CN213724893U - 一种乙醇蒸馏中试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种乙醇蒸馏中试系统，涉及乙醇的工业生产技术领域，解决了现有技术中的清醪液和浓醪液由于分开蒸馏提纯而导致的蒸馏系统容易受污染并且运行稳定性差的技术问题。包括精馏系统与粗馏系统，精馏系统连接有第一管路，粗馏系统连接有第二管路，粗馏系统还连接有第三管路，粗馏系统通过第四管路与精馏系统相连接。本实用新型使清醪液与浓醪液混合后由粗馏系统对混合醪液进行蒸馏制得粗酒，一方面降低了浓醪液中菌体蛋白的浓度，降低了由于菌体蛋白变性而污染蒸馏系统的时间，提高了乙醇产品的提纯回收率；另一方面粗馏系统与精馏系统串联，有利于调节整个蒸馏系统的热平衡，从而保证了蒸馏系统运行的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及乙醇的工业生产技术领域，具体来说，是指一种乙醇蒸馏中试系统。
背景技术
CO2/CO发酵制乙醇是以CO、CO2为碳源，经细菌发酵生产乙醇的新技术，是CO2工业化利用的革命性突破，促进了CO2减排和循环的可持续利用。CO2/CO发酵制乙醇的发酵醪液分为两种：一种是经过膜过滤的几乎不含菌体的清醪液，另一种是未经过膜过滤的含有大量菌体的浓醪液。
现有技术中，清醪液和浓醪液的蒸馏提纯工艺是将两种醪液分开进行蒸馏。一方面，浓醪液的主要成分是菌体蛋白，由于菌体蛋白含量相对过高，容易产生变性，变性后的菌体蛋白容易附着在蒸馏系统的表面，污染整个蒸馏系统，影响蒸馏系统的换热效率以及堵塞塔盘而影响气液交换效率，从而影响乙醇的质量、回收率以及蒸馏系统长时间的稳定运行。另一方面，清醪液由于菌体蛋白含量相对较低，使蒸馏系统的物料以及热量难以平衡，造成蒸馏系统运行波动大、负荷低、塔釜余馏水酒精含量高等问题，从而导致乙醇产量降低、综合回收率下降的问题。为了增大乙醇产品的提纯回收率，又不得不增加额外的精馏塔或者组合塔等设备，不仅造成投资和运行成本高的问题，而且依然无法解决蒸馏系统热平衡失调以及运行不稳定的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种乙醇蒸馏中试系统，以解决现有技术中的清醪液和浓醪液由于分开蒸馏提纯而导致的蒸馏系统容易受污染并且运行稳定性差的技术问题。
本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：
一种乙醇蒸馏中试系统，用于蒸馏提纯浓醪液和清醪液，包括精馏系统以及粗馏系统，所述精馏系统的输入口连接有用于输入清醪液的第一管路，所述粗馏系统的输入口连接有用于输入浓醪液的第二管路，所述粗馏系统的输入口还连接有用于引入所述第一管路内清醪液的第三管路，所述粗馏系统的输出口通过第四管路与所述精馏系统的输入口相连接。
在上述技术方案的基础上，该乙醇蒸馏中试系统还可以做如下的改进。
可选的，所述精馏系统包括清醪液储罐、清醪液预热器、清醪液脱气罐、精馏塔、精馏塔饱和蒸汽罐以及精馏塔再沸器，所述清醪液储罐、清醪液预热器以及清醪液脱气罐通过管路依次连接后与所述精馏塔相连接，所述精馏塔饱和蒸汽罐通过管路与精馏塔再沸器连接后与所述精馏塔相连接，所述第一管路与所述清醪液储罐相连接，所述精馏塔饱和蒸汽罐连接有用于引入饱和蒸汽的管路。
