CN102716595A - 酒精两塔蒸馏装置中醪塔再沸器换热量的控制方法 - Google Patents

Abstract

酒精两塔蒸馏装置中醪塔再沸器换热量的控制方法，为：醪塔再沸器的壳程通过气体酒精回流管路、液体酒精排出管路与蒸馏精塔相接，液体酒精排出管路中设有精塔回流罐、精塔回流泵、液位自动控制阀，醪塔再沸器的管程通过第一和第二醪液管路与醪塔相接；通过与壳程相连通的一台远传液位计，控制液位自动控制阀的开度大小；酒精两塔蒸馏装置生产时，先使液体酒精灌满精塔回流罐后进入壳程内，当液体酒精在所述壳程内达到规定的所需相应液位时，再开启精塔回流泵，并通过远传液位计、液位自动控制阀的协同控制，保持壳程内的液体酒精的液位稳定。本方法使玉米酒糟蛋白饲料的质量、生产企业的经济效益均得到提高。

Description

酒精两塔蒸馏装置中醪塔再沸器换热量的控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制方法，更具体地说，本发明涉及一种酒精两塔蒸馏装置中醪塔再沸器换热量的控制方法。

技术背景

现有的酒精两塔蒸馏装置，其结构为：

醪塔再沸器（即换热器）的壳程的气相接口、液相接口分别通过气体酒精回流管路、液体酒精排出管路与蒸馏精塔的塔顶气相出口、塔中上部液相回流接口相接，液体酒精排出管路中按靠近醪塔再沸器的先后顺序依次设有精塔回流罐、精塔回流泵、液位自动控制阀，精塔回流罐上安装一台远传液位计，远传液位计的输出端与液位自动控制阀的输入端相接（即远传液位计的输出信号控制液位自动控制阀）；醪塔再沸器的管程的液相进口、液相出口分别通过第一醪液管路、第二醪液管路与醪塔的塔釜底部的液相出口、塔釜中部的液相进口相接，第一醪液管路中设有醪塔循环泵。

所述醪塔再沸器的具体换热过程如下：醪塔再沸器中的两种换热介质分别是从醪塔的塔釜底部流出的醪液（俗称粗酒,为冷介质）、从蒸馏精塔的塔顶回流的气体酒精（为热介质），醪塔再沸器的管程内充满醪液，没有相变过程，与醪塔再沸器内的换热列管的换热面全接触，醪塔再沸器的壳程内充满从蒸馏精塔的塔顶回流的气体酒精，醪液、气体酒精之间通过醪塔再沸器内的换热列管进行换热，气体酒精在所述壳程内发生相变，其潜热通过醪塔再沸器内的换热列管传递给换热列管内的醪液，气体酒精被冷凝成液体酒精。

众所周知，换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定指标的热量交换设备，又称热交换器。它是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。

在正常生产使用过程中，换热器的换热量是通过安装在管道上的阀门调节物料流量大小来控制的。

根据传热计算公式：

Q = KS△t

式中：

Q---为总换热量；

K---为导热系数；

S---为换热面积；

△t---为冷、热介质的平均温度差。

一般地，在换热器制造完成后，K值、S值基本保持不变；在工艺不变的情况下，△t值保持不变。

对于现有的酒精两塔蒸馏装置而言，从蒸馏精塔的塔顶回流的气体酒精的回流量占醪塔再沸器的总换热量Q的90%以上，气体酒精与壳程内的换热列管的接触面积为换热面积S，从醪塔的塔釜底部流出的醪液温度、从蒸馏精塔的塔顶回流的气体酒精温度之间的温度差值为冷、热介质的平均温度差△t。

