DDGS用卧式螺旋卸料沉降离心机的选择

1 我国酒精工业发展现状     我国工业化生产酒精，起始于1900年。1949年全国酒精产量不足1万吨，5O余年来，我国酒精工业发展较快，到目前已有专业酒精生产企业200家，另外有酒精生产车间的企业700家。其中年生产能力上万吨级的70家，3万吨级的2O家，5万吨级以上的10家， 目前规模大的企业为年产酒精50万吨，吉林天合60万吨的企业目前正在规划中。2001年发醇法酒精产量200．83万吨，我国现有的酒精生产能力为500万吨，居世界第三位。1973年到2001年石油危机的频繁出现，促使国际燃料乙醇工业迅速发展。我国是一个农业大国，改革开放以后，我国成功地实行联产承包的农村政策，农民的积极性得到极大提高，粮食大幅度增产，国库、民仓丰盈，特别是这几年，粮食过剩、库存积压，农民卖粮难等一系列现象，表明使我国有丰富的酒精原料基础，目前国家制定了“十五发展变性燃料乙醇专项规划”，这标志着我国的酒精工业正式步入了一个崭新的纪元 。 2 DDGS用分离机械的发展历史     生产酒精的原料以玉米、薯类、糖蜜为主，在我国玉米、薯类占着主导地位。目前我国多数以玉米为原料的酒精生产企业采用的较典型的酒精生产工艺(见图1)。其中从蒸馏工序出来的酒精糟液含有大量的碳水化合物、蛋白质、微生物菌体等丰富的营养成份，经过机械分离、干燥等工序后可制成含水量低于10％ ，粗蛋白高于27％，粗脂肪9％-11％ ，粗纤维低于12．8，粗灰份低于3．0％ 的高蛋白动物饲料(原轻工部标准Q／tIjjO2OO5—95)，也就是常说的DDGS，DDGS是酒精生产过程中的一种高价值副产品，国内一些酒精生产企业，DDGS产量与酒精产量接近1：1。在DDGS制作工艺中，酒精糟液分离是该工艺环境中的一道关键工序，分离效果的好坏直接关系到厂家对DDGS成本的控制。在DDGS制作中，分离机械的发展经历过板框压滤机、转鼓真空过滤机、三足式过滤离心机、卧式螺旋卸料沉降离心机等。8O年代前我国绝大多数厂家选用板框压滤机、转鼓真空过滤机、三足式过滤离心机作为DDGS工作中的分离机械。80年代后随着卧式螺旋卸料沉降离心机在酒精行业技术的成熟，特别是国产卧式螺旋卸料沉降离心机技术的日益成熟，以及5万吨、10万吨、20万吨、50万吨等中型、大型、特大型酒精厂的建立，对分离机械能否适应工厂的生产提出了更高要求，基于卧式螺旋卸料沉降离心机在机械性能、占地面积、设备费用、维护费用、劳务费用、对环境的影响、生产能力等突出优点，国内越来越多的酒精厂家将卧式螺旋卸料沉降离心机作为酒精糟处理的设备，特别是1990年后，国内20万吨、50万吨酒精企业在酒精糟分离中选用大型卧式螺旋卸料沉降离心机所取得的成功，更加进一步奠定了卧式螺旋卸料沉降离心机在国内酒精糟分离机械中的地位。   3 DDGS用卧式螺旋卸料沉降离心机的特征 3．1 结构及原理     DDGS用卧式螺旋卸料沉降离心机属于分离机械中的一种，它通常由限矩保护装置、差速器、螺旋、转鼓、进料管、机罩、机座、减振装置、润滑系统、主电机、控制系统等几部分组成，其工作原理是：酒精糟液经过进料管、螺旋出料口进入转鼓，在离心力作用下，比重大的固相颗粒迅速分离沉淀在转鼓内壁上，由差速器产生的与转鼓作相对运动的螺旋利用叶片连续不断地推动沉积在转鼓内壁的固相颗粒从转鼓排渣口排出，清液经转鼓堰板开口流出转鼓(见图2)。   3，2 机械特性     DDGS用卧式螺旋卸料沉降离心机除了普通卧式螺旋卸料沉降离心机的一般特征外，还有其独特之处，高抗磨损能力，特殊的斜板复合型螺旋，螺旋出料口、转鼓排渣口的无死角结构(目前的新技术)等，其中易磨损的是螺旋推料叶片，因此解决螺旋推料叶片抗磨损的措施有喷焊碳化钨、铜焊(或粘结)硬质合金、粘结陶瓷片等耐磨材料，目前国内采用铜焊硬质合金比较普遍，国外机一般采用粘结硬质合金技术。 