摘要：本文根據(jù)蒸餾的操作方法分類，結(jié)合酒精蒸餾與精餾工藝要求以及當(dāng)前企業(yè)所普遍使用的蒸餾設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)與不足，開發(fā)出一種多功能固液雙態(tài)通用蒸餾乙醇的新工藝。根據(jù)該工藝設(shè)計出了一種固液雙態(tài)通用蒸餾設(shè)備，并對蒸餾設(shè)備的組成部分和設(shè)備的工藝效果進(jìn)行綜合概述。

關(guān)鍵詞：設(shè)備組成 工藝效果

1 概述

在我國酒精工業(yè)上，酒精蒸餾設(shè)備普遍采用兩塔系汽相過塔的工藝設(shè)備流程。隨著國家對酒精日益增長的需要和酒精質(zhì)量要求的提高，酒精蒸餾設(shè)備及工藝設(shè)備流程已向多塔系方向發(fā)展，酒精蒸餾的主體設(shè)備主要為醒塔和精餾塔。為了制取優(yōu)質(zhì)酒精還采用醛塔、雜醇油塔、最終精餾塔等，但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，在設(shè)備投資與維護(hù)方面比較大，為簡化生產(chǎn)工藝，降低勞動強(qiáng)度，提高設(shè)備利用率，增加設(shè)備靈活性與多功能性，提高蒸餾效率，降低企業(yè)的設(shè)備投資成本，本文基于蒸餾與精餾的理論依據(jù)，針對固態(tài)與液態(tài)發(fā)酵物料的特性，參考傳統(tǒng)的固態(tài)蒸餾與液態(tài)蒸餾的工藝及設(shè)備，開發(fā)一種固液雙態(tài)通用高效蒸餾乙醇的工藝及設(shè)備。

2 設(shè)備組成部分

固液雙態(tài)通用高效蒸餾乙醇的裝置，包括塔底固定臺、設(shè)置在塔底固定臺上的蒸餾室以及設(shè)置在蒸餾室上方的精餾塔，塔底固定臺上設(shè)置有升降架，升降架頂部固定有弧形蒸餾釜，弧形蒸餾釜上部通過法蘭與輪式篦板酒甑底面連接，輪式篦板酒甑上部通過法蘭與精餾塔下部設(shè)置的弧形甑蓋底面連接；弧形蒸餾釜與輪式篦板酒甑均設(shè)置在蒸餾室內(nèi)；弧形蒸餾釜內(nèi)設(shè)置有的底部設(shè)有蛇形蒸汽加熱管。

固液雙態(tài)通用高效蒸餾設(shè)備，包括以下幾個部分：

2.1 塔底固定臺 塔底固定臺位于水平地面以下的方池中央，方池邊長為4000mm，塔底固定臺由鋼筋混凝土砌成，塔底固定臺邊長為3500mm，在固定臺頂面，距離四個直角100mm處各設(shè)置2對螺絲，以用于固定在塔底工作臺上的升降架。

2.2 固定式液壓升降平臺 主要用于固定輪式篦板酒甑，調(diào)節(jié)酒甑高度，便于固態(tài)物料的裝卸以及酒甑與弧形蒸餾釜的分離和密封，液壓升降臺采用雙叉式以提高載重量與工作穩(wěn)定性。額定載荷為2000kg，最低高度為500mm升降行程為1600mm，最大高度2100mm，平臺尺寸2500×2200mm，電壓380v/50Hz。該平臺安全、平穩(wěn)、快速、載重大，設(shè)有防護(hù)、超載的安全液壓系統(tǒng)，適應(yīng)高頻率連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3 弧形蒸餾釜 弧形蒸餾釜通體由304不銹鋼組成，內(nèi)徑2500mm，壁厚30mm，釜底弧度為127°，釜底中央設(shè)置排污口，排污口直徑150mm，排污口與排污管道焊接為一體，排污管道用密封閥密封。在釜底外壁一釜底軸心為對稱分別焊接4個支撐架，支撐架固定于固定式液壓升降平臺上。蛇形蒸汽加熱管設(shè)于釜內(nèi)釜底底部，外部設(shè)有蒸汽出口與蒸汽進(jìn)口。在弧形蒸餾釜一側(cè)分別設(shè)有壓力計與溫度計，以便于實(shí)時監(jiān)測罐體蒸汽壓力，釜底承受壓力為0.1~20mpa。弧形蒸餾釜內(nèi)部最高溫度可達(dá)135℃，在蒸餾釜頂部沿邊面上設(shè)有耐高溫密封墊圈，便于弧形蒸餾釜與輪式篦板酒甑底部的密封。調(diào)節(jié)升降平臺可以調(diào)節(jié)密封強(qiáng)度，耐受壓力可達(dá)到1~15mpa的大氣壓力。該蒸餾釜裝配，拆卸，維修可靈活自由，生產(chǎn)靈活性高，可根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，克服了傳統(tǒng)的蒸餾釜的參數(shù)單一，參數(shù)上限范圍小的，檢修困難，死角繁多等缺點(diǎn)。