按酒精蒸馏工艺的相关要求，需将蒸馏精塔的塔顶压力、塔顶温度提高，换言之，需将从蒸馏精塔的塔顶回流的气体酒精的温度提高（即需将热介质的温度提高），但，由于醪塔再沸器的总换热量Q不变，在K值、S值保持不变的情况下，冷、热介质的平均温度差△t也必须保持不变，故将热介质的温度提高后，从醪塔的塔釜底部流出的醪液（即冷介质）的温度就得以提高。因此，使得所述酒精两塔蒸馏装置运行不太平稳并存在以下缺陷：1、醪塔的塔釜底部的醪液温度较高（达到92℃），醪液中的糖份在温度较高时，糖焦化程度增大，醪液的颜色变深，导致玉米酒糟蛋白饲料（DDGS）颜色变深，使玉米酒糟蛋白饲料的质量下降；2、蒸馏精塔的蒸汽用量较大（达到每小时10吨），使得能耗较高，对生产企业的经济效益产生较大的负面影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种酒精两塔蒸馏装置中醪塔再沸器换热量的控制方法，本方法使得醪塔再沸器的换热量调整方便、酒精两塔蒸馏装置运行平稳，确保醪塔的塔釜底部的醪液温度、蒸馏精塔的蒸汽用量均有效降低，以致玉米酒糟蛋白饲料的质量、生产企业的经济效益均得到提高，另，本方法工艺简单，使用设备少，投资小。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种酒精两塔蒸馏装置中醪塔再沸器换热量的控制方法，其方法为：醪塔再沸器的壳程的气相接口、液相接口分别通过气体酒精回流管路、液体酒精排出管路与蒸馏精塔的塔顶气相出口、塔中上部液相回流接口相接，液体酒精排出管路中按靠近醪塔再沸器的先后顺序依次设有精塔回流罐、精塔回流泵、液位自动控制阀，醪塔再沸器的管程的液相进口、液相出口分别通过第一醪液管路、第二醪液管路与醪塔的塔釜底部的液相出口、塔釜中部的液相进口相接，第一醪液管路中设有醪塔循环泵；

通过与醪塔再沸器的壳程相连通的一台远传液位计，控制液位自动控制阀的开度大小；

酒精两塔蒸馏装置生产时，先使液体酒精灌满精塔回流罐后进入醪塔再沸器的壳程内，当液体酒精在所述壳程内达到规定的所需相应液位时，再开启精塔回流泵，并通过远传液位计、液位自动控制阀的协同控制，保持醪塔再沸器的壳程内的液体酒精的液位稳定。

为简洁说明问题起见，以下对本发明所述酒精两塔蒸馏装置中醪塔再沸器换热量的控制方法均简称为本方法。

本方法的工作原理为：

通过远传液位计，控制液位自动控制阀的开度大小；酒精两塔蒸馏装置生产时，先使液体酒精灌满精塔回流罐后进入醪塔再沸器的壳程内，用液体酒精淹没壳程内的部分换热列管，再开启精塔回流泵，并通过远传液位计、液位自动控制阀的协同控制，保持醪塔再沸器的壳程内的液体酒精的液位稳定。这样，使得醪塔再沸器内与气体酒精进行换热的换热列管的数量减少，减少了气体酒精与壳程内的换热列管的接触面积（即减少了醪塔再沸器的换热面积S）。

可见，本方法中：蒸馏精塔的塔顶回流量（即醪塔再沸器的总换热量Q）、K值保持稳定不变，需将从蒸馏精塔的塔顶回流的气体酒精的温度提高（即将热介质的温度提高）；S值减少。因此，依据传热计算公式，从醪塔的塔釜底部流出的醪液温度、从蒸馏精塔的塔顶回流的气体酒精温度之间的温度差值（即进入醪塔再沸器内的冷、热介质的平均温度差△t）势必要增大，而将热介质的温度提高后，从醪塔的塔釜底部流出的醪液（即冷介质）的温度就得以降低。

本方法的优点如下：

（1）在将从蒸馏精塔的塔顶回流的气体酒精的温度提高的同时，从醪塔的塔釜底部流出的醪液的温度得以降低，使得酒精两塔蒸馏装置运行平稳。

（2）从醪塔的塔釜底部流出的醪液的温度得以降低后，玉米酒糟蛋白饲料的产品质量从不合格品提高到二级品，每吨售价提高200元，按年产三万吨玉米酒糟蛋白饲料计算，每年增加600万元人民币的效益。

（3）由于从醪塔的塔釜底部流出的醪液的温度得以降低，使醪液中的油脂类物质大大减少，避免了油脂类物质在醪塔再沸器的换热列管的内壁上的聚积、结焦，使醪塔再沸器的热阻长期维持在较低的设计数值状态下，有利于冷介质、热介质之间的换热，降低蒸馏精塔的蒸汽消耗。经测试，对于蒸馏精塔而言，每小时节约1吨蒸汽，能耗有效下降，按年生产8000小时，每吨蒸汽按160元计算，每年节约128万元。

本方法使得醪塔再沸器的换热量调整方便、酒精两塔蒸馏装置运行平稳，确保醪塔的塔釜底部的醪液温度、蒸馏精塔的蒸汽用量均有效降低，以致玉米酒糟蛋白饲料的质量、生产企业的经济效益均得到提高，另，本方法工艺简单，使用设备少，投资小。

当液体酒精在所述壳程内的液位自下而上达到壳程高度的30～70%时，再开启精塔回流泵。

本方法中的远传液位计为市售品，其生产厂家为：上海ABB工程有限公司；生产厂家的地址、邮编为：上海市西藏中路268号、200131；生产厂家的联系电话为：021-50480101。

