酒精厂工艺设计中的主要节能措施

原料类型的影响更加显著，具体如表1所示。表1不同原料酒精厂包含的工艺生产工段原料类型

工艺生产工段糖质原料 糖蜜储存、糖蜜稀释、发酵、蒸馆、酒精库、废液蒸发浓缩薯类原料

原料储存、粉碎、液化糖化、发酵、蒸傭、酒精库. 原料储存、粉碎、液化糖化、发酵、蒸馆、酒精库、酒糟分

介勿號科 离、酒糟蒸发浓缩、DDGS车间对于酒精厂的工程设计，可根据其包含的工艺生产 工段选择相应的工艺节能措施。图1五塔差压蒸憎热能利用流程1 差压蒸憎工艺特征。该工艺一共设置有三座蒸馆塔，其中脱醛塔、脱

差压蒸憎工艺是蒸馆工段普遍采用的节能措施，效 气塔和I粗憎塔采用气相通道串联，组成了一座组合塔，果显著，通常可分为双塔差压、三塔差压、四塔差压、 I精憎塔和II粗憾塔釆用气相通道串联，组成了另外一 五塔差压和三效热耦合蒸馅，其中以后两者的技术水平 座组合塔，II精憎塔则单独作为一座蒸憾塔。II精馆塔 为最高。采用0.8MPa的生蒸汽进行间接加热，塔顶的酒精蒸汽 l.i五塔差压蒸馅工艺作为二级热源用来加热II粗馆塔，I精僧塔塔顶的酒精 五塔差压蒸馆工艺适合以糖质、薯类或谷物为生产 蒸汽作为三级热源用来加热I粗馆塔。在该蒸馆工艺中， 原料的酒精厂，可以生产出优级或特优级食用酒精，该 生蒸汽仅用来加热II精憎塔，其热能得到了多次重复利 工艺具有适用面广、节能、产品质量优良的特点。在五 用，增加了能量利用梯度，使吨成品酒精的蒸憎汽耗降 塔差压蒸馆工艺中，仅精馆塔需要釆用0.8MPa的生蒸 低至1.4t左右，大幅降低了能耗。三效热耦合蒸傳热能 汽进行加热，精憎塔塔顶的酒精蒸汽作为二级热源加热 利用流程如图2所示。水洗塔和甲醇塔，水洗塔和甲醇塔塔顶的酒精蒸汽则作 为三级热源加热粗憎塔，粗傳塔塔顶的酒精蒸汽去往冷 2 余热回收利用凝器冷凝成为粗酒。杂质塔釆用生蒸汽冷凝水的闪蒸汽 2.1醪醪换热余热回收工艺进行加热，亦不消耗生蒸汽。在该蒸傳工艺中，生蒸汽 当采用薯类或谷物为生产原料时，原料经粉碎后与 的热能得到了多次重复利用，增加了能量利用梯度，使 热水混合成为粉浆，粉浆还需要经过液化。传统液化工

吨成品酒精的蒸馆汽耗降低至2.4〜2.5t,与传统常压 艺通常是釆用生蒸汽对609的粉浆进行喷射液化，使其 蒸憾工艺相比降低了 50%〜60%,节能效果显著。五 温度上升至100°C左右，然后进行保温2h,液化完成后 塔差压蒸憎热能利用流程如图1所示。利用真空闪蒸系统使其温度下降至60°C,二次闪蒸汽则 1.2三效热耦合蒸馅用循环冷却水进行冷凝。在该工艺中，一方面粉浆喷射 三效热耦合蒸馄工艺适合以薯类或谷物为原料生产 液化需要消耗大量生蒸汽，另一方面液化醪的闪蒸降温 燃料酒精（无水酒精）的酒精厂，具有高效节能的显著

又需要消耗大量循环冷却水，余热没有得到利用，存在

着较大的热能浪费。作者简介：赵常红（1985—）,男，本科，工程师，研究方向:

醪醪换热余热回收工艺是釆用100°C液化醪作为 轻工行业建设工程项目工艺研究。热源对粉浆进行预热，使粉浆的温度从60°C±升至( 2019年第18雨Engineering Design | 工程设计 | ・229・保温液化啖射液化86T林一d grIl塔一」

\\M \\ /H

精气培

6O'C»*塔

is图3解醪换热余热回收工艺0.8MP*A▲

賊<|窶35°C 如一擬：

>一级预热器込957C^W图2三效热耦合蒸馆热能利用流程86°C,再去往蒸汽喷射液化器。粉浆经喷射液化后温度

上升至100C,进行保温2h,液化完成后去往粉浆预热器。 液化醪从粉浆预热器出来后温度下降至75-C,再去往真 空闪蒸系统使其温度降低至60°Co该工艺回收利用了液 图4成熟醪预热工艺化醪的大量余热用来加热粉浆，不仅减少了生蒸汽消耗 量，同时也大幅降低了循环冷却水耗量，可使吨产品酒

