酒精废液蒸发浓缩装置热能综合利用的研究应用-论文.pdf

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1、2014．2(总第173期)山东食品发酵酒精废液蒸发浓缩装置热能综合利用的研究应用钱林霞’石鑫田玉峰钱大林(1．肥城金塔机械制造有限公司山东肥城271600；2．中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580)摘要：本文结合多年对酒精废液蒸发系统的研究设计与生产实践经验，重点论述蒸发装置热能综合利用的途径，供蒸发装置的选型确定或现有蒸发系统的改造以参考。关键词：蒸发浓缩DDGS废热回收节能热能综合利用针对我国酒精行业，蒸发浓缩装置主要用在传热面积及生蒸汽的耗量，从而节省投资，降低玉米酒精的D

2、DGS高蛋白饲料的生产中。有的厂生产费用。因此，我们要想办法尽量提高进入蒸家在选择蒸发浓缩装置时，由于经验不足，对先发系统的料液温度。进的技术了解不够，最后采用的蒸发系统由于耗图(一)为利用需要冷凝的第三效二次蒸汽能太高，使DDGS的生产成本很高，造成蒸发系来预热料液，既回收了热能，又减少了冷却水的统的运转几乎没有经济效益可言。如国内有一家耗量。酒精厂，蒸发系统的蒸发水量为5O吨／／J、时，其采用了三效蒸发器，生蒸汽耗量达到l9吨／小时左右，从选型上就极不合理。而若选型合理，再采用各种节能途径，可

3、使同样蒸发水量为5O吨／／J、时，生蒸汽耗量仅为3吨／／J、时左右。本文结合多年对蒸发系统的设计与实践，重点论述蒸发装置热能综合利用的途径，希望能对酒精的技术进步有一定的启发作用。通常蒸发装置的节能途径主要有如下几种：图(一)利用二次蒸汽预热料液(1)料液的预热；(2)蒸汽冷凝液的利用；(3)二次蒸汽的压缩再利用；(4)采用多效蒸发系统；(5)图(二)为利用第一效排出的较高温度的冷蒸发设备的操作与保温措施；(6)蒸发设备附近装凝液预热料液。置热能的合理利用(图三)为利用第一效排出的较高温度的浓浆预

4、热料液。此方法要注意最后浓浆的温度不能1料液的预热太低，否则，影响浓浆的流动输送。我们知道，料液温度的提高，可以减少蒸发ShandongFoodFermentation——41——山东食品发酵2014．2(总第173期)下一效，或用于负压蒸发系统中。4二次蒸汽的压缩再利用蒸发浓缩时，用加热蒸汽冷凝时放出的潜热，把液体中的水分汽化出来，而二次蒸汽又要用冷却水使其冷凝，这样，一则二次蒸汽的热能不能利用，二则要消耗大量冷却水。如果把二次蒸汽再压缩，提高其温度、压力，增加焓值，达到加热蒸汽的程度而加以利用

5、，则既回收了二次图(二)利用高温的蒸汽冷凝液预热料液蒸汽的热能，也节省了冷却水，这种方法叫做二次蒸汽的压缩再利用。二次蒸汽的压缩法分为机械压缩和蒸汽喷射式压缩。机械压缩法采用的是离心式、罗茨式、活塞式等压缩机，蒸汽喷射式压缩法采用的是蒸汽喷射泵，即热压泵。图(三冬和J用高温的出料浆预热料液3蒸汽冷凝液的利用从蒸发器蒸汽箱引出的冷凝液具有残余热能，应尽量将此热能回收利用。一种合理的办法是将此热的冷凝液在压力下与冷的料液或与另一冷的物流进行热交换。如图(二)为利用第一效排出的较高温度的冷凝液预热料液。

6、图(五)机械压缩式热泵蒸发原理图图(五)为机械压缩式热泵蒸发原理图。进料溶液在板式蒸发器(冷凝器)内吸热蒸发，产生的二次蒸汽在压缩机内压缩，经压缩提高温度、压力的蒸汽在蒸发器(冷凝器)内放热冷凝。其蒸发器实际上是一个换热器，一侧溶液进图(四)高温冷凝液的多次闪蒸行蒸发为“蒸发器”，另一侧为压缩蒸汽冷凝为“冷凝器”。图(四)为四效板式降膜蒸发器高温蒸汽冷机械压缩式热泵蒸发器的优点是在正常运转凝液的热能利用情况。第一效蒸发器E201的蒸汽情况下，不需要冷凝器，因而也不需要冷却水，冷凝液在V201中闪蒸

7、产生的二次蒸汽进入第二效因此适宜用于溶液沸点升高较小的情况或用于低蒸发器E202作热源，其它的依次类推。温差的情况，如降膜蒸发器。蒸汽冷凝液的闪蒸汽通常用于多效蒸发器的42——ShandongFoodFermentation2014．2(总第173期)山东食品发酵凝。蒸汽喷射泵的优点是结构简单，没有活动部件，容易保养，操作稳定；一次性投资少，无须特殊材料；二次蒸汽的吸入量可达6000公斤／小时；每公斤的高压蒸汽可吸入0．5～1．5公斤二次蒸汽。如果吸人比为1：1，则加热温度差为10～18℃，蒸发操

8、作宜于低温差情况，如降膜蒸发器；热压泵与蒸汽喷射真空泵在原理与结构上是相同的，因此，热压泵适宜用于真空下操做，对食品液体这样的热敏性物料尤为适宜，如在牛奶、蜂蜜、淀粉糖等蒸发浓缩中广泛得到应用；就热效率而言，单效蒸发器的使用，约相当于两图(六)蒸汽喷射式热泵蒸发原理图效效果，若用于双效，约相当于三效效果。机械压缩式热泵蒸发器的采用适用于当地的5采用多效蒸发系统电价较便宜，如水力发的电。采用多效蒸发，可使蒸汽得到多次利用，以节图(六)为蒸汽喷射式热泵蒸发原理图。进约生蒸汽的消耗量，从