В производственной цепочке производства этанола, от первичной обработки ферментатора до конечной выработки этанола высокой чистоты,Этанол ректификационная колоннаОни всегда играют незаменимую центральную роль. Это не только ключевое оборудование для достижения эффективного разделения этанола и воды, но и напрямую определяет чистоту продукции, эффективность производства и затраты на потребление энергии, широко используется в пищевых продуктах, медицине, энергетике и многих других отраслях, связанных с национальной экономикой и средствами к существованию людей.
Этанол и вода образуют низкое азеотропное вещество (содержание этанола при атмосферном давлении 95,6%, температура кипения 78,15 °C) является естественным узким местом в процессе очистки, иЭтанол ректификационная колоннаБлагодаря усиленному процессу « многократного частичного испарения + многократного частичного конденсации», удалось преодолеть это ограничение и добиться градиентной очистки. Его основная логика может быть разделена на четыре этапа: испарение сырья: низкая концентрация исходного раствора этанола (например, ферментативный раствор, содержащий этанол на 10% - 15%) поступает на дно башни, нагревается до кипения через рекуператор, часть жидкости испаряется в пар, содержащий этанол на 30% - 40%, течет вверх по корпусу башни; Газораспределительный перенос: восходящий пар вступает в контакт с высокой концентрацией конденсата, возвращающегося с вершины башни, в противотоке на тарелке башни или поверхности наполнителя, этанол в паре « обогащается » конденсатом, вода в конденсате « удаляется » паром, каждая тарелка башни или секция наполнителя эквивалентна небольшой дистилляции, после десятков ступеней массопередачи состав пара на вершине башни близок к составу эвтектического кипения; возврат конденсата: верхний пар башни поступает в конденсатор и охлаждается в жидкость, часть возвращается в башню в качестве обратной жидкости для поддержания газового баланса, а другая часть извлекается как более 95% квалифицированного этанола; Обработка сточных вод: Неиспаренная жидкость (в основном вода, содержащая менее 0,5% этанола) на дне башни может быть переработана или сброшена в соответствии с стандартом после обработки системой очистки сточных вод.
Полная система состоит из трех частей башни, внутренних частей, вспомогательного оборудования, каждый компонент работает вместе, чтобы обеспечить эффективный и стабильный процесс разделения. Башня использует вертикальную цилиндрическую структуру, материал выбирается в соответствии с сценарием применения - пищевая и фармацевтическая промышленность выбирает более 304 / 316L нержавеющей стали (в соответствии с санитарными стандартами, стойкой к коррозии этанола), производство этанола промышленного топлива может быть выбрано из углеродистой стали (требуется антикоррозионное покрытие). Диаметр корпуса башни обычно составляет 0,5 - 5 м, высота 10 - 30 м, толщина стенки 8 - 20 мм, при этом оборудованы человеческим отверстием (удобно для ремонта), зеркалом зрения (для наблюдения за состоянием потока газа), интерфейсом контроля температуры / давления (для мониторинга эксплуатационных параметров в режиме реального времени). Внутренняя часть является основной областью газожидкостного переноса, в основном разделенной на две категории: тарелки башни и наполнители. Среди них, тарелка башни поплавкового клапана из - за большой эксплуатационной эластичности (колебания объема обработки ±20% по - прежнему стабильно работают), высокая эффективность массопередачи (эффективность одной пластины до 60% - 80%), стала основным выбором для ректификации системы этанол - вода; В сценариях с небольшим объемом обработки и высокими требованиями к чистоте (например, производство безводных этанолов фармацевтического класса) будут выбраны кольца Бауэра, ступенчатые кольца и другие наполнители для повышения точности разделения путем увеличения контактной площади. Кроме того, жидкостные распределители, перераспределители и другие вспомогательные внутренние детали, чтобы избежать смещения жидкости, чтобы обеспечить равномерный контакт между газом и жидкостью. Вспомогательное оборудование: Перекипятитель (в основном трубчатый, обеспечивает источник тепла испарения), конденсатор (трубка оболочки или пластина, для достижения конденсации пара), резервуар обратного тока (хранение конденсата, стабильное отношение обратного потока) является вспомогательным оборудованием. Среди них контроль отношения обратного потока (отношение количества жидкости обратного потока к объему извлечения) особенно важен, обычно устанавливается между 2,5 - 3,5, необходимо динамически корректировать в соответствии с концентрацией сырья, требованиями чистоты продукта, сбалансировать эффект разделения и затраты на энергопотребление.
Благодаря своей эффективной способности к разделению, устройство соответствует требованиям различных отраслей. В пищевой промышленности ферментированный этанол может быть очищен в соответствии с национальными стандартами пищевого алкоголя для обработки продуктов питания, таких как белое вино и вино; В фармацевтической области может производить фармацевтический этанол с чистотой более 95%, в качестве дезинфицирующего средства, фармацевтического растворителя и так далее; В энергетической промышленности, посредством дальнейшего процесса обезвоживания (с экстракционной ректификацией или мембранным разделением), можно готовить безводный этанол в качестве биотоплива, чтобы способствовать развитию новой энергетической промышленности. Преимущества его производительности сосредоточены в: высокая эффективность разделения, стабильность чистоты продукта до азеотропного состава; Операционная эластичность большая, может адаптироваться к различным концентрациям сырья и потребностям обработки; Регулируемое потребление энергии, оптимизированное отношение обратного потока может эффективно снизить эксплуатационные расходы, является экономически эффективным основным оборудованием в производственной цепочке этанола.