一种白酒蒸馏综合节能方法与流程

本发明属于白酒蒸馏技术领域，尤其涉及一种白酒蒸馏综合节能方法。

背景技术：

我国是白酒消费和生产的大国，近年来白酒产量增长迅速，2015年全国白酒产量已达到1312.80万千升。然而，由于历史原因，我国多数酿酒企业仍处在高投入、高消耗、高排放、低效率的粗放型发展模式中，随着酒类产品产量的增加，酿造过程的能源消耗与污染排放也呈现大幅上升趋势，高能耗、低产出、高排放一直是困扰白酒企业发展的重要问题。根据有关数据显示，我国每生产一吨白酒要耗粮2-3吨，耗煤0.6-1.5吨，产生酒糟8-10吨，优质酒低产高耗的现象更为明显。节约能源、资源循环利用、降低生产成本是当前白酒企业生产过程挖掘潜力最有效的办法，也是清洁生产、环境保护的必然要求。为此，2007年，国家环境保护总局批准《清洁生产标准白酒制造业》(HJ/T 402-2007)为国家环境保护行业标准，并予以发布实施，受到行业的普遍关注，该标准将清洁生产指标分为六类，其中能源利用、控制废水排放和废物回收利用作为重要指标在标准中进行了要求。积极应对低碳经济，及早进入低碳模式，白酒行业实施节能减排、改善环境质量既是白酒行业及企业实现可持续发展的内在需求，也是促进酿酒行业实现经济增长方式转变的机遇。在我国，蒸馏是绝大多数白酒生产过程的关键工序，来自锅炉的新蒸汽通入底锅水加热发酵后的原料产生酒蒸汽，酒蒸汽经过冷水冷凝成液态酒。在这一过程中，新蒸汽使用后产生的低品位二次蒸汽和冷凝酒蒸汽后产生的热水均含有大量可回收的热能，热能消耗可高达70％。然而，目前普遍做法是酒甑蒸酒过程中某些阶段产生的二次蒸汽完全散排，冷却酒蒸汽所产生的热水汇聚到低位的冷却塔进行风冷或水冷冷却，冷却后的这些温度在45℃左右(夏季温度更高)的自来水通过泵提升20-30米后再循环利用。这种方法存在的问题是二次蒸汽和热水中的大量热能完全浪费了，冷却水提升需要消耗大量的电能，冷凝还可能造成额外用水量和能耗的增加，造成了大量的能源和水资源的浪费。目前，能源成本占酿酒行业生产成本的比例越来越大，能源消耗过高已成为制约企业竞争力和经济效率的重要因素，降低能源消耗，提高能源使用效率，是企业降低成本、提高竞争优势的重要途径。其中，实现高效、低成本回收蒸馏工序的热能是白酒企业节能降耗、实现清洁生产的关键。由于酿造业(尤其是白酒酿造业)的利润高，在过去相当长时间内对于酿造过程的节能降耗重视程度不够，直到近年国家提出低碳发展和清洁生产要求，并将节能减排作为我国的基本国策，酿造行业粗放型发展模式下存在的高能耗低产出问题才受到行业和学术界的高度关注。一方面，但智钢、赵书新等大量专家学者从一般政策、机制、评价以及对策建议分析等方面进行了研究，为加强行业的管理提供政策和技术支撑；另一方面，面对日趋严重的环保压力，对酿造行业的废水和酒糟处理技术进行了研究和应用，环境效益较过去有了较大的提升。两个方面的相关研究和应用主要倾向于政策、管理以及废水和酒糟的处理。近年来，随着对低碳发展的重视，业内对于酿造过程中热能消耗较大的蒸煮和蒸馏工序的节能问题已经开始关注，李振欣(一种高效节能蒸汽制酒设备、相关研究和应用主要倾向于政策、管理以及废水和酒糟的处理)、马树进(一种节能蒸酒冷凝器)等从酒甑结构和冷凝器等方面进行设计和改进，并申请了相关专利，然而，酿造工艺大多是具有一定程度传承的传统工业，装置的改变可能改变产品的风味和效益，传统的生产工艺及设备不容易被轻易替换，在此情况下，高效低成本回收排放的二次蒸汽和冷凝水中的低品位热能并达到使用标准，这是酿酒过程节能的关键，这方面一直以来还没有较好的解决办法。

