CN108525338A - 酒精回收精馏设备及酒精回收精馏方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种酒精回收精馏设备和酒精回收精馏方法，其中酒精回收精馏设备包括：稀酒精储槽；加热器，加热器通过管路与稀酒精储槽相连接，并且通过加热器的第一蒸汽进口与外部蒸汽源相连接；塔釜，塔釜通过管路与加热器相连接；塔体，塔体设置在塔釜的上侧并与塔釜相连通，且塔体的顶部通过管路与第一蒸汽进口相连接；馏分泠凝器，馏分冷凝器分别通过管路与加热器和外部酒精收集槽相连接；再沸器，再沸器通过管路与塔釜的底部相连接、顶部通过管路与塔釜相连接。该酒精回收精馏设备可以实现酒精精馏的连续生产，消除传统酒精回收精馏设备中的回流装置，降低酒精回收精馏塔体的高度或者多级塔体的占地面积，同时实现了节能减排的效果。

Description

酒精回收精馏设备及酒精回收精馏方法

技术领域

本发明涉及酒精精馏技术领域，更具体地，涉及一种酒精回收精馏设备及酒精回收精馏方法。

背景技术

酒精回收精馏设备主要用于制药、食品、化工等行业的稀酒精回收。当酒精作为渗漉或回流提取等操作的溶剂之后，其浓度必然大大下降，并含有大量药渣和其他杂质。为了减少酒精消耗、降低成本，使这种酒精及时回收再利用，不但要清除母液中的药渣和其它杂质，并且必须要把酒精含量提高到一定的浓度。

传统的酒精回收设备，通常包括原料输出罐以及与原料输出罐相连接的精馏装置，精馏装置包括加热器以及与加热器相连接的塔釜，塔釜上方设置10～25米的精馏塔，精馏塔顶部设置有管道，管道上依次设置有冷凝器、分离器以及冷却器，分离器后段管道上还设置有与精馏塔上部相导通的回流管。精馏塔中设置有填料。由于在大型塔器中，板式塔得到普遍应用，所以通常填料采用填料板。

专利号为CN201510630974.2的中国专利公开了一种酒精回收塔，此种单级回收塔包括蒸馏釜和连接蒸馏釜上端的塔身，塔身的蒸汽出口通过管道依次连接有一级冷凝器和稳压罐，稳压罐通过酒精回收管连接高位贮罐，在塔身的顶部和中部分别装有回流管和酒精接入管，回流管和酒精接入管均连接有液体分布器，回流管与酒精回收管连通；在一级冷凝器与稳压罐之间装有二级冷凝器；液体分布器设有布料盒，布料盒的底板上装有多根溢流管，溢流管的上端穿出底板。其优点在于汽态酒精经过两次冷凝过程，冷凝效果佳，酒精回收率高；布料盒的底板上装有多根溢流管，避免出现堵塞，进入塔身的酒液分布均匀，酒精的蒸馏效果大幅度提高。专利号为CN201520687829.3的中国专利公开了一种多级精馏酒精回收器，包括依次连接的原料输出罐、前级精馏机构和后级精馏机构，前级精馏机构和后级精馏机构分别包括前级精馏塔和后级精馏塔，前级精馏塔和后级精馏塔内倾斜设置有若干层填料板。其优点在于多级精馏酒精回收器除杂率高，气液在塔中滞留时间较长，质量传递更充分更完全。

以上两种技术方案在酒精精馏的过程中均设置的回流比，即经蒸发冷凝后的酒精及水溶液一部分回流至精馏塔体，以进一步提高成品酒精浓度，但该过程将消耗大量的能源，使酒精回收过程成本提高。另一方面，传统酒精回收设备若为单级精馏塔，塔体高度一般为10～25米，对厂房高度有很大的限制，设备的维护和清洗费用高；而如果精馏塔采用2-3级串联设置，则占用空间大，设备一次性投入和维护费用高。另外，传统的酒精精馏设备多为间歇式生产，影响生产效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的一个方面提出了一种酒精回收精馏设备，该酒精回收精馏设备包括：

稀酒精储槽，稀酒精储槽具有稀酒精进口；

加热器，加热器通过管路与稀酒精储槽相连接，并且加热器通过加热器的第一蒸汽进口与外部蒸汽源相连接；

塔釜，塔釜通过管路与加热器相连接，塔釜能够从加热器内接收稀酒精；

塔体，塔体设置在塔釜的上侧并与塔釜相连通，且塔体的顶部通过管路与第一蒸汽进口相连接；

馏分冷凝器，馏分冷凝器分别通过管路与加热器和外部酒精收集槽相连接；和

再沸器，再沸器的底部通过管路与塔釜的底部相连接，再沸器的顶部通过管路连接到塔釜的上部，以在再沸器与塔釜之间形成循环回路。

在本发明的一个实施例中，塔体的顶部设置有塔内温控器，塔内温控器用于控制塔体的塔顶温度，优选地，塔内温控器能够将塔体的塔顶温度保持在77℃-79℃之间。

在本发明的一个实施例中，塔内温控器为翅片式列管换热器。

在本发明的一个实施例中，稀酒精储槽通过管路分别与馏分冷凝器和塔内温控器相连通，以将稀酒精储槽内的稀酒精作为馏分冷凝器和塔内温控器的控温介质。

在本发明的一个实施例中，稀酒精储槽、馏分冷凝器和塔内温控器串联连通以形成稀酒精的循环回路，并且连接稀酒精储槽与馏分冷凝器的管路设置有第二泵，第二泵通过管路与控制稀酒精储槽的出口开关的第一阀相连接，连接馏分冷凝器与塔内温控器的管路通过第三阀与稀酒精储槽相连接。

