CN103706141B - 蒸汽压缩式酒精回收塔及蒸馏方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于酒精精馏设备技术领域，尤其是涉及一种蒸汽压缩式酒精回收塔及蒸馏方法。它解决了现有技术设计不合理等技术问题。包括料液罐，料液罐通过第一料液输送管与预热器相连，预热器通过第二料液输送管与蒸馏釜相连，在蒸馏釜上端设有蒸馏塔，在蒸馏塔远离蒸馏釜的一端设有冷凝器，在蒸馏釜的下端设有蒸发器，在料液罐和冷凝器之间设有循环换热管，第一料液输送管进液端连接在循环换热管的出液管上，在冷凝器与蒸发器之间设有连接在蒸汽输入管上的蒸汽回收利用机构，在蒸发器和预热器之间连接有冷凝液回收利用机构；一种药液提取方法，包括A、料液预热处理；B、料液蒸馏处理；C、蒸馏废液排出。本发明的优点在于：节能且成本低。

Description

蒸汽压缩式酒精回收塔及蒸馏方法

技术领域

本发明属于酒精精馏设备技术领域，尤其是涉及一种蒸汽压缩式酒精回收塔及蒸馏方法。

背景技术

精馏塔的工作原理是酒精通过以上两塔蒸馏后，酒精浓度还需要进一步提高，杂质还需进一步排除，精馏塔的蒸馏目的就是通过加热蒸发、冷凝、回流，上除头级杂质，中提杂醇油，下排尾级杂质，获得符合质量标准的成品——酒精；目前，现有技术的蒸馏设备中绝大部分是采用蒸汽进行加热，并且在蒸馏过程中还需要消耗大量的冷却水，所以能耗相对较高，另外，包括酒精和其它有机溶剂的精馏的生产工艺所需的能耗较高，工艺比较复杂，生产成本居高不下，无法满足当前企业的发展要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单且更节能的蒸汽压缩式酒精回收塔。

本发明的另外一个目的是针对上述问题，提供一种工艺简单且能降低能耗的蒸汽压缩式酒精回收塔。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本蒸汽压缩式酒精回收塔包括料液罐，料液罐通过第一料液输送管与预热器相连，在第一料液输送管上设有第一料液控制阀，所述的预热器通过第二料液输送管与竖直设置的蒸馏釜相连，在预热器上还连接有凝水出水管，在第二料液输送管上设有料液进液阀，在蒸馏釜内设有与料液进液阀相连的液位器，在蒸馏釜上端设有竖直设置的蒸馏塔，在蒸馏塔远离蒸馏釜的一端设有冷凝器，在蒸馏釜的下端设有水平设置的蒸发器，所述的蒸发器一端插于蒸馏釜内，另一端延伸至蒸馏釜外，所述的蒸发器与蒸汽输入管相连，在料液罐和冷凝器之间设有用于将料液罐内的料液加热的循环换热管，在循环换热管上设有换热控制组件，所述的第一料液输送管进液端连接在循环换热管的出液管上，在冷凝器与蒸发器之间设有连接在蒸汽输入管上的蒸汽回收利用机构，在蒸发器和预热器之间连接有冷凝液回收利用机构，所述的冷凝液回收利用机构上连接有抽真空机构。当本设备在作业时，可以通过循环换热管初步加热料液罐内的料液，然后被加热的料液通过预热器进行再加热，然后输送至蒸发器内，通过蒸汽回收利用机构和冷凝液回收利用机构的作用可将回收的蒸汽与冷凝液进行二次利用，整个作业的过程直到蒸馏完毕为止，从而不会白白浪费蒸馏过程中的能源，本设备具有蒸汽耗量低，冷却水使用量少，操作温度低使用简便等特点，十分适宜对物料进行低温蒸馏工艺的要求，可促进提高新技术、新工艺、新方法的开发。

在上述的蒸汽压缩式酒精回收塔中，所述的蒸汽回收利用机构包括连接在蒸汽回收管，蒸汽回收管的一端连接在冷凝器顶部，另一端连接在蒸汽输入管上，在蒸汽回收管上设有压缩机。压缩机将回收的蒸汽压缩，然后送至蒸发器中作为蒸馏的热能，而生蒸汽则作为压缩机热能的补充，进而节省生蒸汽的使用量。

在上述的蒸汽压缩式酒精回收塔中，所述的冷凝液回收利用机构包括凝液罐，凝液罐和蒸发器之间通过第一凝液回收管相连，凝液罐和预热器之间通过第二凝液回收管相连，在第二凝液回收管上设有凝液控制组件。蒸发器出来的冷凝液进入到凝液罐中再经凝液控制组件送到预热器内作为料液的预热使用。

