專利名稱：多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固態(tài)蒸餾設(shè)備，特別是一種多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔。
背景技術(shù)：
固態(tài)蒸餾多見于從發(fā)酵后的固體物料中提取酒精，固態(tài)蒸餾所采用的裝置均為典型的、傳統(tǒng)型蒸餾甑桶，甑桶底部通入高壓蒸汽，甑桶頂部收集含有酒精的蒸汽，并經(jīng)過冷凝裝置進行冷凝，成為初級酒精產(chǎn)品。目前，使用甑桶進行蒸餾的蒸餾工藝均為間歇式操作，一次僅能定量處理一批物料，待物料完成本次蒸餾后需要從甑桶內(nèi)取出，然后才可進行下一批物料的蒸餾處理，因此，甑桶蒸餾方式存在以下缺陷1、由于無法實現(xiàn)連續(xù)蒸餾，因此現(xiàn)有的蒸餾工藝存在處理量小、自動化程度低、加工效率低、勞動強度大、產(chǎn)率低等缺點； 2、由于甑桶蒸餾屬于間歇式蒸餾工藝，因此蒸餾所得產(chǎn)物濃度不穩(wěn)定，無法滿足工業(yè)化大批量生產(chǎn)的連續(xù)式蒸餾工藝需求；3、物料在甑桶內(nèi)蒸餾時基本處于靜止狀態(tài)，不具有流動性，因此同樣會對傳熱傳質(zhì)及蒸餾效果產(chǎn)生一定不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理，使用方便，自動化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)蒸餾，蒸餾處理量大、效率高，蒸餾后產(chǎn)物穩(wěn)定且產(chǎn)率高的多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔，包括塔體及該塔體頂部的混合蒸氣出口、塔體上部側(cè)壁的進料口、塔體下部側(cè)壁的過熱蒸汽進口、塔體底部的料渣出口和清洗液出口，其特征在于在進料口和料渣出口之間的塔體內(nèi)壁上間隔交錯安裝一組與水平面夾角可調(diào)的氣體分布板，在每一氣體分布板上有多個蒸汽氣孔，在對應(yīng)每個氣體分布板底端側(cè)邊的塔體上均安裝一個物料下料控制裝置。而且，所述的每個氣體分布板與水平面的傾斜夾角均可調(diào)，該夾角為0 60度。而且，所述的物料下料控制裝置為下料器或下料流量調(diào)節(jié)器。而且，所述的下料器為旋轉(zhuǎn)卸料閥，該旋轉(zhuǎn)卸料閥安裝在固定軸上，固定軸安裝在塔體上，其高度與蒸汽分布板底部相平。而且，所述的下料流量調(diào)節(jié)器包括轉(zhuǎn)軸和一個流量調(diào)節(jié)板，流量調(diào)節(jié)板安裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸安裝在塔體上，其高度與蒸汽分布板底部相平。而且，所述的塔體外部安裝一夾套，該夾套上有夾套過熱蒸汽進口和夾套過熱蒸汽出口。而且，所述在蒸餾塔夾套外部包裹有固體保溫層。而且，所述的塔體的進料口處安裝一螺旋加料器，該螺旋加料器的螺桿為空心螺桿，空心螺桿內(nèi)部設(shè)置電加熱裝置或通入過熱蒸汽。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為