在本发明的一个实施例中，塔体的顶部内设置有第二温度传感器。

在本发明的一个实施例中，加热器还包括第一压力传感器，第一压力传感器与第一蒸汽进口相连接以监测进入加热器的蒸汽的压力。

在本发明的一个实施例中，连接塔体的顶部和加热器的管路设置有压缩机，并且压缩机与第一蒸汽进口相连接。

在本发明的一个实施例中，连接稀酒精储槽与加热器的管路设置有第一泵，连接第一泵与稀酒精储槽的管路与控制稀酒精储槽的出口的开关的第一阀相连接，连接第一泵与加热器的管路设置有第二阀以控制向加热器传送稀酒精。

在本发明的一个实施例中，酒精回收精馏设备还包括液位计和液位控制器，其中：

液位计设置在塔釜的侧壁上，以测量塔釜内的液位；和

液位控制器分别与液位计和第二阀相连接，以接收液位计的测量数据并根据液位计的测量数据控制第二阀的开启和关闭。

在本发明的一个实施例中，酒精回收精馏设备还包括尾气冷凝器，尾气冷凝器通过管路与馏分冷凝器相连接，尾气冷凝器具有不凝气体出口、冷却水进口和冷却水出口，冷却水进口与外部冷却水源相连接，冷却水出口与外部冷却水储槽相连接。

在本发明的一个实施例中，馏分冷凝器还包括冷凝馏分收集口，冷凝馏分收集口与外部酒精收集槽相连接，并且使用第四阀控制冷凝馏分收集口的开关。

在本发明的一个实施例中，塔釜内设置有第一温度传感器。

在本发明的一个实施例中，再沸器包括：

罐体，罐体通过管路与塔釜相连接，并且通过第五阀控制连接罐体与塔釜的管路的开关；

加热装置，加热装置设置在罐体底部，并且加热装置具有第二蒸汽进口和疏水口，第二蒸汽进口与外部蒸汽源相连接，疏水口与外部蒸汽储槽相连接；

分离器，分离器设置在罐体的顶部，并且分离器通过管路与塔釜相连接；

残液排口，残液排口设置在罐体的底部，并且使用第六阀控制残液排口的开关；

溢流口，溢流口为连接到罐体底部的管路的出口，溢流口的高度与罐体内的液位高度相同，并且使用第七阀控制溢流口的开关；

第三温度传感器，第三温度传感器与罐体相连接，以检测罐体内的温度，优选地，罐体内的温度保持在100℃；和

第二压力传感器，第二压力传感器与罐体相连接，以检测罐体内的压力。

本发明的另一个方面提出了一种使用上述酒精回收精馏设备的酒精回收精馏方法，该酒精回收精馏方法包括以下步骤：

步骤A：连通稀酒精储槽、加热器和塔釜，以将稀酒精储槽内的稀酒精传送到加热器和塔釜；

步骤B：连通第一蒸汽进口与外部蒸汽源，从外部蒸汽源向加热器内输入蒸汽，以加热加热器内的稀酒精并使加热器内的稀酒精蒸汽进入塔釜内；

步骤C：塔釜内的稀酒精沸腾后，停止向加热器输入蒸汽，同时连通塔体的顶部与第一蒸汽进口之间的管路；

步骤D：连通加热器与馏分冷凝器之间的管路；

步骤E：连通塔釜与再沸器之间的管路以使塔釜内的稀酒精从塔釜的底部流入再沸器，并且向再沸器中输入蒸汽以对再沸器中的稀酒精进行加热；和

步骤F：从馏分冷凝器收集精馏后的成品酒精，将成品酒精存储在外部酒精收集槽内。

在本发明的一个实施例中，连接稀酒精储槽与加热器的管路依次设置有第一阀、第一泵和第二阀，步骤A包括：

步骤A1：打开第一阀、第一泵和第二阀，以使稀酒精储槽中的稀酒精被泵入加热器和塔釜；和

步骤A2：当塔釜内的液位高于特定高度时，关闭第二阀，当塔釜内的液位低于特定高度时，打开第二阀。

在本发明的一个实施例中，酒精回收精馏设备还包括液位计和液位控制器，液位计设置在塔釜的侧壁上，液位控制器分别与液位计和第二阀相连接，步骤A2包括：

步骤A21：使用液位计测量塔釜内的液位高度；

步骤A22：当塔釜内的液位高度高于加热器的主体的上端时，液位控制器发出控制信号，关闭第二阀；和

步骤A23：当塔釜内的液位高度低于加热器的主体的中心位置时，液位控制器发出控制信号，打开第二阀以对加热器和塔釜进行补料。

在本发明的一个实施例中，步骤B还包括：

通过加热器上设置的第一压力传感器监测外部蒸汽源输入的蒸汽的压力。

在本发明的一个实施例中，步骤C还包括：

打开设置在塔体的顶部的塔内温控器，以对塔体的顶部的酒精蒸汽进行冷凝，优选地，塔内温控器为翅片式列管换热器，更优选地，塔内温控器能够将塔体的塔顶温度保持在77℃-79℃之间。

在本发明的一个实施例中，稀酒精储槽通过管路分别与馏分冷凝器和塔内温控器相连通，酒精回收精馏方法还包括：

步骤G：分别连通稀酒精储槽与馏分冷凝器、稀酒精储槽与塔内温控器，以使用稀酒精储槽内的稀酒精作为馏分冷凝器和塔内温控器的温控介质。

在本发明的一个实施例中，稀酒精储槽、馏分冷凝器和塔内温控器串联连通，并且连接稀酒精储槽与馏分冷凝器的管路设置有第二泵，第二泵通过管路与控制稀酒精储槽的出口的开关的第一阀相连接，连接馏分冷凝器与塔内温控器的管路通过第三阀与稀酒精储槽相连接，步骤G包括：

