CN217459286U - 一种秸秆生产木醋液的后处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种秸秆生产木醋液的后处理装置，包括依次连接的原料罐、换热器、分离单元、冷凝单元和产品罐，分离单元包括依次连接的降膜蒸发器、第一气液分离器、蒸馏塔和第二气液分离器，降膜蒸发器的底部出口并联第一底液罐和余液管道的一端，蒸馏塔的底部出口并联第二底液罐和余液管道另一端；第一气液分离器的液体出口连接第三底液罐，第二气液分离器的液体出口连接第四底液罐；冷凝单元包括至少一个冷凝器，冷凝器的管程进口连接第二气液分离器的气相出口冷凝器的管程出口连接产品罐。所述后处理装置能够提高木醋液产品的纯度，同时分别收集不同分离阶段所得的不同沸点的杂质液体。

Description

一种秸秆生产木醋液的后处理装置

技术领域

本实用新型属于秸秆利用及木醋液处理技术领域，具体涉及一种秸秆生产木醋液的后处理装置。

背景技术

木醋液是一种植物酸，是秸秆、木材等生物质在干馏设备中干馏后产生蒸汽气体混合物，经冷凝分离后得到的一种红褐色液体，即为木醋液。因此，木醋液是一种成份非常复杂的混合物。木醋液的成份涉及到许多种类的化合物，其主要成份是水，其次是有机酸、酚类、醇类和酮类等物质。酸类物质是木醋液中最具特征的成份，在木醋液中的含量也高，往往占有机物的50%以上。木醋液还包括胺类、甲胺类、二甲胺类、毗吮类等分子中含氮的碱类物质、维他命B1和B2以及K、Ca、Mg、Zn、Ge、Mn、Fe等微量元素。木醋液具有抗菌、抗霉、抗氧化的作用，还可以调节土壤pH值，改善土壤环境，提供丰富的有机质，是作为液体肥料的良好原料。

然而，由秸秆制得的木醋液成分较为复杂，且杂质组分较多，这些杂质将影响木醋液作为液体肥料基质的后续利用，如何去除多组份杂质，提高木醋液的纯度，并对杂质进行简单的分类回收，以便后期充分利用杂质，是本领域技术人员面临的问题。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种秸秆生产木醋液的后处理装置，要解决的技术问题是提高木醋液的纯度，并对杂质进行简单的分类回收。

所述秸秆生产木醋液的后处理装置，包括依次连接的原料罐、换热器、分离单元、冷凝单元和产品罐，所述分离单元包括依次连接的降膜蒸发器、第一气液分离器、蒸馏塔和第二气液分离器，降膜蒸发器的底部出口并联第一底液罐和余液管道的一端，蒸馏塔的底部出口并联第二底液罐和余液管道另一端，降膜蒸发器和蒸馏塔的底部通过余液管道连通；所述第一气液分离器的液体出口连接第三底液罐，第二气液分离器的液体出口连接第四底液罐；

所述冷凝单元包括至少一个冷凝器，所述冷凝器的管程进口连接第二气液分离器的气相出口，用于承接由分离单元蒸发分离所得的精制木醋液蒸汽；冷凝器的管程出口连接产品罐，用于输出冷凝所得的精制木醋液。

可选的，所述换热器为卧式换热器，换热器的壳程进口位于换热器的侧面的上部，并连接所述原料罐的底部出口，用于将粗木醋液输入换热器壳程；换热器的壳程出口位于换热器底部的中心，并连接降膜蒸发器的液体进口；

换热器内的下部设有若干个并列的U型蒸汽管，作为管程用于通入热蒸汽，蒸汽管的一端为第一蒸汽进口，另一端为第一冷凝水出口，且第一蒸汽进口和第一冷凝水出口均与换热器的壳程进口处于换热器的同侧。

