固液双态通用蒸馏设备的初步设计

摘要：本文根据蒸馏的操作方法分类，结合酒精蒸馏与精馏工艺要求以及当前企业所普遍使用的蒸馏设备的优点与不足，开发出一种多功能固液双态通用蒸馏乙醇的新工艺。根据该工艺设计出了一种固液双态通用蒸馏设备，并对蒸馏设备的组成部分和设备的工艺效果进行综合概述。

关键词：设备组成 工艺效果

1 概述

在我国酒精工业上，酒精蒸馏设备普遍采用两塔系汽相过塔的工艺设备流程。随着国家对酒精日益增长的需要和酒精质量要求的提高，酒精蒸馏设备及工艺设备流程已向多塔系方向发展，酒精蒸馏的主体设备主要为醒塔和精馏塔。为了制取优质酒精还采用醛塔、杂醇油塔、最终精馏塔等，但生产工艺复杂，在设备投资与维护方面比较大，为简化生产工艺，降低劳动强度，提高设备利用率，增加设备灵活性与多功能性，提高蒸馏效率，降低企业的设备投资成本，本文基于蒸馏与精馏的理论依据，针对固态与液态发酵物料的特性，参考传统的固态蒸馏与液态蒸馏的工艺及设备，开发一种固液双态通用高效蒸馏乙醇的工艺及设备。

2 设备组成部分

固液双态通用高效蒸馏乙醇的装置，包括塔底固定台、设置在塔底固定台上的蒸馏室以及设置在蒸馏室上方的精馏塔，塔底固定台上设置有升降架，升降架顶部固定有弧形蒸馏釜，弧形蒸馏釜上部通过法兰与轮式篦板酒甑底面连接，轮式篦板酒甑上部通过法兰与精馏塔下部设置的弧形甑盖底面连接；弧形蒸馏釜与轮式篦板酒甑均设置在蒸馏室内；弧形蒸馏釜内设置有的底部设有蛇形蒸汽加热管。

固液双态通用高效蒸馏设备，包括以下几个部分：

2.1 塔底固定台 塔底固定台位于水平地面以下的方池中央，方池边长为4000mm，塔底固定台由钢筋混凝土砌成，塔底固定台边长为3500mm，在固定台顶面，距离四个直角100mm处各设置2对螺丝，以用于固定在塔底工作台上的升降架。

2.2 固定式液压升降平台 主要用于固定轮式篦板酒甑，调节酒甑高度，便于固态物料的装卸以及酒甑与弧形蒸馏釜的分离和密封，液压升降台采用双叉式以提高载重量与工作稳定性。额定载荷为2000kg，最低高度为500mm升降行程为1600mm，最大高度2100mm，平台尺寸2500×2200mm，电压380v/50Hz。该平台安全、平稳、快速、载重大，设有防护、超载的安全液压系统，适应高频率连续运转。

2.3 弧形蒸馏釜 弧形蒸馏釜通体由304不锈钢组成，内径2500mm，壁厚30mm，釜底弧度为127°，釜底中央设置排污口，排污口直径150mm，排污口与排污管道焊接为一体，排污管道用密封阀密封。在釜底外壁一釜底轴心为对称分别焊接4个支撑架，支撑架固定于固定式液压升降平台上。蛇形蒸汽加热管设于釜内釜底底部，外部设有蒸汽出口与蒸汽进口。在弧形蒸馏釜一侧分别设有压力计与温度计，以便于实时监测罐体蒸汽压力，釜底承受压力为0.1~20mpa。弧形蒸馏釜内部最高温度可达135℃，在蒸馏釜顶部沿边面上设有耐高温密封垫圈，便于弧形蒸馏釜与轮式篦板酒甑底部的密封。调节升降平台可以调节密封强度，耐受压力可达到1~15mpa的大气压力。该蒸馏釜装配，拆卸，维修可灵活自由，生产灵活性高，可根据产品的实际需求进行调整，克服了传统的蒸馏釜的参数单一，参数上限范围小的，检修困难，死角繁多等缺点。