步骤G1：打开第一阀、第二泵，使稀酒精储罐中的稀酒精依次进入馏分冷凝器和塔内温控器以作为馏分冷凝器和塔内温控器的温控介质；和

步骤G2：打开第三阀，以控制输送到塔内温控器的稀酒精的流量。

在本发明的一个实施例中，步骤C还包括：

打开连接在塔体的顶部与加热器之间的管路上的压缩机，以使塔体的顶部输出的酒精蒸汽通过压缩机的压缩后进入加热器。

在本发明的一个实施例中，连接再沸器与塔釜的底部的管路设置有第五阀，步骤E包括：

步骤E1：打开第五阀，以使塔釜内的稀酒精经过第五阀进入再沸器；和

步骤E2：稀酒精在再沸器内再次被汽化后经由再沸器的顶部与塔釜的连通管路返回塔釜。

在本发明的一个实施例中，再沸器包括罐体、加热装置、分离器、残液排口、溢流口、第三温度传感器和第二压力传感器，其中加热装置具有第二蒸汽进口和疏水口，使用第六阀控制残液排口的开关，使用第七阀控制溢流口的开关，步骤E2还包括：

步骤E21：通过第二蒸汽进口向加热装置输入蒸汽；

步骤E22：使用第三温度传感器检测罐体内的温度，使罐体内的温度保持在100℃，并且使用第二压力传感器检测进入加热装置的蒸汽的压力；

步骤E23：打开第七阀，以使罐体内沸腾的溶液从溢流口流出；和

步骤E24：罐体内汽化的含有酒精的蒸汽从再沸器顶部的分离器通过管路回到塔釜。

本发明提出的酒精回收精馏设备和酒精回收精馏方法具有以下有益效果：1.在塔体顶部设置塔内温控器，可以有效控制出塔蒸汽的温度在酒精的沸点附近，在蒸出酒精的同时冷凝去除稀酒精中的水分，进一步提高了酒精浓度，并且可以有效降低塔体高度和占地面积，减少投入成本和运行成本；2.将稀酒精储槽分别与馏分冷凝器和塔内温控器相连接，可以使用稀酒精储槽内的稀酒精作为馏分冷凝器和塔内温控器的温控介质，同时对稀酒精预热，从而提高了能源利用效率；3.使用再沸器可以连续高效排出基本不含酒精的水，实现连续生产。

附图说明

图1为根据本发明一个示例性实施例的酒精回收精馏设备的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的说明性、非限制性实施例，对根据本发明的酒精回收精馏设备和酒精回收精馏方法做进一步说明。

本发明的一个方面提出了一种酒精回收精馏设备，参照图1，该酒精回收精馏设备包括稀酒精储槽1、加热器2、塔釜3、塔体4、馏分冷凝器5和再沸器6，其中稀酒精储槽1与加热器2相连接，加热器2分别与塔釜3、塔体4相连接，塔体4设置在塔釜3的上侧并与塔釜3相连通，馏分冷凝器5分别与加热器2和外部酒精收集槽(图中未示出)相连接，再沸器6通过管路与塔釜3组成循环回路。

稀酒精储槽1具有稀酒精进口11。稀酒精储槽1用于存储稀酒精，其中存储的稀酒精可以通过管路被传送到加热器2和塔釜3以进行精馏。加热器2通过管路与稀酒精储槽1相连接以接收稀酒精，并且加热器2中的稀酒精可以进一步通过加热器2与塔釜3之间的管路进入塔釜3。加热器2通过其上设置的第一蒸汽进口21与外部蒸汽源(图中未示出)相连接，以使用外部蒸汽源的蒸汽对加热器2内的稀酒精进行加热。在一个实施例中，加热器2还具有第一压力传感器22，第一压力传感器22与第一蒸汽进口21相连接，以检测进入加热器2的蒸汽的压力。加热器2内被加热至沸腾的稀酒精蒸汽进入塔釜3，以加热塔釜3内的稀酒精，同时进行气液分离。在一个实施例中，塔釜3内设置有第一温度传感器31，以检测塔釜3内的温度。塔体4设置在塔釜3的上侧并与塔釜3相连通，同时塔体4的顶部通过管路与加热器2的第一蒸汽进口21相连接。这样，从加热器2进入塔釜3的稀酒精蒸汽以及塔釜3内被加热蒸发的稀酒精蒸汽进入塔体4，稀酒精蒸汽在上升的过程中温度不断下降，使稀酒精蒸汽中的水分被冷凝下降、酒精蒸汽通过塔体4的顶部与加热器2之间的管路从加热器2的第一蒸汽进口21进入加热器2以作为加热器2热源。馏分冷凝器5通过管路与加热器2相连接。作为热源进入加热器2的酒精蒸汽的一部分在加热器2中被冷凝下来成为液态，馏分冷凝器5接收冷凝下来的液态酒精和部分未冷凝的气态酒精，同时馏分冷凝器5与外部酒精收集槽相连接以收集冷凝下来的酒精，并且馏分冷凝器5可以对未冷凝的气态酒精进一步冷凝，从而进一步收集酒精并排出沸点更低的不凝气体。再沸器6的底部通过管路与塔釜3的底部相连接，再沸器6的顶部通过管路连接到塔釜3的上部，从而在再沸器6与塔釜3之间形成循环回路，使稀酒精从塔釜3底部流入再沸器6，稀酒精在再沸器6中被汽化后从再沸器6顶部与塔釜3的连接通道返回到塔釜3，并且再沸器6中沸腾的溶液可以不间断地从再沸器6排出，由于酒精的沸点远低于水的沸点，所以再沸器6中的稀酒精中的酒精成分基本都被汽化，由再沸器6排出的溶液中的酒精含量几乎可以忽略，从而实现了稀酒精精馏的连续生产。

