糖蜜原料优级酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置及工艺

周宏才

摘要：本发明是一种糖蜜原料优级食用酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置及工艺，包括一套有粗馏塔、水洗塔、甲醇塔、精馏塔、回收塔的优级酒精蒸馏装置和两级多效真空蒸发浓缩装置。通过发酵来的成熟醪经过粗馏塔、水洗塔、甲醇塔、回收塔和精馏塔浓缩提浓后可得到优级甚至特优级的食用酒精，粗馏塔废醪要按顺序经过两级多效真空蒸发浓缩，并将粗馏塔塔顶的酒汽引到第一级多效真空蒸发浓缩装置中，把它作为第一级一效蒸发用热源。第二级多效真空蒸发浓缩装置中的蒸汽汽凝水引到醪液预热器，预热醪液进料。实现蒸馏过程与废液蒸发浓缩过程的能量相互利用，从而降低糖蜜原料生产优级酒精的蒸馏和废液浓缩处理的蒸汽和冷却水的能量消耗，采用两级多效蒸发的方式，可以有效延长设备的解构周期，有益于检测维修。

一、糖蜜原料优级酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置及工艺的技术发展

（一）技术领域

本发明涉及蒸馏和浓缩领域等相关领域，特别是涉及到一种以糖蜜为原料生产优级酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置及工艺。

（二）背景技术

用糖蜜为原材料生产酒精所产生的废液中的有机污染物含量高，COD含量大约为80000-120000mg/L，如果直接排放会污染环境。目前以糖蜜为原料生产优级精的生产工艺中，优级酒精蒸馏部分和废醪液处理部分各自独立，无能流间的相互匹配。

糖蜜原料优级酒精蒸馏部分通常是会采用常规的四塔、五塔、六塔等通过差压蒸馏的方法来生产出不同规格的优级和特优级酒精。

糖蜜原料优级酒精废液处理部分的主要方法有：原液农田灌溉法、厌氧处理+农田灌溉法、厌氧处理+好氧处理+物化法、浓缩燃烧法等。其中：原液农田灌溉法对产生的废液不做任何处理，直接用于灌溉农田。这种方法的成本低，方便直接，但是如果长期使用会使农田酸化。厌氧处理+农田灌溉法是将酒精废醪液经过厌氧发酵后再用于灌溉农田。这种方法对于能够大面积耕种的农田最为适宜，但需要建立灌溉网络，需要足够大的池塘用于储存熟料，因此投资较大。厌氧处理+好氧处理+物化法可显著的降低废液中COD，BOD的含量，但对SO42-、Ca2+、Mg2+离子的处理效果并不是很好。浓缩燃烧法是把糖蜜酒精废液蒸发浓缩到60-70BX，然后把浓缩溶液送入锅炉中燃烧，燃烧的热能可以产生蒸汽用于发电，燃烧后的残渣富含钾盐可以用做钾肥。但蒸发酒糟废液需要大量的热量，需要寻找一种途径来降低能耗。

中国专利200810025622.4《糖蜜原料的酒精差压蒸馏和废液浓缩热耦合装置及工艺》公布了一种以糖蜜为原料生产普级酒精的差压蒸馏和废液浓缩热耦合装置及工艺，将粗馏塔塔顶的酒汽引至第一级多效真空蒸发浓缩装置中作为蒸发用热源能量，实现了普级酒精蒸馏过程和废液蒸发浓缩过程的能量相互匹配利用，节能效果十分明显。但是，在我国优级酒精生产工艺中，粗馏塔一般为负压，粗馏塔顶酒汽温度55～65℃，如果使用上述的装置和工艺就无法对蒸馏工段和废液蒸发浓缩工段进行能量的相互匹配。

二、技术发明内容

（一）改进当前糖蜜原料普级酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置及工艺

对目前的糖蜜原料普级酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置及工艺进行改进，发明一种以糖蜜为原料生产优级酒精的蒸馏工段及废液浓缩工段的热耦合装置及工艺，进而提高酒精产品的质量标准，同时也能够有效的处理废液，降低污染，减少能量损耗和水损耗。

在精馏塔顶部管道连接水洗塔再沸器和甲醇塔再沸器壳的侧入口，在水洗塔和甲醇塔顶部管道连接第一粗馏塔再沸器和第二粗馏塔再沸器壳的侧入口，回收塔顶部管道连接醪液一级预热器壳的侧入口，精馏塔再沸器壳侧出口管道连接汽凝水闪蒸罐入口，汽凝水闪蒸罐顶部气相管道与回收塔相连，汽凝水底部液相管道连接醪液二级预热器的一侧入口。粗馏塔底部管道连接废醪闪蒸罐入口，精馏塔底部管道连接废水闪蒸罐入口。