综上所述，酿造工艺大多是具有一定程度传承的传统工业，装置的改变可能改变产品的风味和效益，传统的生产工艺及设备不容易被轻易替换。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种白酒蒸馏综合节能方法，旨在解决酿造工艺大多是具有一定程度传承的传统工业，装置的改变可能改变产品的风味和效益，传统的生产工艺及设备不容易被轻易替换的问题。

本发明是这样实现的，一种白酒蒸馏综合节能方法，所述白酒蒸馏综合节能方法通过闪蒸以蒸汽的形式回收冷水冷凝酒蒸汽后的热水中的热能，并与酒甑中的二次蒸汽一起通过相变增焓、蒸汽喷射器进行增温增压，实现低品位热水热能和二次蒸汽热能的同时高效回收和增温增压；

将发酵后的粮食装入酒甑后，利用来自锅炉的蒸汽对酒甑内的粮食进行加热产生酒蒸汽，酒蒸汽通过冷凝器与冷水进行热交换而冷却形成液态酒，同时产生温度80℃的热水；将酒蒸汽冷凝液态酒过程中产生的热水首先通过闪蒸罐，产生60℃-80℃的低温水蒸汽，将热水中的大部分热能转化到蒸汽中；蒸汽与酒甑中的二次蒸汽一起通过相变增焓和蒸汽喷射器进行增温增压，得到120℃-130℃的饱和蒸汽，实现低品位热水热能和二次蒸汽热能的高效回收和增温增压，再送入酒甑进行热能的循环利用。

进一步，所述白酒蒸馏综合节能方法包括以下步骤：

步骤一，酒的蒸馏，通过回收的或少部分来自锅炉的蒸汽加热酒甑底锅水产生酒蒸汽；

步骤二，冷凝，酒蒸汽在冷凝器中通过来自闪蒸或补充少量的自来水后温度较低的自来水进行换热冷却而成液态的成品白酒；

步骤三，闪蒸，将酒冷凝工段产生的热水进行闪蒸产生水蒸汽以回收热能，闪蒸后降温的水就近循环用于酒蒸汽的冷凝；

步骤四，升温增热，借助于非常少的外界蒸汽，通过相变增热原理将闪蒸产生的蒸汽和来自酒甑的二次蒸汽送入进行升温，提高温度；

步骤五，相变增焓喷射，经过10℃-30℃升温后的回收蒸汽，经过相变喷射进行进一步的增温增压，达到酒蒸馏工艺需要温度和压力的饱和蒸汽，送入酒甑进行回用。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述白酒蒸馏综合节能方法的蒸馏酒热能循环利用，所述蒸馏酒热能循环利用将热水通过闪蒸提取蒸汽再通过相变增焓系统和相变增焓蒸喷热泵。

进一步，所述蒸馏酒热能循环利用包括酒甑、冷凝器、闪蒸罐、相变增热器和增焓热泵；

所述酒甑通过管道连接冷凝器，冷凝器通过管道连接闪蒸罐，闪蒸罐通过管道连接相变增热器，相变增热器通过管道连接增焓热泵；相变增热器和增焓热泵通过管道连接酒甑。

本发明提供的白酒蒸馏综合节能方法，基于蒸汽喷射和相变增焓原理回收利用白酒蒸馏过程中的二次蒸汽和酒蒸汽冷却水中余热以达到节约能耗、减少排放、降低生产成本的目的。为了克服现有技术存在的问题，针对白酒酿造工艺过程；同时用于回收酒甑出来的二次蒸汽和冷凝水中的热能，以蒸汽形式并将低品位蒸汽的压力提高达到要求后进行回用，回收效率高、维修管理方便。