3-3 材质     酒精糟的酸碱性趋向于弱酸性(pH=4)，因此目前国内外DDGS用卧式螺旋卸料沉降离心机零件材质一般是与物料接触的象转鼓螺旋等采用AISI316、AISI316L、AISI3o4等，其它不锈钢零件采用AISI304、AISI322等，其它采用优质碳钢或铸铁。 3．4 技术参数(见表1)   3．5 润滑方式(见表2) 3．6 控制系统特征 3．6．1 启动方式 启动方式目前采用的有四种主要型式见表3 3．6．2 差转速控制   目前国内外对差转速的控制见表4。 3．6．3 自动化控制     自动化控制有PID控制、PLC控制、DCS控制、远程Inte控制(该技术目前国内海申机电总厂正在测试阶段)等。 3．7 分离效果     目前国内PbDDGS用卧式螺旋卸料沉降离心机的分离效果一般如表5所示。       目前离心机生产厂家的研究重点是怎样进一步降低分离后清液悬浮物的含量，滤饼含水量，提高回收率。近瑞典阿法拉伐公司将污水处理用的BD板技术应用到了DDGS用卧式螺旋卸料沉降离心机上，国内海申机电总厂也有所突破，回收率达到90％。 4 DDGS用卧式螺旋卸料沉降离心机生产厂家     国外的并且在国内市场有成功个案的主要有阿法拉伐、韦斯伐利亚、坚纳、福乐伟、巴工业等(译音)，离心机转鼓直径从230 mm到750 mm等一系列规格，对应处理量从5-60 mS／h(酒精糟液)不等。     国内市场占有率比较大的几个厂家，海申机电总厂、江北机械厂、浙江青田特种设备厂、吉林化学工业公司机械厂，其中江北机械厂D1-D6系列是引进法国坚纳公司的技术； 目前只有海申机电总厂成功研制了转鼓直径超过700 mm的大型离心机，并在国内酒精市场占有率位于。     国内、外卧式螺旋卸料沉降离心机对比，随着人类对酒精糟液理化特性认识的加深，国内外DDGS用卧式螺旋卸料沉降离心机技术都已经相当成熟，除去材质及制造技术外，国内~\'I\'DDGS用离心机的科技含量基本相当，但上述国外厂家的材质、制造技术明显优于国产机是一个不争的事实，但其价格、售后服务，是目前难于与国内厂家相比的，同规格离心机的价格比，近五年来有了明显下降，但目前仍在1：3左右。因此价格、售后服务两大因素严重制约了国外离心机在中国市场的占有率。但国内大型号大规格离心机生产厂家的缺乏又迫使国内新上马的一些大型、特大型酒精厂将目光转向国外。近参与吉林天合60万吨／年燃料乙醇项目竞标的六家企业，其中国外有五家而国内只有海申机电总厂一家投标就是一个典型的例子。      国内卧式螺旋卸料沉降离心机对比，同一型号同一材质在机械方面的价格基本一致，价格差主要表现在不锈钢材质和控制系统上，不同牌号的不锈钢材质，价格差异较大象AISI316L市场价每lkg RMB 58元，AISI3 16市场价每lkgRMB 28元，根据酒精糟液对不锈钢材质的腐蚀性实验，酒精糟液分离用离心机不锈钢材质没有必要过于耐腐蚀性强，不同的启动方式，不同厂家的电器产品，不同的控制形式(PID控制、PLC控制、DCS控制等)，控制方案的大小，集成控制程度的高低，使价格差从几万到几十万元。     在离心机的选择上企业应综合考虑性能、价格比，系统规模，集成性能等因素。目前国内外离心机厂较普遍采用的机电方案主要有两种如表6所示。       方案一建议l万吨级以下企业采用，方案二建议大型、特大型企业采用。当然，也可以根据方案一、方案二组合出其他方案。 5 案例对比     经过8年对全国l1个省市46家专业酒精生产企业的对比性试验，其中列举四家对数据进行对比见表7。   6 结束语     DDGS用卧式螺旋卸料沉降离心机的选择，是一个复杂的课题，其中包含很多专业性很强的学科，但作为使用方的酒精生产企业也必须具备该方面一定的和必要的素质，选择得当将为企业带来高效益回报。但随着新技术的不断发展，机械结构和控制技术在不断进步，因此一个一成不变的选择方案是不可能存在的，企业只有结合当时的现状和发展水平，确定一个对企业相对的方案。