關于酒精醪—精餾耦合型化工塔器的設計

摘要：隨著我們國家經濟水平的不斷進步以及化工行業(yè)的蓬勃發(fā)展，酒精作為重要的化工原料在我們國家的重要性正在不斷攀升，酒精蒸餾技術也在下很難過才能出不斷發(fā)展的態(tài)勢。酒精醪——精餾耦合性化工他主要是通過以下的兩個部分進行耦合的：乙醇蒸餾機組常規(guī)型以及酒精蒸餾塔的蒸餾段這兩個大環(huán)節(jié)進行構建的。同時，基于沸點進料框架下的低沸點物超前分離技術以及對應的裝置可以把整個塔底的再沸器進行一點進氣處理作業(yè)并且進行二次蒸汽的后續(xù)供應以保證各個蒸餾塔繼續(xù)進行加熱處理。所得到的氣凝液也可以進行再次進行利用，在這種循環(huán)的處理框架下，我們可以對整套流程構建下的原料處理效果進行節(jié)能化處理并且對產品自身的質量進行顯著的提升。

關鍵詞：酒精醪-精餾耦合;化工塔器;設計

酒精高純度蒸餾技術已經發(fā)展了一百多年，從1895年Barbet提出利用單塔構建醪液酒精制備的全套流程開始到現(xiàn)在，這套系統(tǒng)已經發(fā)展的極其完善，生產酒精的質量也很高。在這里，筆者結合“古為今用”的思路，對這套已經更新改進了上百年的系統(tǒng)提出了自己的設計見解，經過科學研究和計算，對于酒精醪-精餾耦合型化工塔器的關鍵項目進行了改造，使得整套酒精精餾的流程進行了節(jié)能化的處理，并且對產品本身的質量進行了提高和構架。礙于篇幅限制，整套流程所占據(jù)的完整內容無法在這里表現(xiàn)出來，筆者將就其中的某些要點進行分析，希望能夠拋磚引玉，和同行共勉。

1關于酒精醪-精餾耦合型化工塔器的整體框架構建

“酒精醪-精餾耦合型化工塔器”為了簡便，下文就統(tǒng)稱為“耦合塔”。所謂的耦合，是指兩個或者以上的物理系列成分或者是兩種不相同的運動在各種作用下對彼此造成影響，甚至是直接聯(lián)合起來的現(xiàn)象，因此在這種情況下耦合塔實至名歸。

這個蒸餾塔的總體框架構想就是：我們可以把通常使用的傳統(tǒng)精餾塔給予晉聊伴作為整體的分界線，對其進行一分為二的處理構架，也就是把整個精餾塔自身的進料段之上的濃縮段進行移植，放置于醪塔頂?shù)纳厦妫缓蠡隈詈隙嘶蛘呤沁^渡段的橋接成為復合塔，然后我們可以把醪塔的功能進行變化，把它當成整座精餾塔的脫水段或者被稱為耗竭段。在這種結構之下，整套流程就可以優(yōu)勢互補、相輔相成，達到最優(yōu)配比。

2"相關技術參數(shù)的選定探討

2.1"塔徑的選定思路

針對塔徑的整體選定，我們一般從以下幾個方面進行分析。

首先是塔形。歡呼話說就是整個塔內的塔盤性能構建，一般來說是指整個塔的單位面積內所能承受的負荷量構建。醪液的部分我們一般可以設定為10～20m3/（㎡·h），同時精餾的部分我們就可以設定為0.8～1.6t/（㎡·h）。在原始的構建下，老師泡罩板的數(shù)值我們可以選擇略偏低，但是對于其他的塔板，比如說NSD或者是NS、浮閥以及NW、斜孔板等等我們選擇的數(shù)值可以偏高。這個選擇都和塔徑有著直接的聯(lián)系。如果單位負荷數(shù)值相對較小的話，塔徑就會增大;反之，數(shù)值加大，塔徑就會變小。

