氣系統(tǒng) 排氣壓 3kPa～ 5kPa； 生產(chǎn)廢水 二級(jí)沉淀 好 氧 一級(jí)沉淀 沼氣脫硫 IC 厭氧 調(diào)節(jié)池 冷 卻 儲(chǔ)存池 污泥濃縮 生物有機(jī)肥 回收池 至生產(chǎn)車(chē)間 排放至安丘城市污水廠 發(fā)電車(chē)間 至生產(chǎn)車(chē)間 硫磺出售 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 45 b、使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來(lái)； c、能夠適應(yīng) IC 反應(yīng)器高的上升流速，不影響氣、液、固分離效果； d、將 IC 反應(yīng)器隔成兩個(gè)反應(yīng)室，使得反應(yīng)器的實(shí)際處理能力大大增高，抗沖擊負(fù)荷增強(qiáng)，保證良好的運(yùn)行穩(wěn)定性能； e、布水系統(tǒng)是厭氧反應(yīng)器的關(guān)鍵配置，它對(duì)于形成污泥與進(jìn)水間充分的接觸、最大限度地利用反應(yīng)器的污泥是十分重要的。布水系統(tǒng)兼有配水和水力攪動(dòng)作用，為了保證這兩個(gè)作用的實(shí)現(xiàn)，需要滿足如下原則： f、進(jìn)水裝置的設(shè)計(jì)使分配到各點(diǎn)的流量相同； g、進(jìn)水管不易堵塞； h、盡可能滿足 污泥床水力攪拌的需要，保證進(jìn)水有機(jī)物與污泥迅速混合，防止局部產(chǎn)生酸化現(xiàn)象。 IC 反應(yīng)器示意圖見(jiàn)圖 41。 圖 42 IC 反應(yīng)器示意圖 。 生化有限公司 節(jié)能節(jié)水 及廢水廢渣綜合利 用改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 46 3）設(shè)備、設(shè)施一覽表。 表 44 污水處理改造設(shè)施設(shè)備表 名稱(chēng) 規(guī)格型號(hào) 單位 數(shù)量 備注 儲(chǔ)存池 400 m3 座 2 冷卻塔 400 m3/h 臺(tái) 4 調(diào)節(jié)池 200 m3 座 2 IC 厭氧器 2400 m3 套 4 脫硫器 3000 m3/h 套 2 發(fā)電機(jī)組 500GF1RZ 臺(tái) 8 帶濾機(jī) 臺(tái) 3 4）土建改造設(shè)施一覽表。 表 45 土建改造設(shè)施一覽表 名稱(chēng) 規(guī)格 單位 數(shù)量 備注 IC 基礎(chǔ) ￠ 13000 個(gè) 4 發(fā)電機(jī)房 1100 m2 座 2 烘干機(jī)房 400 m2 座 2 好氧池 8000 m3 座 2 沼氣產(chǎn)量及發(fā)電量 按 每去除 1kg COD 可產(chǎn)生沼氣 ， 1m3沼氣發(fā)電 計(jì)， 根據(jù)某廠 IC 厭氧器厭氧反應(yīng)工序?qū)?COD 的去除效率為 ％計(jì)，沼氣日產(chǎn)生量為： 600020200％ ＝ ，則日發(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(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 47 量為 ，年產(chǎn)生沼氣量 萬(wàn) m3/a，年發(fā)電量為 萬(wàn) kwh。 沼氣發(fā)電脫硫產(chǎn)硫磺 150 噸 /年。 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)煤量折算 標(biāo)準(zhǔn)煤耗折算按國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的 2020 年供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗 366g/kwh進(jìn)行。 改造后年可節(jié)煤： 2747104103=10055（噸） 。 發(fā)電動(dòng)力消耗 年用水 120 萬(wàn)噸、電 320 萬(wàn) kwh。 定員 除利用原有污水處理場(chǎng)管理及操作人員外，需增定員 20 名。 節(jié)水改造 改造措施 ① 增上節(jié)能式發(fā)酵罐。降低發(fā)酵周期，使降溫時(shí)間縮短，減少降溫時(shí)間 10 小時(shí)。根據(jù)生產(chǎn)試驗(yàn)測(cè)算，噸產(chǎn)品水耗可減少 8m3。 ② 改變發(fā)酵工藝。滅菌溫度由 110℃ 降為 80℃ ，使降溫水減少。根據(jù)生產(chǎn)試驗(yàn)測(cè)算，噸產(chǎn)品水耗可減少 6m3。 ③ 使用最新過(guò)濾設(shè)施即帶式過(guò)濾機(jī)，降低提取洗滌用水。根據(jù)生產(chǎn)試驗(yàn)測(cè)算，噸產(chǎn)品水耗可減少 4m3。 ④ 循環(huán)套用。按生產(chǎn)用水要求不同，逐級(jí)循環(huán)套用，確不能在生產(chǎn)工藝中的