CN219579901U - 一种酒精精馏及热能再利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种酒精精馏及热能再利用装置，包括精馏塔，精馏塔的底部与再沸器连接，精馏塔内的稀酒精进入再沸器内进行升温，产生的酒精蒸汽返回精馏塔内进行精馏；精馏塔的顶部与冷凝器连接；冷凝器和再沸器之间连接有压缩机，通过压缩机做功对制冷剂进行升温以使制冷剂的热量传递给稀酒精；本装置充分将传统精馏设备与制冷行业的热泵技术相结合，利用热泵的热侧去加热低浓度酒精使其蒸发、热泵的冷侧去冷凝冷却蒸发产生的二次蒸汽，热泵系统中的冷热双向利用，大大提高了热能的利用率，替代了传统热源采用锅炉蒸汽与冷源采用冷却循环水的方式，从而达到节能降耗的目的，解决现有技术中存在的技术问题。

Description

一种酒精精馏及热能再利用装置

技术领域

本实用新型涉及酒精精馏技术领域，尤其涉及一种酒精精馏及热能再利用装置。

背景技术

随着我国传统中药事业的迅速发展，酒精作为主要提取溶剂和纯化溶剂，消耗量与日俱增。因此回收废弃的稀酒精，并保证回收酒精的质量，使其达到重复利用标准进行再次利用，是广大企业降低生产成本，提高经济效益的主要途径。

精馏的工作原理利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，从而实现分离的目的。由于酒精的沸点低于水的沸点，当达到酒精的沸点时，水尚未达到沸点，基本上不挥发，因此可将高浓度的酒精从水中分离出来，从而达到回收酒精的目的。

中国专利CN201711213290.8公开了一种药用酒精精馏装置，包括进料泵、二次预热器、精馏塔、再沸器、塔顶冷凝器、缓冲罐，还包括塔顶预热器和平衡罐，进料泵和塔顶预热器连接，塔顶预热器还和二次预热器连接，二次预热器和精馏塔连接，精馏塔和再沸器连接，精馏塔的塔顶和塔顶预热器连接以使酒精蒸汽进入塔顶预热器将热量传给稀酒精，塔顶预热器还和平衡罐连接以供塔顶预热器中液化的酒精流入，塔顶预热器还和塔顶冷凝器连接以使未液化的酒精蒸汽进入塔顶冷凝器将其液化，平衡罐还和塔顶冷凝器连接以供经塔顶冷凝器液化后的酒精流入，平衡罐还和缓冲罐连接以使在平衡罐内混合后的酒精流入缓冲罐进行存储。

现有技术方案中，采用工业蒸汽加热预热器和塔釜，蒸汽冷凝水经过疏水系统排出，这种设备能耗较大，热能利用率低，设备自动化程度低。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种酒精精馏及热能再利用装置，充分将传统精馏设备与制冷行业的热泵技术相结合，利用热泵的热侧去加热低浓度酒精使其蒸发、热泵的冷侧去冷凝冷却蒸发产生的二次蒸汽，热泵系统中的冷热双向利用，大大提高了热能的利用率，替代了传统热源采用锅炉蒸汽与冷源采用冷却循环水的方式，从而达到节能降耗的目的，解决现有技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种酒精精馏及热能再利用装置，包括：精馏塔；再沸器，所述精馏塔的底部与所述再沸器管路连接，精馏塔内的稀酒精进入再沸器内进行升温，产生的酒精蒸汽返回精馏塔内进行精馏；冷凝器，所述精馏塔的顶部与所述冷凝器管路连接，精馏塔内精馏后的酒精蒸汽进入冷凝器内进行冷凝；以及压缩机，所述压缩机管路连接设置于所述冷凝器和再沸器之间，通过压缩机做功对制冷剂进行升温以使制冷剂的热量传递给稀酒精。

作为优选，所述冷凝器、压缩机以及再沸器构成热能再利用系统，该系统中介质为制冷剂。

作为优选，所述再沸器的第二出料端与所述冷凝器管路连接，以将再沸器内的高压液态制冷剂输入所述冷凝器内。

作为优选，还包括：料液预热器，所述料液预热器的第一出料端与所述精馏塔的中段连接，稀酒精在料液预热器内进行预热后进入精馏塔内。

作为优选，所述冷凝器的第一出料端与所述料液预热器连接，以通过所述冷凝器冷凝酒精的热量对料液预热器内的稀酒精进行预热。

作为优选，所述精馏塔包括：塔体，所述塔体内部设有多层波纹填料，所述塔体包括相互连通的多段塔节；以及塔釜，所述塔体与塔釜自上而下依次设置，所述再沸器与塔釜管路连接。

作为优选，还包括：缓冲罐，所述缓冲罐与所述料液预热器的第二出料端连接以对该第二出料端输出的精馏酒精进行存储；以及酒精泵，所述酒精泵设置于所述缓冲罐的出料端，以将缓冲罐输出的酒精进行回流或成品出料。

