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對于一個精餾塔來講,在進(jìn)料成分Z一定時,只要保持V/F和D/F一定(或者在F一定時保持D和V一定),這個塔的分離結(jié)果也就是產(chǎn)品成分y和x將被完全確定。而當(dāng)進(jìn)料成分變化時,為了保持產(chǎn)品成分不變,可以相應(yīng)調(diào)節(jié)D/F,以補(bǔ)償進(jìn)料成分變化的影響。塔內(nèi)上升蒸汽量V,在塔的提餾段是由再沸器加熱提供的,在塔的精餾段還受到進(jìn)料熱熔的影響。當(dāng)冷凝器冷卻量Q增加時,必然會使更多的氣相變?yōu)橐合?,從而降低了塔壓;同時使塔內(nèi)相同組分的平衡溫度下降,增加了再沸器兩側(cè)間的溫差,使再沸器提供的加熱量QH增加。正因如此,在進(jìn)料熱熔變化不大或可以忽略時,一般總把V的變化或V/F的變化,看作是由再沸器加熱量QH提供的。在多元精餾中,影響關(guān)系要復(fù)雜得多,當(dāng)進(jìn)料中某一組分的濃度變化時,必然使其他組分的濃度變化;于是可保持再沸器的蒸汽量一定,就相當(dāng)于塔內(nèi)上升蒸汽量V一定了。從而使頂部及底部產(chǎn)品中各組分的濃度發(fā)生變化。當(dāng)進(jìn)料中幾個組分濃度同時變化時,情況將更為復(fù)雜??朔@些擾動的控制手段卻只有靠D/F和V/F。此時僅有兩個關(guān)鍵組分可以控制,其余組分在產(chǎn)品中的分配情況主要由進(jìn)料濃度確定。
醪垢的形成
2.1發(fā)酵成熟醪成分
發(fā)酵成熟醪是一個復(fù)雜的多組分非均相混合液。它由水(75%%-90%%,w/w)、干物質(zhì)(4%%-10%%,w/w)、酒精及其它揮發(fā)性物質(zhì)(6%%-15%%,w/w)構(gòu)成。
2.2醪垢成分
醪垢的化學(xué)成分受各種條件影響很大。
分析結(jié)果表明,不同的原料產(chǎn)地、不同的前處理方法、不同的酒精生產(chǎn)工藝,醪垢的成分都不同。即便是同一工廠不同生產(chǎn)時期、不同部位醪垢成分也有一定差別。 醪垢的化學(xué)成分為碳酸鈣、碳酸鎂、磷 酸鈣、硫酸鈣、有機(jī)酸鈣、糖、糊精、蛋白質(zhì) 等,是由多種無機(jī)物、有機(jī)物構(gòu)成的,并以無機(jī)物為主。1.精餾塔中靜態(tài)關(guān)系的分析圖15為精餾塔的物料流程圖,可簡單地視其于為二元精餾。
2.3醪垢的成因
2.3.1 微溶或可溶物質(zhì)在蒸餾過程中達(dá) 到過飽和狀態(tài)而析出發(fā)酵成熟醪在蒸餾過程中沿塔板逐層 而下。相對揮發(fā)性大的物質(zhì)在醪塔內(nèi)沿塔板逐層上升,從頂部排出;2、連續(xù)式的配有預(yù)熱器,可以進(jìn)行連續(xù)式生產(chǎn),符合大批量生產(chǎn)的需要。干物質(zhì)和水,還有醇、酸、酯類等相對揮發(fā)性小的物質(zhì)沿塔 板逐層向下,微溶或可溶物質(zhì)濃度不斷增 加,當(dāng)其濃度超過其溶解度達(dá)到過飽和狀態(tài)后,便會在塔底再沸器的管壁及蒸餾塔塔盤和塔件表面析出。在蒸餾過程中首先析出的是溶解度較小的碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣等,而溶解度稍大一些的也逐漸被濃縮沉積,如硫酸鈣、有機(jī)酸鈣等。
發(fā)酵成熟醪中的不溶性懸浮物質(zhì),如酵母菌體、纖維、淀粉及析出的無機(jī)鹽形成晶 核,加速了處于飽和狀態(tài)下的無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、糖、糊精、可溶性蛋白質(zhì)等的析出。眾所周知,國內(nèi)大部分酒精廠采用了離心清液回配技術(shù)。離心清液的回配進(jìn)一步提高了發(fā)酵成熟醪中干物質(zhì)含量,加劇了微溶或可溶物質(zhì)在醪液輸送、換熱、蒸餾過程中的析出和結(jié)垢概率。在多元精餾中,影響關(guān)系要復(fù)雜得多,當(dāng)進(jìn)料中某一組分的濃度變化時,必然使其他組分的濃度變化。
精餾流程和塔型的選擇
乙醇和水混合料經(jīng)預(yù)熱器加熱至泡點后,送至精餾塔,塔頂采用全凝器冷凝后,一部分作回流,其余為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送貯槽,塔釜采用直接蒸汽供熱,塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至貯槽,流程圖如下圖: 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù),若按每天開動設(shè)備24小時計算,產(chǎn)品流量為1.67t/h,由于產(chǎn)品粘度較小,流量較大,為減少造價,降低生產(chǎn)過程中壓降和塔板液面落差的影響,提高生產(chǎn)效率,選用浮閥塔。 塔設(shè)備的高度與直徑之比,因情況不同,差別很大,塔外殼用鋼板焊制,也可用鑄鐵鑄造,每層塔板為一節(jié),并用法蘭連接。 塔體材料和踏板材料均選用TiNiCr918,因這種不銹鋼具有高的強(qiáng)度極限,較低的屈服極限,的塑性和韌性,他的焊接性能和冷彎成形等工藝性也很好,是目前制造容器、塔的廣泛的一類不銹鋼,又因為這種鋼在乙醇介質(zhì)中有很好的耐腐蝕性,所以選用TiNiCr918。二是由于混合組分的沸點和壓力間存在一定的關(guān)系,而塔板的溫度間接反映了物料的成分。
酒精精餾塔
用途:本設(shè)備適用于酒精、、丙1酮等有機(jī)溶1劑的回收提純。
概述:
1、 本設(shè)備有間歇式和連續(xù)式兩種形式,主要由塔釜、塔身、冷凝器、平衡罐、流量計等部件組成。
2、 連續(xù)式的配有預(yù)熱器,可以進(jìn)行連續(xù)式生產(chǎn),符合大批量生產(chǎn)的需要。
3、 針對醫(yī)院、科研單位等,專門設(shè)計了小型回收塔,用于小劑量生產(chǎn)和實驗。
4、 可以將濃度10%以下的稀酒精、、丙1酮等有機(jī)溶1劑提純到90-95%,且剩余殘液的濃度<1%。對于濃度10%以上的稀溶液,效果更佳。
5、 可配置PLC控制系統(tǒng),對溫度、流量、濃度等參數(shù)實現(xiàn)自動控制,提高生產(chǎn)效率。
主要技術(shù)參數(shù):
參數(shù)/型號JS-200JS-300JS-400JS-500JS-600JS-800
蒸餾釜容積(L)90011001600200025003200
塔身高度(mm)550070007000750075007500
回收能力(kg/h)45-6090-100150-160280-300420-450600-630
冷凝面積(m2)4916253656
冷卻面積(m2)11.63334.5
蒸汽壓力(MPa)<0.1
外形尺寸(m)2.9*1.5*9.53.3*1.6*114.6*1.8*11.74.8*2.1*12.65*2.2*12.65.5*2.2*13.8