CN108774109B - 一种乙醇脱水设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于乙醇脱水技术领域，具体涉及一种乙醇脱水设备。本发明所要解决当前乙醇脱水设备能耗高纯度低的问题。为了解决上述技术问题，本发明提出这样一种乙醇脱水设备，包括原料罐、抽液泵、蒸发装置、过滤装置、废气冷凝器、废料罐、成品冷凝器和成品罐。本发明具有可制备高纯度无水乙醇且能耗低的效果。

Description

一种乙醇脱水设备

技术领域

本发明属于乙醇脱水技术领域，具体涉及一种乙醇脱水设备。

背景技术

无水乙醇是指含水量很少的乙醇,一般乙醇体积分数大于992％,在无水乙醇中添加改性剂形成变性燃料乙醇，并以一定比例与汽油调和,形成车用乙醇汽油,用作点燃式内燃机的燃料，无水乙醇可供化学试验或工业用；因此用于无水酒精的制备装置是一种重要的酒精设备，在现有的用于无水酒精的制备装置中，制取无水酒精的主要方法主要为萃取法，萃取法在原有的酒精—水组分中引入第三组分，如苯、乙二醇、环己烷等。萃取法的缺点是能耗高，吨产品耗汽1.08-1.1吨，由于产品夹萃取剂，不能应用于食品、医药、化妆品等领域，因此带产品销路受限。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种乙醇脱水设备，通过使用所述各部件的灵活组合，解决了当前乙醇脱水设备能耗高纯度低的问题，具有可制备高纯度无水乙醇且能耗低的效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种乙醇脱水设备，包括原料罐、抽液泵、蒸发装置、过滤装置、废气冷凝器、废料罐、成品冷凝器和成品罐，所述原料罐内存放未脱水的乙醇，经抽液泵抽取送入蒸发装置处理成蒸汽，所述过滤装置吸取蒸汽进行过滤，过滤后的成品送入成品冷凝器进行冷凝，冷凝成液体后存入成品罐，过滤装置过滤后的废气经废气冷凝器冷凝成液体后存入废料罐；

所述过滤装置的外表面上安装有控制器和触控显示屏，控制器与触控显示屏连接，过滤装置的内部底端顺时针依次安装有第二电机、第二吸附器、第一吸附器和第一电机，第一电机和第二电机分别位于第一吸附器和第二吸附器的一侧，第一吸附器和第二吸附器的一侧外壁均开设有废气口，且第一吸附器和第二吸附器与废气口之间均连接有排气阀，过滤装置的一侧内壁嵌入安装有过滤器，且过滤装置上位于过滤器一侧的位置处开设有进气口，过滤器与第一吸附器和第二吸附器之间分别连接有第一电磁阀和第二电磁阀。

优选的，所述第一吸附器和第二吸附器的内部均安装有转动轴，转动轴的一端通过转轴与第一电机转动连接，且转动轴的中间位置处套设有转动套，所述转动套的一侧通过连杆连接有活塞，第一吸附器内部位于活塞上方的位置处安装有分子筛，所述分子筛远离活塞的一侧连接有成品室和进气室，所述成品室位于进气室的一侧，且成品室和进气室靠近分子筛的一侧外壁分别安装有成品室阀门和进气室阀门。

优选的，所述第一吸附器和第二吸附器的顶端分别安装有第一排气管和第二排气管，所述第一排气管和第二排气管的一端均安装有转换阀，所述转换阀远离第一排气管的一侧外壁连接有第一导管、第二导管和第三导管，所述第二导管位于第一导管和第三导管之间，所述第一导管、第二导管和第三导管远离转换阀的一端均与浓度检测装置，所述浓度检测装置与控制器连接。

优选的，其特征在于：所述浓度检测装置的内部开设有浓度腔，浓度腔的内部安装有浓度传感器，浓度检测装置的两侧内壁均开设有卡槽，卡槽的内部通过卡板卡合连接有密封隔板，密封隔板共设置有两个，且两个密封隔板将浓度腔分为三个部分，密封隔板的中间位置处安装有单向阀，为保证三个导管所接通的浓度腔体积不等，浓度检测装置的内部安装有密封隔板。

优选的，所述浓度检测装置远离转换阀的一侧通过气管连接有流速调节器，所述流速调节器的内部开设有安装槽和通孔，所述通孔位于安装槽的一侧，且通孔的中间位置处安装有通气板，所述通气板的两侧分别连接有L型密封板和电动伸缩杆，所述L型密封板位于安装槽的内部。

本发明有益效果是：制备高纯度无水乙醇且能耗低。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的具体实施方式的整体结构图。