2.4 輪式篦板酒甑 輪式篦板酒甑通體由304不銹鋼組成，呈花盆式結(jié)構(gòu)，上頂面外徑3000mm，下底面內(nèi)徑2800mm，酒甑底面外緣通體壁厚30mm，下底面中空，內(nèi)徑2500mm，底面的圓形側(cè)壁以便于承載直徑為2600mm孔型篦板，酒甑底部外邊緣與承載平板（3200×3200mm）無縫焊接，平板中央中空，內(nèi)徑為2700mm，平板的四個角均安置一個萬向輪，調(diào)節(jié)升降平臺，酒甑可直接地面使用，便于固態(tài)物料的裝卸與設(shè)備的檢修?？仔腕靼搴穸葹?0mm，采用孔距由邊緣區(qū)域向中心遞減的不等距孔眼，孔徑5~10mm。輪式篦板酒甑上沿邊緣設(shè)有耐高溫密封墊圈，便于甑蓋與輪式篦板酒甑頂部的密封。調(diào)節(jié)升降平臺可以調(diào)節(jié)甑蓋與輪式篦板酒甑頂部的密封強(qiáng)度，耐受壓力可達(dá)到1~10mpa的大氣壓力。酒甑承受壓力為0.1~15mpa，酒甑內(nèi)部最高溫度可達(dá)130℃。該酒甑在固態(tài)蒸餾時，可以直接簡單的拆卸，裝料方便；維修、清洗以及配件更換更加容易，大大降低勞動強(qiáng)度，生產(chǎn)靈活性高。蒸餾效率也得到明顯提升。

2.5 精餾塔 精餾塔與酒甑弧形甑蓋無縫焊接連為一體，甑蓋直徑3500mm，在甑蓋一側(cè)設(shè)有液體物料進(jìn)料口，直徑為120mm，進(jìn)料口與進(jìn)料管道無縫焊接，進(jìn)料管道用耐高溫密封閥密封。甑蓋與精餾塔外壁設(shè)有高強(qiáng)度固定支撐架，用于支撐整個甑蓋與精餾塔的重量。精餾塔外壁為夾套式，內(nèi)部有分段式電加熱保溫套，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，可精密調(diào)節(jié)精餾塔每一段的溫度，提高精餾效率。精餾塔內(nèi)徑，1200mm，精餾塔高9000mm，塔板數(shù)為19塊，塔板為浮閥塔板，板間距480~500mm。在精餾塔頂部設(shè)有產(chǎn)品出料口，出料口內(nèi)徑100mm，在精餾塔頂部外壁一側(cè)，距離頂部550mm處，設(shè)有回流管口，產(chǎn)品出料口與回流管均設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的純度。在精餾塔下部，距離甑蓋頂部1000mm處設(shè)有雜醇油排出口，內(nèi)徑為100mm。精餾塔耐受壓力為0.1~8mpa，塔頂溫度最高溫度可達(dá)115℃，塔底最高溫度可達(dá)125℃。

3 設(shè)備的工藝效果

本設(shè)備綜合了固態(tài)蒸餾與液態(tài)蒸餾的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到一體多用的效果，提高了設(shè)備利用率，延長了設(shè)備使用壽命，降低了設(shè)備投資成本。在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新的手段，減少了碳能源消耗，降低了氣體排放，達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種生產(chǎn)模式。雙態(tài)通用高效蒸餾系統(tǒng)的研究響應(yīng)國家低碳經(jīng)濟(jì)政策，積極承擔(dān)環(huán)境保護(hù)責(zé)任，達(dá)到國家節(jié)能降耗指標(biāo)的要求，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境保護(hù)雙贏的目標(biāo)。并且對建設(shè)節(jié)約型社會、減輕環(huán)境污染、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)都有著積極的推動作用。

綜合上述內(nèi)容可知本設(shè)計的工藝及設(shè)備具有如下效果：①弧形蒸餾釜與輪式篦板酒甑的獨(dú)特設(shè)計可直接從發(fā)酵物料中獲得高濃度乙醇，既可以固態(tài)物料蒸餾，又可以液態(tài)物料蒸餾，設(shè)備拆卸方便，操作靈活，蒸餾工藝更加簡單。②將蒸餾塔與精餾塔組合為一體，將蒸餾與精餾連續(xù)化，蒸汽直接進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精餾，省去了先冷凝再進(jìn)入精餾塔的步驟，縮短了生產(chǎn)時間，提高了蒸餾效率，降低了設(shè)備的投資與能耗。③通過調(diào)節(jié)回流比，可連續(xù)化生產(chǎn)不同濃度的乙醇，產(chǎn)品品質(zhì)的可控性強(qiáng)，每批乙醇產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，性能可靠。

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課題來源：2013年國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項(xiàng)目《固液雙態(tài)通用高效蒸餾系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究》。

作者簡介：張光騰（1980-），男，山東濟(jì)寧人，講師，學(xué)士，研究方向：機(jī)械自動化。