作为优选，所述酒精泵出口端管路上安装有酒精浓度计，所述酒精浓度计的出口端管路上并联有出料管路以及回流管路，所述缓冲罐输出酒精经酒精泵进行浓度测量，浓度达标的酒精通过出料管路流入成品酒精储罐，浓度未达标的酒精通过回流管路重新泵入精馏塔内就进行精馏。

作为优选，所述再沸器的第二出料端与冷凝器连接的管路上设置有膨胀阀。

作为优选，所述再沸器采用卧式结构，其管程采用双程结构，其中酒精走管程，制冷剂走壳程。

作为优选，所述料液预热器的进料端连接有进料泵，以由进料泵将稀酒精送入料液预热器内。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型通过利用酒精和水沸点不同的特性，通过控制精馏塔塔顶温度，将酒精蒸馏出塔体、水留在塔内，以达到回收酒精的目的，装置将传统精馏设备与制冷行业的热泵技术相结合，利用热泵的热侧去加热低浓度酒精使其蒸发、热泵的冷侧去冷凝冷却蒸发产生的二次蒸汽，热泵系统中的冷热双向利用，大大提高了热能的利用率，替代了传统热源采用锅炉蒸汽与冷源采用冷却循环水的方式，从而达到节能降耗的目的；

(2)本实用新型的酒精精馏及热能再利用装置用电能完全替代锅炉蒸汽，机组运行过程中节省了大量的冷却循环水，比传统精馏设备节能＞65％，酒精溶媒回收率高达98％以上。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1中A处放大图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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”等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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

如图1-2所示，一种酒精精馏及热能再利用装置，包括：精馏塔1；再沸器4，所述精馏塔1的底部与所述再沸器4管路连接，精馏塔1内的稀酒精进入再沸器4内进行升温，产生的酒精蒸汽返回精馏塔1内进行精馏；冷凝器2，所述精馏塔1的顶部与所述冷凝器2管路连接，精馏塔1内精馏后的酒精蒸汽进入冷凝器2内进行冷凝；以及压缩机3，所述压缩机3管路连接设置于所述冷凝器2和再沸器4之间，通过压缩机3做功对制冷剂进行升温以使制冷剂的热量传递给稀酒精。

作为优选，所述冷凝器2、压缩机3以及再沸器4构成热能再利用系统，该系统中介质为制冷剂。

在本实施例中，精馏塔1顶部精馏输出的酒精蒸汽进入冷凝器2内并将热量传给制冷剂，酒精蒸汽的热量被冷凝器2内的制冷剂吸收，从而使酒精蒸汽冷凝的同时使制冷剂升温，所述冷凝器2与所述压缩机3连接通过所述压缩机3做功给制冷剂进行升温，所述压缩机3与再沸器4连接并将制冷剂的热量传递给稀酒精，从而对稀酒精进行加热，该装置将传统精馏设备与制冷行业的热泵技术相结合，利用热泵的热侧去加热低浓度酒精使其蒸发、热泵的冷侧去冷凝冷却蒸发产生的二次蒸汽，热泵系统中的冷热双向利用，大大提高了热能的利用率，替代了传统热源采用锅炉蒸汽与冷源采用冷却循环水的方式，从而达到节能降耗的目的。

作为优选，所述压缩机3采用螺杆压缩机。

作为优选，所述再沸器4的第二出料端与所述冷凝器2管路连接，以将再沸器4内的高压液态制冷剂输入所述冷凝器2内。

进一步的，所述再沸器4通过高温高压制冷剂的热量被液态的稀酒精吸收，酒精吸收热量后产生酒精蒸汽，所述压缩机3排出的高温高压的过热蒸汽进入所述再沸器4后，与稀酒精进行热交换后下降到冷凝温度，即该压力下的饱和温度，此时，高温高压的制冷剂蒸汽就冷却成为高压液态制冷剂，高压液态制冷剂从再沸器4的第二出料端输出至冷凝器2内。

作为优选，还包括：料液预热器5，所述料液预热器5的第一出料端与所述精馏塔1的中段连接，稀酒精在料液预热器5内进行预热后进入精馏塔1内。

作为优选，所述冷凝器2的第一出料端与所述料液预热器5连接，以通过所述冷凝器2冷凝酒精的热量对料液预热器5内的稀酒精进行预热。

作为优选，所述精馏塔1包括：塔体11，所述塔体11内部设有多层波纹填料，用于对再沸器4蒸馏上来的酒精进行充分的提纯，分离酒精和水，所述塔体11包括相互连通的多段塔节，所述塔体11在中部的酒精进料段和顶部的酒精回流段设置有分布器，以使酒精均匀分布于塔内；以及塔釜12，所述塔体11与塔釜12自上而下依次设置，所述再沸器4与塔釜12管路连接。