图2是本发明的具体实施方式的过滤装置正视图。

图3是本发明的具体实施方式的过滤装置俯视图。

图4是本发明的具体实施方式的过滤装置仰视图。

图5是本发明的具体实施方式的流速调节器的结构示意图。

图6是本发明的具体实施方式的A处放大图。

图7是本发明的具体实施方式的控制系统结构图。

附图中的标记为：1-出气口、2-进气口、3-废气口、4-第一吸附器、5-第一电机、7-浓度检测装置、8-浓度传感器、9-流速调节器、10-过滤装置、11-第一导管、12-转换阀、13-第一排气管、14-第二导管、15-第三导管、19-第二电机、20-第二排气管、21-第二吸附器、22-第二电磁阀、23-过滤器、24-第一电磁阀、25-成品室、26-成品室阀门、27-分子筛、28-活塞、29-连杆、30-转动轴、31-转动套、32-进气室、33-进气室阀门、34-安装槽、35-通孔、36-通气板、37-电动伸缩杆、38-L型密封板、39-卡槽、40-浓度腔、41-卡板、42-密封隔板、43-单向阀、44-排气阀。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

请参阅图1-7，本发明提供如下技术方案：一种乙醇脱水设备，包括原料罐、抽液泵、蒸发装置、过滤装置10、废气冷凝器、废料罐、成品冷凝器和成品罐，原料罐内存放未脱水的乙醇，经抽液泵抽取送入蒸发装置处理成蒸汽，过滤装置10吸取蒸汽进行过滤，过滤后的成品送入成品冷凝器进行冷凝，冷凝成液体后存入成品罐，过滤装置10过滤后的废气经废气冷凝器冷凝成液体后存入废料罐。

过滤装置10的外表面上安装有控制器和触控显示屏，控制器与触控显示屏连接，过滤装置10的内部底端顺时针依次安装有第二电机19、第二吸附器21、第一吸附器4和第一电机5，第一电机5和第二电机19分别位于第一吸附器4和第二吸附器21的一侧，第一吸附器4和第二吸附器21的一侧外壁均开设有废气口3，且第一吸附器4和第二吸附器21与废气口3之间均连接有排气阀44，过滤装置10的一侧内壁嵌入安装有过滤器23，且过滤装置10上位于过滤器23一侧的位置处开设有进气口2，过滤器23与第一吸附器4和第二吸附器21之间分别连接有第一电磁阀24和第二电磁阀22，为保证无水乙醇蒸汽的持续产生，第一吸附器4和第二吸附器21的工作状态具有间歇性，即当第一吸附器4排出脱水后的乙醇时，第二吸附器21吸收外部蒸汽并排出废气，而第一吸附器4吸收外部蒸汽和排出废气时，第二吸附器21排出脱水后的乙醇，在排气阀44、第一电磁阀24和第二电磁阀22的交替作用下有效的保证第一吸附器4和第二吸附器21的交替排出脱水后的乙醇，从而保证了该制氧机在无水乙醇蒸汽生产时的连续性,第一电机5和第二电机19均采用Y90L-2驱动电机。

优选的，第一吸附器4和第二吸附器21的内部均安装有转动轴30，转动轴30的一端通过转轴与第一电机5转动连接，且转动轴30的中间位置处套设有转动套31，转动套31的一侧通过连杆29连接有活塞28，第一吸附器4内部位于活塞28上方的位置处安装有分子筛27，分子筛27远离活塞28的一侧连接有成品室25和进气室32，成品室25位于进气室32的一侧，且成品室25和进气室32靠近分子筛27的一侧外壁分别安装有成品室阀门26和进气室阀门33，第一电机5和第二电机19均通过转轴带动转动轴30转动，转动轴30在转动时带动转动套31运动，转动套31则通过连杆29带动活塞28在过滤器内进行往复运动，活塞28向下运动时，过滤器内形成负压，将外部蒸汽吸入进气室32内，在蒸汽推动的作用下进气室阀门33开启，蒸汽进入过滤器内部，而活塞28向上运动时，压缩过滤器内部的蒸汽，使蒸汽与分子筛27充分接触，同时在压力增大的状态下分子筛27吸附蒸汽内的水分子，形成无水乙醇蒸汽，并穿过成品室阀门26进入成品室25内。

本发明中，优选的，第一吸附器4和第二吸附器21的顶端分别安装有第一排气管13和第二排气管20，第一排气管13和第二排气管20的一端均安装有转换阀12，转换阀12远离第一排气管13的一侧外壁连接有第一导管11、第二导管14和第三导管15，第二导管14位于第一导管11和第三导管15之间，第一导管11、第二导管14和第三导管15远离转换阀12的一端均与浓度检测装置7，浓度检测装置7与控制器连接，用于实时检测排出的乙醇浓度，并将检测结果传送给控制器，控制器分析排出的乙醇浓度是否合格。