其次是我們單位時間內進行的物料量處理以及酒精產量的設計構架。

第三點就是成熟的發(fā)酵醪液所含有的酒精含量高低構建。一般來說知道能達到6%～13%（V）這個區(qū)間就符合要求。

第四點就是空塔的速度，我們一般選定在0.6～2m/s。只要符合這個區(qū)間的數(shù)值就可以。

由于每個生產單位自身的生產因素都會有不同的要點，因此塔徑的大小也會產生各種變化，甚至有的時候會產生很大的差異。比如說，盡管同樣都是年生產五萬噸，但是如果自身的塔形比較不錯并且技術參數(shù)也很大的話，醪塔的塔徑就是2600mm左右，精塔的塔徑就可以達到2400mm左右。但是如果單位自身塔形以及技術參數(shù)數(shù)字相對較小的話，那么其醪塔的塔徑就是3200mm左右，精塔的塔徑就可以達到2800mm左右。由于參數(shù)的不同，兩種情況下雙塔的對比差距可以達到600mm以及400mm。一般來說，我們都可以通過計算來得出塔徑的具體數(shù)值，但是也可以根據(jù)經驗數(shù)據(jù)或者是配合比并且針對本單位的實踐進行獲得。

2.2"進料溫度的計算以及針對性選擇

醪塔自身的進料溫度問題向來沒有得到過重視。根據(jù)傳統(tǒng)的經驗，很多人認為進料的溫度絕對不能夠高于70℃，70℃似乎已經成為了當前無法逾越的禁區(qū)。但是根據(jù)筆者自身的研究何在一些廠家親資參與技術改良的經驗發(fā)現(xiàn)，所謂的70℃封鎖其實是可以規(guī)避的。并且如果能夠進行合理避讓和技術革新，還能收到極其良好的節(jié)能效果和經濟效益。下面筆者將根據(jù)自身的研究對其進行探索。

就近沸點進料工藝以及沸點進料工藝框架而言，在進行設計以及計算的方面產生的影響還是有一些區(qū)別的。根據(jù)相關的文獻資料或者是實際的設計計算當中，我們可以得出一個結論就是因為進料自身的溫度比較低，所以存在著這樣一種情況，即醪塔進料板上正在沸騰著的醪液酒精濃度不斷增高。這種情況也對應這直接導致醪塔頂部導出的酒精蒸汽濃度同時增高。下面我們假設整體進料當中的的酒精含量可以達到5.54%（w）。但是進料的溫度我們也分別按照50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、93℃、93.5℃、93.8℃、94℃以及95℃來進行計算的話，其計算結果我們可以參考下面的表1.

通過這張表格我們可以知道的是：

首先，當進料溫度逐步降低的時候，進料板上因為會產生相當程度上的蒸汽凝結壓縮作用，會直接導致酒精濃度的大幅度升高。

第二點，進料溫度逐步升高的時候，進料板上的酒精濃度就會不斷降低，當溫度達到接近沸點或者是沸點的時候其濃度會變得更低。當溫度已經達到93.8℃的時候，進料的濃度和進料版的濃度幾乎達到了同一個數(shù)值。根據(jù)這一條我們可以知道，在高溫狀態(tài)下進行進料活動是完全可行的，同時這也是進行高效節(jié)能的主要方式之一。

第三點，在進行通過糟液的熱量進行第二次預熱的前提下，我們排出液體的溫度就可以大幅度下降，從原來的110℃至110℃，可以對大量的熱量進行節(jié)能回收并且充分利用。在這種情況下，當糟液進入到酒糟池的時候，常規(guī)情況下會大量出現(xiàn)的煙霧彌漫、高溫熱浪以及腐臭酸氣就會逐漸減少，對于環(huán)保的貢獻也是十分巨大的。

最后一點，就是當我們采取接近沸點的溫度或者是在直接達到沸點溫度的進料狀態(tài)下，我們在進行設計的時候就可以無視醪塔自身進料層上面所產生的增加濃度的情況和效應，當這個最大的變量消失之后我們就可以對整體的計算工作進行大規(guī)模的簡化，避免出現(xiàn)因為變量增加產生的大量計算誤差，保證生產效率和產品自身的準確性。

結論

本文對耦合塔的設計提出了自己的觀點，這種觀點對當前酒精生產的發(fā)展有著正面積極的意義。在文中，筆者突破了常規(guī)的限制，把醪塔和精塔從原有的分離式設計合并在了一起，這樣既節(jié)能又經濟，同時在降低損耗方面有著很關鍵的作用。同時本產品可以制作各種樣式的酒精比如燃料酒精，如果增加分子篩等等附件的話，甚至可以繼續(xù)制作無水酒精，節(jié)約能源，提高經濟效益。

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