2.4 轮式篦板酒甑 轮式篦板酒甑通体由304不锈钢组成，呈花盆式结构，上顶面外径3000mm，下底面内径2800mm，酒甑底面外缘通体壁厚30mm，下底面中空，内径2500mm，底面的圆形侧壁以便于承载直径为2600mm孔型篦板，酒甑底部外边缘与承载平板（3200×3200mm）无缝焊接，平板中央中空，内径为2700mm，平板的四个角均安置一个万向轮，调节升降平台，酒甑可直接地面使用，便于固态物料的装卸与设备的检修。孔型篦板厚度为20mm，采用孔距由边缘区域向中心递减的不等距孔眼，孔径5~10mm。轮式篦板酒甑上沿边缘设有耐高温密封垫圈，便于甑盖与轮式篦板酒甑顶部的密封。调节升降平台可以调节甑盖与轮式篦板酒甑顶部的密封强度，耐受压力可达到1~10mpa的大气压力。酒甑承受压力为0.1~15mpa，酒甑内部最高温度可达130℃。该酒甑在固态蒸馏时，可以直接简单的拆卸，装料方便；维修、清洗以及配件更换更加容易，大大降低劳动强度，生产灵活性高。蒸馏效率也得到明显提升。

2.5 精馏塔 精馏塔与酒甑弧形甑盖无缝焊接连为一体，甑盖直径3500mm，在甑盖一侧设有液体物料进料口，直径为120mm，进料口与进料管道无缝焊接，进料管道用耐高温密封阀密封。甑盖与精馏塔外壁设有高强度固定支撑架，用于支撑整个甑盖与精馏塔的重量。精馏塔外壁为夹套式，内部有分段式电加热保温套，可根据实际生产需求，可精密调节精馏塔每一段的温度，提高精馏效率。精馏塔内径，1200mm，精馏塔高9000mm，塔板数为19块，塔板为浮阀塔板，板间距480~500mm。在精馏塔顶部设有产品出料口，出料口内径100mm，在精馏塔顶部外壁一侧，距离顶部550mm处，设有回流管口，产品出料口与回流管均设有流量调节阀，以调节产品的纯度。在精馏塔下部，距离甑盖顶部1000mm处设有杂醇油排出口，内径为100mm。精馏塔耐受压力为0.1~8mpa，塔顶温度最高温度可达115℃，塔底最高温度可达125℃。

3 设备的工艺效果

本设备综合了固态蒸馏与液态蒸馏的优点，达到一体多用的效果，提高了设备利用率，延长了设备使用寿命，降低了设备投资成本。在可持续发展理念指导下，通过技术创新的手段，减少了碳能源消耗，降低了气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种生产模式。双态通用高效蒸馏系统的研究响应国家低碳经济政策，积极承担环境保护责任，达到国家节能降耗指标的要求，实现了经济发展与资源环境保护双赢的目标。并且对建设节约型社会、减轻环境污染、发展循环经济都有着积极的推动作用。

综合上述内容可知本设计的工艺及设备具有如下效果：①弧形蒸馏釜与轮式篦板酒甑的独特设计可直接从发酵物料中获得高浓度乙醇，既可以固态物料蒸馏，又可以液态物料蒸馏，设备拆卸方便，操作灵活，蒸馏工艺更加简单。②将蒸馏塔与精馏塔组合为一体，将蒸馏与精馏连续化，蒸汽直接进入精馏塔进行精馏，省去了先冷凝再进入精馏塔的步骤，缩短了生产时间，提高了蒸馏效率，降低了设备的投资与能耗。③通过调节回流比，可连续化生产不同浓度的乙醇，产品品质的可控性强，每批乙醇产品的质量稳定，性能可靠。

参考文献：

[1]赖登，火圣，彭明启.中国白酒的蒸馏技术(上篇)[J].酿酒科技，2004(5):51-55.

[2]赖登，火圣，彭明启.中国白酒的蒸馏技术(下篇)[J].酿酒科技，2005(2):35-38.

[3]杨辉，徐可为.生料发酵法生产白酒工艺条件的优化[J].酿酒科技，2004(4):33-34.

[4]何峥，固态发酵蒸酒甑桶支撑板的结构分析[J].酿酒科技，2007(1):38-40.

课题来源：2013年国家级大学生创新创业训练计划项目《固液双态通用高效蒸馏系统关键技术研究》。

作者简介：张光腾（1980-），男，山东济宁人，讲师，学士，研究方向：机械自动化。

推荐访问:蒸馏 初步设计 通用 设备 固液双态