可选的，所述粗馏系统包括浓醪液储罐、浓醪液预热器、浓醪液脱气罐、粗馏塔、粗馏塔再沸器以及粗馏塔饱和蒸汽罐，所述浓醪液储罐、浓醪液预热器以及浓醪液脱气罐通过管路依次连接后与所述粗馏塔相连接，所述粗馏塔饱和蒸汽罐通过管路与粗馏塔再沸器连接后与所述粗馏塔相连接，所述第二管路以及第三管路分别与所述浓醪液储罐相连接，所述粗馏塔的输出口通过所述第四管路与所述清醪液储罐的输入口相连接，所述粗馏塔饱和蒸汽罐连接有用于引入饱和蒸汽的管路。
可选的，所述粗馏塔通过管路连接有真空泵，所述粗馏塔饱和蒸汽罐通过管路连接有气液分离器，所述气液分离器的气相输出口与所述真空泵的输入口相连接，所述气液分离器的液相输出口连接有冷凝液泵。
可选的，所述精馏塔与精馏塔再沸器之间通过管路连接有精馏塔釜液循环泵，所述精馏塔再沸器的冷凝水出口通过管路连接回所述精馏塔饱和蒸汽罐；所述粗馏塔与粗馏塔再沸器之间通过管路连接有粗馏塔釜液循环泵，所述粗馏塔再沸器的冷凝水出口通过管路连接回所述粗馏塔饱和蒸汽罐。
可选的，所述粗馏塔饱和蒸汽罐通过管路与所述浓醪液预热器相连接，所述浓醪液预热器的冷凝水出口通过管路连接回所述粗馏塔饱和蒸汽罐。
可选的，所述清醪液脱气罐与浓醪液脱气罐分别连接有冷凝器，所述清醪液预热器与浓醪液预热器均为列管式换热气。
可选的，所述浓醪液储罐内设置有搅拌器、折流板以及导流筒，所述清醪液储罐与浓醪液储罐还分别连接有消泡剂泵。
可选的，所述精馏塔与粗馏塔的塔盘均为固定舌型塔盘，所述精馏塔再沸器与粗馏塔再沸器均为多管程列管换热器。
可选的，所述精馏系统的输出口通过管路连接有蒸发釜，所述蒸发釜的输出口通过管路连接有脱水器。
与现有技术相比，本实用新型提供的乙醇蒸馏中试系统具有的有益效果是：
本实用新型通过第三管路将第一管路内的清醪液引入粗馏系统，使清醪液与第二管路引入的浓醪液混合，由粗馏系统对混合醪液进行蒸馏制得粗酒，再通过第四管路将粗酒引入精馏系统，使粗酒与第一管路引入的清醪液混合，再由精馏系统进行蒸馏，一方面使清醪液与浓醪液能够按照比例混合，降低了浓醪液中菌体蛋白的浓度，降低了由于菌体蛋白变性而污染蒸馏系统的时间，提高了乙醇产品的提纯回收率；另一方面粗馏系统与精馏系统串联，有利于调节整个蒸馏系统的热平衡，从而保证了蒸馏系统运行的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1是本实用新型的乙醇蒸馏中试系统的结构示意图。
图中：
1—清醪液储罐；2—清醪液预热器；3—清醪液脱气罐；4—精馏塔；5—蒸发釜；6—脱水器；7—精馏塔饱和蒸汽罐；8—精馏塔再沸器；9—浓醪液储罐；10—浓醪液预热器；11—浓醪液脱气罐；12—粗馏塔；13—粗馏塔再沸器；14—粗馏塔饱和蒸汽罐；15—气液分离器；16—冷凝液泵；17—真空泵；18—第一管路；19—第二管路；20—第三管路；21—第四管路。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
实施例：
本实用新型提供一种乙醇蒸馏中试系统，如图1所示，包括精馏系统以及粗馏系统。其中，精馏系统包括清醪液储罐1、清醪液预热器2、清醪液脱气罐3、精馏塔4、精馏塔饱和蒸汽罐7以及精馏塔再沸器8。清醪液储罐1的输出口通过管路与清醪液预热器2的输入口相连接，清醪液预热器2的输出口通过管路与清醪液脱气罐3的输入口相连接，清醪液脱气罐3的输出口通过管路与精馏塔4的输入口相连接。精馏塔饱和蒸汽罐7的输出口通过管路与精馏塔再沸器8的输入口相连接，精馏塔再沸器8的输出口通过管路与精馏塔4的输入口相连接。清醪液储罐1的输入口连接有用于输入清醪液的第一管路18，精馏塔饱和蒸汽罐7的输入口连接有用于引入饱和蒸汽的管路。