使用该酒精回收精馏设备回收酒精时，首先连通稀酒精储槽1与加热器2，使稀酒精储槽1中的稀酒精进入加热器2和塔釜3；打开加热器2的第一蒸汽进口21，以将外部蒸汽源的蒸汽引入加热器2对稀酒精进行加热；加热器2内的稀酒精沸腾后，稀酒精蒸汽进入塔釜3并对塔釜3内的稀酒精溶液进行加热；关闭第一蒸汽进口21与外部蒸汽源的连接，连通第一蒸汽进口21与塔体4的顶部之间的管路；塔釜3内的稀酒精蒸汽在塔体4内上升，上升过程中由于温度下降使稀酒精蒸汽中的水分以及其它杂质被冷凝并返回到塔釜3，而包含沸点较低的酒精和其它物质的蒸汽从塔体4的顶部经过管路、通过第一蒸汽进口21进入加热器2以作为加热器2的热源；气态酒精在加热器2中被部分冷凝，部分冷凝的酒精和未冷凝的蒸汽进入馏分冷凝器5，已经冷凝的酒精通过馏分冷凝器5进入外部酒精收集槽内，未冷凝的蒸汽在馏分冷凝器5中被进一步冷凝，被再次冷凝的酒精进入外部酒精收集槽、其它不凝气体则通过馏分冷凝器5排出；同时，打开再沸器6与塔釜3之间的循环回路，使塔釜3内的稀酒精从塔釜3底部流动到再沸器6，稀酒精在再沸器6内被加热后，其中的水被排出，具有较高酒精浓度的蒸汽从再沸器6的顶部再次进入塔釜3进行精馏，从而实现酒精的连续生产。

本发明提出的酒精回收精馏设备中，将塔体4内的含有酒精的蒸汽通入加热器2以作为加热器2的热源，可以大幅降低蒸汽的使用量，提高了能源使用效率；同时，使用再沸器6连续、高效排出基本不含酒精的水，可以实现连续补料、连续生产，提高了酒精回收效率。

在本发明的一个实施例中，该酒精回收精馏设备还包括塔内温控器41。塔内温控器41设置在塔体4的顶部，用于控制塔体4的塔顶温度。优选地，塔内温控器41可以将塔体4的塔顶温度保持在77℃-79℃之间，该温度范围是酒精的沸点温度，这样可以使塔体4的顶部的蒸汽中的水分被冷凝而返回到塔釜3，而蒸汽中的沸点低于79℃的物质可以继续保持气态并进入加热器2。通过在塔体4的顶部设置塔内温控器41并将塔顶温度保持在77℃-79℃之间，可以冷凝稀酒精蒸汽中的大部分水分，进而提高酒精浓度；由于有效的温度控制，使酒精与水的分离更加精确，从而消除了传统酒精回收设备中的回流装置；并且通过塔内温控器41可以有效控制塔体4的顶部的温度，进而可以降低塔体的高度或者减少多级塔体的占地面积，减少生产和运行成本。优选地，塔内温控器41为翅片式列管换热器。

进一步地，稀酒精储槽1通过管路分别与馏分冷凝器5和塔内温控器41相连通，以将稀酒精储槽1内的稀酒精作为馏分冷凝器5和塔内温控器41的温控介质。这样，稀酒精储槽1既可以作为稀酒精的暂时存储装置，同时可以作为馏分冷凝器5和塔内温控器41的温控介质的存储装置，简化了酒精回收系统，并且提高了其中存储的稀酒精的使用率、有效回收能源，降低能耗。在一个实施例中，如图1所示，稀酒精储槽1、馏分冷凝器5和塔内温控器41串联连通以形成稀酒精的循环回路。稀酒精储槽1中的稀酒精经过管路先进入馏分冷凝器5，然后经过馏分冷凝器5进入塔内温控器41，最后从塔内温控器41经过管路循环回到稀酒精储槽1，完成对馏分冷凝器5和塔内温控器41的冷凝过程。连接稀酒精储槽1与馏分冷凝器5的管路设置有第二泵101，第二泵101通过管路与控制稀酒精储槽1的出口的开关的第一阀12相连接。当使用稀酒精作为馏分冷凝器5和塔内温控器41的温控介质时，打开第一阀12和第二泵101，使用第二泵101将稀酒精储槽1中的稀酒精泵入馏分冷凝器5和塔内温控器41。连接馏分冷凝器5与塔内温控器41的管路通过第三阀102与稀酒精储槽1相连接，这样可以通过控制第三阀102的打开程度控制进入塔内温控器41的稀酒精的流量，进而控制塔体4的塔顶温度。在一个实施例中，在塔体4的顶部设置第二温度传感器42，以检测塔顶温度。

在本发明的一个实施例中，连接塔体4的顶部和加热器2的管路设置有压缩机7，并且压缩机7与第一蒸汽进口21相连接。从塔体4的顶部蒸出的蒸汽进入压缩机7，经压缩机7压缩后部分蒸汽高温冷凝、部分不能冷凝。这样，当加热器2内的稀酒精沸腾后，关闭第一蒸汽进口21与外部蒸汽源的连接，从塔体4的顶部蒸出的蒸汽进入压缩机7，经过压缩机7压缩后通过第一蒸汽进口21进入加热器2以作为加热器2的热源，达到节能的目的。

