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文檔簡介
1、1前 言近幾年來,隨著酒精行業(yè)的競爭,各生產(chǎn)廠家都在不斷的完善生產(chǎn)工藝和設備,促使酒精生產(chǎn)的新工藝、新設備、新技術不斷涌現(xiàn),技術水平取得了很大提高,酒精生產(chǎn)能耗在不斷降低,產(chǎn)品質(zhì)量在不斷提升,由于我們酒精行業(yè)工藝技術和裝備水平的提高,近年來中國的酒精設備也受到國外青睞,有越來越多國外用戶購買我們中國的酒精成套設備,據(jù)統(tǒng)計設備已輻射到20多個國家。下面我根據(jù)個人經(jīng)驗和了解的設備使用情況向大家作介紹2酒精生產(chǎn)概況發(fā)酵法生產(chǎn)酒精的原料主要有:淀粉質(zhì)原料、糖蜜、植物纖維等。淀粉質(zhì)原料包括谷類、薯類以及含淀粉的野生植物等。糖蜜是制糖工業(yè)的副產(chǎn)品。植物纖維:草、農(nóng)作物秸桿等光合作用的產(chǎn)物,極具開發(fā)潛質(zhì)。只
2、是目前將其分解、利用仍有困難,是待開發(fā)的可再生的生物資源。國際上好多科研機構(gòu)都在進行研究。現(xiàn)國內(nèi)已有小規(guī)模生產(chǎn)廠家。淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的工藝粗略地可分為: 1)原料的予處理、輸送與粉碎 )蒸煮糊化 )糖化 )發(fā)酵 )蒸餾 )酒精糟液處理等工序3淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精 由于生產(chǎn)工藝的各部分細節(jié)不同,派生出各種大同小異的流程。以谷物或以薯干為原料生產(chǎn)酒精,其原料的清凈是不一樣的,谷物原料,形狀較規(guī)整,易用機械化裝置去除雜質(zhì);但結(jié)構(gòu)堅實粉碎較困難。薯類原料多為不定形態(tài),不易去除雜質(zhì);但結(jié)構(gòu)疏松粉碎較容易; 同樣,不同原料生成的酒精糟液,處理的方法也不同; 谷物原料含蛋白質(zhì)較多,酒精糟可以生產(chǎn)髙蛋白飼料,
3、而薯類原料蛋白質(zhì)含量低,濃縮干燥生產(chǎn)飼料得不償失,由此派生出不同的酒精糟處理工藝。如果一套酒精生產(chǎn)裝置即可用谷類原料又可用薯類原料,必須有兩套裝置,即可生產(chǎn)DDGS,又可用生化法處理酒糟。 4粉碎工序粉碎工序粉碎工段是由原料除雜、輸送、粉碎、原料粉塵回收組成。1、清凈除雜設備的作用 清凈除雜設備的作用主要是,去除混雜在原料中的鐵磁性雜質(zhì)、比原料粒徑相差較大(過大或過小于原料粒徑的)雜質(zhì)、粒徑相近但比重不同的雜質(zhì)以及粒徑相近且比重相近的雜質(zhì),這些雜質(zhì)的混入,會損壞設備、加快設備磨損、堵塞設備管道,影響生產(chǎn)正常進行。機械輸送谷類原料的清凈除雜設備包括:磁選機(永磁筒述電磁鐵等)、初清篩、分級篩、比
4、重去石機等。以上清凈除雜設備在糧食加工行業(yè)應用時間長,工藝設備成熟可靠,可根據(jù)生產(chǎn)的需要參照有關資料選用。由于氣流輸送本身有一定的除雜作用,氣流輸送谷類原料的清凈除雜設備,一般選擇磁選機、分級篩等,輕雜質(zhì)可在輸送管道中除去。當然,如果進車間的原料已經(jīng)清凈過,則這樣的原料可直接進入生產(chǎn)系統(tǒng)。5粉碎工序薯類原料除雜比較困難,特別是木薯有大量細沙摻雜在原料中,含沙多達710%。粉碎前根本無法去除,我們廠家在生產(chǎn)過程中想了好多除沙方法,如在粉漿在進入粉漿罐前溝渠除沙,發(fā)酵罐底排沙,醪池排沙。就這樣只能去除其中一部分。給設備造成很大的損壞。 原料的輸送 普遍采用基本上有兩種形式:機械輸送和氣流輸送由于氣
5、流輸送能耗髙(約10倍),如有可能盡量采用機械輸送。下面分別敘述這兩種輸送方式。 氣流(氣力)輸送 我國酒精生產(chǎn)過程中,原料的連續(xù)輸送以氣流輸送為主。其工作原理是,管道中高速流動的氣流,在達到一定速度時,即具備攜帶物料的能力,藉此可把物料輸送到需要去的地方。(谷類原料氣流速度2225m/秒、粉料、薯類1820m/秒)6粉碎工序氣流輸送系統(tǒng)的優(yōu)點:1)系統(tǒng)密閉,粉塵少; 2)在輸送的同時可以實現(xiàn)除塵與除雜; 3)如粉碎機下部用負壓輸送,還可提高粉碎機的生產(chǎn)能力; 4)設備占地小,調(diào)度方便。 氣流輸送的主要缺點氣流輸送的主要缺點是:能耗高 例如一臺帶式輸送機,裝機容量可以完成的輸送任務,用氣流輸送