1、本蒸餾塔的塔體內(nèi)壁交錯安裝多層與水平面夾角可調(diào)的氣體分布板，該氣體分布板將蒸餾塔內(nèi)部自上至下分隔開來，固體發(fā)酵物經(jīng)過螺旋加料器進入蒸餾塔的頂層分布板上，在具有一定傾斜角度的氣體分布板上與上行蒸汽進行傳質(zhì)傳熱，同時發(fā)酵料處于流態(tài)化或間歇流態(tài)化狀態(tài)，傳熱傳質(zhì)強度大大增加，揮發(fā)性物質(zhì)如乙醇等蒸氣從發(fā)酵物中被蒸出，且被上行蒸汽夾帶，使蒸汽中乙醇的濃度增加，并在每層分布板上方的流化床頂部基本達到相平衡。接著，發(fā)酵料移動至下面的傾斜分布板，進一步進行熱質(zhì)傳遞，乙醇從固形物中被蒸餾出來。通過過熱蒸汽與物料的逆流熱質(zhì)傳遞過程，不斷的提高水蒸汽中乙醇濃度，發(fā)酵物中的乙醇含量逐步下降，因此使用本蒸餾塔可以實現(xiàn)連續(xù)蒸餾，從而增大了處理量，提高了自動化程度，減輕了勞動強度，提高了加工效率以及產(chǎn)品的產(chǎn)量。2、由于本蒸餾塔能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，因此蒸餾所得產(chǎn)物濃度穩(wěn)定，能夠滿足工業(yè)化大批量生產(chǎn)的連續(xù)式蒸餾工藝需求。3、采用本發(fā)明裝置進行蒸餾時，發(fā)酵物料在蒸餾過程中始終處于流態(tài)化或間歇流態(tài)化狀態(tài)，因此熱、質(zhì)交換強度極大增加，保證了蒸餾效果，并提高了蒸餾效率。4、本蒸餾塔針對不同物料采用不同角度的氣體分布板設(shè)計，有效的提高物料的流化性；并根據(jù)操作的要求實時控制旋轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)速或流量調(diào)節(jié)板的角度，能有效的控制物料在蒸餾塔內(nèi)的停留時間，具有操作靈活性。5、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，處理量大，自動化程度高，其內(nèi)置的多層氣體分布板使得蒸餾過程中發(fā)酵料處于流態(tài)化或間歇流態(tài)化狀態(tài)，實現(xiàn)了快速、高效的連續(xù)蒸餾工藝，是現(xiàn)有固態(tài)蒸餾塔的更新?lián)Q代設(shè)備。


圖1是本發(fā)明的主視圖(剖視)；圖2是圖1的A部放大圖；圖3是圖1的B部放大圖。蒸餾塔組成部分混合蒸氣出口 1、夾套2、夾套過熱蒸汽出口 3、物料流化段4、下料器5、氣體分布板6、相平衡區(qū)7、分布板蒸汽氣孔8、下料流量調(diào)節(jié)器9、過熱蒸汽進口 10、 料渣出口 11、清洗液出口 12、夾套過熱蒸汽進口 13、螺旋加料器14、進料口 15、塔體16、固定軸17、旋轉(zhuǎn)卸料閥18、轉(zhuǎn)軸19、流量調(diào)節(jié)板20，固體保溫層21。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。一種多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔，包括一矩形的塔體16，塔體的內(nèi)部為蒸餾腔室， 在塔體的頂部有廢蒸汽和乙醇蒸氣的混合蒸氣出口 1，塔體的上部側(cè)壁制有進料口 15，在塔體下部的側(cè)壁制有過熱蒸汽進口 10，塔體的底部制有料渣出口 11和清洗液出口 12，這些混合蒸氣出口、進料口、過熱蒸汽進口、料渣出口及廢液出口均與蒸餾腔室相連通。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于在進料口和料渣出口之間的塔體內(nèi)壁上間隔交錯安裝一組與水平面夾角可調(diào)的氣體分布板6，每個氣體分布板與水平面之間的夾角均可調(diào)，其范圍通常是0 60度，具體設(shè)計角度根據(jù)蒸餾物料的安息角來確定。氣體分布板的數(shù)量不限，可根據(jù)塔體的高度以及物料的特性進行調(diào)節(jié)。氣體分布板為多孔板或風帽式分布板等結(jié)構(gòu)形式，在每個氣體分布板上均制有一組蒸汽氣孔8，該蒸汽氣孔的開孔方向為垂直或呈一定的角度。氣體分布板下層的過熱蒸汽可以通過蒸汽氣孔進入氣體分布板上方的物料流化段4，而氣體分布板上的物料則不能通過氣體分布板的蒸汽氣孔進入下一床層。