CN114534287A

CN114534287A - 一种蒸馏脱气装置及脱气方法

Info

Publication number: CN114534287A
Application number: CN202210131115.9A
Authority: CN
Inventors: 赵东芳; 贾海亮; 傅禹华; 宗福宝; 杨超
Original assignee: Hebei Shoulang New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Hebei Shoulang New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2022-02-13
Filing date: 2022-02-13
Publication date: 2022-05-27

Abstract

本发明公开了一种蒸馏脱气装置及脱气方法，属于蒸馏技术领域，解决了以钢铁企业尾气为原料的发酵液的含气率高降低了蒸馏效率的技术问题。蒸馏脱气装置包括脱气罐、冷却器和蒸馏塔，脱气罐的第一进料端连接有发酵液源，脱气罐的第二进料端连接有消泡剂源；冷却器的第一进气端与脱气罐的第一出气端连接，冷却器的第一出气端连接有真空泵；蒸馏塔的第一进料端与脱气罐的第一出料端连接。蒸馏脱气方法包括以下步骤：将发酵液输入脱气罐内；确认脱气罐内的发酵液的起泡量；根据起泡量向脱气罐内输入消泡剂；将脱气完成后的发酵液输入蒸馏塔。本发明能够提高蒸馏的效率以及蒸馏的质量。

Description

一种蒸馏脱气装置及脱气方法

技术领域

本发明属于蒸馏技术领域，尤其涉及一种蒸馏脱气装置及脱气方法。

背景技术

新型生物发酵法制乙醇是以钢铁企业的尾气为原料气，利用生物发酵技术，经过生物发酵、蒸馏、脱水等工艺流程，将工业废气转化为高附加值的清洁能源，然而，这种以工业尾气作为原料气的气液混合发酵所产生的发酵液含气量高达13％-19％，这种特殊发酵液直接进入蒸馏塔进行蒸馏，将影响蒸馏过程的平衡，降低了蒸馏的效率。

