生物工程设备：第十一章 蒸馏设备

第十一章蒸馏设备第一节蒸馏有关概念及分离提纯原理

蒸馏：利用溶液混合物中各组分挥发度的不同而分离组分或将其组分进行提纯的方法。

原理：将料液加热使其部分气汽化，易挥发组分在蒸汽中增浓，难挥发组分在液体中增浓。经过多次部分汽化、冷凝，就可使难挥发组分得到分离。常用于白酒、酒精、甘油、丙酮、丁醇及某些萃取过程的溶剂回收。本章酒精蒸馏为例介绍蒸馏设备蒸馏：酒精生产中，将酒精和其他所有挥发性物质从发酵醪中分离出来的过程称为蒸馏。设备醪塔粗馏塔粗酒精蒸汽精馏：除去粗酒精中的杂质，进一步提高酒精浓度的过程称为精馏。产品医药酒精或精馏酒精挥发系数

（K）:

沸腾蒸汽中的某种物质的含量与沸腾溶液中这种物质含量的比值.反映某物质在该溶液在挥发性能的强弱。精馏系数(K’)：杂质的挥发系数Kc和酒精的挥发系数KA的比值。比较判断杂质在气相的含量的增减，确定它在塔内的运动方向和汇集区域。头级杂质；挥发系数K大于1，表明在蒸汽中含量比液体中大，即它在塔内向是上移，集中在塔顶部。甲醛、甲醇、乙酸乙脂等易分离尾级杂质：在酒精浓度低时K>1，随着酒精浓度的增加，K逐渐减小，在某一酒精浓度其K=1，以后又变得小于1，这种杂质的运动方向在酒精浓度低时是向上移动，在酒精浓度高时向下移动，最后它便在塔中部的K=1处集聚。

杂醇油，55%最集中，异戊醇中级杂质：挥发系数K在酒精浓度>70%其挥发系数才由K>1变为小于1。浓缩在塔中汇集的部位介于产品和尾级杂质之间。难分离酒精蒸馏原理第二节酒精蒸馏流程一、两塔式流程二、三塔式蒸馏三、多塔蒸馏间歇蒸馏连续蒸馏

蒸馏单塔双塔

三塔多塔根据产品质量两塔式流程

由粗馏塔、精馏塔组成的双塔蒸馏工艺。1、气相过塔的两塔蒸馏流程

粗馏塔产生的酒汽直接进入精馏塔，生产费用低2、液相过塔的两塔蒸馏流程

粗馏塔塔顶的酒精-水蒸汽经过三个冷凝器后，

以酒精-水的冷凝液（液相）进入精馏塔。

较上述流程多一次排出醛酯馏分成分，成品酒精

质量较高，但蒸汽也消耗多。粗馏塔：将乙醇从成熟醪中分离出来精馏塔：浓缩酒精和排出大部分杂质1.气相过塔的双塔蒸馏流程：适合淀粉质原料蒸汽酒糟气相粗馏塔精馏塔2.液相过塔的双塔蒸馏流程：适合糖蜜原料进料位置比气相过塔高，否则塔底容易跑酒粗馏塔塔顶的酒精-水蒸汽经过三个冷凝器后，以酒精-水的冷凝液（液相）进入精馏塔。液相粗馏塔精馏塔三塔式蒸馏1、直接式：粗酒精由醪塔进入排醛塔、脱醛酒进入精馏塔都是气相过塔。（酒精质量差，不常用）2、半直接式：粗酒精由粗馏塔进入排醛塔是气相过塔，而脱醛酒进入精馏塔是液相进塔。（酒精质量较好，使用广泛）3、间接式：粗酒精进入排醛塔、脱醛酒进入精馏塔都是液相进塔。（可生产高纯度酒精，能耗大、投资高，使用较少）三塔流程直接式和半直接式和间接式粗馏塔精馏塔脱醛塔粗酒精由粗馏塔进入排醛塔是气相过塔，而脱醛酒进入精馏塔是液相进塔。（酒精质量较好，使用广泛）气相液相粗酒精进入排醛塔、脱醛酒进入精馏塔都是液相进塔。（可生产高纯度酒精，能耗大、投资高，使用较少）液相液相醪塔醛塔精塔多塔蒸馏多塔流程三塔以上组成，根据产品的特殊要求，增加一个或几个塔。如排甲醇，甲醇塔，试剂厂采用六塔，一般生产厂家不超过四塔，根据需要和任务的不同，采用不同的塔板类型和板间距。白酒蒸馏器蒸馏设备粗馏任务：从发酵醪中提取酒精成分。发酵成熟醪：固形物多，黏度大，易起泡，腐蚀性强。

