關(guān)于酒精醪—精餾耦合型化工塔器的設(shè)計(jì)

摘要：隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的不斷進(jìn)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(guó)家的重要性正在不斷攀升，酒精蒸餾技術(shù)也在下很難過(guò)才能出不斷發(fā)展的態(tài)勢(shì)。酒精醪——精餾耦合性化工他主要是通過(guò)以下的兩個(gè)部分進(jìn)行耦合的：乙醇蒸餾機(jī)組常規(guī)型以及酒精蒸餾塔的蒸餾段這兩個(gè)大環(huán)節(jié)進(jìn)行構(gòu)建的。同時(shí)，基于沸點(diǎn)進(jìn)料框架下的低沸點(diǎn)物超前分離技術(shù)以及對(duì)應(yīng)的裝置可以把整個(gè)塔底的再沸器進(jìn)行一點(diǎn)進(jìn)氣處理作業(yè)并且進(jìn)行二次蒸汽的后續(xù)供應(yīng)以保證各個(gè)蒸餾塔繼續(xù)進(jìn)行加熱處理。所得到的氣凝液也可以進(jìn)行再次進(jìn)行利用，在這種循環(huán)的處理框架下，我們可以對(duì)整套流程構(gòu)建下的原料處理效果進(jìn)行節(jié)能化處理并且對(duì)產(chǎn)品自身的質(zhì)量進(jìn)行顯著的提升。

關(guān)鍵詞：酒精醪-精餾耦合;化工塔器;設(shè)計(jì)

酒精高純度蒸餾技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了一百多年，從1895年Barbet提出利用單塔構(gòu)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(jīng)發(fā)展的極其完善，生產(chǎn)酒精的質(zhì)量也很高。在這里，筆者結(jié)合“古為今用”的思路，對(duì)這套已經(jīng)更新改進(jìn)了上百年的系統(tǒng)提出了自己的設(shè)計(jì)見解，經(jīng)過(guò)科學(xué)研究和計(jì)算，對(duì)于酒精醪-精餾耦合型化工塔器的關(guān)鍵項(xiàng)目進(jìn)行了改造，使得整套酒精精餾的流程進(jìn)行了節(jié)能化的處理，并且對(duì)產(chǎn)品本身的質(zhì)量進(jìn)行了提高和構(gòu)架。礙于篇幅限制，整套流程所占據(jù)的完整內(nèi)容無(wú)法在這里表現(xiàn)出來(lái)，筆者將就其中的某些要點(diǎn)進(jìn)行分析，希望能夠拋磚引玉，和同行共勉。

1關(guān)于酒精醪-精餾耦合型化工塔器的整體框架構(gòu)建

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

這個(gè)蒸餾塔的總體框架構(gòu)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(duì)其進(jìn)行一分為二的處理構(gòu)架，也就是把整個(gè)精餾塔自身的進(jìn)料段之上的濃縮段進(jìn)行移植，放置于醪塔頂?shù)纳厦妫缓蠡隈詈隙嘶蛘呤沁^(guò)渡段的橋接成為復(fù)合塔，然后我們可以把醪塔的功能進(jìn)行變化，把它當(dāng)成整座精餾塔的脫水段或者被稱為耗竭段。在這種結(jié)構(gòu)之下，整套流程就可以優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、相輔相成，達(dá)到最優(yōu)配比。

2"相關(guān)技術(shù)參數(shù)的選定探討

2.1"塔徑的選定思路

針對(duì)塔徑的整體選定，我們一般從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析。

首先是塔形。歡呼話說(shuō)就是整個(gè)塔內(nèi)的塔盤性能構(gòu)建，一般來(lái)說(shuō)是指整個(gè)塔的單位面積內(nèi)所能承受的負(fù)荷量構(gòu)建。醪液的部分我們一般可以設(shè)定為10～20m3/（㎡·h），同時(shí)精餾的部分我們就可以設(shè)定為0.8～1.6t/（㎡·h）。在原始的構(gòu)建下，老師泡罩板的數(shù)值我們可以選擇略偏低，但是對(duì)于其他的塔板，比如說(shuō)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(gè)選擇都和塔徑有著直接的聯(lián)系。如果單位負(fù)荷數(shù)值相對(duì)較小的話，塔徑就會(huì)增大;反之，數(shù)值加大，塔徑就會(huì)變小。

其次是我們單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的物料量處理以及酒精產(chǎn)量的設(shè)計(jì)構(gòu)架。

第三點(diǎn)就是成熟的發(fā)酵醪液所含有的酒精含量高低構(gòu)建。一般來(lái)說(shuō)知道能達(dá)到6%～13%（V）這個(gè)區(qū)間就符合要求。