可选的，所述降膜蒸发器内部设有若干个并列的蒸发管，相邻的蒸发管之间具有空隙，允许加热蒸汽穿过；降膜蒸发器顶部的侧壁设有第一产品蒸汽出口，用于将原料液经过蒸发之后形成的蒸汽输出降膜蒸发器；

若干个蒸发管的底部开口并联之后穿出降膜蒸发器，并连接第一三通阀的进口，第一三通阀的一个出口连接第一底液罐，将蒸发管的余液，即第一次分离所得的高沸点物质排入第一底液罐，第一三通阀的另一个出口连接余液管道的一端。

进一步优选的，所述蒸发管的上方设有蒸汽气室，蒸汽气室的侧壁设有第一产品蒸汽出口；所述蒸汽气室的上方设有第一花孔板，下方设有第二花孔板，第一花孔板的上方为原料液室，原料液室的侧壁设有降膜蒸发器的液体进口；

第一花孔板和第二花孔板上均设有若干个通孔，第一花孔板的每个通孔连接一个第一布液管的顶部开口，第一布液管的底端贯穿第二花孔板的通孔并伸入蒸发管的顶部，与蒸发管重合部分的第一布液管侧壁均匀设有若干个第一布水通孔，第一布水通孔贯穿第一布液管侧壁。

进一步优选的，所述蒸发管的上部设有第二布液管，第二布液管为倒Z型，包括依次连接的第一竖直部分、水平部分和第二竖直部分，第二布液管的水平部分贯穿蒸发管侧壁，第二竖直部分处于蒸发管内部；第二竖直部分的侧壁上均匀设有若干个第二布水通孔，第二布水通孔贯穿第二布液管侧壁，每个第二布液管的第一竖直部分并联之后连接降膜蒸发器的液体进口；每个蒸发管的顶部开口并联之后连接所述第一产品蒸汽出口。

可选的，所述第一气液分离器的气体进口连接所述第一产品蒸汽出口，原料液蒸发所得的蒸汽输入第一气液分离器；气体出口连接蒸馏塔的物料进口，用于将原料液蒸汽输入蒸馏塔；第一气液分离器的液体出口设在第一气液分离器的底部，且连接第三底液罐，用于收集第二次分离所得的高沸点物质。

可选的，所述蒸馏塔的顶部设有物料进口和第二产品蒸汽出口，分别用于输入由第一气液分离器分离所得的蒸汽和输出蒸馏后合格的木醋液蒸汽；蒸馏塔的底部出口连接第二三通阀的进口，第二三通阀的一个出口连接第二底液罐，将蒸馏塔的余液，即第三次分离所得的高沸点物质排入第二底液罐，第二三通阀的另一个出口连接余液管道的另一端。

可选的，所述蒸馏塔与冷凝单元之间连接有第二气液分离器，第二气液分离器的气体进口连接所述第二产品蒸汽出口，气体出口连接冷凝器的管程进口，用于将蒸馏塔所得蒸汽输入冷凝器的管程，第二气液分离器的液体出口设在第二气液分离器的底部，且连接第四底液罐，用于收集第四次分离所得的高沸点物质。

可选的，所述冷凝单元包括第一冷凝器和第二冷凝器，第二气液分离器的气体出口连接第一冷凝器的管程进口，第一冷凝器的管程出口连接第二冷凝器的管程进口，第二冷凝器的管程出口连接产品罐。

可选的，所述第一冷凝器的壳程进口和壳程出口均连接原料罐，利用原料罐中的原料液作为冷却液；第二冷凝器的壳程进口和壳程出口连接冷却水源。

本实用新型所述秸秆生产木醋液的后处理装置，具有以下有益效果：

（1）所述降膜蒸发器、第一气液分离器、蒸发塔、第二气液分离器、冷凝单元依次连接对原料木醋液进行蒸发、分离、蒸馏、再分离、冷凝，充分分离出木醋液，提高木醋液纯度；

（2）与膜蒸发器、第一气液分离器、蒸发塔、第二气液分离器分别连接的四个底液罐，分别收集不同分离阶段所得的液体，能够将对应不同沸点的杂质液体分别收集，便于后续对杂质液体的利用；

