一種纖維乙醇四塔蒸餾裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種纖維乙醇四塔蒸餾裝置，屬于生物質(zhì)能源【技術(shù)領(lǐng)域】，包括第一粗餾塔、第二粗餾塔、第一精餾塔和第二精餾塔，第一粗餾塔和第一精餾塔底部物料出口均分為兩路，一路經(jīng)換熱器與自身塔釜循環(huán)進(jìn)口相連，一路經(jīng)換熱器后與沼氣工段管道相連；第二粗餾塔底部物料出口分為兩路，一路經(jīng)換熱器與自身塔釜循環(huán)進(jìn)口相連，一路與第一粗餾塔下部的物料進(jìn)口相連；第二精餾塔的底部物料出口分為兩路，一路經(jīng)換熱器與第二精餾塔塔釜循環(huán)進(jìn)口相連，一路與第一精餾塔下部的物料進(jìn)口相連。本實(shí)用新型最大的優(yōu)勢(shì)在于熱與水得到充分地循環(huán)利用，達(dá)到了節(jié)能、節(jié)水、減排的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種纖維乙醇四塔蒸餾裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于生物質(zhì)能源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種纖維乙醇的蒸餾裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]纖維乙醇是目前需要大力推廣的第二代生物質(zhì)能源。纖維素制乙醇是將農(nóng)林廢棄物中的纖維素水解為單糖，然后再將單糖發(fā)酵得到乙醇稱(chēng)之為纖維乙醇。由于農(nóng)林廢棄物中含有大量的木質(zhì)素，按現(xiàn)有的酶解技術(shù)所得糖的濃度只有10% (w/w)左右，發(fā)酵所得乙醇濃度也只有4% (w/w)左右。在蒸餾過(guò)程需要投入更多能量，是谷物或薯類(lèi)乙醇的3倍以上，這也是造成纖維乙醇生產(chǎn)成本高的主要原因，為此，降低纖維乙醇生產(chǎn)過(guò)程的能量消耗是有效降低生產(chǎn)成本的途徑之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型目的在于提供了一種能夠充分利用熱能的四塔纖維乙醇的蒸餾裝置。
[0004]基于上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案:一種纖維乙醇四塔蒸餾裝置，包括原料罐、第一粗餾塔、第二粗餾塔、第一精餾塔和第二精餾塔，各粗餾塔與精餾塔上均設(shè)有物料進(jìn)口、頂氣出口和釜液出口，原料罐通過(guò)管道與第一換熱器的吸熱流體入口相連，第一換熱器的吸熱流體出口分為兩路，一路與第一粗餾塔的物料進(jìn)口相連，一路經(jīng)過(guò)第二換熱器的吸熱流體管路后與第二粗餾塔的物料進(jìn)口相連；第一粗餾塔的釜液出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管與第三換熱器的吸熱流體入口相連，第三換熱器的吸熱流體出口通過(guò)管道匯入第一粗餾塔，另一路支管外排；第一粗餾塔的頂氣出口與第一換熱器的放熱流體入口相連，第一換熱器的放熱流體出口連入第一淡酒儲(chǔ)罐；第二粗餾塔的釜液出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管返回第一粗餾塔，另一路支管與第四換熱器的吸熱流體入口相連，第四換熱器的吸熱流體出口通過(guò)管道匯入第二粗餾塔；第二粗餾塔的頂氣出口與第三換熱器的放熱流體入口相連，第三換熱器的放熱流體出口連入第二淡酒儲(chǔ)罐；第一淡酒儲(chǔ)罐通過(guò)管道與第五換熱器的