固液雙態通用蒸餾設備的初步設計

摘要：本文根據蒸餾的操作方法分類，結合酒精蒸餾與精餾工藝要求以及當前企業所普遍使用的蒸餾設備的優點與不足，開發出一種多功能固液雙態通用蒸餾乙醇的新工藝。根據該工藝設計出了一種固液雙態通用蒸餾設備，并對蒸餾設備的組成部分和設備的工藝效果進行綜合概述。

關鍵詞：設備組成 工藝效果

1 概述

在我國酒精工業上，酒精蒸餾設備普遍采用兩塔系汽相過塔的工藝設備流程。隨著國家對酒精日益增長的需要和酒精質量要求的提高，酒精蒸餾設備及工藝設備流程已向多塔系方向發展，酒精蒸餾的主體設備主要為醒塔和精餾塔。為了制取優質酒精還采用醛塔、雜醇油塔、最終精餾塔等，但生產工藝復雜，在設備投資與維護方面比較大，為簡化生產工藝，降低勞動強度，提高設備利用率，增加設備靈活性與多功能性，提高蒸餾效率，降低企業的設備投資成本，本文基于蒸餾與精餾的理論依據，針對固態與液態發酵物料的特性，參考傳統的固態蒸餾與液態蒸餾的工藝及設備，開發一種固液雙態通用高效蒸餾乙醇的工藝及設備。

2 設備組成部分

固液雙態通用高效蒸餾乙醇的裝置，包括塔底固定臺、設置在塔底固定臺上的蒸餾室以及設置在蒸餾室上方的精餾塔，塔底固定臺上設置有升降架，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置的弧形甑蓋底面連接；弧形蒸餾釜與輪式篦板酒甑均設置在蒸餾室內；弧形蒸餾釜內設置有的底部設有蛇形蒸汽加熱管。

固液雙態通用高效蒸餾設備，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，調節酒甑高度，便于固態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、快速、載重大，設有防護、超載的安全液壓系統，適應高頻率連續運轉。

2.3 弧形蒸餾釜 弧形蒸餾釜通體由304不銹鋼組成，內徑2500mm，壁厚30mm，釜底弧度為127°，釜底中央設置排污口，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。蛇形蒸汽加熱管設于釜內釜底底部，外部設有蒸汽出口與蒸汽進口。在弧形蒸餾釜一側分別設有壓力計與溫度計，以便于實時監測罐體蒸汽壓力，釜底承受壓力為0.1~20mpa。弧形蒸餾釜內部最高溫度可達135℃，在蒸餾釜頂部沿邊面上設有耐高溫密封墊圈，便于弧形蒸餾釜與輪式篦板酒甑底部的密封。調節升降平臺可以調節密封強度，耐受壓力可達到1~15mpa的大氣壓力。該蒸餾釜裝配，拆卸，維修可靈活自由，生產靈活性高，可根據產品的實際需求進行調整，克服了傳統的蒸餾釜的參數單一，參數上限范圍小的，檢修困難，死角繁多等缺點。

2.4 輪式篦板酒甑 輪式篦板酒甑通體由304不銹鋼組成，呈花盆式結構，上頂面外徑3000mm，下底面內徑2800mm，酒甑底面外緣通體壁厚30mm，下底面中空，內徑2500mm，底面的圓形側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，內徑為2700mm，平板的四個角均安置一個萬向輪，調節升降平臺，酒甑可直接地面使用，便于固態物料的裝卸與設備的檢修。孔型篦板厚度為20mm，采用孔距由邊緣區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。調節升降平臺可以調節甑蓋與輪式篦板酒甑頂部的密封強度，耐受壓力可達到1~10mpa的大氣壓力。酒甑承受壓力為0.1~15mpa，酒甑內部最高溫度可達130℃。該酒甑在固態蒸餾時，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，大大降低勞動強度，生產靈活性高。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，在甑蓋一側設有液體物料進料口，直徑為120mm，進料口與進料管道無縫焊接，進料管道用耐高溫密封閥密封。甑蓋與精餾塔外壁設有高強度固定支撐架，用于支撐整個甑蓋與精餾塔的重量。精餾塔外壁為夾套式，內部有分段式電加熱保溫套，可根據實際生產需求，可精密調節精餾塔每一段的溫度，提高精餾效率。精餾塔內徑，1200mm，精餾塔高9000mm，塔板數為19塊，塔板為浮閥塔板，板間距480~500mm。在精餾塔頂部設有產品出料口，出料口內徑100mm，在精餾塔頂部外壁一側，距離頂部550mm處，設有回流管口，產品出料口與回流管均設有流量調節閥，以調節產品的純度。在精餾塔下部，距離甑蓋頂部1000mm處設有雜醇油排出口，內徑為100mm。精餾塔耐受壓力為0.1~8mpa，塔頂溫度最高溫度可達115℃，塔底最高溫度可達125℃。

3 設備的工藝效果

本設備綜合了固態蒸餾與液態蒸餾的優點，達到一體多用的效果，提高了設備利用率，延長了設備使用壽命，降低了設備投資成本。在可持續發展理念指導下，通過技術創新的手段，減少了碳能源消耗，降低了氣體排放，達到經濟社會發展與生態環境保護雙贏的一種生產模式。雙態通用高效蒸餾系統的研究響應國家低碳經濟政策，積極承擔環境保護責任，達到國家節能降耗指標的要求，實現了經濟發展與資源環境保護雙贏的目標。并且對建設節約型社會、減輕環境污染、發展循環經濟都有著積極的推動作用。

綜合上述內容可知本設計的工藝及設備具有如下效果：①弧形蒸餾釜與輪式篦板酒甑的獨特設計可直接從發酵物料中獲得高濃度乙醇，既可以固態物料蒸餾，又可以液態物料蒸餾，設備拆卸方便，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，將蒸餾與精餾連續化，蒸汽直接進入精餾塔進行精餾，省去了先冷凝再進入精餾塔的步驟，縮短了生產時間，提高了蒸餾效率，降低了設備的投資與能耗。③通過調節回流比，可連續化生產不同濃度的乙醇，產品品質的可控性強，每批乙醇產品的質量穩定，性能可靠。

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課題來源：2013年國家級大學生創新創業訓練計劃項目《固液雙態通用高效蒸餾系統關鍵技術研究》。

作者簡介：張光騰（1980-），男，山東濟寧人，講師，學士，研究方向：機械自動化。