6、至少要才能勝任。氣流輸送系統(tǒng)的組成氣流輸送系統(tǒng)主要由:進料裝置、輸料管與彎頭、卸料器、避風器、出風管、引風機和除塵器等組成。)進料裝置進料裝置是物料進入系統(tǒng)的門戶。根據(jù)系統(tǒng)的特點和進料位置的不同,可選擇合適的進料裝置。 常用的進料裝置有:單管吸咀、水平接料器、垂直式三通接料器、誘導式接料器等。7圖圖 1 誘導式接料器誘導式接料器8)垂直式三通接料器的結(jié)構(gòu)和工作原理垂直式三通接料器由一根垂直管與一根傾斜0的側(cè)管相接而成。垂直管直徑稍有變化,下部為開放狀。這是一種負壓輸送系統(tǒng)適用的接料器。物料從側(cè)管進入,空氣從垂直接料器的下部吸入,在適當?shù)臍馑傧?,物料隨氣流進入吸料管,而鐵塊、石塊等重雜質(zhì)因比重大
7、,無法隨氣流上升,從垂直管底部落下,實現(xiàn)了風送和風選。垂直式三通接料器9旋轉(zhuǎn)式供料器3)旋轉(zhuǎn)式供料器(又稱閉風器)()旋轉(zhuǎn)式供料器的結(jié)構(gòu)和工作原理旋轉(zhuǎn)式供料器是一種容積式供料器,它在系統(tǒng)處于負壓(或正壓)輸送情況下使用,可正常排料。從而防止因大量氣體進入(或排出)系統(tǒng),使排料無法正常進行。()旋轉(zhuǎn)式供料器(又稱閉風器)結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)式供料器(又稱閉風器)結(jié)構(gòu)示意圖如右圖所示10立式(臥式)粉碎機11旋轉(zhuǎn)式供料器的主要技術參數(shù)旋轉(zhuǎn)式供料器的機殼中裝一個可旋轉(zhuǎn)的葉輪,葉輪通常由均勻分布的片葉片構(gòu)成;葉輪可在機殼內(nèi)由電機帶著轉(zhuǎn)動,但機殼與葉輪間的間隙很小。機殼的上部為進料口,與卸料器出口相連,物料從上部落
8、入旋轉(zhuǎn)式供料器,旋轉(zhuǎn)式供料器定量地將物料轉(zhuǎn)送到機殼下部的出料口,而氣體僅有少量的從葉輪與機殼的間隙中進入,物料則正常地連續(xù)排出負壓輸送系統(tǒng)。()旋轉(zhuǎn)式供料器的主要技術參數(shù)旋轉(zhuǎn)式供料器的主要技術參數(shù)如下表所示:12輸料管與彎頭4)輸料管與彎頭輸料管與彎頭是氣流輸送系統(tǒng)的組成部分。是聯(lián)系氣流輸送設備的重要部件。()輸料管輸料管一般選擇圓形管,其直徑的決定與系統(tǒng)需要的氣速有關,多用薄板卷制。也有選用無縫鋼管、玻璃管、塑造管的。輸料管的作用是聯(lián)接氣力輸送系統(tǒng)各部件,形成完整的體系。輸料管的布置要遵循下列原則:輸料量大的管道應靠近風機,從便于壓力平衡;輸料管的水平管長度應盡量縮短,因水平管易堵塞、阻力大
9、。如條件允許,最好使物料開始沿垂直管提升到所需要的高度以后,再沿水平管引向卸料器卸料,避免將垂直管段安置在水平管段以后。因為從水平管段過渡到同一直徑的垂直管時,物料速度明顯下降,易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。13離心分離器()輸料彎頭輸料彎頭的作用是連接輸料管、用來改變氣流、物料方向的管件。彎頭的曲率半徑過小,不僅增加管道的壓力損失、彎頭后速度不易恢復,而且容易堵塞管道。所以氣流輸送彎頭的曲率半徑應取輸料管直徑的倍。彎頭的夾角根據(jù)安裝的需要可以為o、o3)離心分離器(又稱沙克龍),是通用化工設備。它可以用在氣固和液固分離等方面。此處分別用于卸料和除塵。離心式卸料(除塵)器的工作原理離心式卸料(除塵)器的工作
10、原理是,利用高速氣流在進入卸料器后形成的慣性離心力將物料、粉塵從氣流中分離出來。它結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,造價和運行費用低,阻力小,效果顯著。因此得到廣泛的應用。(1)離心式卸料(除塵)器結(jié)構(gòu)離心式卸料(除塵)器工作原理圖如下圖所示。14離心式卸料(除塵)器結(jié)構(gòu)15濕式除塵器的結(jié)構(gòu)和工作原理6)水沬除塵塔:(濕式除塵器) 濕式除塵器實際上是用水吸收粉塵的一種吸收塔。內(nèi)設34篩板除塵塔。由于洗塵水可用于拌料,設備簡單,使用效果較好, 篩板除塵塔為穿流扳,沒有定型產(chǎn)品,多為使用廠家自行設計制作。主要技術參數(shù)開列如下,供設計制造時參考。空罐氣速??;篩孔直徑;開孔率為;多使用34塊板,板間距;16水沬除塵