吸熱流體入口相連，第五換熱器的吸熱流體出口與第一精餾塔的物料進(jìn)口連通，第一精餾塔的釜液出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管與第六換熱器的吸熱流體入口相連，第六換熱器的吸熱流體出口通過(guò)管道匯入第一精餾塔，另一路支管外排；第一精餾塔的頂氣出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管與第四換熱器的放熱流體入口相連，第四換熱器的放熱流體出口連入第一濃酒儲(chǔ)罐，第一濃酒儲(chǔ)罐通過(guò)管道連接第一精餾塔，另一路支管與第五換熱器的放熱流體入口連通，第五換熱器的放熱流體出口連入酒精產(chǎn)品儲(chǔ)罐；第二淡酒儲(chǔ)罐通過(guò)管道與第七換熱器的吸熱流體入口相連，第七換熱器的吸熱流體出口與第二精餾塔的物料進(jìn)口連通，第二精餾塔的釜液出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管與第八換熱器的吸熱流體入口相連，第八換熱器的吸熱流體出口通過(guò)管道匯入第二精餾塔，另一路支管通入第一精餾塔；第二精餾塔的頂氣出口與第六換熱器的放熱流體入口相連，第六換熱器的放熱流體出口連入第二濃酒儲(chǔ)罐，第二濃酒儲(chǔ)罐通過(guò)三通管分別連接第一、第二精餾塔。
[0005]從第一粗餾塔釜液出口分出的一路支管在外排前先與通過(guò)第二換熱器的放熱流體管路，然后外排至沼氣工段。
[0006]從第一精餾塔的釜液出口入口分出的一路支管在外排前先與通過(guò)第七換熱器的放熱流體管路，然后外排至沼氣工段。
[0007]所述第八換熱器的放熱流體入口連接鍋爐蒸汽，其放熱流體出口與鍋爐相連，返回鍋爐加熱，循環(huán)利用。
[0008]連接第一淡酒儲(chǔ)罐與第五換熱器的管道上、連接第二淡酒儲(chǔ)罐與第七換熱器的管道上、連接第一濃酒儲(chǔ)罐與第一精餾塔的管道上、第二濃酒儲(chǔ)罐與三通管之間均設(shè)有泵。
[0009]所述第一粗餾塔和第二粗餾塔為板式塔，操作壓力小于一個(gè)大氣壓。
[0010]所述第一精餾塔和第二精餾塔為板式塔或填料塔。
[0011]各塔間操作壓力為第二精餾塔> 第一精餾塔 > 第二粗餾塔 > 第一粗餾塔。
[0012]在本實(shí)用新型中，換熱器、儲(chǔ)罐、泵為常規(guī)設(shè)備。
[0013]本實(shí)用新型最大的優(yōu)勢(shì)在于熱與水得到充分地循環(huán)利用，達(dá)到了節(jié)能、節(jié)水、減排的目的。具體而言，其有益效果為:
[0014](I)塔頂氣相介質(zhì)的冷凝熱量被有效利用。第一粗餾塔的頂氣熱量被用來(lái)加熱原料罐中的發(fā)酵醪，第二粗餾塔、第一精餾塔和第二精餾塔的頂氣分別作為第三換熱器、第四換熱器、第六換熱器的熱源為第一粗餾塔、第二粗餾塔和第一精餾塔補(bǔ)熱，其中第一精餾塔的頂氣還被用于加熱自身的進(jìn)料，供熱的同時(shí)頂氣本身得到冷凝后進(jìn)入酒精產(chǎn)品儲(chǔ)罐，有助于存儲(chǔ)。
[0015](2)各塔釜液中的熱量被充分利用。第一粗餾塔的釜液被用來(lái)加熱第二粗餾塔的進(jìn)料，第一精餾塔的釜液被用來(lái)加熱第二精餾塔的進(jìn)料；第二粗餾塔的釜液直接送至第一粗餾塔，第二精餾塔的釜液直接送至第一精餾塔，利用各塔之間壓力不同，使物料進(jìn)行閃蒸，有效利用了料液中的余熱。
[0016](3)由于生產(chǎn)中的物料被用作加熱或冷卻介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了物料能量的回收再利用；同時(shí)，生產(chǎn)中不需要冷卻水，大大減少了用水量，僅在第二精餾塔釜液加熱時(shí)用到了蒸汽，蒸汽冷凝后的水返回鍋爐，達(dá)到了節(jié)水目的。
