酒精蒸餾生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)探析

曹婉瑜 薛 寶

(1.河南天冠燃料乙醇有限公司，河南 南陽(yáng) 473000;2.河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司，河南 南陽(yáng) 473000)

0 引言

目前，我國(guó)大多數(shù)酒精生產(chǎn)行業(yè)，都采用手工蒸餾操作的方法生產(chǎn)，在酒精生產(chǎn)的過程中，蒸餾既是最重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是整個(gè)生產(chǎn)過程中能量消耗最多的環(huán)節(jié)。因此，采用節(jié)能技術(shù)生產(chǎn)酒精蒸餾，不僅有利于酒精生產(chǎn)企業(yè)降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展策略，還能夠在滿足合格酒精產(chǎn)品的要求上，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制的需求。因此，酒精生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)積極探索節(jié)能控制的方法與手段，只有這樣才能提升酒精行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并為酒精市場(chǎng)開拓出一片新的天地。

1 傳統(tǒng)酒精蒸餾生產(chǎn)耗能狀況

1.1 傳統(tǒng)的直接發(fā)酵法

以往生產(chǎn)酒精采用傳統(tǒng)的發(fā)酵法，將木薯、玉米、紅薯等原料蒸煮使其糊化，在里面加入淀粉酶進(jìn)行糖化和液化，再加入酵母這三個(gè)工段(粉碎蒸煮、發(fā)酵、蒸餾工段)，就可以轉(zhuǎn)化為酒精。隨著世界能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，越來越多的國(guó)家開始進(jìn)行了酒精蒸餾生產(chǎn)的節(jié)能技術(shù)研究，人們發(fā)現(xiàn)，使用傳統(tǒng)的蒸煮淀粉方法非常耗費(fèi)能量，以糖質(zhì)為原料的過程有發(fā)酵工段和蒸餾工段，耗能約占整個(gè)酒精生產(chǎn)過程中能量的三分之一，尤其是蒸煮工段和蒸餾工段，耗能占60% ～70%之間，因此，人們開始研究用生淀粉直接完成酒精發(fā)酵。

1.2 傳統(tǒng)發(fā)酵法生產(chǎn)酒精的耗能情況

傳統(tǒng)的原料直接進(jìn)行蒸煮，很難被糖化，主要有兩方面的原因：一是因?yàn)橹参镏械纳矸奂?xì)胞壁非常堅(jiān)硬，在發(fā)酵過程中很難被破壞掉;二是因?yàn)樯矸壑械姆肿影凑辗浅Ｒ?guī)則的順序進(jìn)行排列，其組合成為了高度結(jié)晶化的狀態(tài)，也叫β-淀粉。這兩種原因結(jié)合在一起，就導(dǎo)致了原料直接進(jìn)行發(fā)酵過程是非常不容易發(fā)生糖化的。因此，對(duì)原料進(jìn)行蒸煮，植物里的生淀粉就會(huì)因?yàn)榧訜岫兂珊矸?，也叫?淀粉，這樣就使原料的糖化發(fā)酵更加簡(jiǎn)單。況且加熱過程也可以起到殺菌的作用，讓發(fā)酵出的酒精更加安全、健康，符合國(guó)家規(guī)定酒精標(biāo)準(zhǔn)。

2 酒精蒸餾生產(chǎn)的節(jié)能技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)原料的直接糖化，節(jié)約能源，目前主要采用酒精蒸餾生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)來減少酒精蒸餾生產(chǎn)過程中的能耗現(xiàn)狀，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.1 調(diào)節(jié)最佳回流比，節(jié)約熱能

回流比的大小直接關(guān)系到酒精蒸餾過程中熱量的耗損多少，它是蒸餾過程中的重要參數(shù)。把回流比調(diào)節(jié)到最佳，就可以在同種分離結(jié)果的情況下，節(jié)省約百分之二十的能量耗損。在實(shí)際操作中，如果塔板數(shù)是固定值，那么回流比和產(chǎn)品的純度為正比，而且回流比大大決定了蒸餾過程中需要的熱能。