在上述的蒸汽压缩式酒精回收塔中，所述的抽真空机构包括真空泵，所述的真空泵与凝液罐之间通过抽真空管相连，在抽真空管上设有真空阀。该结构可抽取凝液罐中不凝性气体。

在上述的蒸汽压缩式酒精回收塔中，所述的换热控制组件包括料液泵和第二料液控制阀，所述的料液泵和第二料液控制阀分别设置在循环换热管的出液管上，且所述的第一料液输送管连接在料液泵和第二料液控制阀之间。

在上述的蒸汽压缩式酒精回收塔中，所述的凝液控制组件包括设置在第二凝液回收管上的凝液泵和凝液控制阀。

在上述的蒸汽压缩式酒精回收塔中，所述的蒸馏釜与蒸馏塔之间、蒸馏塔与冷凝器之间分别通过法兰连接结构相连。该结构便于制造和装配，连接强度高且稳定性好。

一种蒸馏方法，本方法包括如下步骤：

A、料液预热处理：开启第一料液控制阀和料液泵，料液罐内的料液通过第一料液输送管输送至预热器内，通过预热器对料液进行加热，从而制得预热料液；

B、料液蒸馏处理：开启料液进液阀，预热料液通过第二料液输送管输送至蒸馏釜内且当蒸馏釜内的液位达到设定液位后，然后蒸汽输入管向蒸发器内输送生蒸汽，生蒸汽将蒸馏釜内预热料液温度进一步升温直至料液沸腾蒸发，蒸馏釜内的料液沸腾蒸发出来的二次蒸汽通过蒸馏塔进行气液分离，被蒸馏塔分离的二次蒸汽进入冷凝器内，然后开启第二料液控制阀和压缩机，循环换热管内的料液与冷凝器内的二次蒸汽进行热量交换，同时被热量交换的二次蒸汽通过蒸汽回收管输送至压缩机内，压缩机将被热量交换的二次蒸汽压缩升温后通过蒸汽输入管重新输送至蒸发器内，蒸发器内的冷凝液蒸汽通过第一凝液回收管输送至凝液罐内，在凝液罐上连接有用于抽取不凝性气体的抽真空机构，然后开启凝液泵和凝液控制阀，凝液罐内的冷凝液通过第二凝液回收管输送至预热器内并与预热器内的料液进行热量交换，被热量交换后的冷凝液温度进一步降低然后从预热器的凝水出水管排出，重复上述的步骤即可制得蒸馏物成品；

C、蒸馏废液排出，通过连接在蒸馏釜上的输出管将蒸馏釜内蒸馏废液排出。

在上述的蒸馏方法中，在上述的B步骤中，在蒸汽输入管上设有蒸汽调节阀。

在上述的蒸馏方法中，在上述的B步骤中，所述的抽真空机构包括真空泵，所述的真空泵与凝液罐之间通过抽真空管相连，在抽真空管上设有真空阀。

本申请适用于酒精精馏领域也可用于其它有机溶剂的精馏。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：1、设计更合理，蒸汽耗量低，冷却水使用量少，操作温度低使用简便；2、结构更简单且更实用；3、降低了生产成本，符合当前社会的节能和可持续的发展要求。4、工艺简单且能降低生产成本，降低了能耗且更节能。

附图说明

图1是本发明提供的结构示意图。

图中，料液罐1、第一料液输送管11、第一料液控制阀12、循环换热管13、换热控制组件14、料液泵14a、第二料液控制阀14b、预热器2、凝水出水管2a、第二料液输送管21、料液进液阀22、蒸馏釜3、液位器3a、蒸馏塔4、冷凝器5、蒸发器6、蒸汽输入管6a、蒸汽回收利用机构7、蒸汽回收管71、压缩机72、冷凝液回收利用机构8、凝液罐81、第一凝液回收管82、第二凝液回收管83、凝液控制组件84、凝液泵84a、凝液控制阀84b、抽真空机构9、真空泵91、抽真空管92、真空阀93。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，本蒸汽压缩式酒精回收塔包括料液罐1，料液罐1通过第一料液输送管11与预热器2相连，在第一料液输送管11上设有第一料液控制阀12，所述的预热器2通过第二料液输送管21与竖直设置的蒸馏釜3相连，在预热器2上还连接有凝水出水管2a，在第二料液输送管21上设有料液进液阀22，在蒸馏釜3内设有与料液进液阀22相连的液位器3a；