本发明中，优选的，浓度检测装置7的内部开设有浓度腔40，浓度腔40的内部安装有浓度传感器8，浓度检测装置7的两侧内壁均开设有卡槽39，卡槽39的内部通过卡板41卡合连接有密封隔板42，密封隔板42共设置有两个，且两个密封隔板42将浓度腔40分为三个部分，密封隔板42的中间位置处安装有单向阀43，为保证三个导管所接通的浓度腔40体积不等，浓度检测装置7的内部安装有密封隔板42，而密封隔板42中间所安装的单向阀43能有效保证无水乙醇蒸汽的单向流动，避免出现无水乙醇蒸汽反流，影响无水乙醇蒸汽浓度。

本发明中，优选的，浓度检测装置7远离转换阀12的一侧通过气管连接有流速调节器9，流速调节器9的内部开设有安装槽34和通孔35，通孔35位于安装槽34的一侧，且通孔35的中间位置处安装有通气板36，通气板36的两侧分别连接有L型密封板38和电动伸缩杆37，L型密封板38位于安装槽34的内部，电动伸缩杆37工作时带动通气板36移动，通气板36上开设有通气孔，便于无水乙醇蒸汽流通，当通气板36完全位于通孔35内部时，通气孔全部开启，无水乙醇蒸汽流速处于最小状态，而当通气板36向靠近电动伸缩杆37的方向移动时，通气板36带动一侧的L型密封板38移动，使L型密封板38移动至通孔35内部，减小通孔35内径大小，同时减少通气孔的开启数量，无水乙醇蒸汽体积相同，流通直径越小，流速越高，从而达到增加出氧速率的目的。

本发明的工作原理及使用流程：原料罐内存放未脱水的乙醇，经抽液泵抽取送入蒸发装置处理成蒸汽，过滤装置10吸取蒸汽进行过滤，过滤后的成品送入成品冷凝器进行冷凝，冷凝成液体后存入成品罐，过滤装置10过滤后的废气经废气冷凝器冷凝成液体后存入废料罐。其中，过滤装置的工作流程为：触控显示屏开启过滤装置，控制器控制第一电机5和第二电机19驱动第一吸附器4和第二吸附器21工作进行分乙醇蒸汽脱水处理，第一电机5和第二电机19均通过转轴带动转动轴30转动，转动轴30在转动时带动转动套31运动，转动套31则通过连杆29带动活塞28在过滤器内进行往复运动，活塞28向下运动时，过滤器内形成负压，将蒸发器输送过来的乙醇蒸汽吸入进气室32内，在蒸汽推动的作用下进气室阀门33开启，蒸汽进入过滤器内部，而活塞28向上运动时，压缩过滤器内部的蒸汽，使蒸汽与分子筛27充分接触，同时在压力增大的状态下分子筛27吸附蒸汽内的水分子，形成无水乙醇蒸汽，并穿过成品室阀门26进入成品室25内，由第一排气管13或第二排气管20排出，活塞28再次向下运动时，进气室阀门33开启，内压降低，被吸附的水分子从分子筛27内释放出来，并由废气口3排出，而第一吸附器4和第二吸附器21在无水乙醇蒸汽产生的过程中均具有间歇性，为保证无水乙醇蒸汽的持续产生，第一吸附器4和第二吸附器21的工作状态具有间歇性，即当第一吸附器4排出脱水后的乙醇时，第二吸附器21吸收外部蒸汽并排出废气，而第一吸附器4吸收外部蒸汽和排出废气时，第二吸附器21排出脱水后的乙醇，为保证外部蒸汽准确的进入过滤器内，第一吸附器4和第二吸附器21与过滤器23之间分别连接有第一电磁阀24和第二电磁阀22，例如第一吸附器4排出脱水后的乙醇时，第一电磁阀24和第一吸附器4上的排气阀44均处于关闭状态，第一电磁阀24关闭使得过滤器23内的蒸汽通过第二电磁阀22进入第二吸附器21内，而第一吸附器4上的排气阀44关闭有效保证第一吸附器4内部的密封性，提高分子筛27的吸附效率，此时第二吸附器21所连接的第二电磁阀22和排气阀44均处于开启状态，保证第二吸附器21内蒸汽吸入和废气排放的有效进行，若第一吸附器4吸收蒸汽排出废气时，则与排出脱水后的乙醇蒸汽时的工作状态相反，通过第一吸附器4和第二吸附器21交替排出脱水后的乙醇蒸汽保证了该制氧机在无水乙醇蒸汽生产时的连续性，另外，浓度检测装置7内还安装有浓度传感器8，用于监测无水乙醇蒸汽浓度，调节过滤装置的过滤速度时，由控制器控制电动伸缩杆37工作，电动伸缩杆37工作时带动通气板36移动，通气板36上开设有通气孔，便于无水乙醇蒸汽流通，当通气板36完全位于通孔35内部时，通气孔全部开启，无水乙醇蒸汽流速处于最小状态，而当通气板36向靠近电动伸缩杆37的方向移动时，通气板36带动一侧的L型密封板38移动，使L型密封板38移动至通孔35内部，减小通孔35内径大小，同时减少通气孔的开启数量，无水乙醇蒸汽体积相同，流通直径越小，流速越高，从而达到增加过滤速率的目的。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种乙醇脱水设备，其特征在于：包括原料罐、抽液泵、蒸发装置、过滤装置（10）、废气冷凝器、废料罐、成品冷凝器和成品罐，所述原料罐内存放未脱水的乙醇，经抽液泵抽取送入蒸发装置处理成蒸汽，所述过滤装置（10）吸取蒸汽进行过滤，过滤后的成品送入成品冷凝器进行冷凝，冷凝成液体后存入成品罐，过滤装置（10）过滤后的废气经废气冷凝器冷凝成液体后存入废料罐；