如图1所示，粗馏系统包括浓醪液储罐9、浓醪液预热器10、浓醪液脱气罐11、粗馏塔12、粗馏塔再沸器13以及粗馏塔饱和蒸汽罐14。浓醪液储罐9的输出口通过管路与浓醪液预热器10的输入口相连接，浓醪液预热器10的输出口通过管路与浓醪液脱气罐11的输入口相连接，浓醪液脱气罐11的输出口通过管路与粗馏塔12的输入口相连接。粗馏塔饱和蒸汽罐14的输出口通过管路与粗馏塔再沸器13的输入口相连接，粗馏塔再沸器13的输出口通过管路与粗馏塔12的输入口相连接。浓醪液储罐9的输入口连接有用于输入浓醪液的第二管路19，粗馏塔饱和蒸汽罐14的输入口连接有用于引入饱和蒸汽的管路。在第一管路18与第二管路19之间设置有第三管路20，第三管路20将第一管路18内的清醪液引入浓醪液储罐9内。第三管路20既可以与第二管路19连通，也可以与浓醪液储罐9连通。粗馏塔12的输出口与清醪液储罐1的输入口之间连接有第四管路21。
本实用新型提纯清醪液和浓醪液的原理为：首先，通过第二管路19将浓醪液引入浓醪液储罐9内，同时，通过第三管路20将第一管路内的清醪液也引入浓醪液储罐9内，使清醪液与浓醪液在浓醪液储罐9内混合。混合后的醪液通过浓醪液预热器10预热后输入浓醪液脱气罐11中脱除CO、CO2等气体，然后输入粗馏塔12蒸馏提纯。粗馏塔饱和蒸汽罐14加热冷凝水产生饱和蒸汽，饱和蒸汽通过粗馏塔再沸器13加热粗馏塔12。由粗馏塔12制得的粗酒通过第四管路21输入清醪液储罐1内，同时，第一管路18将清醪液引入清醪液储罐1内与粗酒混合。混合后的醪液通过清醪液预热器2预热后输入清醪液脱气罐3中再次脱除CO、CO2等气体，然后输入精馏塔4蒸馏提纯。精馏塔饱和蒸汽罐7加热冷凝水产生饱和蒸汽，饱和蒸汽通过精馏塔再沸器8加热精馏塔4。
本实用新型在浓醪液储罐9内使清醪液与浓醪液能够按照比例进行混合，使整个蒸馏系统的浓醪液中菌体蛋白的浓度降低，减少了由于菌体蛋白变性而污染蒸馏系统的时间，提高了乙醇产品的提纯回收率，无需再额外增加蒸馏提纯设备，降低了乙醇回收的设备投入与运行成本。粗馏系统与精馏系统串联，能够通过精馏塔饱和蒸汽罐7与粗馏塔饱和蒸汽罐14调节整个蒸馏系统的热平衡，从而保证了蒸馏系统适当的负荷以及稳定的运行。
可以理解的是，根据生产工艺的需求，为了提高乙醇回收的纯度，本实用新型的粗馏系统与精馏系统内还可以设置多级预热器以及多级脱气罐。或者，在粗馏系统与精馏系统内增加冷凝器，使醪液循环提纯。
如图1所示，为了降低蒸馏系统运行时的能耗，粗馏塔12通过管路连接有真空泵17，粗馏塔饱和蒸汽罐14通过管路连接有气液分离器15。其中，气液分离器15的气相输出口与真空泵17的输入口相连接，气液分离器15的液相输出口连接有冷凝液泵16。粗馏塔饱和蒸汽罐14加热后剩余的冷凝液通过气液分离器15使气相部分输入真空泵17，冷凝液的液相部分通过冷凝液泵16输出界区，从而降低蒸馏系统内的气压，降低蒸馏系统所需消耗的蒸汽热能，输入精馏塔饱和蒸汽罐7与粗馏塔饱和蒸汽罐14中的蒸汽为低压饱和蒸汽。当然，也可以使精馏塔4通过管路连接另一真空泵17，使精馏塔饱和蒸汽罐7通过管路连接另一气液分离器15，同时增加另一冷凝液泵16，用于降低精馏系统运行时的能耗。
如图1所示，精馏塔4的输出口通过管路连接有蒸发釜5，蒸发釜5的输出口通过管路连接有脱水器6。醪液通过精馏塔4提纯后，乙醇气体冷凝后进蒸发釜5，最终通过脱水器6脱水回收。脱水器6为气化渗透膜，气化渗透膜的控制压力为-80--90kpa(g)。
