CN211963173U

CN211963173U - 一种醪液的二氧化碳脱除装置

Info

Publication number: CN211963173U
Application number: CN202020168704.0U
Authority: CN
Inventors: 夏楠; 王晓东; 宋庆坤; 赵凯
Original assignee: Beijing Shougang Langze New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Shougang langze Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2020-02-13
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2030-02-13

Abstract

本实用新型公开了一种醪液的二氧化碳脱除装置，包括：醪液罐，气液分离器，输送泵，预热器，脱气罐和真空泵；气液分离器位于醪液罐的上方，气液分离器的进料口连接醪液输入管，气相出口与外界连通，液相出口连接醪液罐；在醪液罐的底部通过管道连接输入泵的入口，输送泵的出口连接预热器的入口，预热器的出口连接脱气罐的入口；脱气罐的液相出口连接醪液输出管，脱气罐的气相出口连接真空泵。通过气液分离器在常温常压的一次脱气和真空环境下脱气罐的二次脱气，显著提高了醪液中的二氧化碳脱除效率。

Description

一种醪液的二氧化碳脱除装置

技术领域

本实用新型涉及乙醇蒸馏分离领域，尤其涉及一种醪液的二氧化碳脱除装置。

背景技术

煤气发酵制乙醇是以一氧化碳为碳源经细菌发酵生产乙醇的新技术，煤气发酵制乙醇工业生产中，发酵产生的含乙醇醪液需要送往脱水系统进行分离纯化。发酵醪液分为两部分，一部分是经过膜过滤的清液，另一部分是未经过膜过滤的菌液，两种发酵醪液分别进入两个塔进行处理。实际生产中发现，在进塔前如不将醪液中二氧化碳气体去除，很容易影响产品中的酸度和PH值，影响系统分离效率及稳定运行。因此需要在进塔前将醪液中二氧化碳气体去除。

目前，常规的脱气手段是使用脱气罐脱除二氧化碳气体。但是，单靠脱气罐脱除二氧化碳气体并不彻底，并且脱除二氧化碳的稳定性差，严重影响后续的醪液处理。故而，需要一种效果更佳、稳定性更好的对醪液中的二氧化碳进行脱除的解决方案。

实用新型内容

本实用新型提供了一种二氧化碳脱除装置，以解决或者部分解决现有对醪液中的二氧化碳脱除不彻底，效果不佳的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种二氧化碳脱除装置，包括：醪液罐，气液分离器，输送泵，预热器，脱气罐和真空泵；

气液分离器位于醪液罐的上方，气液分离器的进料口连接醪液输入管，气相出口与外界连通，液相出口连接醪液罐；

在醪液罐的底部通过管道连接输送泵的入口，输送泵的出口连接预热器的入口，预热器的出口连接脱气罐的入口；脱气罐的液相出口连接醪液输出管，脱气罐的气相出口连接真空泵。

可选的，二氧化碳脱除装置还包括第一冷却器和第二冷却器，气液分离器的气相出口连接第一冷却器的入口，第一冷却器的出口与外界连通；脱气罐的气相出口连接第二冷却器的入口，第二冷却器的出口连接真空泵。

进一步的，第一冷却器和第二冷却器的底部通过管道连接发酵罐。

如上述的技术方案，气液分离器包括脱气筛板，第一丝网除沫器和第一旋流板；

脱气筛板固定连接至气液分离器的内壁上，且位于气液分离器的进料口与液相出口之间；第一旋流板固定连接至气液分离器的气相出口处；第一丝网除沫器固定连接在第一旋流板和脱气筛板之间。

可选的，脱气筛板的数量为3～10。

如上述的技术方案，脱气罐包括第二旋流板和第二丝网除沫器；

第二丝网除沫器固定连接至脱气罐的进料口与气相出口之间的内壁上，第二旋流板固定连接至脱气罐的气相出口处。

如上述的技术方案，醪液输入管切线连接气液分离器的进料口。

如上述的技术方案，第一冷却器为立式双程列管式换热器，立式双程列管式换热器通过壳层连接至气液分离器的气相出口，立式双程列管式换热器管程连接冷媒进出口。

可选的，冷媒为冷冻水或一次冷却水。

如上述的技术方案，预热器为列管式换热器或螺旋板式换热器。

通过本实用新型的一个或者多个技术方案，本实用新型具有以下有益效果或者优点：

本实用新型公开了一种二氧化碳脱除装置，通过气液分离器，在常温常压下对醪液进行初步脱气，无需额外增加动力，降低气体脱除动力及热量消耗；在初次脱气后醪液经充分预热后再进入脱气罐，最大化的降低醪液中CO₂的溶解度，显著提高脱气效果显著；当醪液在脱气罐中进行二次脱气时，在真空泵的作用下脱气罐内处于真空状态，具有良好的脱气效果。总的来说，通过常温常压的一次脱气和真空环境下的二次脱气，显著提高了醪液中的二氧化碳脱除效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的二氧化碳脱除装置的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的气液分离器的结构图；