所述过滤装置（10）的外表面上安装有控制器和触控显示屏，控制器与触控显示屏连接，过滤装置（10）的内部底端顺时针依次安装有第二电机（19）、第二吸附器（21）、第一吸附器（4）和第一电机（5），第一电机（5）和第二电机（19）分别位于第一吸附器（4）和第二吸附器（21）的一侧，第一吸附器（4）和第二吸附器（21）的一侧外壁均开设有废气口（3），且第一吸附器（4）和第二吸附器（21）与废气口（3）之间均连接有排气阀（44），过滤装置（10）的一侧内壁嵌入安装有过滤器（23），且过滤装置（10）上位于过滤器（23）一侧的位置处开设有进气口（2），过滤器（23）与第一吸附器（4）和第二吸附器（21）之间分别连接有第一电磁阀（24）和第二电磁阀（22）；

所述第一吸附器（4）和第二吸附器（21）的内部均安装有转动轴（30），转动轴（30）的一端通过转轴与第一电机（5）转动连接，且转动轴（30）的中间位置处套设有转动套（31），所述转动套（31）的一侧通过连杆（29）连接有活塞（28），第一吸附器（4）内部位于活塞（28）上方的位置处安装有分子筛（27），所述分子筛（27）远离活塞（28）的一侧连接有成品室（25）和进气室（32），所述成品室（25）位于进气室（32）的一侧，且成品室（25）和进气室（32）靠近分子筛（27）的一侧外壁分别安装有成品室阀门（26）和进气室阀门（33）；

所述第一吸附器（4）和第二吸附器（21）的顶端分别安装有第一排气管（13）和第二排气管（20），所述第一排气管（13）和第二排气管（20）的一端均安装有转换阀（12），所述转换阀（12）远离第一排气管（13）的一侧外壁连接有第一导管（11）、第二导管（14）和第三导管（15），所述第二导管（14）位于第一导管（11）和第三导管（15）之间，所述第一导管（11）、第二导管（14）和第三导管（15）远离转换阀（12）的一端均与浓度检测装置（7）连接，所述浓度检测装置（7）与控制器连接；

所述浓度检测装置（7）的内部开设有浓度腔（40），浓度腔（40）的内部安装有浓度传感器（8），浓度检测装置（7）的两侧内壁均开设有卡槽（39），卡槽（39）的内部通过卡板（41）卡合连接有密封隔板（42），密封隔板（42）共设置有两个，且两个密封隔板（42）将浓度腔（40）分为三个部分，密封隔板（42）的中间位置处安装有单向阀（43），为保证三个导管所接通的浓度腔（40）体积不等，浓度检测装置（7）的内部安装有密封隔板（42）；

所述浓度检测装置（7）远离转换阀（12）的一侧通过气管连接有流速调节器（9），所述流速调节器（9）的内部开设有安装槽（34）和通孔（35），所述通孔（35）位于安装槽（34）的一侧，且通孔（35）的中间位置处安装有通气板（36），所述通气板（36）的两侧分别连接有L型密封板（38）和电动伸缩杆（37），所述L型密封板（38）位于安装槽（34）的内部。

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