发明内容

本申请旨在至少能够在一定程度上解决了以钢铁企业尾气为原料的发酵液的含气率高降低了蒸馏效率的技术问题，为此，本申请提供了一种蒸馏脱气装置及脱气方法。

本申请的技术方案如下：

一种蒸馏脱气装置，包括：

脱气罐，所述脱气罐的第一进料端连接有发酵液源，所述脱气罐的第二进料端连接有消泡剂源；

冷却器，所述冷却器的第一进气端与所述脱气罐的第一出气端连接，所述冷却器的第一出气端连接有真空泵；

蒸馏塔，所述蒸馏塔的第一进料端与所述脱气罐的第一出料端连接。

在一些实施方式中，还包括回流罐，所述回流罐的第一进料端与所述冷却器的第一出料端连接，所述回流罐的第一出料端与所述蒸馏塔的第二进料端连接。

在一些实施方式中，所述回流罐设置有第一液位计，所述蒸馏塔的第二进料端设置有第一电磁阀，所述第一液位计与所述第一电磁阀液位联锁。

在一些实施方式中，所述脱气罐设置有第二液位计，所述蒸馏塔的第一进料端设置有第二电磁阀，所述第二液位计与所述第二电磁阀液位联锁。

一种蒸馏脱气方法，应用于以上所述的蒸馏脱气装置，包括以下步骤：

将发酵液输入所述脱气罐内；

确认所述脱气罐内的发酵液的起泡量；

向所述脱气罐内输入消泡剂；

将脱气完成后的发酵液输入蒸馏塔。

在一些实施方式中，所述确认所述脱气罐内的发酵液起泡的步骤包括：

获取所述脱气罐内的发酵液的起泡率；

若起泡率低于第一起泡率，则判定所述脱气罐内的发酵液未起泡；

若起泡率高于或等于第一起泡率，则判定所述脱气罐内的发酵液起泡。

在一些实施方式中，所述确认所述脱气罐内的发酵液起泡的步骤还包括：

若起泡率高于或等于第二起泡率，则判定所述脱气罐内的发酵液超量起泡；

其中，所述第一起泡率小于所述第二起泡率。

在一些实施方式中，所述获取所述脱气罐内的发酵液的起泡率的步骤包括：

提供气含率检测仪，所述气含率检测仪设置于所述脱气罐内。

在一些实施方式中，所述获取所述脱气罐内的发酵液的起泡率的步骤还包括：

获取所述真空泵的电流，其中，所述真空泵的电流大小与所述起泡率正相关。

在一些实施方式中，所述消泡剂的输入量与所述起泡率正相关

本申请实施例至少具有如下有益效果：

由上述技术方案可知，本发明公开的蒸馏脱气装置以及脱气方法，通过脱气罐对发酵液的进行前置脱气处理，使发酵液经过脱气罐脱气后再进入蒸馏塔内进行蒸馏，将脱气这个步骤从蒸馏塔中分离出来，大幅降低蒸馏塔内发酵液的含气率，使蒸馏塔内发酵液的蒸馏过程更加可控，同时提高了蒸馏的效率和效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例中蒸馏脱气装置的结构示意图；

图2示出了本申请实施例中脱气方法的流程示意图；

图中标记：1-脱气罐，2-冷却器，3-蒸馏塔，4-消泡剂存储罐，5-真空泵，6-回流罐。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

技术员在作业过程中发现含气量高的发酵液不仅将影响蒸馏过程的平衡，易导致蒸馏效果差，还易降低蒸馏的效率。

图1示出了本申请实施例中蒸馏脱气装置的结构示意图；图2示出了本申请实施例中脱气方法的流程示意图。

下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：

如图1所示，本实施例提供了一种蒸馏脱气装置，包括脱气罐1、冷却器2和蒸馏塔3。

脱气罐1包括第一进料端、第二进料端、第一排料端和第一排气端，其中，脱气罐1的第一进料端连接有发酵液源，则脱气罐1的第一进料端设置于脱气罐1的中部，以便进料；脱气罐1的第二进料端连接有消泡剂源以向脱气罐1内释放消泡剂，可以理解的，为了保证消泡剂的均匀分布，脱气罐1的第二进料端则设置于脱气罐1的顶端，且第二进料端可连接有均布器，以将消泡剂均布在脱气罐1内，保证脱气罐1内发酵液的脱气效果。

脱气罐1的第一排气端设置于与脱气罐1的顶部，以便气体的溢出。脱气罐1的第一排料端则设置于脱气罐1的底端，以便脱气罐1排出发酵液。

冷却器2包括第一进气端和第一出气端，冷却器2的第一进气端与脱气罐1的第一出气端连接，冷却器2的第一出气端连接有真空泵5；即由脱气罐1的第一排气端排出的气体进入冷却器2冷却后的气体由真空泵5抽出。

蒸馏塔3具有第一进料端，蒸馏塔3的第一进料端与脱气罐1的第一出料端连接。即发酵液经过脱气罐1脱气后再进入蒸馏塔3内进行蒸馏，通过脱气罐1对发酵液的进行前置脱气处理，将脱气这个步骤从蒸馏塔3中分离出来，大幅降低蒸馏塔3内发酵液的含气率，且规避在蒸馏塔3中进行脱气可能造成蒸馏塔3内介质浓度差距大的问题，使蒸馏塔3内发酵液的蒸馏过程更加可控，同时提高了蒸馏的效率和效果。

考虑到脱气产生的气体在冷却器2在冷却过程中将会冷凝有液体，由此，参照图1，本实施例还包括回流罐6，回流罐6包括第一进料端和第二出料端，回流罐6的第一进料端与冷却器2的第一出料端连接，回流罐6的第一出料端与蒸馏塔3的第二进料端连接，即通过回流罐6收集冷凝后的发酵液，并最终将发酵液输入蒸馏塔3中，实现发酵液的高利用率，进而提高发酵产物的产量。

参照图1，回流罐6设置有第一液位计，蒸馏塔3的第二进料端设置有第一电磁阀，第一液位计与第一电磁阀液位联锁，即通过获取第一液位计测量所得的回流罐6内的液位，控制第一电磁阀的开合以及开合大小，使回流罐6内的液位保持在设定的区间内。可以理解的，回流罐6内的液面应当等于或高于蒸馏塔3内的液面，以避免蒸馏塔3内的发酵液涌向回流罐6。

