專利名稱：用太陽能生產乙醇的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及乙醇的生產，尤其涉及用太陽能作為能源生產乙醇的系統(tǒng)。
背景技術：
乙醇主要是用農作物加工而成的可再生能源。由于它可替代汽油而成為動力燃料，因此在石油日益緊缺的當今時代，人們越來越重視乙醇的生產，世界范圍內具有大規(guī)模發(fā)展的趨勢。在乙醇生產過程中，通常是將原料——即糧食作物進行發(fā)酵，之后對發(fā)酵液進行加熱，使之轉換為水蒸氣和乙醇蒸汽，從而將乙醇從發(fā)酵液中分離出來，再用后序的蒸餾、精餾工藝對乙醇進行處理后，即可獲得高純度乙醇。但傳統(tǒng)的加熱方法大多以煤、燃氣等不可再生的能源為燃料，根據(jù)相關資料顯示每生產一砘乙醇將消耗890公斤標準煤，使高純度乙醇的生產企業(yè)成為耗費能源的大戶。因此，耗能是制約高純度乙醇生產的首要因素。
生產乙醇的原料主要來自農作物，而農作物是一種可以每年種植，每年收獲的可再生資源，在能源、資源日趨緊缺，尤其是石油危機來臨的當今社會，大規(guī)模地發(fā)展乙醇產品，并使之能夠替代燃油產品，已成為當今世界普遍關注的焦點。但傳統(tǒng)的乙醇生產方法卻使得這樣一種可再生的能源生產，又去消耗大量的不可再生的能源——煤、燃氣，這種十分矛盾的局面該如何打破，這是世界各國所面臨的難題。
此外，大規(guī)模的乙醇生產需要大量的農田來種植農作物，這對于糧食農田已顯不足的地區(qū)來說，是難于實現(xiàn)的，故只有開發(fā)利用山區(qū)和邊遠地區(qū)閑置土地進行種植，才是發(fā)展乙醇生產的理想途徑。但由于傳統(tǒng)生產工藝是以煤或燃氣為能源的，其生產基地必須建在交通運輸非常方便的地區(qū)，為避免遠距離原料運輸導致的高額運輸成本，只有在交通延線建立原料基地，不可避免地將大量占用產糧區(qū)的土地，這樣，勢必引發(fā)乙醇生產與糧食生產競爭土地的矛盾。但若建在山區(qū)和邊遠地區(qū)生產，雖可解決與糧食競爭土地的矛盾，但由于沒有燃料及能源的來源而變?yōu)椴豢尚小?br>
發(fā)明內容
為解決燃油緊缺并克服現(xiàn)有乙醇生產存在的能源消耗大及與糧食爭土地等不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用太陽能生產乙醇的系統(tǒng)，以期用太陽能代替不可再生的能源——煤或燃氣，使乙醇生產不再消耗這些不可再生的能源。
本發(fā)明通過下列技術方案實現(xiàn)一種用太陽能生產乙醇的系統(tǒng)，包括太陽能熱水器，發(fā)酵罐以及依次與發(fā)酵罐相接的粗蒸餾器和精蒸餾器/塔，其特征在于它還包括設于發(fā)酵罐和粗蒸餾器之間的太陽能加熱器，用于對發(fā)酵罐送出的發(fā)酵液進行預加熱，以便向粗蒸餾器輸送熱的發(fā)酵液，從而加速乙醇蒸餾，節(jié)約蒸餾能源；分別與太陽能熱水器、發(fā)酵罐和粗蒸餾器相接的蒸汽爐，該蒸汽爐的發(fā)熱器與太陽能發(fā)電機電連接，用太陽能發(fā)電機提供的電能使蒸汽爐產生蒸汽后，向發(fā)酵罐、粗蒸餾器提供熱能，完成乙醇的粗蒸餾；通過控制閥與粗蒸餾器相連的冷卻器和儲藏器，用于將粗蒸餾的乙醇冷卻后儲存，以待集中精餾；與儲藏器相連的太陽能加熱器，與該太陽能加熱器相接的乙醇加熱器，與乙醇加熱器發(fā)熱件電連接的太陽能發(fā)電機，以及與乙醇加熱器出料口相連的精餾器/塔，用于完成乙醇的精餾；或者通過控制閥與粗蒸餾器相連的乙醇加熱器，與該乙醇加熱器發(fā)熱件電連接的太陽能發(fā)電機，以及與乙醇加熱器出料口相連的精餾器/塔，用于完成乙醇的精餾。
所述太陽能加熱器由其上設有出口的上總管，其上設有進口的下總管，分別與上、下總管連通的吸熱管排構成，以便發(fā)酵液經(jīng)進口進入下總管，再進入吸熱管排內吸收太陽能而被加熱后自動進入上總管，經(jīng)出口送入粗蒸餾器中。
所述粗蒸餾器由其上設有進、出口的密閉罐體構成，其中進料口設于罐體中部，并通過管路與粗蒸餾器出料口相連，出料口設于罐體頂部，并與管路連通，蒸汽入口設有蒸汽管，蒸汽管與蒸汽爐連通，用于完成乙醇的粗蒸餾。