在對應(yīng)每個氣體分布板底端側(cè)邊的塔體上均安裝一物料下料控制裝置，該物料下料控制裝置是下料器5或者下料流量調(diào)節(jié)器9，如圖2所示，下料器包括固定軸17和旋轉(zhuǎn)卸料閥18，該旋轉(zhuǎn)卸料閥安裝在固定軸上，固定軸安裝在塔體上，其高度與蒸汽分布板底部相平，其轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)；如圖3所示，下料流量調(diào)節(jié)器包括轉(zhuǎn)軸19和流量調(diào)節(jié)板20，流量調(diào)節(jié)板安裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸安裝在位于氣體分布板底端側(cè)邊的塔體上，其高度與蒸汽分布板底部相平，流量調(diào)節(jié)板與塔體內(nèi)壁之間的角度可以調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)下料器轉(zhuǎn)速或者下料流量調(diào)節(jié)器的角度可以控制物料的流量，從而控制氣體分布板上的料層厚度。在氣體分布板上方為物料流化段，發(fā)酵物在過熱蒸汽曳力的作用下處于流化狀態(tài)，發(fā)酵物與蒸汽的接觸表面在熱、質(zhì)傳遞過程中不斷更新，使顆粒與蒸汽接觸均勻，更好地實現(xiàn)二者間熱質(zhì)交換，基本可以達到同一氣體分布板上的物料相內(nèi)的乙醇含量均一的蒸餾效果；在氣體分布板下方和下一層的物料流化段的上方空間為相平衡區(qū)(平衡室)7，在平衡室中蒸汽相有一定時間的滯留，在滯留過程中可以達到一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。在每個氣體分布板上端處設(shè)置一個蒸汽脈沖清掃口(圖中未示出)，對于在卸料過程中難以流化的物料進行定期吹掃，吹掃產(chǎn)生的側(cè)向作用力可以促進物料順利進入下一操作室。塔體外部安裝一夾套2，該夾套上有夾套過熱蒸汽進口 13和夾套過熱蒸汽出口 3， 夾套內(nèi)部通入過熱蒸汽可防止壁面處蒸汽冷凝，操作過程中產(chǎn)生的少量冷凝液可以經(jīng)塔底的清洗液出口 12排出。夾套外部包裹一層固體保溫層21，以減少塔體的熱損失。塔體的進料口處安裝一螺旋加料器14，該螺旋加料器的螺桿為空心螺桿，空心螺桿內(nèi)部可以設(shè)置電加熱裝置或通入過熱蒸汽，以使在推進物料的同時對其進行預熱，提高了蒸餾效率。本多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔的工作原理為過熱蒸汽由過熱蒸汽進口 10進入，進氣管均與外部蒸汽發(fā)生裝置(圖中未示出) 連通，過熱蒸汽可通過底層氣體分布板6均勻地與發(fā)酵物料顆粒接觸。固體發(fā)酵物經(jīng)過螺旋加料器進入頂層以一定角度傾斜的多孔板上，與上行蒸汽進行傳質(zhì)傳熱，發(fā)酵物中的乙醇等蒸汽被上行蒸汽夾帶，使蒸汽中乙醇的濃度增加。接著，發(fā)酵料移動至下面的傾斜多孔板，進一步進行熱質(zhì)傳遞，其中的乙醇等揮發(fā)物從固形物中被蒸餾出來。通過在多層孔板上逆流式的熱質(zhì)傳遞，最終使料糟中的乙醇含量降至最低水平。具有較高乙醇濃度的廢蒸氣從裝置頂部混合蒸氣出口 1排出，經(jīng)冷凝器冷卻為乙醇溶液，或者將廢蒸汽和乙醇蒸氣直接進行下一步的精餾操作，又或者將部分混和氣可回流，以提高產(chǎn)品的乙醇濃度；蒸汽排出時采用真空泵或引風機(圖中未示出)提供動力，以保證蒸餾過程的連續(xù)性。蒸餾后的料糟由料渣出口 11排出，排出裝置為螺旋或星型卸料器(圖中未示出)， 該排出裝置具有氣密性；本裝置的日常維護清洗的廢液可由料渣出口 11及清洗液出口 12 排出。為了生產(chǎn)需要，達到最優(yōu)的生產(chǎn)效果，實驗裝置中的幾個結(jié)構(gòu)參數(shù)可以調(diào)節(jié)，比如層數(shù)可以任意疊加、氣體分布板6的角度、下料器5的轉(zhuǎn)速或下料流量調(diào)節(jié)器9的角度。本裝置為密閉裝置，可在負壓、常壓或正壓下操作，也適用于其他揮發(fā)性物質(zhì)從固態(tài)物料中的蒸溜。