脱气罐1设置有第二液位计，蒸馏塔3的第一进料端设置有第二电磁阀，第二液位计与第二电磁阀液位联锁，即通过获取第二液位计测量所得的脱气罐1内的液位，控制第二电磁阀的开合以及开合大小，使脱气罐1内的液位保持在设定的区间内。具体来说，脱气罐1内的发酵液在消泡剂的作用下进行脱气，只有在脱气罐1内发酵液定量时，才能属于与之对应的消泡剂剂量，由此，通过第二电磁阀控制脱气罐1内的发酵液的液位以将发酵液的剂量维持在设定范围内，并定量通入合适剂量的消泡剂，在保证脱气效果的同时，减少消泡剂的使用量。

参照图1，本实施例还包括消泡剂存储罐4，消泡剂存储罐4内为消泡剂源，消泡剂存储罐4的出料管与脱气罐1的第二进料端连接，且消泡剂存储罐4的出料管上可设置有第三电磁阀，第三电磁阀的开合可控制输出的消泡剂的量。

本实施例还提供了一种蒸馏系统脱气方法，应用于上述蒸馏脱气装置，包括以下步骤：

步骤1：将发酵液输入脱气罐1内；

步骤2：确认脱气罐1内的发酵液的起泡量；

步骤3：根据起泡量向脱气罐1内输入消泡剂；

步骤4：将脱气完成后的发酵液输入蒸馏塔3。

参照图1和图2，判断脱气罐1内发酵液是否起泡，若确认发酵液起泡，则需对发酵液进行脱气处理，以降低进入蒸馏塔3内发酵液的含气率；可以理解的，若判断脱气罐1内的发酵液未起泡，或者起泡量少，则可直接将发酵液通入蒸馏塔3内，以节约成本。通过在脱气罐1内将发酵液的脱气过程前置并从蒸馏塔3中脱离出来，可大幅且规避在蒸馏塔3中进行脱气可能造成蒸馏塔3内介质浓度差距大的问题，使蒸馏塔3内发酵液的蒸馏过程更加可控，同时提高了蒸馏的效率和效果。

步骤2具体包括：

步骤201：获取脱气罐1内的发酵液的起泡率。

步骤202：若起泡率低于第一起泡率，则判定脱气罐1内的发酵液未起泡。

步骤203：若起泡率高于或等于第一起泡率，则判定脱气罐1内的发酵液起泡。

即本实施例中，低于第一起泡率的的起泡率可被认为无需添加消泡剂进行脱气，而第一起泡率的具体数值可根据作业人员对蒸馏的纯度进行自主设定。

为了进一步把控对发酵液脱气过程，步骤2还包括：

步骤204：若起泡率高于或等于第二起泡率，则判定脱气罐1内的发酵液超量起泡；其中，第一起泡率小于第二起泡率。

通过步骤201-步骤204获取并判断脱气罐1内发酵液的起泡率的区间，判断发酵液的起泡程度，以向脱气罐1内通入与起泡率匹配的消泡剂剂量，在保证脱气罐1的脱气效率的情况下，降低液态消泡剂对发酵液浓度的影响。

具体来说，消泡剂的输入量与起泡率正相关，即发酵液的起泡率越高，向脱气罐1内添加的消泡剂则越多，以保证脱气效率和脱气效果。

步骤201中，获取脱气罐1内发酵液的起泡率的步骤可包括步骤2011：提供气含率检测仪，气含率检测仪设置于脱气罐1内，气含率的检测探头与脱气罐1内的发酵液接触。气含率检测仪可采用现有用于测量蒸馏塔3中气含率的检测仪。在具体的脱气过程中，当气含率检测仪测量显示的数据在0.4以下时，则认为脱气罐1内的起泡率在第一起泡率以下，此时无需向脱气罐1中加入消泡剂；当气含率检测仪测量显示的数据在0.4-0.6时，则认为脱气罐1内的起泡率在第一起泡率至第二起泡率之间，此时向脱气罐1中添加标准量消泡剂，直至气含率检测仪测量显示的数据在0.4以下；当气含率检测仪测量显示的数据在0.6以上时，则认为脱气罐1内的起泡率大于第二起泡率，此时脱气罐1内超量起泡，向脱气罐1中添加加大量消泡剂，加大量的消泡剂的剂量大于标准量的消泡剂剂量，直至气含率检测仪测量显示的数据在0.4以下。