本发明通过闪蒸以蒸汽的形式回收冷水冷凝酒蒸汽后的热水中的热能，并与酒甑中的二次蒸汽一起通过相变增焓、蒸汽喷射器进行增温增压，实现低品位热水热能和二次蒸汽热能的同时高效回收和增温增压，并达到就地利用的目的。本发明与传统蒸酒系统相比，能够节约能耗30％以上，且系统无电耗、无运动部件，结构简单，安装方便，维护工作量小，非常适合工程需要。在传统白酒酿造过程中能耗较大的蒸馏酒系统之外引入本发明，将热水通过闪蒸提取蒸汽在通过本系统的相变增焓系统和相变增焓蒸喷热泵，提升蒸汽热能的温度和压力到就近应用的要求，达到解决传统白酒酿造过程中的能耗大以及由此导致不必要的碳排放等问题。

本发明减少自锅炉的蒸汽用量以及由此而带来的碳排放的降低；减少冷却水循环的能耗和水资源消耗；减少由于热、锅炉烟气排放而带来的环境影响；大大降低了酒蒸馏的能耗成本，大中型酒厂年可节约上千万元成本。本发明提出了将冷凝酒蒸汽产生热水中的热能通过闪蒸、增温增压以蒸汽形式进行回收利用；提出了在白酒蒸馏热能回收过程中采用相变增焓、增热技术蒸汽热能的回收就近利用；冷凝水就近循环利用；占地面积小、对工况要求低、运行成本低、回收效率高，节能减排效果明显，为白酒酿造行业节能减排提供了新的思路。热回收效率较现有热泵系统高1倍以上，没有回转部件，维护少，不耗电，年产万吨白酒规模的酿酒过程，可产生数百万元的节能效益以及因此而带来排放减少的环境效益。

附图说明

图1是本发明实施例提供的白酒蒸馏综合节能方法流程图；

图2是本发明实施例提供的白酒蒸馏热能循环利用系统结构示意图；

图中：1、酒甑；2、冷凝器；3、闪蒸罐；4、相变增热器；5、增焓热泵。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的白酒蒸馏综合节能方法包括以下步骤：

S101：酒的蒸馏，通过回收的或少部分来自锅炉的蒸汽加热酒甑底锅水产生酒蒸汽；

S102：冷凝，酒蒸汽在冷凝器中通过来自闪蒸或补充少量的自来水后温度较低的自来水进行换热冷却而成液态的成品白酒；

S103：闪蒸，将酒冷凝工段产生的热水进行闪蒸产生水蒸汽以回收热能，闪蒸后降温的水就近循环用于酒蒸汽的冷凝；

S104：升温增热，借助于非常少的外界蒸汽，通过相变增热原理将闪蒸产生的蒸汽和来自酒甑的二次蒸汽送入进行升温，提高温度；

S105：相变增焓喷射，经过适当升温后的回收蒸汽，经过相变喷射进行进一步的增温增压，达到酒蒸馏工艺需要温度和压力的饱和蒸汽，送入酒甑进行回用。

如图2所示，本发明实施例提供的蒸馏酒热能循环利用系统，整个系统包括酒甑1、冷凝器2、闪蒸罐3、相变增热器4和增焓热泵5等五个部分，酒甑1通过管道连接冷凝器2，冷凝器2通过管道连接闪蒸罐3，闪蒸罐3通过管道连接相变增热器4，相变增热器4通过管道连接增焓热泵5；相变增热器4和增焓热泵5通过管道连接酒甑1。

各部分之间通过管道相连，所述蒸馏酒热能循环利用系统将冷凝器排除的冷却出水(即约80℃的热水)由闪蒸罐3上部的进水口i进入，在闪蒸出的低温蒸汽从闪蒸罐3顶部的j出口与酒甑出来的二次蒸汽一同进入相变增热器4，相变增热器4对低温蒸汽进行增温，然后从出口m进入增焓热泵的进口n，在工作蒸汽的驱动下，将低温蒸汽变成120-130℃的饱和蒸汽，达到酒甑1的使用要求，从酒甑回收蒸汽进口b进入，酒甑1需用蒸汽不足部分由锅炉来的新蒸汽从进口a补充。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。