作为优选，所述再沸器4的第二出料端与冷凝器2连接的管路上设置有膨胀阀6。

在本实施例中，从所述再沸器4流出的高压液态制冷剂经膨胀阀6节流后，降压降温变为低压低温的湿蒸汽，而后在冷凝器2中蒸发吸热而蒸发。膨胀阀6的工作特点是能够根据所述冷凝器2出口处制冷剂过热度的大小自动地调节阀门的开启度，以调节制冷剂的流量。

作为优选，所述再沸器4采用卧式结构，其管程采用双程结构，其中酒精走管程，制冷剂走壳程。

作为优选，所述料液预热器5的进料端连接有进料泵7，以由进料泵7将稀酒精送入料液预热器5内。

实施例二

本实施例与上述实施例中相同或相应的部件采用与上述实施例相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与上述实施例的区别点。该实施例与上述实施例的不同之处在于：

作为优选，还包括：缓冲罐8，所述缓冲罐8与所述料液预热器5的第二出料端连接以对该第二出料端输出的精馏酒精进行存储；以及酒精泵9，所述酒精泵9设置于所述缓冲罐8的出料端，以将缓冲罐8输出的酒精进行回流或成品出料。

作为优选，如图1所示，所述酒精泵9出口端管路上安装有酒精浓度计91，所述酒精浓度计91的出口端管路上并联有出料管路92以及回流管路93，所述缓冲罐8输出酒精经酒精泵9进行浓度测量，浓度达标的酒精通过出料管路92流入成品酒精储罐，浓度未达标的酒精通过回流管路93重新泵入精馏塔内就进行精馏。

在本实施例中，所述酒精浓度计91用于测量缓冲罐8接收的回收酒精的浓度，其优选为在线酒精浓度计。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种酒精精馏及热能再利用装置，其特征在于，包括：

精馏塔；

再沸器，所述精馏塔与所述再沸器连接，精馏塔内的稀酒精进入再沸器内进行升温，产生的酒精蒸汽返回精馏塔内进行精馏；

冷凝器，所述精馏塔与所述冷凝器连接，精馏塔内精馏后的酒精蒸汽进入冷凝器内进行冷凝；以及

压缩机，所述压缩机连接设置于所述冷凝器和再沸器之间，通过压缩机做功对制冷剂进行升温以使制冷剂的热量传递给稀酒精。

2.根据权利要求1所述的一种酒精精馏及热能再利用装置，其特征在于，所述冷凝器、压缩机以及再沸器构成热能再利用系统，该系统中介质为制冷剂。

3.根据权利要求1所述的一种酒精精馏及热能再利用装置，其特征在于，所述再沸器的第二出料端与所述冷凝器连接，以将再沸器内的高压液态制冷剂输入所述冷凝器内。

4.根据权利要求1所述的一种酒精精馏及热能再利用装置，其特征在于，还包括：

料液预热器，所述料液预热器的第一出料端与所述精馏塔连接，稀酒精在料液预热器内进行预热后进入精馏塔内。

5.根据权利要求4所述的一种酒精精馏及热能再利用装置，其特征在于，所述冷凝器的第一出料端与所述料液预热器连接，以通过所述冷凝器冷凝酒精的热量对料液预热器内的稀酒精进行预热。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种酒精精馏及热能再利用装置，其特征在于，所述精馏塔包括：

塔体，所述塔体内部设有多层波纹填料；以及

塔釜，所述塔体与塔釜自上而下依次设置，所述再沸器与塔釜连接。

7.根据权利要求4-5任一所述的一种酒精精馏及热能再利用装置，其特征在于，还包括：

缓冲罐，所述缓冲罐与所述料液预热器的第二出料端连接以对该第二出料端输出的精馏酒精进行存储；以及

酒精泵，所述酒精泵设置于所述缓冲罐的出料端，以将缓冲罐输出的酒精进行回流或成品出料。

8.根据权利要求7所述的一种酒精精馏及热能再利用装置，其特征在于，所述酒精泵出口端管路上安装有酒精浓度计，所述酒精浓度计的出口端管路上并联有出料管路以及回流管路，所述缓冲罐输出酒精经酒精泵进行浓度测量，浓度达标的酒精通过出料管路流入成品酒精储罐，浓度未达标的酒精通过回流管路重新泵入精馏塔内进行精馏。

9.根据权利要求1-5任一所述的一种酒精精馏及热能再利用装置，其特征在于，所述再沸器的第二出料端与冷凝器连接的管路上设置有膨胀阀。

10.根据权利要求4-5任一所述的一种酒精精馏及热能再利用装置，其特征在于，所述料液预热器的进料端连接有进料泵，以由进料泵将稀酒精送入料液预热器内。