选择塔板考虑：处理能力大；效率高；压力降低；操作弹性好；结构简单，成本低；满足工艺条件特定要求如耐腐蚀，不易堵塞。传统采用鼓泡型塔板、斜孔塔、筛板塔和浮阀波纹板。第三节粗馏塔1、泡罩塔板2、S(SD)形板3、浮阀波纹筛板4、斜孔塔5、导向筛板粗馏塔板类型及结构1.泡罩塔板泡盖设计准确性要求不高，但结构复杂，成本高，压降大，各种条件操作稳定，具有一定操作弹性。一直采用。特点：优点：塔板操作弹性，塔板效率比较高，不易堵塞。缺点：结构复杂，塔压降低，生产强度低，造价高。优点：a.上升蒸汽通道比泡罩大2~4倍，液速和气速大，处理能力大50%；b.气液流并行，落差小平稳c.结构比泡罩塔简单，制作安装方便，造价低。但结构弯度较大，蒸汽受到阻力大，压力降大。2.S（SD）形塔板S泡罩组成S型塔板不设溢流管，相邻上下两层塔板安装成90°交错。液体分布均匀整个塔面无死角，板效率高，生产能力大，具有自净排杂作用，不易堵塞、操作稳定等特点。还可用于精馏塔和排醛塔3.浮阀波纹筛板无锡轻工大学特点：塔板效率高，生产能力大，弹性系数大。4.斜孔塔舌型塔板5.导向筛板：筛板与斜孔塔的结合

1970美国林德公司首创，林德筛板导向塔板第四节精馏塔精馏塔作用:1、把从粗馏塔过来的粗馏酒精气体或液体提浓到产品要求的浓度

2、分离净化杂质,使产品质量达到所要求的标准精馏塔要求

塔板效率高、生产能力大、压降小、操作范围广、结构简单、

操作方便、加工容易等精馏塔的塔板类型及结构1、浮阀塔板2、筛板塔板3、导向筛板酒精行业常用小型多泡罩塔、浮阀塔、斜孔塔、筛板塔、导向筛板塔等。

标准孔径39.3~38.9mm我国常用F-1型浮阀，国外称V-1浮阀重阀约34g，2mm不锈钢板冲压，阀片直径48mm阀直径38mm，腿长19.5~21.5mm，爪长4mm

塔板厚3~6mm，

最大开度7~10mm，

最小开度2.5mm1、浮阀塔板盘式（轻阀重阀）条形结构与泡罩类似。2025/4/15特点：浮阀可随气速的变化上、下自由浮动，提高了塔板的操作弹性、降低塔板的压降，同时具有较高塔板效率，在生产中得到广泛的应用。2025/4/15浮阀塔2025/4/152025/4/15浮阀塔板特点：1.塔板效率高。2.处理能力大，操作范围广。3.塔板压降小。4.结构简单，稳定性高。正常操作的必要条件：

通过筛孔的蒸汽速度和压强必须足以超过筛板上液层的压强，才能保证液体不会从筛孔流下而从溢流管下流。否则塔板效率降低。2、筛板塔板

结构最简单的塔板筛孔直径2~6mm空塔流速0.8m/s以上，孔速13m/s大孔径筛板，开孔率大漏液量大，板效率低。开孔率一般5~6%，对小孔径2~6mm筛板，开孔率不超过10%。2025/4/15优点1.结构简单,易于加工,，造价低。40%泡罩塔。2.处理能力大,比同塔径的泡罩塔增加10~20%。3.板效率高,比泡罩塔高15~20%。4.塔板压力降小,液面落差小。缺点：1.操作弹性小,小筛孔易堵。2.安装要求精度高,非常水平,否则气液接触不匀。3.操作水平要求高,操作压力非常稳定,操作不易控制。4.开停机不易操作,特别是停机,塔板液体全部下流。筛板塔板特点针对上述缺点改进,林德公司林德筛板我国日产100t酒精精塔采用塔径1.9m,38层,提馏段塔1.2m,16层.板间距350mm板材紫铜板,塔身碳钢.