11、塔除塵工藝17水沬除塵塔除塵工藝特點 水沬除塵塔除塵工藝在常規(guī)工藝基礎上增加了洗塵水循環(huán)裝置與進水流量計,在改進前,來自蒸餾或糖化60左右的熱水全部進入除塵塔,經(jīng)與來自風機空氣接觸后,溫度迅速降低在40左右,冬季更低,年產(chǎn)三萬酒精廠年損失熱量相當于9000噸蒸汽量,浪費嚴重,減少洗塵水用量會降低除塵效果。通過增加了洗塵水循環(huán)裝置,只使用十分之一甚至更少的水就能滿足生產(chǎn)要求,耗電折噸酒精0.5kw。近年來我國引進國外的酒精和飼料生產(chǎn)線不少,這些生產(chǎn)線全部為機械輸送。18機械輸送工藝特點機械輸送的原理是:物料與輸送機械之間有一定的磨擦力,借助輸送機械的轉(zhuǎn)動,將物料輸送到需要的地方去。常用的機械輸送
12、設備主要是:帶式輸送機、螺旋輸送機、斗式提升機、埋刮扳輸送機以及近年來開發(fā)的氣浮式帶式輸送機等。機械輸送的優(yōu)點: 與氣流輸送相比,機械輸送的主要優(yōu)點是連續(xù)輸送相同數(shù)量的物料,能耗低。椐資料介紹:帶式、螺旋式、斗式提升機比氣流輸送節(jié)能分別為:、:和:;說明機械輸送經(jīng)濟性明顯好于氣流輸送。此外埋刮板輸送機以及近年來擁現(xiàn)的氣浮式皮帶輸送機也因使用效果好,節(jié)能顯著而得以廣泛應用。 機械輸送也有缺點:主要是每種輸送機都有局限性,如帶式、螺旋式輸送機以水平輸送為主,升高仰角限制在0;斗式輸送機以垂直輸送為主,機械輸送設備多機械轉(zhuǎn)動,維修量大;噪音大等。但隨著機械產(chǎn)品質(zhì)量的提高,能源的緊張,機械輸送應用將會
13、越來越廣泛。19機械輸送工藝流程 如下圖所示,一種機械輸送流程:原料經(jīng)斗式提升機進入高效振動篩,除雜后進入緩沖箱,調(diào)節(jié)原料流量進粉碎機,被粉碎后的面粉進入負壓箱,經(jīng)螺旋輸送機閉風器進入二級提升,最后到混料機。過程中出現(xiàn)的粉塵通過低壓風機對對其回收。該工藝的特點,節(jié)約來了用電,工序中采用了負壓箱和其他機械輸送相比工作環(huán)境較好。20拌料罐及其結(jié)構(gòu)7)、拌料罐拌料罐的作用,淀粉與水充分混合加熱成糊化醪。在拌料罐中要實現(xiàn)予煮,以便使物料提前加熱到一定溫度,保證蒸煮時能達到完全糊化的目的。為降低物料粘度,降低蒸煮溫度,提高蒸煮效果,使生產(chǎn)以順利進行,在拌料罐內(nèi)加入淀粉酶,使物料液化。、拌料罐的主要結(jié)構(gòu)組
14、成 拌料罐的主體是一個園筒體,根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的大小,確定的容量;罐底為錐底,一套攪拌裝置和防止打旋的擋板,考慮到粉料與水混合均勻拌料罐的高與直徑的比值取較好。 錐底頂角取度可方便地把粉漿放干凈。21拌料罐的攪拌裝置)拌料罐的攪拌裝置拌料罐的攪拌器多取兩平漿或兩斜漿,攪拌漿直徑取罐徑的,擋板寬度取罐徑的,檔板上部高度可低于罐內(nèi)靜液面的,以利用液面上部的打旋效應,盡快將粉料與水混合。傳統(tǒng)攪拌器轉(zhuǎn)速取取每分鐘60轉(zhuǎn)。攪拌功率可通過計算決定,經(jīng)驗值可取立方,但現(xiàn)在混料在進入罐前就以完成,攪拌器轉(zhuǎn)速以淀粉不沉淀為準,攪拌器轉(zhuǎn)速可大幅度降低,取每分鐘30轉(zhuǎn)完全能夠達到目的。降低攪拌器轉(zhuǎn)速能節(jié)電并減少設備磨損
15、。拌料罐材質(zhì)可選用碳鋼、304不銹鋼。拌料罐的壁厚可選用最小壁厚;拌料罐靠近底部的筒壁和罐底是易磨損處,可適當加厚。木薯原料含沙量大要加厚筒壁或采用304不銹鋼。22蒸煮工藝設備蒸煮的分類和流程、蒸煮的分類淀粉質(zhì)原料的蒸煮糊化工藝有許多不同。蒸煮按工藝特點分類有:間歇和連續(xù)蒸煮之分;現(xiàn)在已無間歇蒸煮的酒精廠,全部采用連續(xù)蒸煮工藝。按蒸煮溫度分類:有高溫、中溫、低溫與無蒸煮之別。高溫蒸煮由于蒸汽消耗太高,已被淘汰。蒸煮溫度一般都在85105.按蒸煮設備形式分類:有管式、柱式、鍋式、罐式多種;其中,鍋式連續(xù)蒸煮設備是沿用傳統(tǒng)的間歇蒸煮設備錐子鍋,串連而成。由于錐形鍋設備用料多、加工困難、不易固定,