在蒸馏釜3上端设有竖直设置的蒸馏塔4，在蒸馏塔4远离蒸馏釜3的一端设有冷凝器5，在蒸馏釜3的下端设有水平设置的蒸发器6，所述的蒸发器6一端插于蒸馏釜3内，另一端延伸至蒸馏釜3外，所述的蒸发器6与蒸汽输入管6a相连，在料液罐1和冷凝器5之间设有用于将料液罐1内的料液加热的循环换热管13，在循环换热管13上设有换热控制组件14，所述的第一料液输送管11进液端连接在循环换热管13的出液管上，在冷凝器5与蒸发器6之间设有连接在蒸汽输入管6a上的蒸汽回收利用机构7，在蒸发器6和预热器2之间连接有冷凝液回收利用机构8，所述的冷凝液回收利用机构8上连接有抽真空机构9。

本实施例的蒸汽回收利用机构7包括连接在蒸汽回收管71，蒸汽回收管71的一端连接在冷凝器5顶部，另一端连接在蒸汽输入管6a上，在蒸汽回收管71上设有压缩机72；其次，冷凝液回收利用机构8包括凝液罐81，凝液罐81和蒸发器6之间通过第一凝液回收管82相连，凝液罐81和预热器2之间通过第二凝液回收管83相连，在第二凝液回收管83上设有凝液控制组件84；另外，抽真空机构9包括真空泵91，所述的真空泵91与凝液罐81之间通过抽真空管92相连，在抽真空管92上设有真空阀93。

优化方案，该换热控制组件14包括料液泵14a和第二料液控制阀14b，所述的料液泵14a和第二料液控制阀14b分别设置在循环换热管13的出液管上，且所述的第一料液输送管11连接在料液泵14a和第二料液控制阀14b之间；其次，凝液控制组件84包括设置在第二凝液回收管83上的凝液泵84a和凝液控制阀84b。

为了能提高组装效率，本实施例的蒸馏釜3与蒸馏塔4之间、蒸馏塔4与冷凝器5之间分别通过法兰连接结构相连。法兰连接结构不仅连接强度高，而且连接处的密封性好。

本实施例的工作原理如下：使用时，打开料液泵14a及蒸馏釜3的进液阀，待蒸馏釜3内的液位达到设定要求后，再开启蒸发器6的生蒸汽阀开始加热；观察工作状况，经预热器2预热后的料液送至蒸馏釜3内使其沸腾蒸发，蒸发出来的二次蒸汽再经蒸馏塔4分离，分离出来的二次蒸汽经压缩机72增压升温后送到蒸发器6的加热室当作加热蒸汽使用，而换热后的冷凝液流至凝液罐81再经凝液泵84a送到预热器2内作为料液的预热使用；而蒸馏塔4塔顶的温度通过循环换热管13内的料液去冷却二次蒸汽，在冷却二次蒸汽的同时料液罐1内的料液的温度在不断的提升，再经预热器2进一步预热后送至蒸发器6进行蒸发，直至精馏完毕。

整个工作过程：首先打开蒸馏釜3的进液阀，料液经冷凝器5换热后再送至预热器2中预热，预热后的液料进入蒸馏釜3进行蒸馏，根据需求，当蒸馏釜3内液位达到设定要求时，液位器3a控制进液阀22关闭，在上述过程中，从蒸发器6出来的冷凝液进入到凝液罐81中再经凝液泵84a送到预热器2内作为料液的预热使用（料液将冷凝液中的热量进一步提取，也就是热量交换从而使料液温度升高）；与此同时蒸馏釜3出来的二次蒸汽经压缩机72压缩升温后，被送至蒸发器6中作为蒸馏的热能，而生蒸汽则作为压缩机热能的补充，进而节省生蒸汽的使用量，并起到回收剩余热能的目的，从而达到降低能耗及降低生产成本的目的；蒸馏釜3中的料液被不断加热蒸馏，同时经预热后的料液又不断的补充，直至蒸馏完毕，从而达到理想的蒸馏效果。