图3为本实用新型实施例提供的脱气罐的结构图；

图4为本实用新型实施例提供的醪液输入管切线连接进料口的示意图；

附图标记说明：

1、气液分离器；2、第一冷却器；3、醪液罐；4、输送泵；5、预热器；6、脱气罐；7、第二冷却器；8、真空泵；9、脱气筛板；10、第一丝网除沫器； 11、第一旋流板；12、第二丝网除沫器；13、第二旋流板。

具体实施方式

为了使本实用新型所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本实用新型，下面结合附图，通过具体实施例对本实用新型技术方案作详细描述。

为了更佳的脱除醪液中的二氧化碳，减少残留，发明人在一些可选的实施例中，如图1所示，提出了一种二氧化碳脱除装置，包括：醪液罐3，气液分离器1，输送泵4，预热器5，脱气罐6和真空泵8；气液分离器1位于醪液罐 3的上方，气液分离器1的进料口连接醪液输入管，气相出口与外界连通，液相出口连接醪液罐3；在醪液罐3的底部通过管道连接输送泵的入口，输送泵 4的出口连接预热器5的入口，预热器5的出口连接脱气罐6的入口；脱气罐6的液相出口连接醪液输出管，脱气罐6的气相出口连接真空泵8。

通常来说，发酵醪液分为菌液和清液，需要分别进行二氧化碳的脱除，因此在实际使用时，本实施例提供的二氧化碳脱除装置需要准备两套，分别对菌液和清液进行脱除。醪液从醪液输入管道经气液分离器1的进料口进入，在气液分离器1内部进行一次脱气，在气液分离器1中分离出的气体从气相出口排放到外部环境，一次脱气后的醪液则在重力作用下通过液相出口进入醪液罐3。醪液罐3内的醪液经输送泵4打入预热器5进行加热；为了良好的脱除二氧化碳，对于菌液，控制预热器5的预热温度为45～60℃，对于清液，控制预热器5的温度为80～100℃。经过预热后的醪液进入脱气罐6进行二次脱气，脱气罐 6的气相出口连接真空泵8，通过真空泵8控制脱气罐6内的气体压力保持在负压，约-50～-60kpa(g)。经过二次脱气的醪液通过醪液输出管道进入精馏塔进行后续处理；在脱气罐6中产生的二氧化碳经过真空泵8的抽取排向外部。本实施例中所使用的气液分离器1和脱气罐6，可以在现有市场上采购获取，其中，气相出口是位于脱气装置的顶部，液相出口位于脱气装置的底部。

本实施例公开了一种二氧化碳脱除装置，通过气液分离器，在常温常压下对醪液进行初步脱气，无需额外增加动力，降低气体脱除动力及热量消耗；在初次脱气后醪液经充分预热后再进入脱气罐，最大化的降低醪液中CO₂的溶解度，显著提高脱气效果显著；当醪液在脱气罐中进行二次脱气时，在真空泵的作用下脱气罐内处于真空状态，具有良好的脱气效果。总的来说，通过常温常压的一次脱气和真空环境下的二次脱气，显著提高了醪液中的二氧化碳脱除效率，进入精馏塔的醪液几乎不含二氧化碳气体。

通常来说，在脱除的CO₂气体中含有少量气态淡酒，对这些淡酒进行冷凝回收，能够提高乙醇的回收率。因此基于前述实施例相同的发明构思，在另一些可选的实施例中，二氧化碳脱除装置还包括第一冷却器2和第二冷却器7，气液分离器1的气相出口连接第一冷却器2的入口，第一冷却器2的出口与外界连通；脱气罐6的气相出口连接第二冷却器7的入口，第二冷却器7的出口连接真空泵8。

在醪液进行一次脱气后，分离出的气体从气相出口进入第一冷却器2，即气体冷却器，控制气体冷却器的出口温度在30℃～40℃，将气体中的淡酒冷凝，然后再将气体排放到外部；同理，第二冷却器7，即脱气冷却器，用于对二次的真空脱气中产生的气体进行冷凝(出口温度同上)，以回收二次气体中的淡酒。

进一步的，第一冷却器2和第二冷却器7的底部通过管道连接发酵罐。如此，冷凝回收的淡酒可在重力作用下进入发酵罐，实现乙醇的回收。

为了提高脱气效果，发明人提出了一种气液分离器1的具体结构，基于前述实施例相同的发明构思，在一些可选的实施例中，如图2所示，气液分离器 1包括脱气筛板9，第一丝网除沫器10和第一旋流板11；脱气筛板9固定连接至气液分离器1的内壁上，且位于气液分离器1的进料口与液相出口之间；第一旋流板11固定连接至气液分离器1的气相出口处；第一丝网除沫器10固定连接在第一旋流板11和脱气筛板9之间。在实际生产时，气液分离器1中的气体经丝网除沫器和旋流板后进入第一冷却器2；脱气筛板9可以使用脱气筛板9塔盘；丝网除沫器是一种气液分离装置，气体通过除沫器的丝垫时，可除去夹带的雾沫；旋流板又称之为旋风板，也是一种除沫器或除雾器；气液分离器1中的液体在重力作用下通过脱气筛板9，在过滤的同时进行脱气，然后从液相出口进入醪液罐3。脱气筛板9，丝网除沫器和旋流板可以使用市面上现有的产品。可选的，脱气筛板9的数量可以是3～10层。