3 废液五效蒸发工艺精的蒸汽耗量降低0.3t,节能效果显著。为使该工艺顺 当以糖蜜为生产原料时，成熟醪经粗憎塔蒸憎后剩 利运行，需要在粉浆制备时添加部分液化酶，并进行一 余的废液属于一种高浓度有机酸性废水，颜色多为棕色 定程度预液化，以降低粉浆粘度，还需要釆用宽通道的 或棕黑色，其化学需氧量(COD)为80000〜120000mg/L, 螺旋板式换热器，避免物料出现堵塞。醪醪换热余热回 生化需氧量(BOD)为40000〜60000mg/L, pH值为 收工艺如图3所示。4.0〜5.5。目前，对于这种废液比较成熟的处理工艺是 2.2成熟醪预热工艺先进行蒸发浓缩，将其锤度提高至60° BX,然后再进 成熟醪的最高温度只有35°C,而粗憎塔塔顶的操作 行制粉，外售或焚烧处理。温度一般都在65°C以上。由此可见，成熟醪在进入粗锢 为节省蒸汽消耗量，提高热能利用效率，废液的浓

塔前需进行预热。可采用粗馆塔塔顶的酒精蒸汽作为热

缩宜采用五效蒸发工艺。0.2MPa的生蒸汽用来加热一 源对成熟醪进行一级预热，使其温度上升至579,再釆 效蒸发罐，一效蒸发罐的汁汽则作为热源用来加热二效 用83C的酒糟作为热源对成熟醪进行二级预热，使其温 蒸发罐，二效蒸发罐的汁汽则作为热源用来加热三效蒸 度上升至659。成熟醪经过两级预热后，则去往粗憎塔 发罐，以此类推，五效蒸发罐的汁汽最终去往冷凝器和 进行蒸馆。成熟醪预热工艺如图4所示。真空系统。在该工艺中，仅一效蒸发罐需要消耗生蒸汽, 在成熟醪的两级预热过程中，利用的分别是酒精蒸 同时从一效蒸发罐和二效蒸发罐中抽取少量汁汽用于预 汽和酒糟的余热，没有消耗生蒸汽，同时还节约了循环 热废液，实现热能的高效利用，使蒸发吨水的生蒸汽消 冷却水消耗量，实现了最大程度的节能。耗量降低至0.27t左右。废液五效蒸发工艺如图5所示。.一效蒸发缁图5废液五效蒸发工艺•230- I 工程设计 I Engineering Design(2019年第18期)工程案例中，通常是通过改变自控阀的开启度来控制离 心泵出口的流量大小，而泵的转速保持不变。由于泵的 转速不变，当自控阀开启度较小时，会造成较大的管道 阻力损失，浪费电能，因此有必要釆用变频调速技术以

4

“冷凝器+真空泵”的真空系统在酒精生产的液化醪真空闪蒸系统和废液五效蒸发 工艺中均需要用到真空系统。传统的真空系统是采用水 喷射泵抽真空，即循环水泵从冷却塔下方的水池中抽取 循环冷却水，然后将水输送至水喷射泵，依靠水在喷嘴 处的高速射流将真空汽吸入，真空汽被水直接冷凝，从 而形成工艺生产所需的真空，水喷射泵排出的热水再由 循环水泵输送至冷却塔进行冷却降温。同“冷凝器+真空泵”的真空系统相比，传统真空 系统具有抽真空速度快的优点，但也具有很明显的缺点， 比如水喷射泵的效率较低，需要保持较高的循环水流量， 这就需要配备两台大功率的循环水泵，导致整个系统的 电耗较高。另外，真空汽与循环冷却水直接接触冷凝， 真空汽中通常夹杂有少量物料，这会导致循环冷却水被 污染，需补充大量新鲜水，增加了污水排放量。“冷凝 器+真空泵”的真空系统采用间壁式冷凝器，具有节省 电耗，方便回收冷凝液和不污染循环冷却水的优点，应 当优先釆用。真空系统的比较如图6所示。5

节省电能。离心泵变频控制方案如图7所示。变频调速技术即是通过变频器来改变离心泵的转 速，从而改变了离心泵的特性曲线，以达到控制系统设 定的流量、液位或压力值。该技术最大程度利用了电能， 避免了不必要的能源浪费，节能效果显著。6 结束语综上所述，酒精厂的工艺节能措施是丰富而多样的， 节能效果是显而易见的。在实际的工程设计中，应根据 酒精厂的原料类型和产品品质，优先选用上述相应的节 能措施，以达到节能降耗，降低生产成本的目的，同时 也体现了工艺选择的优越性，工程设计的先进性。参考文献：离心泵变频调速在酒精厂中，需要使用到大量的离心泵。随着工业 自动化程度的提高，需要对离心泵的流量进行实时控制， 以便维持工艺生产所需要的流量、液位或压力。在以往

[1] 孙朋朋，王君高，刘明明，等.酒精蒸馆技术的进步与节能

减排[J].齐鲁工业大学学报,2013(4) :42-44.[2] 章克昌.酒精与蒸馆酒工艺学[M].北京：中国轻工业出版

社,2002.[3] 许开天.酒精蒸馅技术[M].北京：中国轻工业出版社,200&图7离心泵变频控制方案