一种的蒸馏方法，本方法包括如下步骤：

A、料液预热处理：开启第一料液控制阀12和料液泵14a，料液罐1内的料液通过第一料液输送管11输送至预热器2内，通过预热器2对料液进行加热，从而制得预热料液；

B、料液蒸馏处理：开启料液进液阀22,预热料液通过第二料液输送管21输送至蒸馏釜3内且当蒸馏釜3内的液位达到设定液位后，然后蒸汽输入管6a向蒸发器6内输送生蒸汽，生蒸汽将蒸馏釜3内预热料液温度进一步升温直至料液沸腾蒸发，蒸馏釜3内的料液沸腾蒸发出来的二次蒸汽通过蒸馏塔4进行气液分离，被蒸馏塔4分离的二次蒸汽进入冷凝器5内，然后开启第二料液控制阀14b和压缩机72，循环换热管13内的料液与冷凝器5内的二次蒸汽进行热量交换，同时被热量交换的二次蒸汽通过蒸汽回收管71输送至压缩机72内，压缩机72将被热量交换的二次蒸汽压缩升温后通过蒸汽输入管6a重新输送至蒸发器6内，蒸发器6内的冷凝液蒸汽通过第一凝液回收管82输送至凝液罐81内，在凝液罐81上连接有用于抽取不凝性气体的抽真空机构9，然后开启凝液泵84a和凝液控制阀84b，凝液罐81内的冷凝液通过第二凝液回收管83输送至预热器2内并与预热器2内的料液进行热量交换，被热量交换后的冷凝液温度进一步降低然后从预热器2的凝水出水管2a排出，重复上述的步骤即可制得蒸馏物成品；

C、蒸馏废液排出，通过连接在蒸馏釜3上的输出管将蒸馏釜3内蒸馏废液排出。

在上述的B步骤中，在蒸汽输入管6a上设有蒸汽调节阀。该结构可用于调节生蒸汽进入蒸发器6内的蒸汽量。

在上述的B步骤中，所述的抽真空机构9包括真空泵91，所述的真空泵91与凝液罐81之间通过抽真空管92相连，在抽真空管92上设有真空阀93。

本实施例适用于酒精精馏领域也可用于其它有机溶剂的精馏；另外，蒸发器6出来的冷凝液进入到凝液罐81中再经凝液泵84a送到预热器2内作为料液的预热使用（料液将冷凝液中的热量进一步提取，也就是热量交换从而使料液温度升高）；与此同时蒸馏釜3出来的二次蒸汽经压缩机72压缩升温后，被送至蒸发器6中作为蒸馏的热能，而生蒸汽则作为压缩机72热能的补充，进而节省生蒸汽的使用量，并起到回收剩余热能的目的，从而达到降低能耗及降低生产成本的目的；蒸馏釜3中的料液被不断加热蒸馏，同时经预热后的料液又不断的补充，直至蒸馏完毕，从而达到理想的蒸馏效果。因此本实施例具有蒸汽耗量低，冷却水使用量少，操作温度低使用简便等特点，十分适宜对物料进行低温蒸馏工艺的要求，可促进提高新技术、新工艺、新方法的开发。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了料液罐1、第一料液输送管11、第一料液控制阀12、循环换热管13、换热控制组件14、料液泵14a、第二料液控制阀14b、预热器2、凝水出水管2a、第二料液输送管21、料液进液阀22、蒸馏釜3、液位器3a、蒸馏塔4、冷凝器5、蒸发器6、蒸汽输入管6a、蒸汽回收利用机构7、蒸汽回收管71、压缩机72、冷凝液回收利用机构8、凝液罐81、第一凝液回收管82、第二凝液回收管83、凝液控制组件84、凝液泵84a、凝液控制阀84b、抽真空机构9、真空泵91、抽真空管92、真空阀93等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种蒸汽压缩式酒精回收塔，包括料液罐（1），料液罐（1）通过第一料液输送管（11）与预热器（2）相连，在第一料液输送管（11）上设有第一料液控制阀（12），所述的预热器（2）通过第二料液输送管（21）与竖直设置的蒸馏釜（3）相连，在预热器（2）上还连接有凝水出水管（2a），在第二料液输送管（21）上设有料液进液阀（22），在蒸馏釜（3）内设有与料液进液阀（22）相连的液位器（3a），其特征在于，所述的蒸馏釜（3）上端设有竖直设置的蒸馏塔（4），在蒸馏塔（4）远离蒸馏釜（3）的一端设有冷凝器（5），在蒸馏釜（3）的下端设有水平设置的蒸发器（6），所述的蒸发器（6）一端插于蒸馏釜（3）内，另一端延伸至蒸馏釜（3）外，所述的蒸发器（6）与蒸汽输入管（6a）相连，在料液罐（1）和冷凝器（5）之间设有用于将料液罐（1）内的料液加热的循环换热管（13），在循环换热管（13）上设有换热控制组件（14），所述的第一料液输送管（11）进液端连接在循环换热管（13）的出液管上，在冷凝器（5）与蒸发器（6）之间设有连接在蒸汽输入管（6a）上的蒸汽回收利用机构（7），在蒸发器（6）和预热器（2）之间连接有冷凝液回收利用机构（8），所述的冷凝液回收利用机构（8）上连接有抽真空机构（9）。