所述蒸汽爐由其上設有進、出口，其內設有發(fā)熱器的密閉殼體構成，其中進水口設于殼體中部，并通過管路與太陽能熱水器相連，出汽口設于殼體頂部，并與蒸汽管相連，發(fā)熱器設于殼內底部，并通過導線與太陽能發(fā)電機電連接，用于加熱殼體內的水，并使之產生蒸汽。
所述乙醇加熱器由其上設有進、出口，其內設有發(fā)熱器的密閉殼體構成，其中進料口通過管路與粗蒸餾器出料口或者與太陽能加熱器出料口相連，出料口通過管路與精蒸餾器/塔進料口相連，發(fā)熱器設于殼內底部，并通過導線與太陽能發(fā)電機電連接，用于對粗蒸餾的乙醇進行加熱。
所述太陽能熱水器、冷卻器、儲罐、精蒸餾器/塔及太陽能發(fā)電機均為市售產品。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點和效果采用本發(fā)明提供的太陽能乙醇生產系統(tǒng)，除太陽能外，不再消耗其它能源，可從根本上減少或消除乙醇生產對不可再生能源——煤、燃氣的依賴，既可使“不可再生能源”不被過度開采，又可就地取能，充分利用太陽能進行乙醇生產，從而使乙醇的生產在山區(qū)和邊遠地區(qū)就可完成，從解決了乙醇生產存在的“能源消耗大”及“與糧食爭土地”的矛盾，使乙醇燃料生產實現(xiàn)規(guī)模化、產業(yè)化的持續(xù)發(fā)展。由于本發(fā)明采用了太陽能熱水器和太陽能集熱器，分別提供熱水和對相關物料進行預加熱，從而降低了系統(tǒng)對電能的消耗，達到了減小太陽能發(fā)電機容量的目的，從而降低了設備的制造成本，本發(fā)明提供的太陽能乙醇生產系統(tǒng)，除不消耗其它能源外，還具有生產周期短，工作效率高，乙醇產量大，純度高等優(yōu)點，適合在太陽能光照長的地區(qū)推廣應用。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)示意圖；圖2為太陽能加熱器結構示意圖；圖3為粗蒸餾器結構示意圖；圖4為蒸汽爐結構示意圖；圖5為乙醇加熱器結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步描述，但本發(fā)明的內容并不局限于此。
1為市售的平板式或真空管太陽能熱水器，2為市售的發(fā)酵罐，該發(fā)酵罐的入口21通過管路12與太陽能熱水器1相連，以便利用太陽能加熱后的熱水進行發(fā)酵，加快發(fā)酵過程，縮短發(fā)酵時間，3為太陽能加熱器，由其上設有出口32的上總管31，其上設有進口35的下總管34，分別與上、下總管連通的吸熱管排33構成，出口32通過管路12與粗蒸餾器4的進料口41相連，進口35通過管路12與發(fā)酵罐的出口22相連，如圖1、圖2，用于對來自發(fā)酵罐2的發(fā)酵液進行預加熱，粗蒸餾器4為一密閉罐體，其中部設有進料口41，并通過管路12與太陽能加熱器出口32相連，其頂部設有出料口42，并通過管路12及三通13分別與冷卻器10入口和乙醇加熱器6的入口61相連，粗蒸餾器4的頂部還設有蒸汽入口43，并通過蒸汽管44與蒸汽爐5的蒸汽出口52連通，如圖1、圖3，蒸汽爐5為一密閉殼體，其進水口51設于殼體中部，并通過管路12與太陽能熱水器1相連，以便向蒸汽爐提供熱水，以提高工作效率，節(jié)約加熱時間，其出汽口52設于殼體頂部，并與蒸汽管44相連，發(fā)熱器53設于殼內底部，并通過導線14及電源控制器9(市售產品)與太陽能發(fā)電機8(市售產品)電連接，如圖1、圖4，用于加熱其內的水，并使之產生蒸汽，以完成乙醇的粗蒸餾，與粗蒸餾器4出口42相連的冷卻器10的出口通過管路12與儲藏罐11入口相連，以便粗蒸餾的乙醇經(jīng)冷卻器冷卻后儲存到儲罐中，以待集中精蒸餾，至此可實現(xiàn)家庭式乙醇粗提，送至集中精蒸餾的點或廠后，再進行精包涵餾。6為乙醇加熱器，為一密閉殼體，其進料口(同時也是出料口)61通過管路12及三通13與粗蒸餾器4的出料口42相連，另一進料口62與太陽能加熱器3的出料口32相連，太陽能加熱器3的進料口35與儲藏罐11的出料口相連，乙醇加熱器6的出料口61通過管路12與精蒸餾塔7進料口71相連，發(fā)熱器64設于殼內底部，并通過導線14及電源控制器9與太陽能發(fā)電機8電連接，用于對粗蒸餾的乙醇進行加熱，產生的乙醇蒸汽經(jīng)出料口61、管路12、精蒸餾塔7的入口71，送入精蒸餾塔7內，完成精餾，經(jīng)出口72即得高純度乙醇產品，精餾后的液體經(jīng)回流管73、入口63返回乙醇加熱器6中，如圖1、圖5。