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

由于每個(gè)生產(chǎn)單位自身的生產(chǎn)因素都會(huì)有不同的要點(diǎn)，因此塔徑的大小也會(huì)產(chǎn)生各種變化，甚至有的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很大的差異。比如說(shuō)，盡管同樣都是年生產(chǎn)五萬(wàn)噸，但是如果自身的塔形比較不錯(cuò)并且技術(shù)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(dá)到2400mm左右。但是如果單位自身塔形以及技術(shù)參數(shù)數(shù)字相對(duì)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(dá)到2800mm左右。由于參數(shù)的不同，兩種情況下雙塔的對(duì)比差距可以達(dá)到600mm以及400mm。一般來(lái)說(shuō)，我們都可以通過(guò)計(jì)算來(lái)得出塔徑的具體數(shù)值，但是也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或者是配合比并且針對(duì)本單位的實(shí)踐進(jìn)行獲得。

2.2"進(jìn)料溫度的計(jì)算以及針對(duì)性選擇

醪塔自身的進(jìn)料溫度問題向來(lái)沒有得到過(guò)重視。根據(jù)傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，很多人認(rèn)為進(jìn)料的溫度絕對(duì)不能夠高于70℃，70℃似乎已經(jīng)成為了當(dāng)前無(wú)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(shù)改良的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所謂的70℃封鎖其實(shí)是可以規(guī)避的。并且如果能夠進(jìn)行合理避讓和技術(shù)革新，還能收到極其良好的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。下面筆者將根據(jù)自身的研究對(duì)其進(jìn)行探索。

就近沸點(diǎn)進(jìn)料工藝以及沸點(diǎn)進(jìn)料工藝框架而言，在進(jìn)行設(shè)計(jì)以及計(jì)算的方面產(chǎn)生的影響還是有一些區(qū)別的。根據(jù)相關(guān)的文獻(xiàn)資料或者是實(shí)際的設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)中，我們可以得出一個(gè)結(jié)論就是因?yàn)檫M(jìn)料自身的溫度比較低，所以存在著這樣一種情況，即醪塔進(jìn)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(duì)應(yīng)這直接導(dǎo)致醪塔頂部導(dǎo)出的酒精蒸汽濃度同時(shí)增高。下面我們假設(shè)整體進(jìn)料當(dāng)中的的酒精含量可以達(dá)到5.54%（w）。但是進(jìn)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(lái)進(jìn)行計(jì)算的話，其計(jì)算結(jié)果我們可以參考下面的表1.

通過(guò)這張表格我們可以知道的是：

首先，當(dāng)進(jìn)料溫度逐步降低的時(shí)候，進(jìn)料板上因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生相當(dāng)程度上的蒸汽凝結(jié)壓縮作用，會(huì)直接導(dǎo)致酒精濃度的大幅度升高。

第二點(diǎn)，進(jìn)料溫度逐步升高的時(shí)候，進(jìn)料板上的酒精濃度就會(huì)不斷降低，當(dāng)溫度達(dá)到接近沸點(diǎn)或者是沸點(diǎn)的時(shí)候其濃度會(huì)變得更低。當(dāng)溫度已經(jīng)達(dá)到93.8℃的時(shí)候，進(jìn)料的濃度和進(jìn)料版的濃度幾乎達(dá)到了同一個(gè)數(shù)值。根據(jù)這一條我們可以知道，在高溫狀態(tài)下進(jìn)行進(jìn)料活動(dòng)是完全可行的，同時(shí)這也是進(jìn)行高效節(jié)能的主要方式之一。

第三點(diǎn)，在進(jìn)行通過(guò)糟液的熱量進(jìn)行第二次預(yù)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(lái)的110℃至110℃，可以對(duì)大量的熱量進(jìn)行節(jié)能回收并且充分利用。在這種情況下，當(dāng)糟液進(jìn)入到酒糟池的時(shí)候，常規(guī)情況下會(huì)大量出現(xiàn)的煙霧彌漫、高溫?zé)崂艘约案羲釟饩蜁?huì)逐漸減少，對(duì)于環(huán)保的貢獻(xiàn)也是十分巨大的。

最后一點(diǎn)，就是當(dāng)我們采取接近沸點(diǎn)的溫度或者是在直接達(dá)到沸點(diǎn)溫度的進(jìn)料狀態(tài)下，我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候就可以無(wú)視醪塔自身進(jìn)料層上面所產(chǎn)生的增加濃度的情況和效應(yīng)，當(dāng)這個(gè)最大的變量消失之后我們就可以對(duì)整體的計(jì)算工作進(jìn)行大規(guī)模的簡(jiǎn)化，避免出現(xiàn)因?yàn)樽兞吭黾赢a(chǎn)生的大量計(jì)算誤差，保證生產(chǎn)效率和產(chǎn)品自身的準(zhǔn)確性。

結(jié)論

本文對(duì)耦合塔的設(shè)計(jì)提出了自己的觀點(diǎn)，這種觀點(diǎn)對(duì)當(dāng)前酒精生產(chǎn)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(shè)計(jì)合并在了一起，這樣既節(jié)能又經(jīng)濟(jì)，同時(shí)在降低損耗方面有著很關(guān)鍵的作用。同時(shí)本產(chǎn)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(wú)水酒精，節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益。

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