16、現(xiàn)在已很少使用。而多采用標準橢園封頭的容器或標準橢園上封頭、錐形下封底的容器代替。23蒸煮工藝設備蒸煮工藝流程下面介紹幾個典型的蒸煮工藝流程:)罐式連續(xù)蒸煮工藝流程當前,使用最多的蒸煮流程是,用加熱器加熱、多罐串連、連續(xù)蒸煮。帶三套管加熱器的罐式。800300 30 082 19 x4 .5a80 08 002 4024 003 00 30 05050 13 3x 655 0061 2x65 00c62 19x 4. 5b2 001 50200630015 003 900 12 00 12 0012 60 08 10 0070 0100 01 00 2 4004 - 4 00( 空 氣 進 口
17、 ) 均 布3 00汽液分離器24帶加熱器的罐式連續(xù)蒸煮工藝流程大體如下:拌料罐中的粉漿醪由蒸煮粉漿泵送入三套管加熱器,同時送入蒸汽;在三套管加熱器中粉漿料與蒸汽充分混合;由于壓力與重力的共同作用,加熱了的物料向下通過緩沖器4,然后自下而上依次通過多個后熟器5,再經(jīng)汽液分離器(或空氣冷卻器)6;物料在汽液分離器(或空氣冷卻器)6中實現(xiàn)排雜和冷卻:含有雜質(zhì)的蒸汽通過排氣管排入大氣,被冷卻的糊化醪進入糖化罐,在糖化罐內(nèi),醪液進一步冷卻到糖化溫度,與加入的糖化劑混合并停留一定的時間實現(xiàn)糖化。糖化醪由糖化醪泵送入糖化后冷卻器螺旋板換熱器進一步冷卻到發(fā)酵溫度、接入酒母,去發(fā)酵罐發(fā)酵。此流程沒有任何節(jié)能措
18、施。帶加熱器的罐式連續(xù)蒸煮工藝流程25噴射式加熱器蒸煮流程)噴射式加熱器蒸煮流程 該流程與上一流程其本相同,所不同的是將三套管加熱器改為噴射式加熱器。其流程如圖2所示。有關加熱器的認識問題,也智者見智,不同經(jīng)歷的技術人員看法不一;有人認為必須使用三套管加熱器,將粉漿逐一加熱,防止蒸煮不均。而有人則認為關鍵是將蒸汽加入蒸煮器,在那樣長的流程和時間里蒸汽煮熟物料是不成問題的。我比較贊同后一種看法。 MVFLICMVFL ICPT CLICVF26噴射式加熱器蒸煮工藝描述工藝概述來自粉碎工段的粉漿直接進入預液化罐(粉晶溫度50),同時加入耐高溫淀粉酶和堿液,加入堿液的目的是調(diào)整液化醪的PH值,因為D
19、DGS工段來的離心清液顯酸性,而耐高溫淀粉酶在弱堿性條件下活性最強。然后通過預液化醪泵泵入粉漿預熱器與蒸煮醪液進行換熱,將粉漿預熱溫度預熱到65,預熱后的粉漿送到預液化罐,給低溫液化罐加入一次蒸汽和蒸煮醪的閃蒸氣體;低溫液化罐內(nèi)保持80,使淀粉漿在淀粉酶最適宜的溫度下進行液化,粘度不斷降低,然后通過低溫液化醪泵經(jīng)粉漿預熱器預熱(95)后進入噴射液化器與蒸汽進行充分的混合,達到約105的控制溫度后送至蒸煮鍋,在高溫下停留約100120分鐘,以確保淀粉完全糊化及滅菌。高溫液化醪在閃蒸罐進行常壓閃蒸,溫度降至約100,閃蒸的二次蒸汽去低溫液化罐。常壓閃蒸的液化醪通過通過液位控制保持其液位,將蒸煮醪泵
20、泵入粉漿預熱器和粉漿預熱器分別給低溫液化醪和預液化醪進行預熱后進入真空罐進行負壓閃蒸,溫度降至糖化溫度6065左右,閃蒸出來的二次蒸汽27噴射式加熱器蒸煮工藝描述在終端冷凝器中進行冷凝,冷凝液回預液化罐。用真空泵保持真空罐的真空度,同時抽出不凝氣體排放到大氣中。真空罐閃蒸冷卻后的液化醪自流進入糖化罐或,糖化時間約3040分鐘,在糖化罐中加入糖化酶,在糖化酶的作用下使糊精轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖,同時加入濃硫酸調(diào)節(jié)PH值,以保證糖化酶的最佳作用和發(fā)酵過程雜菌的有效控制。糖化醪由糖化醪泵泵送往糖化醪冷卻器,采用兩級冷卻通過循環(huán)水降溫到發(fā)酵進料所需的30左右。此工藝優(yōu)點:廢熱利用效果好。70%的廢熱被再次利
21、用,蒸煮噸酒精耗450公斤。減少了糖化前冷確用水量。3)、下面的工藝也是一種節(jié)能蒸煮糖化工藝,攪拌罐粉漿溫度不要求太高,溫度40左右,用粉漿輸送泵將粉漿送糖化后換熱器,給糖化醪進行降溫,同時對粉漿預熱,預熱后粉漿再去糖化前蒸煮醪換熱器,給蒸煮醪降溫,蒸煮醪降至6065進入糖化罐,粉漿溫度再一次被升高,然后進入預液化罐,加入蒸汽,溫度升至80送蒸煮醪換熱器,粉漿溫度被升至95送加熱器。28MVFL ICMVFL ICPT CLICVFVF20 4MLI CM節(jié)能蒸煮糖化工藝29酒精發(fā)酵設備酒精發(fā)酵設備酒精生產(chǎn)的基本參數(shù)(1)原料消耗:1t酒精/2.7t薯類;1t酒精/3.05t谷類;(2)發(fā)酵醪