在一个实施例中，连接稀酒精储槽1与加热器2的管路设置有第一泵91，连接第一泵91与稀酒精储槽1的管路与控制稀酒精储槽1的出口的开关的第一阀12相连接，连接第一泵91与加热器2的管路设置有第二阀92以控制向加热器2传送稀酒精。这样，当需要向加热器2和塔釜3内补充稀酒精时，打开第一阀12、第一泵91和第二阀92，由第一泵91将稀酒精储槽1内的稀酒精泵入加热器2和塔釜3；当加热器2和塔釜3内的稀酒精液位达到特定高度后，关闭第二阀92；当加热器2和塔釜3内的稀酒精液位高度低于特定高度后，打开第二阀92以进行补料。

进一步地，酒精回收精馏设备还包括液位计93和液位控制器(图中未示出)。液位计93设置在塔釜3的侧壁上，以测量塔釜3内的液位。液位控制器分别与液位计93和第二阀92相连接，以接收液位计93的测量数据并根据液位计93的测量数据控制第二阀92的开启和关闭。在实际操作中，液位计93测量塔釜3内液位高度并将液位高度数据传送到液位控制器；当塔釜3内的液位高度高于加热器2的主体的上端时，液位控制器发出控制信号，关闭第二阀92；当塔釜3内的液位高度低于加热器2的主体的中心位置时，液位控制器发出控制信号，打开第二阀92以向加热器2和塔釜3内补充稀酒精。

在本发明的一个实施例中，该酒精回收精馏设备还包括尾气冷凝器8。尾气冷凝器8通过管路与馏分冷凝器5相连接，用于对进入馏分冷凝器5的未冷凝蒸汽进一步冷凝。尾气冷凝器8具有不凝气体出口83、冷却水进口81和冷却水出口82，冷却水进口81与外部冷却水源(图中未示出)相连接，冷却水出口82与外部冷却水储槽(图中未示出)相连接。当加热器2中的冷凝的酒精和一部分未冷凝的蒸汽进入馏分冷凝器5后，未冷凝的蒸汽在馏分冷凝器5中得到再次冷凝，而经过再次冷凝仍然处于气态的蒸汽则进入尾气冷凝器8，尾气冷凝器8对该部分蒸汽进一步冷凝，回收其中的酒精以提高酒精的回收效率，同时将不凝的气体从不凝气体出口83排出。

在一个实施例中，馏分冷凝器5还包括冷凝馏分收集口52，冷凝馏分收集口52与外部酒精收集槽(图中未示出)相连接，并且使用第四阀51控制冷凝馏分收集口52的开关。

在本发明的一个实施例中，再沸器6包括罐体、加热装置、分离器(图中未示出)、残液排口68、溢流口63、第三温度传感器61和第二压力传感器62。

罐体是再沸器6主体结构。罐体通过管路与塔釜3的底部相连接，并且通过第五阀69控制连接罐体与塔釜3的管路的开关。加热装置设置在罐体底部。加热装置具有第二蒸汽进口64和疏水口65。第二蒸汽进口64与外部蒸汽源(图中未示出)相连接，疏水口65与外部蒸汽储槽(图中未示出)相连接。当需要对再沸器6中的稀酒精进行加热时，由外部蒸汽源通过第二蒸汽进口64向加热装置内输入蒸汽，加热后的冷凝水从疏水口65流出。分离器设置在罐体的顶部，并且分离器通过管路与塔釜3相连接。这样，在再沸器6中被蒸出的酒精通过分离器再次进入塔釜3进行精馏的过程。残液排口68设置在罐体的底部，用于在回收操作结束后将罐体内的残液排出。使用第六阀67控制残液排口68的开关。溢流口63为连接到罐体底部的管路的出口，溢流口63的高度与罐体内的液位高度相同，并且使用第七阀66控制溢流口63的开关。第三温度传感器61与罐体相连接，以检测罐体内的温度。优选地，罐体内的温度保持在100℃，这样，再沸器中的稀酒精中的酒精成分可以被完全蒸出、水分被部分蒸出，而大部分水分处于沸腾状态，处于沸腾状态的水分可以通过溢流口63排出。第二压力传感器62与加热装置的第二蒸汽进口64相连接，以检测进入加热装置的蒸汽的压力。

酒精回收过程中，打开第五阀69，使塔釜3内的稀酒精流动到再沸器6的罐体内；打开第二蒸汽进口64，向罐体内的加热装置中输入蒸汽，并且通过第三温度传感器61检测罐体内的温度，使罐体内的温度保持在100℃；罐体内的稀酒精被加热后沸腾，蒸汽经过分离器回到塔釜3内，其中沸腾的水分在溢流口63不断地流出；罐体内的稀酒精被不断地蒸出和从溢流口63流出的同时，塔釜3内的稀酒精不断地从塔釜3底部经过第五阀69流入罐体。这样，通过安装再沸器6可以高效排出基本不含酒精的水，实现对再沸器6的连续补料、酒精回收的连续生产。

本发明的另一个方面提出了一种使用上述酒精回收精馏设备的酒精回收精馏方法，下面结合图1对该酒精回收精馏方法做详细说明。

步骤A：连通稀酒精储槽1、加热器2和塔釜3，以将稀酒精储槽1内的稀酒精传送到加热器2和塔釜3。在一个实施例中，步骤A包括以下步骤。步骤A1：打开第一阀12、第一泵91和第二阀92，以使稀酒精储槽1中的稀酒精被泵入加热器2和塔釜3。步骤A2：当塔釜3内的液位高于特定高度时，关闭第二阀92；当塔釜3内的液位低于特定高度时，打开第二阀92以对加热器2和塔釜3进行补料。进一步地，步骤A2还包括步骤A21、步骤A22和步骤A23。步骤A21：使用液位计93测量塔釜3内的液位高度。步骤A22：当塔釜3内的液位高度高于加热器2的主体的上端时，液位控制器发出控制信号，关闭第二阀92以停止向加热器2和塔釜3补料。步骤A23：当塔釜3内的液位高度低于加热器2的主体的中心位置时，液位控制器发出控制信号，打开第二阀92以对加热器2和塔釜3进行补料。使用液位控制器可以实现对加热器2和塔釜3的自动补料。