特别地，精馏塔4与精馏塔再沸器8之间通过管路连接有精馏塔釜液循环泵，精馏塔再沸器8的冷凝水出口通过管路连接回精馏塔饱和蒸汽罐7。粗馏塔12与粗馏塔再沸器13之间通过管路连接有粗馏塔釜液循环泵，粗馏塔再沸器13的冷凝水出口通过管路连接回粗馏塔饱和蒸汽罐14。釜液循环泵能够使蒸馏塔的釜液进行循环以提纯乙醇，冷凝水在精馏塔饱和蒸汽罐7与精馏塔再沸器8之间或者粗馏塔再沸器13与粗馏塔饱和蒸汽罐14之间循环，能够进一步降低整个蒸馏系统的能耗。
如图1所示，粗馏塔饱和蒸汽罐14通过管路与浓醪液预热器10相连接，浓醪液预热器10的冷凝水出口通过管路连接回粗馏塔饱和蒸汽罐14。使粗馏塔饱和蒸汽罐14的一部分低压饱和蒸汽用于浓醪液预热器10的加热，并且使冷凝水在浓醪液预热器10与粗馏塔饱和蒸汽罐14之间循环。当然，也可以使精馏塔饱和蒸汽罐7通过管路与清醪液预热器2相连接，使清醪液预热器2的冷凝水出口通过管路连接回精馏塔饱和蒸汽罐7。
特别地，在浓醪液储罐9内设置有搅拌器、折流板以及导流筒，使浓醪液与清醪液充分的混合。其中，搅拌器可以选用立式变频搅拌器。清醪液储罐1与浓醪液储罐9还分别连接有消泡剂泵，用于向清醪液储罐1与浓醪液储罐9内添加消泡剂，消泡剂的浓度为1-5％。在清醪液脱气罐3与浓醪液脱气罐11的顶部还分别连接有冷凝器，冷凝器的冷凝回水温度为30-40℃。清醪液预热器2与浓醪液预热器10均为列管式换热气，精馏塔再沸器8与粗馏塔再沸器13均为多管程列管换热器。
值得注意的是，精馏塔4与粗馏塔12的塔盘均为固定舌型塔盘，精馏塔4与粗馏塔12均采用离心泵强制循环加热，离心泵的叶轮型式为开式叶轮。其中，精馏塔4的塔顶控制温度为80-85℃，精馏塔4的塔釜控制温度为108-120℃，精馏塔4的塔顶控制压力为10-30kpa(g)。粗馏塔12的塔顶控制温度为60-65℃，粗馏塔12的塔釜控制温度为75-82℃，粗馏塔12的塔顶控制压力为-60--70kpa(g)。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种乙醇蒸馏中试系统，用于蒸馏提纯浓醪液和清醪液，其特征在于，包括精馏系统以及粗馏系统，所述精馏系统的输入口连接有用于输入清醪液的第一管路(18)，所述粗馏系统的输入口连接有用于输入浓醪液的第二管路(19)，所述粗馏系统的输入口还连接有用于引入所述第一管路(18)内清醪液的第三管路(20)，所述粗馏系统的输出口通过第四管路(21)与所述精馏系统的输入口相连接。
2.根据权利要求1所述的乙醇蒸馏中试系统，其特征在于，所述精馏系统包括清醪液储罐(1)、清醪液预热器(2)、清醪液脱气罐(3)、精馏塔(4)、精馏塔饱和蒸汽罐(7)以及精馏塔再沸器(8)，所述清醪液储罐(1)、清醪液预热器(2)以及清醪液脱气罐(3)通过管路依次连接后与所述精馏塔(4)相连接，所述精馏塔饱和蒸汽罐(7)通过管路与精馏塔再沸器(8)连接后与所述精馏塔(4)相连接，所述第一管路(18)与所述清醪液储罐(1)相连接，所述精馏塔饱和蒸汽罐(7)连接有用于引入饱和蒸汽的管路。
3.根据权利要求2所述的乙醇蒸馏中试系统，其特征在于，所述粗馏系统包括浓醪液储罐(9)、浓醪液预热器(10)、浓醪液脱气罐(11)、粗馏塔(12)、粗馏塔再沸器(13)以及粗馏塔饱和蒸汽罐(14)，所述浓醪液储罐(9)、浓醪液预热器(10)以及浓醪液脱气罐(11)通过管路依次连接后与所述粗馏塔(12)相连接，所述粗馏塔饱和蒸汽罐(14)通过管路与粗馏塔再沸器(13)连接后与所述粗馏塔(12)相连接，所述第二管路(19)以及第三管路(20)分别与所述浓醪液储罐(9)相连接，所述粗馏塔(12)的输出口通过所述第四管路(21)与所述清醪液储罐(1)的输入口相连接，所述粗馏塔饱和蒸汽罐(14)连接有用于引入饱和蒸汽的管路。