22、含酒精度:10-14%v左右;(3)生產(chǎn)1t酒精需要10-13m3容量;(4)發(fā)酵周期4060小時;發(fā)酵的發(fā)酵工藝分為間斷發(fā)酵、半連續(xù)發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵。主要設備酒母罐、發(fā)酵罐、換熱器(板式換熱器)、二氧化碳回收塔、循環(huán)泵。發(fā)酵工序的節(jié)能措施采用濃醪發(fā)酵?,F(xiàn)在一般酒份12%(v/v)以上,高的能14%(v/v)以上. 酒精發(fā)酵罐內(nèi)蛇管冷卻;不利殺菌易升酸,但節(jié)省運行費用;30酒精發(fā)酵罐簡圖罐體;2、冷卻管;3、測溫乛點;4、進出水口;5、人孔;6、C02出口;7、出醪口;8、洗罐器;9、排空閥;10、安全閥;11、排污口;12、取樣口;酒精發(fā)酵罐簡圖31外冷卻器循環(huán)冷卻;有利殺菌不易升酸,有攪拌作
23、用,有利發(fā)酵。但增加循環(huán)泵電耗酒精發(fā)酵罐簡圖32發(fā)酵罐的計算(一)發(fā)酵罐尺寸的計算1、發(fā)酵罐的全容積V全V全V0 其中 V全 發(fā)酵罐的全容積(m3) V0 發(fā)酵醪液的體積 (m3) 填充系數(shù) 0.8-0.95 如發(fā)酵罐為錐形封頭,則有: 錐底髙度的討論:大型的發(fā)酵罐有錐形、馬蹄形。a、馬蹄形封頭太平坦,省鋼材,但不利流動;用支腿支撐罐底強度差。馬蹄形支撐都采用水泥座。b、錐形大坡度易流動,但費鋼材且罐體太高;支撐都采用支腿或環(huán)梁。c、推薦室外,底角900;木薯原料由于含沙量較大,底角800。最好不采用馬蹄形、平底的發(fā)酵罐,消耗動力大,容易沉淀。332、全容積:V全=V1+V2+V3V全=(D2
24、4)H+(h1/3)+(h3/3)3、公稱容積:V公稱=V2+V34、H/D與相關尺寸 H =l.23D(灌頂高度) h1=0.l一0.15D(罐體高度)h2=0.20.3D(罐底高度)椐此可確定發(fā)酵罐的幾何尺寸;發(fā)酵罐的計算34用泵將貯存的精塔殘液打入發(fā)酵罐內(nèi)的洗罐器,可實現(xiàn)發(fā)酵罐滅菌的目的。LXT型洗罐器如圖1-5所示,其技術參數(shù)如下: LXT型立式洗罐器主要技術參數(shù)有效洗滌半徑 2.8m潤濕半徑 3.7m工作壓力范圍 0.3-0.5MPa安裝留孔 大于 70mm進水管螺紋 3/4“立式洗罐器35淡酒回收塔淡酒回收塔酒精的發(fā)酵過程中每產(chǎn)1噸酒精就產(chǎn)0.99噸二氧化碳,在二氧化碳排放過程中會
25、帶走大量酒精,經(jīng)檢測約占酒精總量0.8%,不回收或回收效果不好會造成不同程度浪費。 二氧化碳淡酒回收塔有填料塔、泡罩塔。填料塔采用淡酒循環(huán)的方法來增加淡酒濃度。需增加動力。泡罩塔是采用泡罩有固定的液面的特性,使塔板始終保持一定液面,靠發(fā)酵罐壓力使氣體穿過液面,酒精被水吸收從而達到回收目的。主要技術參數(shù)開列如下,供設計制造時參考。CO2容重1.98Kg/m3空罐氣速取4;泡罩100150開孔率為218;一般使用810塊板,板間距500;36淡酒回收塔簡圖5 501 0 504 20dec21c1 30 02 001 0 004 2 0 x 9= 3 78 0gb 14 0 0 27 3 X83
26、8X 3 2 73 X 81 20 060 063 818 5 61af 32 X 31 5 0+6 . 9361234567891 0淡酒吸收塔2 00 037酒精蒸餾工藝設備三、精蒸餾工藝設備1、各種用途的塔器(粗、精、甲醇、水洗、醛塔、等)附屬設備分凝器、冷卻器、雜醇油分離器、排糟器、成品冷卻器、再沸器、泵等。酒精蒸餾的塔板型式型泡罩塔、導向篩板、斜孔板、篩板塔、矩型浮閥塔板、標準浮閥塔板、固閥塔板、填料塔。塔板的主要性能參數(shù)的比較 各種塔板效率相差不多而性能上各有其特點:如型塔板抗污能力最強,造價高,不適合與大產(chǎn)量;斜孔板單位面積生產(chǎn)能力最大,彈性系數(shù)小;浮閥塔板彈性系數(shù)最大;導向篩板
27、塔單板壓降最低適合真空蒸餾;38酒精蒸餾工藝設備填料塔單位高度理論板數(shù)最多,篩板塔單位面積造價最低,泡罩塔板有固定的液面等等 。 2、 酒精蒸餾設備 ()、醪塔(粗塔) (亦名:粗餾塔、初餾塔、粗塔)主要作用: 是將發(fā)酵醪進行蒸餾(9% 提濃至55% 左右), 注意 :防止堵塞、結(jié)垢; 塔板數(shù)2325塊塔板形式:浮閥板 、固閥板、S型泡罩、泡罩。39酒精蒸餾設備 (2)、精餾塔(亦稱精塔),主要作用是 : 提高粗酒精的濃度和純度,使從塔上部側(cè)線所取產(chǎn)品達到產(chǎn)品標準的要求。 塔板數(shù)根據(jù)質(zhì)量要求可采用60板, (3)、甲醇塔(又稱最終精餾塔) 甲醇塔的作用是: 進一步去除酒精產(chǎn)品中的雜質(zhì),使產(chǎn)品達