權(quán)利要求
1.一種多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔，包括塔體及該塔體頂部的混合蒸氣出口、塔體上部側(cè)壁的進料口、塔體下部側(cè)壁的過熱蒸汽進口、塔體底部的料渣出口和清洗液出口，其特征在于在進料口和料渣出口之間的塔體內(nèi)壁上間隔交錯安裝一組與水平面夾角可調(diào)的氣體分布板，在每一氣體分布板上有多個蒸汽氣孔，在對應(yīng)每個氣體分布板底端側(cè)邊的塔體上均安裝一個物料下料控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔，其特征在于所述的每個氣體分布板與水平面的傾斜夾角均可調(diào)，該夾角為0 60度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔，其特征在于所述的物料下料控制裝置為下料器或下料流量調(diào)節(jié)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔，其特征在于所述的下料器為旋轉(zhuǎn)卸料閥，該旋轉(zhuǎn)卸料閥安裝在固定軸上，固定軸安裝在塔體上，其高度與蒸汽分布板底部相平。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔，其特征在于所述的下料流量調(diào)節(jié)器包括轉(zhuǎn)軸和一個流量調(diào)節(jié)板，流量調(diào)節(jié)板安裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸安裝在塔體上，其高度與蒸汽分布板底部相平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔，其特征在于所述的塔體外部安裝一夾套，該夾套上有夾套過熱蒸汽進口和夾套過熱蒸汽出口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔，其特征在于所述在蒸餾塔夾套外部包裹有固體保溫層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔，其特征在于所述的塔體的進料口處安裝一螺旋加料器，該螺旋加料器的螺桿為空心螺桿，空心螺桿內(nèi)部設(shè)置電加熱裝置或通入過熱蒸汽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多層流態(tài)化固態(tài)連續(xù)蒸餾塔，包括塔體及該塔體頂部的混合蒸氣出口、塔體上部側(cè)壁的進料口、塔體下部側(cè)壁的過熱蒸汽進口、塔體底部的料渣出口和清洗液出口，在進料口和料渣出口之間的塔體內(nèi)壁上間隔交錯安裝一組與水平面夾角可調(diào)的氣體分布板，在每一氣體分布板上均有蒸汽氣孔，在對應(yīng)每個氣體分布板底端側(cè)邊的塔體上均安裝一個物料下料控制裝置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，處理量大，自動化程度高；其內(nèi)置的多層氣體分布板使得蒸餾過程中發(fā)酵料處于流態(tài)化或間歇流態(tài)化狀態(tài)，實現(xiàn)了快速、高效的連續(xù)蒸餾工藝，是現(xiàn)有固態(tài)蒸餾塔的更新?lián)Q代設(shè)備。
文檔編號B01D3/38GK102335520SQ20101023549
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者葉京生, 吳中華, 李占勇, 王祥河, 蘇偉光, 許勤虎 申請人:天津科技大學