權利要求
1.一種用太陽能生產乙醇的系統(tǒng)，包括太陽能熱水器，發(fā)酵罐以及依次與發(fā)酵罐相接的粗蒸餾器和精蒸餾器/塔，其特征在于它還包括設于發(fā)酵罐和粗蒸餾器之間的太陽能加熱器，用于對發(fā)酵罐送出的發(fā)酵液進行預加熱，以便向粗蒸餾器輸送熱的發(fā)酵液，從而加速乙醇蒸餾，節(jié)約蒸餾能源；分別與太陽能熱水器、發(fā)酵罐和粗蒸餾器相接的蒸汽爐，該蒸汽爐的發(fā)熱器與太陽能發(fā)電機電連接，用太陽能發(fā)電機提供的電能使蒸汽爐產生蒸汽后，向發(fā)酵罐、粗蒸餾器提供熱能，完成乙醇的粗蒸餾；通過控制閥與粗蒸餾器相連的冷卻器和儲藏器，用于將粗蒸餾的乙醇冷卻后儲存，以待集中精餾；與儲藏器相連的太陽能加熱器，與該太陽能加熱器相接的乙醇加熱器，與乙醇加熱器發(fā)熱件電連接的太陽能發(fā)電機，以及與乙醇加熱器出料口相連的精餾器/塔，用于完成乙醇的精餾；或者通過控制閥與粗蒸餾器相連的乙醇加熱器，與該乙醇加熱器發(fā)熱件電連接的太陽能發(fā)電機，以及與乙醇加熱器出料口相連的精餾器/塔，用于完成乙醇的精餾。
2.根據(jù)權利要求1所述的用太陽能生產乙醇的系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能加熱器由其上設有出口的上總管，其上設有進口的下總管，分別與上、下總管連通的吸熱管排構成，以便發(fā)酵液經(jīng)進口進入下總管，再進入吸熱管排內吸收太陽能而被加熱后自動進入上總管，經(jīng)出口送入粗蒸餾器中。
3.根據(jù)權利要求1所述的用太陽能生產乙醇的系統(tǒng)，其特征在于所述粗蒸餾器由其上設有進、出口的密閉罐體構成，其中進料口設于罐體中部，并通過管路與粗蒸餾器出料口相連，出料口設于罐體頂部，并與管路連通，蒸汽入口設有蒸汽管，蒸汽管與蒸汽爐連通，用于完成乙醇的粗蒸餾。
4.根據(jù)權利要求1所述的用太陽能生產乙醇的系統(tǒng)，其特征在于所述蒸汽爐由其上設有進、出口，其內設有發(fā)熱器的密閉殼體構成，其中進水口設于殼體中部，并通過管路與太陽能熱水器相連，出汽口設于殼體頂部，并與蒸汽管相連，發(fā)熱器設于殼內底部，并通過導線與太陽能發(fā)電機電連接，用于加熱殼體內的水，并使之產生蒸汽。
5.根據(jù)權利要求1所述的用太陽能生產乙醇的系統(tǒng)，其特征在于所述乙醇加熱器由其上設有進、出口，其內設有發(fā)熱器的密閉殼體構成，其中進料口通過管路與粗蒸餾器出料口或者與太陽能加熱器出料口相連，出料口通過管路與精蒸餾器/塔進料口相連，發(fā)熱器設于殼內底部，并通過導線與太陽能發(fā)電機電連接，用于對粗蒸餾的乙醇進行加熱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用太陽能生產乙醇的系統(tǒng)，一種用太陽能生產乙醇的系統(tǒng)，包括太陽能熱水器，發(fā)酵罐以及依次與發(fā)酵罐相接的粗蒸餾器和精蒸餾器/塔，其特征在于它還包括設于發(fā)酵罐和粗蒸餾器之間的太陽能加熱器，分別與太陽能熱水器、發(fā)酵罐和粗蒸餾器相接的蒸汽爐，通過控制閥與粗蒸餾器相連的冷卻器和儲藏器，與儲藏器相連的太陽能加熱器，與該太陽能加熱器相接的乙醇加熱器，與乙醇加熱器發(fā)熱件電連接的太陽能發(fā)電機，以及與乙醇加熱器出料口相連的精餾器/塔，本發(fā)明除太陽能外，不再消耗其它能源，可從根本上減少或消除乙醇生產對不可再生能源——煤、燃氣的依賴，使乙醇的生產在山區(qū)和邊遠地區(qū)就可完成，從而降低了設備的制造成本，本發(fā)明還具有生產周期短，工作效率高，乙醇產量大，純度高等優(yōu)點，適合在太陽能光照長的地區(qū)推廣應用。
文檔編號C12P7/06GK101020888SQ20071006572
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月19日 優(yōu)先權日2007年3月19日
發(fā)明者趙敏暉 申請人:趙敏暉