步骤B：连通第一蒸汽进口21与外部蒸汽源，从外部蒸汽源向加热器2内输入蒸汽，以加热加热器2内的稀酒精并使加热器2内的稀酒精蒸汽进入塔釜3内。在一个实施例中，上述步骤B还包括：通过加热器2上设置的第一压力传感器22检测外部蒸汽源输入的蒸汽的压力。

步骤C：塔釜3内的稀酒精沸腾后，关闭第一蒸汽进口21与外部蒸汽源的连接，停止使用外部蒸汽源向加热器2提供蒸汽，同时连通塔体4的顶部与加热器2的第一蒸汽进口21之间的管路，使用塔体4流出的二次蒸汽对于加热器2进行加热，达到节约能源的目的。

在一个实施例中，步骤C还包括：打开设置在塔体4的顶部的塔内温控器41，以对塔体顶部的蒸汽进行冷凝。优选地，塔内温控器41可以将塔体4的塔顶温度保持在77℃-79℃之间，该温度范围是酒精的沸点温度，这样进入顶部位置的蒸汽中的水分被冷凝而返回到塔釜3，而蒸汽中的沸点低于79℃的物质可以继续保持气态并进入加热器2。通过在塔体4的顶部设置塔内温控器41并将塔顶温度保持在77℃-79℃，可以冷凝稀酒精蒸汽中的大部分水分，进而提高酒精浓度；由于有效的温度控制，使酒精与水的分离更加精确，从而消除了传统酒精回收设备中的回流装置；并且通过塔内温控器41可以有效控制塔体4温度，进而降低塔体的高度或者减少多级式塔体的占地面积，减少生产和运行成本。优选地，塔内温控器41为翅片式列管换热器。

在一个实施例中，步骤C还包括：打开连接在塔体4的顶部与加热器2之间的管路上的压缩机7，以使从塔体4的顶部输出的蒸汽通过压缩机7的压缩后进入加热器2。从塔体4的顶部蒸出的蒸汽进入压缩机7，经压缩机7压缩后，部分蒸汽高温冷凝、部分不能冷凝。这样，当加热器2内的稀酒精沸腾后，关闭第一蒸汽进口21与外部蒸汽源的连接，从塔体4的顶部蒸出的蒸汽进入压缩机7，经压缩机7压缩后通过第一蒸汽进口21进入加热器2以作为加热器2的热源，达到节能的目的。

步骤D：连通加热器2与馏分冷凝器5之间的管路，使进入加热器2的二次蒸汽进入馏分冷凝器5进行冷凝，被冷凝出的酒精从馏分冷凝器5上设置的冷凝馏分收集口52进行收集。

步骤E：连通塔釜3与再沸器6之间的管路，使塔釜3内的稀酒精从塔釜3的底部流入再沸器6，并且向再沸器6中输入蒸汽以对再沸器6中的稀酒精进行加热。在一个实施例中，再沸器6内的温度保持在100℃。再沸器6中的稀酒精经加热后蒸发，被蒸出的部分从再沸器6的顶部返回到塔釜3继续进行精馏过程，再沸器6内沸腾的水则从再沸器6排出。连接再沸器6与塔釜3的底部的管路设置有第五阀69。在一个实施例中，步骤E包括步骤E1和步骤E2。步骤E1：打开第五阀69，以使塔釜3内的稀酒精经过第五阀69进入再沸器6。步骤E2：稀酒精在再沸器6内再次被汽化后，经由再沸器6的顶部与塔釜3的连通管路返回塔釜3。在一个实施例中，步骤E2还包括步骤E21、步骤E22、步骤E23和步骤E24。步骤E21：通过第二蒸汽进口64向加热装置输入蒸汽。步骤E22：使用第三温度传感器61检测罐体内的温度，使罐体内的温度保持在100℃，并且使用第二压力传感器62检测进入加热装置的蒸汽的压力。步骤E23：打开第七阀66，以使罐体内沸腾的溶液从溢流口63流出。步骤E24：罐体内汽化的含有酒精的蒸汽从再沸器6顶部的分离器通过管路回到塔釜3。

步骤F：从馏分冷凝器5收集精馏后的成品酒精，将成品酒精存储在外部酒精收集槽内。

在一个实施例中，该酒精回收精馏方法还包括步骤G：分别连通稀酒精储槽1与馏分冷凝器5、稀酒精储槽1与塔内温控器41，将稀酒精储槽1内的稀酒精引入馏分冷凝器5和塔内温控器41以作为温控介质。这样，稀酒精储槽1既可以作为稀酒精的暂时存储装置，同时作为控温介质的存储装置，简化了酒精回收系统，并且提高了其中存储的稀酒精的使用率、有效回收能源，降低能耗。进一步地，步骤G包括步骤G1和步骤G2。步骤G1：打开第一阀、第二泵101，使稀酒精储罐中的稀酒精依次进入馏分冷凝器5和塔内温控器41以作为馏分冷凝器5和塔内温控器41的温控介质。步骤G2：打开第三阀102，以控制输送到塔内温控器41的稀酒精的流量。这样可以通过控制第三阀102的打开程度控制进入塔内温控器41的稀酒精的流量，进而控制塔体4的塔顶温度。