4.根据权利要求3所述的乙醇蒸馏中试系统，其特征在于，所述粗馏塔(12)通过管路连接有真空泵(17)，所述粗馏塔饱和蒸汽罐(14)通过管路连接有气液分离器(15)，所述气液分离器(15)的气相输出口与所述真空泵(17)的输入口相连接，所述气液分离器(15)的液相输出口连接有冷凝液泵(16)。
5.根据权利要求4所述的乙醇蒸馏中试系统，其特征在于，所述精馏塔(4)与精馏塔再沸器(8)之间通过管路连接有精馏塔釜液循环泵，所述精馏塔再沸器(8)的冷凝水出口通过管路连接回所述精馏塔饱和蒸汽罐(7)；所述粗馏塔(12)与粗馏塔再沸器(13)之间通过管路连接有粗馏塔釜液循环泵，所述粗馏塔再沸器(13)的冷凝水出口通过管路连接回所述粗馏塔饱和蒸汽罐(14)。
6.根据权利要求5所述的乙醇蒸馏中试系统，其特征在于，所述粗馏塔饱和蒸汽罐(14)通过管路与所述浓醪液预热器(10)相连接，所述浓醪液预热器(10)的冷凝水出口通过管路连接回所述粗馏塔饱和蒸汽罐(14)。
7.根据权利要求6所述的乙醇蒸馏中试系统，其特征在于，所述清醪液脱气罐(3)与浓醪液脱气罐(11)分别连接有冷凝器，所述清醪液预热器(2)与浓醪液预热器(10)均为列管式换热气。
8.根据权利要求7所述的乙醇蒸馏中试系统，其特征在于，所述浓醪液储罐(9)内设置有搅拌器、折流板以及导流筒，所述清醪液储罐(1)与浓醪液储罐(9)还分别连接有消泡剂泵。
9.根据权利要求8所述的乙醇蒸馏中试系统，其特征在于，所述精馏塔(4)与粗馏塔(12)的塔盘均为固定舌型塔盘，所述精馏塔再沸器(8)与粗馏塔再沸器(13)均为多管程列管换热器。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的乙醇蒸馏中试系统，其特征在于，所述精馏系统的输出口通过管路连接有蒸发釜(5)，所述蒸发釜(5)的输出口通过管路连接有脱水器(6)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021690065.0U CN213724893U (zh) | 2020-08-13 | 2020-08-13 | 一种乙醇蒸馏中试系统 |
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| CN202021690065.0U CN213724893U (zh) | 2020-08-13 | 2020-08-13 | 一种乙醇蒸馏中试系统 |
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| CN (1) | CN213724893U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114534287A (zh) * | 2022-02-13 | 2022-05-27 | 河北首朗新能源科技有限公司 | 一种蒸馏脱气装置及脱气方法 |
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2020
- 2020-08-13 CN CN202021690065.0U patent/CN213724893U/zh active Active
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