一种酒精发酵废液的高效处理方法和装置的制作方法

专利名称：一种酒精发酵废液的高效处理方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种酒精发酵废液的高效处理方法和装置，具体地说，是一种 以糖蜜、高粱、薯类、小麦、玉米等为原料生产酒精的发酵废液和煤制浆气流 床共气化制备合成气的方法和装置。
背景技术：
酒精广泛应用于化工、食品、医药卫生等领域，可作为酒基、浸提剂、洗 涤剂、溶剂、表面活性剂等。在我国酒精生产原料以粮食(玉米、薯干)为主，
根据原料的不同每生产1吨酒精约排放13 16吨酒精废液。酒精废液是一种 高浓度有机废水，含水90%以上，酸度高，粘度大，COD含量高达60000 mg/L。 酒精废液贮存困难，管理不好极易霉变，发酸发臭，造成严重的环境污染。同 时酒精废液中的残余糖分、淀粉、丰富的纤维素和半纤维素等资源也不能得到 合理的利用，造成巨大的资源浪费。因此，酒精废液的处理和资源化是环保及 资源利用的迫切需要。
目前酒精发酵废液的各种处理方法中，最常见的就是浓縮除水后焚烧或生 产产品法(生产复合肥、做饲料或饲料酵母、甘油等)，如中国申请号为 200510101083.4、 200710014612.6的专利申请以及专利号为ZL03112360.0和 ZL01138281.3等中国专利公开的技术。然而，工业中产生的酒精废液含水量很 大，采用上述处理方法需要预先去除大量的水。而除去水分需消耗大量的热能，并且易产生难闻的气味，更重要的是这些方法也只能处理有限量的酒精废液。 因此，寻求一种酒精废液的减量化、稳定化、无害化、规模化及资源化利用的 方法很有必要。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，公开一种酒精废液的高效处 理方法和装置，以消除酒精生产企业发展的瓶颈。 本发明的方法包括如下步骤
(1) 酒精废液煤浆的制备分别将酒精废液、粒径小于10mm的煤、水和 添加剂(萘磺酸盐、聚羧酸盐或者木质素磺酸盐中的一种或几种)送入球磨机 混合研磨，制得酒精废液煤浆，其中固体颗粒的粒径小于0.5mm，固体含量为 58 70°/。(重量)。
(2) 气流床气化将固体含量为58 70%(重量)的酒精废液煤浆、气化剂 通过气流床气化喷嘴的不同通道送入气化炉，在压力0.01 8.7MPa、温度 1200 1700°C下反应，生成煤气，其干基主要成分(体积)为20 60%的CO、 l 25。/o的C02、 10 50%的112、 0.1 300/。的N2、 0.0 1.0%的CH4、 0.0 3.0%的 H2S以及0.0 0.5%的COS。
所述酒精废液包括糖蜜、高粱、薯类、小麦、玉米等为原料生产酒精的过 程中排放的所有废液或上述废液的一种以上，废液含水率90 99.9%(重量)； 所述酒精废液煤浆的固体物中煤的质量分率为97 100%; 所述气化剂包括氧气、氧含量为50 100%的富氧空气； 所述酒精废液煤桨与气化剂的比例为0.6 2.5公斤酒精废液煤浆沐3气化剂(标准态)；
用于实现上述方法的装置至少包括依次通过管线相连接的球磨机(l)、振 动筛(2)、煤浆槽(3)、煤浆泵(4)、气流床气化炉(5)。 本发明的优点在于