（3）所述余液管道连通降膜蒸发器与蒸发塔，不仅能动态调节两者的液位，而且使得余液管道内的杂质液体在蒸馏塔和蒸发管内部反复蒸发或蒸馏，最大限度提取木醋液。

附图说明

图1为秸秆生产木醋液的后处理装置的结构示意图；

图2为换热器的结构示意图；

图3为一种降膜蒸发器上部的结构示意图；

图4为另一种降膜蒸发器的布液管与蒸发管的结构示意图。

附图中，1-原料罐，2-换热器，3-产品罐，4-降膜蒸发器，5-第一气液分离器，6-蒸馏塔，7-第二气液分离器，8-第一底液罐，9-第二底液罐，10-第三底液罐，11-第四底液罐，12-第五底液罐，13-余液管道，14-换热器的壳程进口，15-换热器的壳程出口，16-液体进口，17-蒸汽管，18-蒸发管，19-第一产品蒸汽出口，20-蒸汽气室，21-原料液室，22-第一花孔板，23-第二花孔板，24-第一布液管，25-第一布水通孔，26-第二布液管，27-第二布水通孔，28-第一冷凝器，29-第二冷凝器，30-蒸汽出口，31-水冷机。

具体实施方式

本实施例提供一种秸秆生产木醋液的后处理装置，如图1-图3所示，包括依次连接的原料罐1、换热器2、分离单元、冷凝单元和产品罐3，所述分离单元包括依次连接的降膜蒸发器4、第一气液分离器、蒸馏塔6和第二气液分离器，降膜蒸发器4的底部出口并联第一底液罐8和余液管道13的一端，蒸馏塔6的底部出口并联第二底液罐9和余液管道13另一端，降膜蒸发器4和蒸馏塔6的底部通过余液管道13连通；所述第一气液分离器的液体出口连接第三底液罐10，第二气液分离器的液体出口连接第四底液罐11；

所述冷凝单元包括至少一个冷凝器，所述冷凝器的管程进口连接第二气液分离器的气相出口，用于承接由分离单元蒸发分离所得的精制木醋液蒸汽；冷凝器的管程出口连接产品罐3，用于输出冷凝所得的精制木醋液。

可选的，所述换热器2为卧式换热器，换热器的壳程进口14位于换热器2的侧面的上部，并连接所述原料罐1的底部出口，用于将粗木醋液输入换热器壳程；换热器的壳程出口15位于换热器2底部的中心，并连接降膜蒸发器4的液体进口16；换热器2的顶部设有蒸汽出口30，蒸汽出口30连接蒸汽回收装置；

换热器2内的下部设有若干个并列的U型蒸汽管17，作为管程用于通入热蒸汽，蒸汽管17的一端为第一蒸汽进口，另一端为第一冷凝水出口，且第一蒸汽进口和第一冷凝水出口均与换热器的壳程进口14处于换热器2的同侧。

可选的，所述蒸汽管17的长度为换热器2长度的2/3-5/6。所述换热器2的壳程走原料粗木醋液，壳程走热蒸汽，蒸汽管17处于换热器2的下部，热量可自动向上传递，原料自动向下流动，形成逆流换热，充分利用热量，节约能源。

可选的，所述降膜蒸发器4内部设有若干个并列的蒸发管18，相邻的蒸发管18之间具有空隙，允许加热蒸汽穿过；降膜蒸发器4顶部的侧壁设有第一产品蒸汽出口19，用于将原料液经过蒸发之后形成的蒸汽输出降膜蒸发器4；

若干个蒸发管18的底部开口并联之后穿出降膜蒸发器4，并连接第一三通阀的进口，第一三通阀的一个出口连接第一底液罐8，将蒸发管18的余液，即第一次分离所得的高沸点物质排入第一底液罐8，第一三通阀的另一个出口连接余液管道13的一端。