2.根据权利要求1所述的蒸汽压缩式酒精回收塔，其特征在于，所述的蒸汽回收利用机构（7）包括连接在蒸汽回收管（71），蒸汽回收管（71）的一端连接在冷凝器（5）顶部，另一端连接在蒸汽输入管（6a）上，在蒸汽回收管（71）上设有压缩机（72）。

3.根据权利要求2所述的蒸汽压缩式酒精回收塔，其特征在于，所述的冷凝液回收利用机构（8）包括凝液罐（81），凝液罐（81）和蒸发器（6）之间通过第一凝液回收管（82）相连，凝液罐（81）和预热器（2）之间通过第二凝液回收管（83）相连，在第二凝液回收管（83）上设有凝液控制组件（84）。

4.根据权利要求3所述的蒸汽压缩式酒精回收塔，其特征在于，所述的抽真空机构（9）包括真空泵（91），所述的真空泵（91）与凝液罐（81）之间通过抽真空管（92）相连，在抽真空管（92）上设有真空阀（93）。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的蒸汽压缩式酒精回收塔，其特征在于，所述的换热控制组件（14）包括料液泵（14a）和第二料液控制阀（14b），所述的料液泵（14a）和第二料液控制阀（14b）分别设置在循环换热管（13）的出液管上，且所述的第一料液输送管（11）连接在料液泵（14a）和第二料液控制阀（14b）之间。

6.根据权利要求3或4所述的蒸汽压缩式酒精回收塔，其特征在于，所述的凝液控制组件（84）包括设置在第二凝液回收管（83）上的凝液泵（84a）和凝液控制阀（84b）。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的蒸汽压缩式酒精回收塔，其特征在于，所述的蒸馏釜（3）与蒸馏塔（4）之间、蒸馏塔（4）与冷凝器（5）之间分别通过法兰连接结构相连。

8.一种基于权利要求1-7任意一项所述的蒸汽压缩式酒精回收塔的蒸馏方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：

A、料液预热处理：开启第一料液控制阀（12）和料液泵（14a），料液罐（1）内的料液通过第一料液输送管（11）输送至预热器（2）内，通过预热器（2）对料液进行加热，从而制得预热料液；

B、料液蒸馏处理：开启料液进液阀（22）,预热料液通过第二料液输送管（21）输送至蒸馏釜（3）内且当蒸馏釜（3）内的液位达到设定液位后，然后蒸汽输入管（6a）向蒸发器（6）内输送生蒸汽，生蒸汽将蒸馏釜（3）内预热料液温度进一步升温直至料液沸腾蒸发，蒸馏釜（3）内的料液沸腾蒸发出来的二次蒸汽通过蒸馏塔（4）进行气液分离，被蒸馏塔（4）分离的二次蒸汽进入冷凝器（5）内，然后开启第二料液控制阀（14b）和压缩机（72），循环换热管（13）内的料液与冷凝器（5）内的二次蒸汽进行热量交换，同时被热量交换的二次蒸汽通过蒸汽回收管（71）输送至压缩机（72）内，压缩机（72）将被热量交换的二次蒸汽压缩升温后通过蒸汽输入管（6a）重新输送至蒸发器（6）内，蒸发器（6）内的冷凝液蒸汽通过第一凝液回收管（82）输送至凝液罐（81）内，在凝液罐（81）上连接有用于抽取不凝性气体的抽真空机构（9），然后开启凝液泵（84a）和凝液控制阀（84b），凝液罐（81）内的冷凝液通过第二凝液回收管（83）输送至预热器（2）内并与预热器（2）内的料液进行热量交换，被热量交换后的冷凝液温度进一步降低然后从预热器（2）的凝水出水管（2a）排出，重复上述的步骤即可制得蒸馏物成品；

C、蒸馏废液排出，通过连接在蒸馏釜（3）上的输出管将蒸馏釜（3）内蒸馏废液排出。

9.根据权利要求8所述的蒸馏方法，其特征在于，在上述的B步骤中，在蒸汽输入管（6a）上设有蒸汽调节阀。

10.根据权利要求8所述的蒸馏方法，其特征在于，在上述的B步骤中，所述的抽真空机构（9）包括真空泵（91），所述的真空泵（91）与凝液罐（81）之间通过抽真空管（92）相连，在抽真空管（92）上设有真空阀（93）。