28、到更高的質(zhì)量標準。 甲醇塔的回流比在450 650 左右, 塔板數(shù)根據(jù)質(zhì)量要求可采用57板,或更多塔板。 甲醇塔的特點:間接加熱,中、上部進料、下部出產(chǎn)品;塔板形式:浮閥板 、斜孔板、填料40酒精蒸餾設備(4)、稀釋塔(有人譯成萃取塔、沖洗塔、抽出塔等)稀釋塔的作用主要是去除酒精中的中級雜質(zhì)如:正丙醇、異戊醇、異丁醇等,也有少量甲醇向稀釋塔的上部積聚。但大量甲醇從塔的下部走掉,即把分離甲醇的任務交由安裝在后面的甲醇塔去完成。塔板形式:浮閥板 、斜孔板、(5)、回收塔(亦稱雜醇油塔、油塔)回收塔的主要作用是將含雜醇油較多的低度酒精蒸餾濃縮、去除一定量的雜醇,生產(chǎn)出工業(yè)酒精。回收塔是一個與精餾塔結(jié)
29、構(gòu)相似的完整塔,如汽相進料塔的開孔率上、下不一樣;如液相進料,開孔率上下相同。塔板形式:浮閥板 、斜孔板。由于處理量比較少,分離雜質(zhì)的要求不高,所以塔的尺寸比較小,塔板數(shù)也比較少,其作用是把左右的酒頭,濃縮成95的工業(yè)酒精。41酒精蒸餾工藝 兩塔蒸餾2、 酒精蒸餾工藝(1)兩塔常壓蒸餾是行業(yè)傳統(tǒng)一種蒸餾工藝,有液相和氣相兩種,由于液相能耗過高已基本被淘汰,兩塔氣相還很普遍。工藝流程:醪液首先經(jīng)酒氣預熱器預熱,再經(jīng)酒糟預熱器進行二次預熱后進入粗塔頂部。經(jīng)蒸餾,酒精糟在粗塔底部排出,經(jīng)潛熱回收裝置回收潛熱后送污水處理工段。粗塔頂部濃縮后粗酒精氣體直接進入精塔,精塔廢水在精塔底部。精塔酒氣去預熱器預
30、熱醪液,然后再去冷凝器冷凝。酒精在精塔上部側(cè)線取出,經(jīng)冷卻送成品罐。兩塔的特點:工藝簡單,設備數(shù)量少,投資少。能耗比較低,蒸餾酒精噸酒精耗蒸汽2.12.5噸。噸酒精耗電10KW.兩塔常壓蒸餾生產(chǎn)出酒精質(zhì)量能夠達到新普GB10343-2008, (有時受原料、操作、設備影響,酒精質(zhì)量不合格。主要是氧化時間不穩(wěn)定。)42酒精蒸餾工藝 三塔蒸餾(2)三塔蒸餾三塔蒸餾工藝有多種組合形式,粗塔、精塔、甲醇塔;粗塔、醛塔、精塔;粗塔、稀釋塔、精塔;粗塔、粗塔精塔下面的工藝是一種兩塔常壓改造的三塔工藝。粗餾塔-精餾塔-脫甲醇塔該工藝主要是在原兩塔汽相過塔蒸餾的基礎上,為提高成品酒精質(zhì)量,增加產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。
31、重點降低甲醇含量來推出的;粗餾塔、精餾塔為常壓塔,為了不增加蒸汽消耗,脫甲醇塔設計成負壓塔,使甲醇塔底溫低于精餾塔頂溫,利用精餾塔頂酒精蒸汽來加熱脫甲醇塔(大約利用精餾塔頂熱量的1/2,并不影響精餾塔工業(yè)酒精的提?。?。增加的非標設備有脫甲醇塔、脫甲醇塔再沸器、冷凝器、回流罐、真空罐,通用設備有回流泵、真空泵及成品泵,耗電很少。43三塔蒸餾工藝流程圖成熟醪酒糟排空成品酒精粗餾塔精餾塔脫甲醇塔回流泵 回流罐再沸器真空泵回流泵 回流罐冷凝器冷凝器附圖一:一次蒸汽一次蒸汽雜醇油酒精酒精44酒精蒸餾工藝 三塔蒸餾三塔組合二: 粗餾塔-水洗塔-精餾塔該工藝可作為以玉米、糖蜜為原料的新上酒精工廠的較好選擇路
32、線,能耗低,酒精綜合質(zhì)量高。1、工藝特點:該工藝裝置利用先進的三效熱耦合蒸餾工藝,最大限度的降低蒸餾過程的能耗,整個蒸餾生產(chǎn)過程僅精餾塔耗汽,噸酒精耗汽(飽和蒸汽)僅2.2噸,節(jié)能效果顯著,比傳統(tǒng)的三差壓蒸餾技術裝備更加節(jié)能(傳統(tǒng)三塔差壓蒸餾裝備噸酒精耗汽約2.8噸)。采用該工藝產(chǎn)品質(zhì)量可達新標準普級以上。 本工藝采用我公司開發(fā)的新技術,醪塔再沸器采用熱虹吸式再沸器代替強制循環(huán)式再沸器,每生產(chǎn)一噸酒精僅消耗20度電,大大降低了酒精生產(chǎn)的電耗,比傳統(tǒng)酒精差壓蒸餾技術節(jié)電50%(傳統(tǒng)三塔差壓蒸餾裝置噸酒精耗電約40度)。45該工藝裝置的差壓配置為:精餾塔與稀釋塔和醪塔差壓;稀釋塔與醪塔差壓。2、工