进一步优选的，所述蒸发管18的上方设有蒸汽气室20，蒸汽气室20的侧壁设有第一产品蒸汽出口19；所述蒸汽气室20的上方设有第一花孔板22，下方设有第二花孔板23，第一花孔板22的上方为原料液室21，即原料液室21位于降膜蒸发器4的顶部，原料液室21的侧壁设有降膜蒸发器4的液体进口16；

第一花孔板22和第二花孔板23上均设有若干个通孔，第一花孔板22的每个通孔连接一个第一布液管24的顶部开口，第一布液管24的底端贯穿第二花孔板23的通孔并伸入蒸发管18的顶部，且与蒸发管18重合部分的长度优选为2-30cm，即第一花孔板22的通孔、第一布液管24、第二花孔板23的通孔和蒸发管18为由上至下的一一对应关系，与蒸发管18重合部分的第一布液管24侧壁均匀设有若干个第一布水通孔25，即第一布水通孔25沿着第一布液管24的周向方向和竖直方向均匀布设，第一布水通孔25贯穿第一布液管24侧壁。由于第一花孔板22的每个通孔紧密连接一个第一布液管24的顶部开口，第一花孔板22的其它部分为实板，液体、气体无法穿过，所以第一花孔板22能够分隔蒸汽气室20和原料液室21。

进一步优选的，如图4所示，所述蒸发管18的上部设有第二布液管26，第二布液管26为倒Z型，包括依次连接的第一竖直部分、水平部分和第二竖直部分，第二布液管26的水平部分贯穿蒸发管18侧壁，第二竖直部分处于蒸发管18内部；第二竖直部分的侧壁上均匀设有若干个第二布水通孔27，即第二布水通孔27沿着第二竖直部分的周向方向和竖直方向均匀布设，第二布水通孔27贯穿第二布液管26侧壁，每个第二布液管26的第一竖直部分并联之后连接降膜蒸发器4的液体进口16；每个蒸发管18的顶部开口并联之后连接所述第一产品蒸汽出口19。

可选的，所述降膜蒸发器4的侧壁上部和下部分别设有第二蒸汽进口和第二冷凝水出口，第一蒸汽进口与第二蒸汽进口均连接蒸汽发生器，第一冷凝水出口与第二冷凝水出口均连接水冷机或水箱，蒸汽发生器连接水箱，提供水源，蒸汽发生器为市场上普通的蒸汽发生器即可。

可选的，所述蒸发管18的底部开口并联之后还可以连接外部的气泵，对每个蒸发管18抽真空。

本实用新型所述降膜蒸发器4的若干个蒸发管18通过气泵形成负压环境，能够自动吸引原料罐1的原料粗木醋液由降膜蒸发器4的液体进口16进入蒸发管18，即原料液走管程；由于负压吸引，原料液从所述布液管的布水通孔喷入蒸发管18，使得原料液喷在蒸发管18的侧壁上，再沿蒸发管18内壁流下，形成液膜，同时蒸汽发生器为降膜蒸发器4供给热蒸汽，热蒸汽通过蒸发管18管壁直接加热内部的原料液，布液管使得原料液的加热更为充分，热量利用率更高。

可选的，所述第一气液分离器5的气体进口连接所述第一产品蒸汽出口19，原料液蒸发所得的蒸汽输入第一气液分离器5；气体出口连接蒸馏塔6的物料进口，用于将原料液蒸汽输入蒸馏塔6；第一气液分离器5的液体出口设在第一气液分离器5的底部，且连接第三底液罐10，用于收集第二次分离所得的高沸点物质。

可选的，所述蒸馏塔6的顶部设有物料进口和第二产品蒸汽出口，分别用于输入由第一气液分离器5分离所得的蒸汽和输出蒸馏后合格的木醋液蒸汽；蒸馏塔6的底部出口连接第二三通阀的进口，第二三通阀的一个出口连接第二底液罐9，将蒸馏塔6的余液，即第三次分离所得的高沸点物质排入第二底液罐9，第二三通阀的另一个出口连接余液管道13的另一端。蒸馏塔6根据木醋液的实际情况，选用市场上普通的蒸馏塔6即可。