2.2 回收利用再沸器，節(jié)約蒸氣

蒸餾過程中，由于塔內(nèi)溫度較高，流出的水如果沒有進(jìn)行汽水分離，那么就會(huì)造成水的浪費(fèi)。用閃蒸罐進(jìn)行汽水分離，再進(jìn)入蒸餾塔進(jìn)行加熱和發(fā)酵，可以節(jié)約蒸氣，減少熱量的排出。

2.3 液相過塔改為氣相過塔，節(jié)約熱能和冷卻水

一般進(jìn)行酒精蒸餾都采用液相過塔蒸餾，這樣可以盡可能多的排除雜質(zhì)，使生產(chǎn)出的酒精產(chǎn)品可以達(dá)到國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。但三塔蒸餾需要經(jīng)過三次的冷凝來進(jìn)行雜質(zhì)的排除，這樣就造成了很多的熱能和冷卻水的浪費(fèi)。因此，把蒸餾過程中的液相過塔改為氣相過塔(半直接三塔蒸餾工藝)，不以冷凝形式而采用氣相，將酒氣直接送入塔中再進(jìn)行加熱，這樣可以節(jié)約三分之一的冷卻水和四分之一的蒸餾用氣。這樣可以達(dá)到更好的節(jié)能效果，并且生產(chǎn)出符合國(guó)家要求的食用酒精。

2.4 采用差壓蒸餾，提高能量使用率

差壓蒸餾也叫多次蒸餾，是在2個(gè)或2個(gè)以上的塔中對(duì)蒸氣的熱量進(jìn)行重復(fù)利用。各塔的壓力不同，高壓的塔內(nèi)冷凝溫度高于低壓塔，利用冷熱之間過剩的溫差，減少了有效能的損失，并充分利用了能量，提高了能量的使用效率，節(jié)能效果可在原有基礎(chǔ)上提高很多，甚至將近一半。

2.5 回收廢液中的潛熱，減少能量損耗

蒸餾過程中不可避免的產(chǎn)生較多的高溫廢液，將這些廢液進(jìn)行回收利用，也可以降低能耗，節(jié)約成本。使用閃蒸罐將廢液中的低溫蒸氣回收至雜醇油中用作蒸餾蒸氣，基本可以滿足雜醇油的蒸氣量需求，不用進(jìn)行補(bǔ)充，這樣大大減少了能耗的損失，并提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在酒精蒸餾的生產(chǎn)過程中，采取改造蒸餾工藝技術(shù)和更新生產(chǎn)設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能生產(chǎn)的重要途徑。只有提高蒸餾的余熱利用率，才能有效的減少蒸氣與水資源的使用率。更新生產(chǎn)設(shè)備，對(duì)蒸餾過程進(jìn)行全方位的系統(tǒng)改造，使生產(chǎn)過程更加透明化、精準(zhǔn)化，能夠更好、更方便地控制蒸餾參數(shù)，并保證整個(gè)生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和節(jié)能性。因此，只有采取改造蒸餾工藝技術(shù)和更新生產(chǎn)設(shè)備的手段，才能達(dá)到高效率的生產(chǎn)和節(jié)能消耗的作用。

［1］李娟娟，陸恩錫，張翼.無冷凝器及再沸器的熱集成蒸餾塔技術(shù)進(jìn)展［J］.化學(xué)工程.2009(09)

［2］李熾章，瞿谷仁.分離技術(shù)進(jìn)展(Ⅱ)第二章蒸餾過程進(jìn)展［J］.石油化工.2010(04)

［3］錢伯章.石化塔器節(jié)能技術(shù)進(jìn)展［J］.石油和化工節(jié)能.2010(06)

［4］伍昭化，陳永紅.一種新型蒸餾節(jié)能技術(shù)——復(fù)合蒸餾［J］.節(jié)能.2009(02)