附图说明

图1是本方法具体实施方式的原理图。

具体实施方式

以下通过下面给出的实施方式可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。

参见图1，本方法为：醪塔再沸器2包括壳程2a、管程2b。壳程2a的气相接口、液相接口分别通过气体酒精回流管路4a、液体酒精排出管路4b与蒸馏精塔4的塔顶气相出口、塔中上部液相回流接口相接，液体酒精排出管路4b中按靠近醪塔再沸器2的先后顺序依次设有精塔回流罐4c、精塔回流泵4d、液位自动控制阀4e，管程2b的液相进口、液相出口分别通过第一醪液管路1a、第二醪液管路1b与醪塔1的塔釜底部的液相出口、塔釜中部的液相进口相接，第一醪液管路1a中设有醪塔循环泵1c；

通过与壳程2a相连通的一台远传液位计3，控制液位自动控制阀4e的开度大小（即：远传液位计3的两个测量输入端分别与壳程2a的上下侧相连通，远传液位计3的输出端与液位自动控制阀4e的输入端相接，远传液位计3的输出信号控制液位自动控制阀4e）；

酒精两塔蒸馏装置生产时，先使液体酒精灌满精塔回流罐4c后进入醪塔再沸器2的壳程2a内，用液体酒精淹没壳程2a内的部分换热列管，当液体酒精在所述壳程2a内的液位自下而上达到壳程2a高度的30～70%时，再开启精塔回流泵4d，并通过远传液位计3、液位自动控制阀4e的协同控制，保持壳程2a内的液体酒精的液位稳定。

本方法的工作原理为：

通过远传液位计3，控制液位自动控制阀4e的开度大小；酒精两塔蒸馏装置生产时，先使液体酒精灌满精塔回流罐4c后进入醪塔再沸器2的壳程2a内，用液体酒精淹没壳程2a内的部分换热列管，再开启精塔回流泵4d，并通过远传液位计3、液位自动控制阀4e的协同控制，保持壳程2a内的液体酒精的液位稳定。这样，使得醪塔再沸器2内与气体酒精进行换热的换热列管的数量减少，减少了气体酒精与壳程2a内的换热列管的接触面积（即减少了醪塔再沸器2的换热面积S）。

可见，本方法中：蒸馏精塔4的塔顶回流量（即醪塔再沸器2的总换热量Q）、K值保持稳定不变，需将从蒸馏精塔4的塔顶回流的气体酒精的温度提高（即将热介质的温度提高）；S值减少。因此，依据传热计算公式，从醪塔1的塔釜底部流出的醪液温度、从蒸馏精塔4的塔顶回流的气体酒精温度之间的温度差值（即进入醪塔再沸器2内的冷、热介质的平均温度差△t）势必要增大，而将热介质的温度提高后，从醪塔1的塔釜底部流出的醪液（即冷介质）的温度就得以降低。

本方法使得酒精两塔蒸馏装置的主要运行参数为：

醪塔1的塔顶压力                   -76Kpa

醪塔1的塔釜底部的醪液温度         76℃

蒸馏精塔4的塔顶压力               116KPa 

蒸馏精塔4的塔顶的气体酒精温度     102℃

蒸馏精塔4的蒸汽用量                9t/h

以上所述的仅是本发明的一种实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.酒精两塔蒸馏装置中醪塔再沸器换热量的控制方法，醪塔再沸器的壳程的气相接口、液相接口分别通过气体酒精回流管路、液体酒精排出管路与蒸馏精塔的塔顶气相出口、塔中上部液相回流接口相接，液体酒精排出管路中按靠近醪塔再沸器的先后顺序依次设有精塔回流罐、精塔回流泵、液位自动控制阀，醪塔再沸器的管程的液相进口、液相出口分别通过第一醪液管路、第二醪液管路与醪塔的塔釜底部的液相出口、塔釜中部的液相进口相接，第一醪液管路中设有醪塔循环泵，其特征在于：

通过与醪塔再沸器的壳程相连通的一台远传液位计，控制液位自动控制阀的开度大小；

酒精两塔蒸馏装置生产时，先使液体酒精灌满精塔回流罐后进入醪塔再沸器的壳程内，当液体酒精在所述壳程内达到规定的所需相应液位时，再开启精塔回流泵，并通过远传液位计、液位自动控制阀的协同控制，保持醪塔再沸器的壳程内的液体酒精的液位稳定。

2.根据权利要求1所述的酒精两塔蒸馏装置中醪塔再沸器换热量的控制方法，其特征在于：当液体酒精在所述壳程内的液位自下而上达到壳程高度的30～70%时，再开启精塔回流泵。