可选的，所述蒸馏塔6与冷凝单元之间连接有第二气液分离器7，第二气液分离器7的气体进口连接所述第二产品蒸汽出口，气体出口连接冷凝器的管程进口，用于将蒸馏塔6所得蒸汽输入冷凝器的管程，第二气液分离器7的液体出口设在第二气液分离器7的底部，且连接第四底液罐11，用于收集第四次分离所得的高沸点物质。

所述降膜蒸发器4通过余液管道13与蒸馏塔6连通，余液管道13内容纳蒸发管18内排出的高沸点物质的液体和蒸馏塔6内的高沸点物质的液体，均属于原料木醋液的杂质液体；蒸馏塔6与降膜蒸发器4形成连通器，能够关联调节蒸馏塔6和蒸发管18内的液位，使得上述杂质液体能够互通，并在蒸馏塔6和蒸发管18内部反复蒸发或蒸馏，最大限度提取木醋液。

可选的，所述余液管道13连接第五底液罐12，用于排出余液管道13内的残留液体。

可选的，所述冷凝单元包括第一冷凝器28和第二冷凝器29，第二气液分离器的气体出口连接第一冷凝器28的管程进口，第一冷凝器28的管程出口连接第二冷凝器29的管程进口，第二冷凝器29的管程出口连接产品罐3，蒸馏塔6塔顶所得木醋液蒸汽经过气液分离后，依次输入第一冷凝器28和第二冷凝器29进行充分冷凝，得到精制后的木醋液产品。

可选的，所述第一冷凝器28的壳程进口和壳程出口均连接原料罐1，利用原料罐1中的原料液作为冷却液，初步冷凝木醋液蒸汽，充分利用了热能；第二冷凝器29的壳程进口和壳程出口连接冷却水源，使用冷却水进行充分冷凝，冷却水源可选择水冷机31。

上述各个设备的各个管道、进/出口上均可根据实际需要设置阀门，控制各开口和管道的启闭。

Claims (10)

1.一种秸秆生产木醋液的后处理装置，其特征在于，包括依次连接的原料罐、换热器、分离单元、冷凝单元和产品罐，所述分离单元包括依次连接的降膜蒸发器、第一气液分离器、蒸馏塔和第二气液分离器，降膜蒸发器的底部出口并联第一底液罐和余液管道的一端，蒸馏塔的底部出口并联第二底液罐和余液管道的另一端，降膜蒸发器和蒸馏塔的底部通过余液管道连通；所述第一气液分离器的液体出口连接第三底液罐，第二气液分离器的液体出口连接第四底液罐；

所述冷凝单元包括至少一个冷凝器，所述冷凝器的管程进口连接第二气液分离器的气相出口，用于承接由分离单元蒸发分离所得的精制木醋液蒸汽；冷凝器的管程出口连接产品罐，用于输出冷凝所得的精制木醋液。

2.根据权利要求1所述的秸秆生产木醋液的后处理装置，其特征在于，所述换热器为卧式换热器，换热器的壳程进口位于换热器的侧面的上部，并连接所述原料罐的底部出口，用于将粗木醋液输入换热器壳程；换热器的壳程出口位于换热器底部的中心，并连接降膜蒸发器的液体进口；

换热器内的下部设有若干个并列的U型蒸汽管，作为管程用于通入热蒸汽，蒸汽管的一端为第一蒸汽进口，另一端为第一冷凝水出口，且第一蒸汽进口和第一冷凝水出口均与换热器的壳程进口处于换热器的同侧。