尽管对本发明的典型实施例进行了说明，但是显然本领域技术人员可以理解，在不背离本发明的精神和原理的情况下可以进行改变，其范围在权利要求书以及其等同物中进行了限定。

Claims (24)

1.一种酒精回收精馏设备，包括：

稀酒精储槽，所述稀酒精储槽具有稀酒精进口；

加热器，所述加热器通过管路与所述稀酒精储槽相连接，并且所述加热器通过所述加热器的第一蒸汽进口与外部蒸汽源相连接；

塔釜，所述塔釜通过管路与所述加热器相连接，所述塔釜能够从所述加热器内接收稀酒精；

塔体，所述塔体设置在所述塔釜的上侧并与所述塔釜相连通，且所述塔体的顶部通过管路与所述第一蒸汽进口相连接；

馏分冷凝器，所述馏分冷凝器分别通过管路与所述加热器和外部酒精收集槽相连接；和

再沸器，所述再沸器的底部通过管路与所述塔釜的底部相连接，所述再沸器的顶部通过管路连接到所述塔釜的上部，以在所述再沸器与所述塔釜之间形成循环回路。

2.根据权利要求1所述的酒精回收精馏设备，其中，所述塔体的顶部设置有塔内温控器，所述塔内温控器用于控制所述塔体的塔顶温度，优选地，所述塔内温控器能够将所述塔体的塔顶温度保持在77℃-79℃之间。

3.根据权利要求2所述的酒精回收精馏设备，其中，所述塔内温控器为翅片式列管换热器。

4.根据权利要求2所述的酒精回收精馏设备，其中，所述稀酒精储槽通过管路分别与所述馏分冷凝器和所述塔内温控器相连通，以将所述稀酒精储槽内的稀酒精作为所述馏分冷凝器和所述塔内温控器的控温介质。

5.根据权利要求4所述的酒精回收精馏设备，其中，所述稀酒精储槽、所述馏分冷凝器和所述塔内温控器串联连通以形成稀酒精的循环回路，并且连接所述稀酒精储槽与所述馏分冷凝器的管路设置有第二泵，所述第二泵通过管路与控制所述稀酒精储槽的出口开关的第一阀相连接，连接所述馏分冷凝器与所述塔内温控器的管路通过第三阀与所述稀酒精储槽相连接。

6.根据权利要求4所述的酒精回收精馏设备，其中，所述塔体的顶部内设置有第二温度传感器。

7.根据权利要求1所述的酒精回收精馏设备，其中，所述加热器还包括第一压力传感器，所述第一压力传感器与所述第一蒸汽进口相连接以监测进入所述加热器的蒸汽的压力。

8.根据权利要求1所述的酒精回收精馏设备，其中，连接所述塔体的顶部和所述加热器的管路设置有压缩机，并且所述压缩机与所述第一蒸汽进口相连接。

9.根据权利要求1所述的酒精回收精馏设备，其中，连接所述稀酒精储槽与所述加热器的管路设置有第一泵，连接所述第一泵与所述稀酒精储槽的管路与控制所述稀酒精储槽的出口的开关的第一阀相连接，连接所述第一泵与所述加热器的管路设置有第二阀以控制向所述加热器传送稀酒精。

10.根据权利要求9所述的酒精回收精馏设备，还包括液位计和液位控制器，其中：

所述液位计设置在所述塔釜的侧壁上，以测量所述塔釜内的液位；和

所述液位控制器分别与所述液位计和所述第二阀相连接，以接收所述液位计的测量数据并根据所述液位计的测量数据控制所述第二阀的开启和关闭。

11.根据权利要求1所述的酒精回收精馏设备，还包括：

尾气冷凝器，所述尾气冷凝器通过管路与所述馏分冷凝器相连接，所述尾气冷凝器具有不凝气体出口、冷却水进口和冷却水出口，所述冷却水进口与外部冷却水源相连接，所述冷却水出口与外部冷却水储槽相连接。

12.根据权利要求1所述的酒精回收精馏设备，其中，所述馏分冷凝器还包括冷凝馏分收集口，所述冷凝馏分收集口与外部酒精收集槽相连接，并且使用第四阀控制所述冷凝馏分收集口的开关。