[0017](4)外排釜液中含有大量有機(jī)質(zhì)并蓄有余熱，輸送至沼氣工段實(shí)現(xiàn)了能量與資源的充分利用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中:1_粗餾塔，2-精餾塔，3-換熱器，4-泵，
5-淡酒儲(chǔ)罐，6-濃酒儲(chǔ)罐，7-酒精產(chǎn)品儲(chǔ)罐，8-原料罐，9-鍋爐。
[0019]圖2是本實(shí)用新型的工作流程圖。
[0020]

【具體實(shí)施方式】
[0021]一種纖維乙醇四塔蒸餾裝置，如圖1所示，包括原料罐8、第一粗餾塔1-1、第二粗餾塔1-2、第一精餾塔2-1和第二精餾塔2-2，各粗餾塔與精餾塔上均設(shè)有物料進(jìn)口、頂氣出口和釜液出口，原料罐8通過(guò)管道與第一換熱器3-1的吸熱流體入口相連，第一換熱器3-1的吸熱流體出口分為兩路，一路與第一粗餾塔1-1的物料進(jìn)口相連，一路經(jīng)過(guò)第二換熱器3-2的吸熱流體管路后與第二粗餾塔1-2的物料進(jìn)口相連；第一粗餾塔1-1的釜液出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管與第三換熱器3-3的吸熱流體入口相連，第三換熱器3-3的吸熱流體出口通過(guò)管道匯入第一粗餾塔1-1，另一路支管外排與第二換熱器3-2的放熱流體管路連通，釜液經(jīng)熱交換后外排至沼氣工段；第一粗餾塔1-1的頂氣出口與第一換熱器3-1的放熱流體入口相連，第一換熱器3-1的放熱流體出口連入第一淡酒儲(chǔ)罐5-1 ;第二粗餾塔1-2的釜液出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管返回第一粗餾塔1-1，另一路支管與第四換熱器3-4的吸熱流體入口相連，第四換熱器3-4的吸熱流體出口通過(guò)管道匯入第二粗餾塔1-2 ;第二粗餾塔1-2的頂氣出口與第三換熱器3-3的放熱流體入口相連，第三換熱器3-3的放熱流體出口連入第二淡酒儲(chǔ)罐5-2。
[0022]第一淡酒儲(chǔ)罐5-1通過(guò)管道與第五換熱器3-5的吸熱流體入口相連，第五換熱器3-5的吸熱流體出口與第一精餾塔2-1的物料進(jìn)口連通，第一精餾塔2-1的釜液出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管與第六換熱器3-6的吸熱流體入口相連，第六換熱器3-6的吸熱流體出口通過(guò)管道匯入第一精餾塔2-1，另一路支管與第七換熱器3-7的放熱流體管路連通，釜液經(jīng)熱交換后外排至沼氣工段。
[0023]第一精餾塔2-1的頂氣出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管與第四換熱器3-4的放熱流體入口相連，第四換熱器3-4的放熱流體出口連入第一濃酒儲(chǔ)罐6-1，第一濃酒儲(chǔ)罐6-1通過(guò)管道連接第一精餾塔2-1，另一路支管與第五換熱器3-5的放熱流體入口連通，第五換熱器3-5的放熱流體出口連入酒精產(chǎn)品儲(chǔ)罐7 ;第二淡酒儲(chǔ)罐5-2通過(guò)管道與第七換熱器3-7的吸熱流體入口相連，第七換熱器3-7的吸熱流體出口與第二精餾塔2-2的物料進(jìn)口連通，第二精餾塔2-2的釜液出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管與第八換熱器3-8的吸熱流體入口相連，第八換熱器3-8的吸熱流體出口通過(guò)管道匯入第二精餾塔2-2，另一路支管通入第一精餾塔2-1 ;第二精餾塔2-2的頂氣出口與第六換熱器3-6的放熱流體入口相連，第六換熱器3-6的放熱流體出口連入第二濃酒儲(chǔ)罐6-2，第二濃酒儲(chǔ)罐6-2通過(guò)三通管分別連接第一精餾塔2-1和第二精餾塔2-2。