3.根据权利要求1所述的秸秆生产木醋液的后处理装置，其特征在于，所述降膜蒸发器内部设有若干个并列的蒸发管，相邻的蒸发管之间具有空隙，允许加热蒸汽穿过；降膜蒸发器顶部的侧壁设有第一产品蒸汽出口，用于将原料液经过蒸发之后形成的蒸汽输出降膜蒸发器；

若干个蒸发管的底部开口并联之后穿出降膜蒸发器，并连接第一三通阀的进口，第一三通阀的一个出口连接第一底液罐，将第一次分离所得的高沸点物质排入第一底液罐，第一三通阀的另一个出口连接余液管道的一端。

4.根据权利要求3所述的秸秆生产木醋液的后处理装置，其特征在于，所述蒸发管的上方设有蒸汽气室，蒸汽气室的侧壁设有第一产品蒸汽出口；所述蒸汽气室的上方设有第一花孔板，下方设有第二花孔板，第一花孔板的上方为原料液室，原料液室的侧壁设有降膜蒸发器的液体进口。

5.根据权利要求4所述的秸秆生产木醋液的后处理装置，其特征在于，所述第一花孔板和第二花孔板上均设有若干个通孔，第一花孔板的每个通孔连接一个第一布液管的顶部开口，第一布液管的底端贯穿第二花孔板的通孔并伸入蒸发管的顶部，与蒸发管重合部分的第一布液管侧壁均匀设有若干个第一布水通孔，第一布水通孔贯穿第一布液管侧壁。

6.根据权利要求3所述的秸秆生产木醋液的后处理装置，其特征在于，所述蒸发管的上部设有第二布液管，第二布液管为倒Z型，包括依次连接的第一竖直部分、水平部分和第二竖直部分，第二布液管的水平部分贯穿蒸发管侧壁，第二竖直部分处于蒸发管内部；

第二竖直部分的侧壁上均匀设有若干个第二布水通孔，第二布水通孔贯穿第二布液管侧壁，每个第二布液管的第一竖直部分并联之后连接降膜蒸发器的液体进口；每个蒸发管的顶部开口并联之后连接所述第一产品蒸汽出口。

7.根据权利要求3所述的秸秆生产木醋液的后处理装置，其特征在于，所述第一气液分离器的气体进口连接所述第一产品蒸汽出口，原料液蒸发所得的蒸汽输入第一气液分离器；第一气液分离器的气体出口连接蒸馏塔的物料进口，用于将原料液蒸汽输入蒸馏塔；第一气液分离器的液体出口设在第一气液分离器的底部，且连接第三底液罐，用于收集第二次分离所得的高沸点物质。

8.根据权利要求7所述的秸秆生产木醋液的后处理装置，其特征在于，所述蒸馏塔的顶部设有物料进口和第二产品蒸汽出口，分别用于输入由第一气液分离器分离所得的蒸汽和输出蒸馏后合格的木醋液蒸汽；蒸馏塔的底部出口连接第二三通阀的进口，第二三通阀的一个出口连接第二底液罐，将第三次分离所得的高沸点物质排入第二底液罐，第二三通阀的另一个出口连接余液管道的另一端。

9.根据权利要求8所述的秸秆生产木醋液的后处理装置，其特征在于，所述蒸馏塔与冷凝单元之间连接有第二气液分离器，第二气液分离器的气体进口连接所述第二产品蒸汽出口，第二气液分离器的气体出口连接冷凝器的管程进口，第二气液分离器的液体出口设在第二气液分离器的底部，且连接第四底液罐，用于收集第四次分离所得的高沸点物质。

10.根据权利要求9所述的秸秆生产木醋液的后处理装置，其特征在于，所述冷凝单元包括第一冷凝器和第二冷凝器，第二气液分离器的气体出口连接第一冷凝器的管程进口，第一冷凝器的管程出口连接第二冷凝器的管程进口，第二冷凝器的管程出口连接产品罐；

所述第一冷凝器的壳程进口和壳程出口均连接原料罐，利用原料罐中的原料液作为冷却液；第二冷凝器的壳程进口和壳程出口连接冷却水源。

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