(1) 本发明无需对酒精废液进行任何预处理而直接进行利用，操作简单、 能耗低、基本无污染，且大大縮短了酒精废液的处理周期；
(2) 本发明利用气流床气化高效、高性能的特点，将酒精废液中的水分.和 有机质部分替代煤炭和水，既节省了资源，又实现了酒精废液的减量化、稳定 化、无害化、规模化及资源化利用，工业应用前景广阔。


图1是酒精废液煤浆气流床的气化工艺流程示意图； 图2是气流床气化炉的结构示意图。
具体实施例方式
下面，用实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不仅限于实 施例。对本领域的技术人员在不背离本发明的精神和保护范围的情况下做出的 其它的变化和修改，仍包括在本发明保护范围之内。
参见图1。本发明的装置至少应包括依次通过管线相连接的球磨机1、振 动筛2、煤桨槽3、煤浆泵4和气流床气化炉5。
煤浆槽3内设有搅拌装置，以维持煤浆良好的流动性和稳定性，防止酒精 废液煤浆形成硬沉淀。气流床气化炉5包括圆筒状的炉体501、洗涤冷却室502、设置在炉体501 气体出口处的喷淋环503、设置在洗涤冷却室502内与喷淋环503相接的下降 管504、设置在炉体501顶部的气化喷嘴506，炉体501内壁设有耐火衬里505;
气化喷嘴506设有3 10个通道，优选3个通道。
实施例1
采用图1的流程和图2的气流床气化炉5，其中喷嘴506设有三个通道， 木薯发酵制酒精厂粗馏塔底部排放的水含量96%(重量)的废液被收集后通 过泵和管道以5.81t/h的流量进入球磨机1;同时，粒径小于lOmm、水含量 7. 00%(重量)、灰含量5. 35%(重量)、灰熔点1179"C、碳元素含量78. 35%(重量， 干基)、氢元素含量4.75%(重量，干基)的煤以50.00t/h的流量，新鲜水以 18.64t/h的流量，添加剂以0.47t/h的流量分别被送入球磨机l。木薯酒精废 液、煤、水及少量添加剂在球磨机l内被研磨并均匀混合，经振动筛2过滤后 最终形成固体颗粒粒径小于0.5mm、固体含量为63%(重量)、表观粘度为 1020mPa,s、具有良好流动性和稳定性的木薯酒精废液煤浆。制成的木薯酒精 废液煤浆被储存在煤浆槽3内，在搅拌桨的作用下48小时内保持良好的流动 性和稳定性。煤浆槽3内的木薯酒精废液煤浆由煤浆泵4经气化喷嘴506的煤 浆通道送入气流床气化炉5，同时气化剂氧气通过气化喷嘴506的其他通道与 酒精废液煤浆并行进入气流床气化炉5。气流床气化炉5的压力为6. 5MPa、温 度为1240°C。气化得到的煤气干基成分为(体积)51. 33 %的CO， 16. 36%的C02, 31.619()的H2， 0.45%的&， 0.06%的014， 0. 16%的H2S， 0. 01%的COS。煤气低位 热值为9.91MJ/Nm3。实施例2
采用与实施例1相同的流程，酒精废液采用某木薯发酵制酒精厂粗馏塔底 部排放的水含量96%(重量)的废液，流量为1.13t/h;煤的水含量10.00%(重 量)、灰含量10. 36%(重量)、灰熔点1243°C、碳元素含量71. 18%(重量，干基)， 氢元素含量6. 17%(重量，干基)，流量为10.00t/h;新鲜水流量为2.84t/h， 添加剂流量为0. 09t/h。
木薯酒精废液煤浆固体含量为65%(重量)，表观粘度为1050mPa. s。.