[0024]第八換熱器3-8的放熱流體入口連接鍋爐9蒸汽，其放熱流體出口與鍋爐9相連。也即是說(shuō)蒸汽進(jìn)入第八換熱器3-8后放熱，被冷凝后返回鍋爐9中，被加熱后重新形成蒸汽，如此循環(huán)。
[0025]連接第一淡酒儲(chǔ)罐5-1與第五換熱器3-5的管道上、連接第二淡酒儲(chǔ)罐5-2與第七換熱器3-7的管道上、連接第一濃酒儲(chǔ)罐6-1與第一精餾塔2-1的管道上、第二濃酒儲(chǔ)罐
6-2與三通管之間均設(shè)有泵4。
[0026]第一粗餾塔1-1和第二粗餾塔1-2為板式塔，操作壓力小于一個(gè)大氣壓；第一精餾塔2-1和第二精餾塔2-2為板式塔或填料塔；各塔間操作壓力為第二精餾塔2-2 >第一精餾塔2-1 >第二粗餾塔1-2 >第一粗餾塔1-1。
[0027]上述裝置的工作流程如圖2所示，盛裝在原料罐8中的發(fā)酵醪經(jīng)第一換熱器3-1預(yù)熱后一部分直接進(jìn)入第一粗餾塔1-2進(jìn)行蒸餾，另一部分經(jīng)第二換熱器3-2進(jìn)一步預(yù)熱后作為第二粗餾塔1-2的進(jìn)料。第一粗餾塔1-2的釜液一部分經(jīng)第三換熱器3-3加熱再沸后返回第一粗餾塔1-2，另一部分為第二換熱器3-2供熱后外排至沼氣工段；第一粗餾塔
1-1的頂氣為第一換熱器3-1供熱后進(jìn)入第一淡酒儲(chǔ)罐5-1。第二粗餾塔1-2的釜液亦分成兩路，一路經(jīng)第四換熱器3-4加熱再沸后返回第二粗餾塔1-2，另一路返回第一粗餾塔1-1 ；第二粗餾塔1-2的頂氣為第三換熱器3-3供熱后進(jìn)入第二淡酒儲(chǔ)罐5-2。
[0028]儲(chǔ)存在第一淡酒儲(chǔ)罐5-1中的淡酒泵4送至第五換熱器3-5，被加熱后作為第一精餾塔2-1的進(jìn)料；第一精餾塔2-1的釜液一部分經(jīng)第六換熱器3-6加熱再沸后返回第一精餾塔2-1，另一部分為第七換熱器3-7供熱后外排至沼氣工段；第一精餾塔2-1的頂氣亦分成兩路，一路為第五換熱器3-5供熱，為第一精餾塔2-1的進(jìn)料預(yù)熱后成為酒精產(chǎn)品，儲(chǔ)存在酒精產(chǎn)品儲(chǔ)罐7，另一路為第四換熱器3-4供熱后形成濃酒，暫存在第一濃酒儲(chǔ)罐6-1內(nèi)，然后泵4送至第一精餾塔2-1，補(bǔ)給第一精餾塔2-1的酒精濃度。
[0029]儲(chǔ)存在第二淡酒儲(chǔ)罐5-2中的淡酒經(jīng)泵4送至第七換熱器3-7，被預(yù)熱后作為第二精餾塔2-2的進(jìn)料；第二精餾塔2-2的釜液一部分經(jīng)第八換熱器3-8加熱后發(fā)回第二精餾塔2-2，另一部分進(jìn)入第一精餾塔中2-1循環(huán)；第二精餾塔2-2的頂氣為第六換熱器3-6供熱后進(jìn)入第二濃酒儲(chǔ)6-2罐暫存，一部分被泵4送至第一精餾塔2-1，一部分被泵送至第二精餾塔2-2。
[0030]各換熱器中，僅有第八換熱器3-8需要外界供熱(鍋爐蒸汽)，其他均為系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)所產(chǎn)生的熱交換。
【權(quán)利要求】