13.根据权利要求1所述的酒精回收精馏设备，其中，所述塔釜内设置有第一温度传感器。

14.根据权利要求1所述的酒精回收精馏设备，其中，所述再沸器包括：

罐体，所述罐体通过管路与所述塔釜相连接，并且通过第五阀控制连接所述罐体与所述塔釜的管路的开关；

加热装置，所述加热装置设置在所述罐体底部，并且所述加热装置具有第二蒸汽进口和疏水口，所述第二蒸汽进口与外部蒸汽源相连接，所述疏水口与外部蒸汽储槽相连接；

分离器，所述分离器设置在所述罐体的顶部，并且所述分离器通过管路与所述塔釜相连接；

残液排口，所述残液排口设置在所述罐体的底部，并且使用第六阀控制所述残液排口的开关；

溢流口，所述溢流口为连接到所述罐体底部的管路的出口，所述溢流口的高度与所述罐体内的液位高度相同，并且使用第七阀控制所述溢流口的开关；

第三温度传感器，所述第三温度传感器与所述罐体相连接，以检测所述罐体内的温度，优选地，所述罐体内的温度保持在100℃；和

第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述罐体相连接，以检测所述罐体内的压力。

15.一种使用权利要求1-14中任意一项所述的酒精回收精馏设备的酒精回收精馏方法，包括以下步骤：

步骤A：连通所述稀酒精储槽、所述加热器和所述塔釜，以将所述稀酒精储槽内的稀酒精传送到所述加热器和所述塔釜；

步骤B：连通所述第一蒸汽进口与所述外部蒸汽源，从所述外部蒸汽源向所述加热器内输入蒸汽，以加热所述加热器内的稀酒精并使所述加热器内的稀酒精蒸汽进入所述塔釜内；

步骤C：所述塔釜内的稀酒精沸腾后，停止向所述加热器输入蒸汽，同时连通所述塔体的顶部与所述第一蒸汽进口之间的管路；

步骤D：连通所述加热器与所述馏分冷凝器之间的管路；

步骤E：连通所述塔釜与所述再沸器之间的管路以使所述塔釜内的稀酒精从所述塔釜的底部流入所述再沸器，并且向所述再沸器中输入蒸汽以对所述再沸器中的稀酒精进行加热；和

步骤F：从所述馏分冷凝器收集精馏后的成品酒精，将所述成品酒精存储在所述外部酒精收集槽内。

16.根据权利要求15所述的酒精回收精馏方法，其中，连接所述稀酒精储槽与所述加热器的管路依次设置有第一阀、第一泵和第二阀，所述步骤A包括：

步骤A1：打开所述第一阀、所述第一泵和所述第二阀，以使所述稀酒精储槽中的稀酒精被泵入所述加热器和所述塔釜；和

步骤A2：当所述塔釜内的液位高于特定高度时，关闭所述第二阀，当所述塔釜内的液位低于特定高度时，打开所述第二阀。

17.根据权利要求16所述的酒精回收精馏方法，其中，所述酒精回收精馏设备还包括液位计和液位控制器，所述液位计设置在所述塔釜的侧壁上，所述液位控制器分别与所述液位计和所述第二阀相连接，所述步骤A2包括：

步骤A21：使用所述液位计测量所述塔釜内的液位高度；

步骤A22：当所述塔釜内的液位高度高于所述加热器的主体的上端时，所述液位控制器发出控制信号，关闭所述第二阀；和

步骤A23：当所述塔釜内的液位高度低于所述加热器的主体的中心位置时，所述液位控制器发出控制信号，打开所述第二阀以对所述加热器和所述塔釜进行补料。

18.根据权利要求15所述的酒精回收精馏方法，其中，所述步骤B还包括：

通过所述加热器上设置的第一压力传感器监测所述外部蒸汽源输入的蒸汽的压力。

19.根据权利要求15所述的酒精回收精馏方法，其中，所述步骤C还包括：

打开设置在所述塔体的顶部的塔内温控器，以对所述塔体的顶部的酒精蒸汽进行冷凝，优选地，所述塔内温控器为翅片式列管换热器，更优选地，所述塔内温控器能够将所述塔体的塔顶温度保持在77℃-79℃之间。

20.根据权利要求19所述的酒精回收精馏方法，其中，所述稀酒精储槽通过管路分别与所述馏分冷凝器和所述塔内温控器相连通，所述酒精回收精馏方法还包括：

步骤G：分别连通所述稀酒精储槽与所述馏分冷凝器、所述稀酒精储槽与所述塔内温控器，以使用所述稀酒精储槽内的稀酒精作为所述馏分冷凝器和所述塔内温控器的温控介质。

21.根据权利要求20所述的酒精回收精馏方法，其中，所述稀酒精储槽、所述馏分冷凝器和所述塔内温控器串联连通，并且连接所述稀酒精储槽与所述馏分冷凝器的管路设置有第二泵，所述第二泵通过管路与控制所述稀酒精储槽的出口的开关的第一阀相连接，连接所述馏分冷凝器与所述塔内温控器的管路通过第三阀与所述稀酒精储槽相连接，所述步骤G包括：

步骤G1：打开所述第一阀、所述第二泵，使所述稀酒精储罐中的稀酒精依次进入所述馏分冷凝器和所述塔内温控器以作为所述馏分冷凝器和所述塔内温控器的温控介质；和

步骤G2：打开所述第三阀，以控制输送到所述塔内温控器的稀酒精的流量。

22.根据权利要求15所述的酒精回收精馏方法，其中，所述步骤C还包括：

打开连接在所述塔体的顶部与所述加热器之间的管路上的压缩机，以使所述塔体的顶部输出的酒精蒸汽通过所述压缩机的压缩后进入所述加热器。

23.根据权利要求15所述的酒精回收精馏方法，其中，连接所述再沸器与所述塔釜的底部的管路设置有第五阀，所述步骤E包括：

步骤E1：打开所述第五阀，以使所述塔釜内的稀酒精经过所述第五阀进入所述再沸器；和

步骤E2：稀酒精在所述再沸器内再次被汽化后经由所述再沸器的顶部与所述塔釜的连通管路返回所述塔釜。

24.根据权利要求23所述的酒精回收精馏方法，其中，所述再沸器包括罐体、加热装置、分离器、残液排口、溢流口、第三温度传感器和第二压力传感器，其中所述加热装置具有第二蒸汽进口和疏水口，使用第六阀控制所述残液排口的开关，使用第七阀控制所述溢流口的开关，所述步骤E2还包括：

步骤E21：通过所述第二蒸汽进口向所述加热装置输入蒸汽；

步骤E22：使用所述第三温度传感器检测所述罐体内的温度，使所述罐体内的温度保持在100℃，并且使用所述第二压力传感器检测进入所述加热装置的蒸汽的压力；

步骤E23：打开所述第七阀，以使所述罐体内沸腾的溶液从所述溢流口流出；和

步骤E24：所述罐体内汽化的含有酒精的蒸汽从所述再沸器顶部的分离器通过管路回到所述塔釜。