在本发明的装置中，在废液蒸发浓缩部分使用了两级多效真空蒸发浓缩装置，第一级中的真空蒸发浓缩装置以粗酒汽为蒸发器的热源，使用粗馏塔的酒汽可以减少直接蒸汽和循环冷却水的消耗，能够实现能量的合理利用；粗馏塔废醪闪蒸罐顶部管道连接上述一级二效蒸发器，可以回收利用闪蒸汽用作一级二效蒸发器的热源，进而降低系统蒸汽消耗；上述精馏塔废水闪蒸罐顶部管道连接所述的一级二效蒸发器，同样也可以回收利用闪蒸汽作为热源，从而降低系统能耗；第二级真空蒸发浓缩装置使用外界蒸汽将废液进一步浓缩到达到需要的浓度。通过蒸馏工段与蒸发工段的能量相互利用，整套装置蒸汽的消耗下降，从而使糖蜜原料生产优级酒精的酒精蒸馏和废液浓缩处理的蒸汽总消耗降到3.0到3.8吨/吨成品酒精，而当优级酒精蒸馏和废液浓缩独立运行时，蒸汽总消耗达4.2到5.0吨/吨成品酒精，通过蒸馏工段和废液浓缩工段的热耦合作用，蒸汽总消耗可节省30%到40%，节约冷却水的消耗约20吨/吨成品酒精。而且废液通过两级蒸发浓缩，还可以延长设备的使用周期，便于对设备的维修。

（二）糖蜜原料优级酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置的生产工艺

把来自发酵工段的成熟醪经过醪液一级预热器和醪液二级预热器预热后加入粗馏塔，粗馏塔顶部的粗酒汽进入一级一效蒸发器的壳侧冷凝，冷凝液经粗酒预热器预热后进入水洗塔然后进行水洗除杂，粗馏塔底部的废醪液进入废醪闪蒸罐；自水洗塔顶部来的酒汽进入第一粗馏塔再沸器壳侧冷凝，未冷凝酒汽在水洗塔冷凝器中经过循环冷却水进行冷凝，冷凝液分离出部分杂酒后回流进入水洗塔；水洗塔塔底出来的淡酒经过淡酒预热器预热后进入精馏塔浓缩除杂，自精馏塔顶部来的酒汽通过进入水洗塔再沸器和甲醇塔再沸器壳侧冷凝，没有冷凝的的酒汽可以进入精馏塔的冷凝器经循环冷却水冷凝，冷凝液回流到精馏塔的顶部，自精馏塔上部塔板采出半成品酒液进入甲醇塔，自精馏塔底部出来的废水预热淡酒后，部分进入水洗塔作为洗涤水，部分预热粗酒后进入废水闪蒸罐，闪蒸液进入废水处理系统进行处理；自甲醇塔顶部进来的酒汽进入第二粗馏塔在沸器壳侧冷凝，未冷凝酒汽进入甲醇塔冷凝器经循环冷却水冷凝，冷凝液采集部分工业酒精后回流至甲醇塔顶部，再从甲醇塔底部采出优级成品酒精，经成品冷却器冷却后送入成品罐区；自水洗塔回流、精馏塔中上部、等采出的杂酒进入回收塔，自回收塔顶部来的酒汽进入醪液一级预热器壳侧冷凝，未冷凝酒汽进入回收塔冷凝器经循环冷却水冷凝，冷凝液采出的部分工业酒精后回流至回收塔的顶部，自回收塔的中上部采出的富含杂醇油的杂酒，分离掉杂醇油后进入回收塔进行进一步浓缩，自回收塔底部来的废水向外排放。

总结

本发明是一种糖蜜原料优级食用酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置及工艺，实现蒸馏过程与废液蒸发浓缩过程的能量相互利用，从而降低糖蜜原料生产优级酒精的蒸馏和废液浓缩处理的蒸汽和冷却水的能量消耗，采用热耦合技术实现优级酒精蒸馏工段与废液蒸发浓缩工段的能量相互匹配，蒸汽总消耗降到3.0到3.8吨/吨成品酒精，而当优级酒精蒸馏和废液浓缩独立运行时，蒸汽总消耗达4.2到5.0吨/吨成品酒精，通过蒸馏工段和废液浓缩工段的热耦合作用，蒸汽总消耗可节省30%到40%，节约冷却水的消耗约20吨/吨成品酒精。而且废液通过两级蒸发浓缩，还可以延长设备的使用周期，便于对设备的维修。