气化剂为富氧空气(氧含量50%)，气化炉压力为O. lMPa，温度为1306°C。
得到的煤气干基成分为(体积)28. 63%的H2， 34. 71%的CO， 13. 17%的C02， 28.63%的化，0. 13%的貼，0.019&的C0S。煤气低位热值为6. 91MJ/Nm3。
实施例3
采用与实施例1相同的流程，酒精废液采用某玉米发酵制酒精厂粗馏塔底 部排放的水含量92%(重量)的废液，流量为3. 56t/h;煤的水含量5. 00%(重量)、 灰含量7.88%(重量)、灰熔点1218"C、碳元素含量73.84%(重量，干基)，氢元 素含量4.26%(重量，干基)，流量为30.00t/h;新鲜水流量为14.61t/h，添加 剂流量为0. 28t/h。
玉米酒精废液煤浆固体含量为60%(重量)，表观粘度为980mPa. s。 气化剂为富氧空气(氧含量80%)，气化炉压力为3.0MPa，温度为1279°C。 得到的煤气干基成分为(体积):30. 54%的H" 45. 82%的CO， 15. 76%的CO" 7. 72%的&，0. 14%的1^,0. 0196的C仏，0. 01%的COS。煤气低位热值为9. 09MJ/Nm:i。
权利要求
1、一种酒精发酵废液的高效处理方法，其特征在于，包括以下步骤(1)酒精废液煤浆的制备分别将酒精废液、粒径小于10mm的煤、水和添加剂送入球磨机混合研磨，制得酒精废液煤浆，其中固体颗粒的粒径小于0.5mm，固体的重量百分含量为58～70％；(2)气流床气化将固体的重量百分含量为58～70％的酒精废液煤浆和气化剂通过气流床气化喷嘴的不同通道送入气化炉，在压力0.01～8.7MPa、温度1200～1700℃下反应，生成煤气。
2、 根据权利要求1所述的高效处理方法，其特征在于，所述煤气的干基主要 成分的体积百分比如下20 60%的CO、 1 25%的C02、 10 50%的H2、 0.1 30。/o的N2、 0.0 1.0%的CH4、 0.0 3.0。/o的H2S以及0.0 0.5。/o的COS。
3、 据权利要求1所述的高效处理方法，其特征在于，所述酒精废液包括以糖 蜜、高粱、薯类、小麦或玉米为原料生产酒精的过程中排放的所有废液或上述 废液的一种以上，废液含水率为90 99.9%(重量)。
4、 据权利要求1所述的高效处理方法，其特征在于，所述酒精废液煤浆中的 煤在其固体中的重量百分含量为97 100% 。
5、 根据权利要求1所述的高效处理方法，其特征在于，所述气化剂是氧气或 氧含量为50 100%的富氧空气；所述添加剂是萘磺酸盐、聚羧酸盐或者木质 素磺酸盐中的一种或几种。
6、 根据权利要求1所述的高效处理方法，其特征在于，所述酒精废液煤浆与 所述气化剂的比例为0.6 2.5公斤酒精废液煤浆/米3标准态下的气化剂。
7、 用于实现权利要求1 6任一项所述高效处理方法的装置，至少包括依次通过管线相连接的球磨机(l)、振动筛(2)、煤浆槽(3)、煤浆泵(4)和气流床气化炉 (5)。
8、 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述煤浆槽(3)内设有搅拌装置。
9、 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述气流床气化炉(5)包括圆筒 状的炉体(501)、洗漆冷却室(502)、设置在所述炉体(501)气体出口处的喷淋环 (503)、设置在所述洗涤冷却室(502)内与喷淋环(503)相接的下降管(504)以及设 置在所述炉体(501)顶部的气化喷嘴(506)。
10、 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述炉体(501)的内壁设有耐火 衬里(505);所述气化喷嘴(506)设有3 10个通道。
全文摘要
本发明公开了一种酒精发酵废液的高效处理方法和装置，该方法主要包括以下步骤(1)分别将酒精废液、煤、水和添加剂送入球磨机混合研磨，制得酒精废液煤浆；(2)将酒精废液煤浆、气化剂通过气流床气化喷嘴的不同通道送入气化炉，在压力0.01～8.7MPa、温度1200～1700℃下反应，生成煤气，其干基主要成分(体积)为20～60％的CO、1～25％的CO₂、10～50％的H₂、0.1～30％的N₂、0.0～1.0％的CH₄、0.0～3.0％的H₂S、0.0～0.5％的COS。该方法所利用的气流床具有气化高效、高性能的特点，而该方法操作简单、能耗低、基本无污染，且大大缩短了酒精废液的处理周期；实现了酒精废液的减量化、稳定化、无害化、规模化及资源化利用。
文档编号C01B3/02GK101538009SQ20091004976
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者于广锁, 代正华, 晨 凌, 刘海峰, 周志杰, 曹宏兵, 李兴龙, 王亦飞, 王忠华, 王辅臣, 邵守言, 陈雪莉, 欣 龚 申请人:华东理工大学;江苏索普(集团)有限公司