33、藝流程簡圖(見下圖)酒精蒸餾工藝 三塔蒸餾46酒精蒸餾工藝 三塔蒸餾3、工藝流程說明a、發(fā)酵成熟醪經(jīng)過醪液酒汽預熱器(醪塔頂酒汽冷凝的同時將成熟醪加熱)預熱至后在醪塔24板進料,成熟醪在醪塔中下行的同時被塔底蒸汽加熱,酒汽上行與廢醪液分離。廢醪在塔底被排出,送去酒糟處理工段;醪塔酒汽上行進入醪液酒汽預熱器部分冷凝;未冷凝的氣體進入冷凝器冷凝,冷凝液通過精餾塔余餾水間接加熱后給稀釋塔進料,不凝氣進入真空緩沖罐進行汽液分離后通過水環(huán)式真空泵排入大氣。醪塔的加熱方式:水塔頂汽通過醪塔再沸器A加熱醪塔;精餾塔頂部分酒汽通過醪塔再沸器B加熱醪塔。醪塔是在負壓下工作的。b、稀釋塔是微負壓操作。來自醪塔的粗
34、酒精進入稀釋塔的中上部,與稀釋塔塔頂進入的工藝水(精餾廢熱水)進行充分的傳熱交換和傳質(zhì)交換,使該塔底部的酒精濃度控制在1215%(v/v)。在較低的酒精濃度下,除甲醇、糠醛等少數(shù)雜質(zhì)外,絕大多數(shù)雜質(zhì)的精餾系數(shù)均大于1,這些雜質(zhì)在稀釋塔中向塔頂移動并聚集并通過輔助冷凝器排出。清洗后較純凈的淡酒精從塔底抽出。通過該塔的蒸餾,可以有效地除去酒精中的大部分醛類(如巴豆醛、丙烯醛等)、酯類(如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異戊酯等)、和高級醇類(如異戊醇、異丁醇、正丙醇)等雜質(zhì),有效的提高成品酒精的氧化時間,徹底清除酒精中的雜醇油。稀釋塔的加熱是利用來自精餾餾塔頂?shù)囊徊糠志破ㄟ^塔底熱虹吸式再沸器間接加熱,稀
35、釋塔的塔頂酒汽作為醪塔的一部分熱源。47酒精蒸餾工藝 三塔蒸餾c、精餾塔是加壓操作。來自稀釋塔的淡酒經(jīng)精餾塔塔底廢水預熱至約125后在精餾塔的第16板進入,在逐漸濃縮的同時,甲醇、醛等頭級雜質(zhì)隨酒精蒸汽上升至塔頂,部分中級雜質(zhì)(雜醇油類)則在進料板以上幾層板滯留,在此采出后送入雜醇油分離器分離雜醇油。頭級雜質(zhì)則由取出部分回流液作工業(yè)酒精的方法排除。在塔頂回流口以下幾層塔板取出酒度為96%(v/v)以上的酒精作為成品引出。塔頂酒汽經(jīng)醪塔再沸器B和稀釋塔再沸器冷凝后回流,并作為這兩個塔的熱源。塔釜廢熱水預熱稀釋塔淡酒并經(jīng)熱水罐閃蒸后除小部分外排外,其余去稀釋塔頂部稀釋粗酒,作為稀釋塔的萃取劑。精餾
36、塔的加熱方式是用新鮮蒸汽直接加熱,最大限度的利用蒸汽中的熱量。48酒精蒸餾工藝 三塔蒸餾三塔組合三: 粗餾塔-低溫共沸塔-高溫共沸塔該工藝主要是在原兩塔汽相過塔蒸餾的基礎上,為降低能耗來推出的;粗餾塔、低溫共沸塔為常壓塔,高溫共沸塔為加壓塔。高溫共沸塔塔底熱水給其進料加熱后,進入閃蒸罐,利用塔頂酒氣給熱水加熱,產(chǎn)生的二次蒸汽大部分給粗餾塔加熱,少部分給低溫共沸塔加熱;低溫共沸塔塔底出的淡酒精預熱后到高溫共沸塔,巴氏凈化區(qū)出的95.5%以上的酒精加熱后進入高溫共沸塔回流罐,在高溫共沸塔塔頂以下取出質(zhì)量合格的普級酒精。增加的非標設備有高溫共沸塔、蒸汽發(fā)生器、回流罐,通用設備有回流泵。原精餾塔作為低
37、溫共沸塔。加熱方式為:一次水蒸汽給高溫共沸塔加熱。49三塔蒸餾工藝流程圖成 熟 醪雜 醇 油 酒 精一 次 蒸 汽回 流 泵附 圖 三 :高 壓 共 沸 塔粗 餾 塔熱 水回 流 泵 回 流 罐冷 凝 器低 壓 共 沸 塔酒 糟回 流 罐再 沸 器酒 精成 品 酒 精504.三塔組合四:粗餾塔-復合塔-精餾塔一、三塔三效節(jié)能差壓蒸餾新工藝簡介三塔三效節(jié)能差壓蒸餾工藝,與普通差壓蒸餾工藝最大的區(qū)別在于:節(jié)能差壓蒸餾采用了兩個醪塔和兩個精餾塔。其中,醪塔和精餾塔是一體式結(jié)構(gòu)的復合塔。從外觀上看去,蒸餾工藝是三塔的工藝。實際是四塔。三塔三效的工藝簡圖如下所示:1、粗餾塔的主要功能是將發(fā)酵工段來的發(fā)酵
38、醪脫汽、脫醛、濃縮,并將部分發(fā)酵醪和酒精組分分開。成熟發(fā)酵醪經(jīng)過三級預熱,進入粗餾塔的上部,在脫汽段進行脫汽、脫醛,所產(chǎn)生的酒精蒸汽進入濃縮段,繼續(xù)上升通過冷凝器排除部分雜質(zhì)。醪液在脫汽段下部,一部分流入粗餾塔,另一部分進入粗餾塔。粗餾塔出來的粗酒精蒸汽,通過冷凝器排除部分雜質(zhì)后,粗酒精進入精餾塔。粗餾塔的工作狀態(tài)為負壓,粗餾塔的加熱方式是精餾塔塔頂?shù)木凭羝ㄟ^再沸器供熱。三塔三效節(jié)能差壓蒸餾新工藝 51三塔三效節(jié)能差壓蒸餾新工藝稀堿 液TITIT ITI T ICT ILICLICLICFVVFPIPIPITIP IP IPICPI12 41818101PITILICP ICTILI CV
