螺旋板換熱器在發(fā)酵工業(yè)的應(yīng)用中需要注意的幾個問題

在發(fā)酵工業(yè)中,采用高效螺旋板換熱器取代各種蛇管式換熱器具有明顯的優(yōu)勢但如果使用不當(dāng),也有可能造成事與愿違的結(jié)果。例如,某酒廠新建年產(chǎn)1萬t酒精生產(chǎn)車間,其中多處用到螺旋板換熱器。在蒸煮糖化工段糖化后醪液的冷卻,設(shè)計采用了兩臺高1m、外徑1.1m的立式螺旋板換熱器;發(fā)酵工段每個發(fā)酵鰭配置1臺高1m外徑1m的立式螺旋板換熱器來冷卻控制發(fā)酵液溫度;蒸餾工段進塔醪液與粗餾塔底排出廢醪液的換熱采用了2臺高0.76m、外徑0.7m的螺旋板換熱器。1995年建成投產(chǎn)后,時間不長,螺旋板換熱器相繼出現(xiàn)了換熱效率下降,阻力上升、流量減少甚至堵塞現(xiàn)象。盡管采用的是可拆式結(jié)構(gòu)的螺旋板換熱器,但由于清理后不久,又再次出現(xiàn)不正常情況,使得生產(chǎn)不能穩(wěn)定進行,然后不得不把糖化工段的螺旋板換熱器拆掉改為老式的噴淋蛇管冷卻器燕煮工段也改變管線,將螺旋板換熱器棄之不用;只有發(fā)酵工段還在使用,但傳熱效果已明顯下降,發(fā)酵液循環(huán)動力消耗增多。究其原因,既有結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,也有安裝方式不適當(dāng),還有使用中存在的問題。

1)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

螺旋板換熱器首先應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)中,兩種純流體間的換熱換熱介質(zhì)對換熱器結(jié)構(gòu)沒有特別要求,為減少制造材料,提高設(shè)備單位體積換熱面積,提出的設(shè)計原則是螺旋板換熱器設(shè)計是外徑大約等于板寬.而發(fā)酵工業(yè)中特別是以玉米、薯干為原料的酒精生產(chǎn)過程中,物料是液固混合物,固體粒子含量高、液體粘度大,使得物料在換熱板軟寬的螺旋板換熱器中,只有板中間部分物料流動,靠近螺旋板兩端的物料流動速度很小,甚至不流動造成傳熱速率下降,物料出口溫度不能滿足生產(chǎn)要求。因此必須根據(jù)換熱物料特性,改進結(jié)構(gòu)。設(shè)計制造時可通過減少螺旋板寬度來保證物料全部流動,同時增加板長度和板間距來達到流量和換熱面積要求。

2)安裝方式問題

螺旋板換熱器的安裝方式,在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中,“除用于冷卻器時必須立式安裝外,其余情況可立可臥2。而在酒精發(fā)酵工業(yè)中,帶有大量固體粒子的液固混合物料在流過立式安裝的螺旋板換熱器時,在水平面內(nèi)螺旋流動的液體給固體粒子的拖帶力,不能平衡其重力固體粒子很容易沉降下來,進而還漸堵塞整個流道。如果改為臥式安裝液體在垂直面內(nèi)螺旋流動,液體給固體粒子的拖帶力可平衡其重力這樣固體粒子沉降的機會大大減少了,當(dāng)然也就不易堵塞。

3)使用中應(yīng)注意的問題

發(fā)酵工業(yè)所用的原料大多是農(nóng)產(chǎn)品,在收獲、包裝貯存、運輸?shù)冗^程中,經(jīng)常混進各種雜質(zhì)如沙石粒鐵絲、繩頭等。雖然經(jīng)過一些除雜設(shè)備的處理但去除不夠徹底,雜質(zhì)隨物料進入螺旋板換熱器后,沙石粒重力大、易沉淀;繩頭易纏繞在定距柱上,造成阻力上升,甚至堵塞流道。因此,在使用螺旋板換熱器后應(yīng)對原有除雜設(shè)備進行改造,提高除雜效果。

目前,發(fā)酵工業(yè)發(fā)展迅速,生產(chǎn)規(guī)棋越來越大,采用傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊造價低、占地面積少、便于實現(xiàn)微機自控的螺旋板換熱器更具有現(xiàn)實意義。但由于一些換熱物料的特殊性,需要對設(shè)備結(jié)構(gòu)作適當(dāng)?shù)母倪M、采用合理的安裝方式以及盡量減少換熱物料中的雜質(zhì)含量,才能保證螺旋板換熱器正肯穩(wěn)定地工作。