步骤201还可包括步骤2012：获取真空泵5的电流，其中，真空泵5的电流大小与起泡率正相关，可以理解的，脱气罐1中排出的气体将会影响真空泵5的电流大小，获取真空泵5在抽气过程中的电流变化，即可获得脱气罐1中的起泡率的大小。即，步骤2012可辅助步骤2011获取脱气罐1内的发酵液的起泡率。在具体的脱气过程中，若获取的真空泵5的电流小于45A，则认为脱气罐1内的起泡率在第一起泡率以下，此时无需向脱气罐1中加入消泡剂；若获取的真空泵5的电流为45A-50A，则认为脱气罐1内的起泡率在第一起泡率至第二起泡率之间，此时向脱气罐1中添加消泡剂直至获取的真空泵5的电流小于42A；若获取的真空泵5的电流大于50A，则认为脱气罐1内的起泡率大于第二起泡率，此时向脱气罐1中添加加大量的消泡剂直至获取的真空泵5的电流小于42A。需要注意的是，当步骤2012和步骤2011的方法同时使用时，消泡剂的剂量以起泡率大的步骤为准，即，若步骤2011获取的起泡率被认为是超量起泡，而步骤2012获取的起泡率被认为未达到超量起泡，则按照超量起泡添加加大量的消泡剂，且需要在当气含率检测仪测量显示的数据在0.4以下以及获取的真空泵5的电流小于42A的情况下才停止添加消泡剂，以确保脱气的效率和效果。同时，以上获取脱气罐1内的发酵液的起泡率的方式，均大幅降低了作业人员的作业强度，无需作业人员时刻观测蒸馏塔3内的起泡情况，精度更高且节约作业时间。

当然，在具体的蒸馏过程中，需要不断地向蒸馏塔3输入发酵液，以保证蒸馏塔3的持续运行，在此基础上，通过气含率检测仪对脱气罐1内的发酵液进行实时测量并根据测量结果实时调整消泡剂的剂量，使蒸馏塔3内的发酵液一直保持较低的含气率，进一步保证发酵系统的稳定性，提高发酵的效率以及发酵质量。由此，本实施例中，可将第三电磁阀与气含率检测仪和或真空泵获取的数据联锁，以实现消泡剂的自动添加，降低操作的繁琐程度。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种蒸馏脱气装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的蒸馏脱气装置，其特征在于，还包括回流罐，所述回流罐的第一进料端与所述冷却器的第一出料端连接，所述回流罐的第一出料端与所述蒸馏塔的第二进料端连接。

3.根据权利要求2所述的蒸馏脱气装置，其特征在于，所述回流罐设置有第一液位计，所述蒸馏塔的第二进料端设置有第一电磁阀，所述第一液位计与所述第一电磁阀液位联锁。

4.根据权利要求1所述的蒸馏脱气装置，其特征在于，所述脱气罐设置有第二液位计，所述蒸馏塔的第一进料端设置有第二电磁阀，所述第二液位计与所述第二电磁阀液位联锁。

5.一种蒸馏脱气方法，应用于权力要求1-4任一项所述的蒸馏脱气装置，其特征在于，包括以下步骤：

将发酵液输入所述脱气罐内；

确认所述脱气罐内的发酵液的起泡量；

根据起泡量向所述脱气罐内输入消泡剂；

将脱气完成后的发酵液输入蒸馏塔。

6.根据权利要求5所述的蒸馏脱气方法，其特征在于，所述确认所述脱气罐内的发酵液起泡的步骤包括：

获取所述脱气罐内的发酵液的起泡率；

7.根据权利要求6所述的蒸馏脱气方法，其特征在于，所述确认所述脱气罐内的发酵液起泡的步骤还包括：

其中，所述第一起泡率小于所述第二起泡率。

8.根据权利要求6所述的蒸馏脱气方法，其特征在于，所述获取所述脱气罐内的发酵液的起泡率的步骤包括：

9.根据权利要求8所述的蒸馏脱气方法，其特征在于，所述获取所述脱气罐内的发酵液的起泡率的步骤还包括：

10.根据权利要求5所述的蒸馏脱气方法，其特征在于，所述消泡剂的输入量与所述起泡率正相关。