39、FLGLGL ICFVL ICVFVFNFIC40140 24014024 014 0340 540 641 040 48 86 4水 蒸 汽P 0.7 MP a,t =1 70 210 6 81 81 92 02 1T I去 無水 酒 精冷 卻 器NLIC4 09TILI CLICVF過 熱器凝 結(jié)水去酒 精緩 沖罐PIPI5去 無 水 暫 儲 罐NFI4 08409NNFICP IPITI4TITI1LIFIVFM 0402-2 5L1EM0402 -40L1E24DN 40D N20PIPIP IPIPIPIPI42 7A/ BP I雜醇 油去儲 罐P IPITITI4054 06407
40、40941041 241441 5PI416PI41 9A/ B42 0A/ B4 21 A/ B4 22A /BPI42 3A /B42 4A /B4 25 A/ B42 6A /B4 134 28 A/ B4 29 A/B43 0A /B40 24034044 05F I40340 44 0540640741 041141 44 15407408T I404去雜 醇油 冷卻 器蒸 汽來 自主汽 管TI4 0841141241341 441541642742 8429普 級酒精 去儲 罐 TI C4 03 40 440340 94 10TI40 7PI4 31 A/ BF I411DN4 0
41、FI409 A/BDN 40淡 酒去淡 酒吸 收塔蒸汽來 自主 汽管5 85 65 44 8791 084 44 54 64 76 87 27 68 05 84 74 84 95 0T I4021 11 61 41 7FIC5 05 2N412FI冷 凝水回 鍋爐TICTIVFTITITILICTIPIC熱 水去 低溫 液化罐PI408PI41 7A /B41 8A/ B發(fā) 酵成 熟醪酒 糟去 厭氧 工段N4134184 19420426脫 水淡 酒精堿液 +酒精VF去 密封 水罐P IC411接 成熟 醪泵 變頻 器42242 1去精 餾塔去復 合塔NaOH04 02-20TI417FIC4
42、01L IC4 1252三塔三效節(jié)能差壓蒸餾新工藝 2、粗餾塔/精餾塔(復合塔) 粗餾塔脫汽后的部分醪液進入粗餾塔的上部,經(jīng)蒸餾將發(fā)酵醪中的酒精組分與酒糟分離,酒糟排出塔外,酒精組分上升進入精餾塔,在精餾塔中進行濃縮蒸餾,塔底部低濃度的酒精進入精餾塔。 精餾塔頂部的酒精蒸汽,通過再沸器給粗餾塔加熱,粗餾塔/精餾塔的熱源來自精餾塔的酒精蒸汽,通過再沸器給粗餾塔/精餾塔供熱。 3、精餾塔是保證普級酒精產(chǎn)品酒度,雜醇油及其它雜質(zhì)含量的重要設備,板數(shù)較多,在塔的中下部側(cè)線設有多個雜醇油采出口,在塔頂部設多個取酒口,以方便調(diào)整酒度和質(zhì)量。廢水在塔的底部排出,加熱粗酒精后通過閃蒸產(chǎn)生二次蒸汽進入粗餾塔,作
43、為部分熱源。精餾塔的加熱方式為新鮮蒸汽通過再沸器供熱,工作方式為正壓蒸餾。 三塔三效節(jié)能普級酒精工藝,蒸汽節(jié)能效果明顯,噸酒精耗蒸汽1.3噸。同時降低了用水量,質(zhì)量達到GB10343-2008標準要求,此工藝方案具有很高的實用和推廣價值,是酒精生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的方向。53五塔差壓蒸餾工藝節(jié)能五塔差壓蒸餾工藝簡介1、工藝特點:該工藝裝置利用先進的三效熱耦合蒸餾工藝,最大限度的降低蒸餾過程的能耗,噸酒精耗汽(飽和蒸汽)僅2.4噸,節(jié)能效果顯著,比傳統(tǒng)的差壓蒸餾技術裝備更加節(jié)能(傳統(tǒng)差壓蒸餾裝備噸酒精耗汽約3.1噸)。醪塔再沸器的循環(huán)介質(zhì)為熱水或離心清液,最大限度的降低了蒸餾工段的電耗,每生產(chǎn)一噸酒精耗電不超過25kwh,不僅節(jié)電,還避免了設備的磨損,減少了蒸餾工段的設備維修及清洗費用,一舉多得。該工藝裝置的差壓配置為:精餾塔與稀釋塔和脫甲醇塔差壓;稀釋塔和脫甲醇塔與醪塔差壓,回收塔利用熱水罐二次蒸汽和少量的新鮮蒸汽加熱。采用該工藝,酒精質(zhì)量可達新標準優(yōu)級以上,部分指標超過特級。54五塔差壓三維視圖55五塔差壓三維視圖56五塔差壓三位試圖局部57五塔差壓三
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