1.一種纖維乙醇四塔蒸餾裝置，包括原料罐、第一粗餾塔、第二粗餾塔、第一精餾塔和第二精餾塔，各粗餾塔與精餾塔上均設(shè)有物料進(jìn)口、頂氣出口和釜液出口，其特征在于，原料罐通過(guò)管道與第一換熱器的吸熱流體入口相連，第一換熱器的吸熱流體出口分為兩路，一路與第一粗餾塔的物料進(jìn)口相連，一路經(jīng)過(guò)第二換熱器的吸熱流體管路后與第二粗餾塔的物料進(jìn)口相連；第一粗餾塔的釜液出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管與第三換熱器的吸熱流體入口相連，第三換熱器的吸熱流體出口通過(guò)管道匯入第一粗餾塔，另一路支管外排；第一粗餾塔的頂氣出口與第一換熱器的放熱流體入口相連，第一換熱器的放熱流體出口連入第一淡酒儲(chǔ)罐；第二粗餾塔的釜液出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管返回第一粗餾塔，另一路支管與第四換熱器的吸熱流體入口相連，第四換熱器的吸熱流體出口通過(guò)管道匯入第二粗餾塔；第二粗餾塔的頂氣出口與第三換熱器的放熱流體入口相連，第三換熱器的放熱流體出口連入第二淡酒儲(chǔ)罐；第一淡酒儲(chǔ)罐通過(guò)管道與第五換熱器的吸熱流體入口相連，第五換熱器的吸熱流體出口與第一精餾塔的物料進(jìn)口連通，第一精餾塔的釜液出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管與第六換熱器的吸熱流體入口相連，第六換熱器的吸熱流體出口通過(guò)管道匯入第一精餾塔，另一路支管外排；第一精餾塔的頂氣出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管與第四換熱器的放熱流體入口相連，第四換熱器的放熱流體出口連入第一濃酒儲(chǔ)罐，第一濃酒儲(chǔ)罐通過(guò)管道連接第一精餾塔，另一路支管與第五換熱器的放熱流體入口連通，第五換熱器的放熱流體出口連入酒精產(chǎn)品儲(chǔ)罐；第二淡酒儲(chǔ)罐通過(guò)管道與第七換熱器的吸熱流體入口相連，第七換熱器的吸熱流體出口與第二精餾塔的物料進(jìn)口連通，第二精餾塔的釜液出口通過(guò)三通管連接兩路支管，一路支管與第八換熱器的吸熱流體入口相連，第八換熱器的吸熱流體出口通過(guò)管道匯入第二精餾塔，另一路支管通入第一精餾塔；第二精懼塔的頂氣出口與第六換熱器的放熱流體入口相連，第六換熱器的放熱流體出口連入第二濃酒儲(chǔ)罐，第二濃酒儲(chǔ)罐通過(guò)三通管分別連接第一、第二精餾塔。
2.如權(quán)利要求1所述的纖維乙醇四塔蒸餾裝置，其特征在于，從第一粗餾塔釜液出口分出的一路支管在外排前先與通過(guò)第二換熱器的放熱流體管路，然后外排至沼氣工段。
3.如權(quán)利要求1所述的纖維乙醇四塔蒸餾裝置，其特征在于，從第一精餾塔的釜液出口入口分出的一路支管在外排前先與通過(guò)第七換熱器的放熱流體管路，然后外排至沼氣工段。
4.如權(quán)利要求1所述的纖維乙醇四塔蒸餾裝置，其特征在于，所述第八換熱器的放熱流體入口連接鍋爐蒸汽，其放熱流體出口與鍋爐相連。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的纖維乙醇四塔蒸餾裝置，其特征在于，連接第一淡酒儲(chǔ)罐與第五換熱器的管道上、連接第二淡酒儲(chǔ)罐與第七換熱器的管道上、連接第一濃酒儲(chǔ)罐與第一精餾塔的管道上、第二濃酒儲(chǔ)罐與三通管之間均設(shè)有泵。
6.如權(quán)利要求5所述一種纖維乙醇四塔蒸餾裝置，其特征在于，所述第一粗餾塔和第二粗餾塔為板式塔，操作壓力小于一個(gè)大氣壓。
7.如權(quán)利要求6所述一種纖維乙醇四塔蒸餾裝置，其特征在于，所述第一精餾塔和第二精餾塔為板式塔或填料塔。
8.如權(quán)利要求7所述一種纖維乙醇四塔蒸餾裝置，其特征在于，各塔間操作壓力為第二精餾塔>第一精餾塔>第二粗餾塔>第一粗餾塔。
【文檔編號(hào)】B01D3/14GK203829677SQ201420260722
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】李洪亮, 陳俊英, 馬曉建, 王根燦 申請(qǐng)人:鄭州凱山生化工程有限公司