同理，基于前述实施例相同的发明构思，在另一些可选的实施例中，如图 3所示，脱气罐6包括第二旋流板13和第二丝网除沫器12；第二丝网除沫器 12固定连接至脱气罐6的进料口与气相出口之间的内壁上，第二旋流板13固定连接至脱气罐6的气相出口处。

在前述的实施例中，可选的，醪液输入管切线连接气液分离器1的进料口；预热器5的出口通过管道切线连接脱气罐6的入口。切线进料的示意图参考附图4所示，采用切线进料，能够减少物料与气液分离器1或脱气罐6之间的冲击，更有利于物料均匀分布，提高脱气效果。具体来说，当气液分离器1和脱气罐6的本体是圆柱形时，连接管道的切线角度可以是与脱气装置进料口处的圆柱半径呈98°的切线。

在前述的所有实施例中，第一冷却器2可以使用立式双程列管式换热器，立式双程列管式换热器通过壳层连接至气液分离器1的气相出口，立式双程列管式换热器管程连接冷媒进出口。可选的，冷媒可以使用冷冻水或一次冷却水。

在前述的所有实施例中，预热器5和第二冷却器7均可以使用列管式换热器或螺旋板式换热器；用于脱气的真空泵8可以使用离心真空泵机组；用于输运醪液的输送泵4可以使用普通的离心泵，优选的，离心泵设置两台，一开一备用。

本实施例公开了一种二氧化碳脱除装置，通过气液分离器，在常温常压下对醪液进行初步脱气，无需额外增加动力，降低气体脱除动力及热量消耗；在初次脱气后醪液经充分预热后再进入脱气罐，最大化的降低醪液中CO₂的溶解度，显著提高脱气效果显著；当醪液在脱气罐中进行二次脱气时，在真空泵的作用下脱气罐内处于真空状态，具有良好的脱气效果。总的来说，通过常温常压的一次脱气和二次真空脱气，显著提高了醪液中的二氧化碳脱除效率；

进一步的，在脱除装置中增加第一冷却器和第二冷却器，能够使一次脱气和二次脱气产生的气体中的淡酒进行冷却回收，有效提高乙醇回收率；

进一步的，对气液分离器和脱气罐的结构进行改进，能够有效提升脱气效果。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种二氧化碳脱除装置，其特征在于，包括：醪液罐，气液分离器，输送泵，预热器，脱气罐和真空泵；

所述气液分离器位于所述醪液罐的上方，所述气液分离器的进料口连接醪液输入管，气相出口与外界连通，液相出口连接所述醪液罐；

在所述醪液罐的底部通过管道连接所述输送泵的入口，所述输送泵的出口连接所述预热器的入口，所述预热器的出口连接所述脱气罐的入口；所述脱气罐的液相出口连接醪液输出管，所述脱气罐的气相出口连接所述真空泵。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第一冷却器和第二冷却器，所述气液分离器的气相出口连接所述第一冷却器的入口，所述第一冷却器的出口与外界连通；所述脱气罐的气相出口连接所述第二冷却器的入口，所述第二冷却器的出口连接所述真空泵。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一冷却器和第二冷却器的底部通过管道连接发酵罐。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述气液分离器包括脱气筛板，第一丝网除沫器和第一旋流板；

所述脱气筛板固定连接至所述气液分离器的内壁上，且位于所述气液分离器的进料口与液相出口之间；所述第一旋流板固定连接至所述气液分离器的气相出口处；所述第一丝网除沫器固定连接在所述第一旋流板和所述脱气筛板之间。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述脱气筛板的数量为3～10。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述脱气罐包括第二旋流板和第二丝网除沫器；

所述第二丝网除沫器固定连接至所述脱气罐的进料口与气相出口之间的内壁上，所述第二旋流板固定连接至所述脱气罐的气相出口处。

7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述醪液输入管切线连接所述气液分离器的进料口。

8.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一冷却器为立式双程列管式换热器，所述立式双程列管式换热器通过壳层连接至所述气液分离器的气相出口，所述立式双程列管式换热器管程连接冷媒进出口。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述冷媒为冷冻水或一次冷却水。

10.如权利要求1～9中任一权项所述的装置，其特征在于，所述预热器为列管式换热器或螺旋板式换热器。