一种利用蒸馏酒汽热能的蒸汽再生装置的制作方法

本发明属于白酒制备领域，具体涉及一种利用蒸馏酒汽热能的蒸汽再生装置。

背景技术：

白酒酿制需要经过配料搅拌、发酵、蒸馏等步骤，蒸馏是白酒生产中的一个重要步骤，在蒸馏过程中需要消耗大量的高压蒸汽对物料进行加热，蒸馏所得的酒汽在冷凝装置经过冷凝冷却生产出成品白酒。目前，白酒蒸馏装置一般通过冷却水以热交换的方式对白酒的酒汽进行冷却降温，使其由汽态转化为液态从而获得酒液，通常通过输送管道将酒汽引入冷凝器中，在冷凝器中冷却水与酒汽通过管道壁直接进行热交换，形成酒液后回收，而冷却酒汽使用过的冷却水被直接排放或废弃，此时冷却水已由常温升高到50度以上，这样，白酒的蒸馏过程连绵不断地进行，需要消耗大量的冷却水，从而造成了水资源的极大浪费，并且，酒汽的热量不能被回收利用，不利于节能。

现有的白酒蒸馏装置需要进一步的改进，通过减少能耗降低白酒的蒸馏成本，并且提升节能效果。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于提供一种利用蒸馏酒汽热能的蒸汽再生装置，通过利用蒸馏酒汽的热能生成低压蒸汽，可降低加热蒸汽和冷却酒汽的能耗以及白酒的蒸馏成本。

本发明提供的利用蒸馏酒汽热能的蒸汽再生装置包括蒸汽压缩机和热交换器，所述蒸汽压缩机包括用于连接新蒸汽的高压蒸汽输入端、低压蒸汽输入端和压缩输出端，所述压缩输出端通过第一蒸汽输送管道与蒸馏设备的蒸汽入口连通；所述热交换器设有可进行热交换的第一热交换通道和第二热交换通道，所述第一热交换通道的输入端通过第一酒汽输送管道与蒸馏设备的酒汽出口连接，蒸馏设备产生的酒汽经第一热交换通道的输出端后进入酒液收集管路，所述第二热交换通道的输入端用于连接补水设备，第二热交换通道的输出端连接所述低压蒸汽输入端；从蒸馏设备输出的酒汽通过第一热交换通道时将第二热交换通道中的水加热蒸发形成低压蒸汽，低压蒸汽经蒸汽压缩机加压后通入蒸馏设备。

与现有技术相比，本发明的蒸汽再生装置，利用蒸馏酒汽产生的热能在热交换器中将水加热蒸发生成低压蒸汽，低压蒸汽通过蒸汽压缩机进行压缩，压缩后产生的再生蒸汽返回蒸馏设备重新使用,通过回收低压酒汽热能生成新蒸汽循环再用，有效减少了蒸馏设备水蒸汽消耗，提高了设备的热效率。本发明的新蒸汽，主要是指在蒸发操作中的热源常采用新鲜的饱和水蒸气，也称作生蒸汽。

优选的，所述蒸汽压缩机的高压蒸汽输入端和压缩输出端之间并联设有新蒸汽输入旁路，新蒸汽输入旁路上设有旁路流量调节阀，所述新蒸汽输入旁路与高压蒸汽输入端之间设有动力流量调节阀；第一蒸汽输送管道上安装有蒸汽流量计，旁路流量调节阀和动力流量调节阀根据蒸汽流量计的流量反馈控制对应管路的蒸汽量。蒸汽流量计控制进入蒸馏设备的蒸汽量，初始时旁路流量调节阀打开，当再生的低压蒸汽逐渐增加时旁路流量调节阀逐渐关小，当旁路流量调节阀完全关闭后流经蒸汽流量计的蒸汽流量仍然大于设定流量值时，动力蒸汽调节阀再逐渐关小，以此达到定量控制的目的。

优选的，所述热交换器包括进汽腔、换热腔和排汽腔，所述换热腔设置在进汽腔与排汽腔之间，所述换热腔内设有若干换热管，所述换热管的两端分别连通所述进汽腔和排汽腔形成所述第一热交换通道，所述第二热交换通道设置在换热管的外侧；所述排汽腔设有酒液排出口，酒液排出口与酒液收集管路连接。酒汽在经过换热管时与第二热交换通道的水间接接触进行热交换，生成的酒液从酒液排出口排到酒液收集管路，热交换和酒液收集的方式简单、实用。

优选的，所述第二热交换通道输入端设有雾化箱,补水设备与雾化箱的输入端连接。通过雾化箱将水雾化成水雾后再排入第二换热通道与酒汽进行换热，有效提高低压蒸汽的生成效率。

优选的，所述第二热交换通道的输出端与低压蒸汽输入端通过低压蒸汽回收管道连接，低压蒸汽回收管道上设有汽液分离器，汽液分离器的输入端与第二热交换通道的输出端连接，汽液分离器的输出端与低压蒸汽输入端连接，汽液分离器的排液端与补水设备连接。通过设置汽液分离器将低压蒸汽与未汽化的水进行分离，保证进入蒸汽压缩机的低压蒸汽的汽化程度，提高再生蒸汽的压缩效量，同时使未汽化的水回流到补水箱中重新使用，有利于节能。

优选的，所述汽液分离器的输入端与第二热交换通道的输出端之间设有真空风机。通过真空风机将第二换热通道内的低压蒸汽快速抽出，防止低压蒸汽滞留在第二换热通道内占用空间，以提高换热效率，并提高低压蒸汽回收管道的低压蒸汽的补给量。

优选的，所述补水设备包括补水箱，补水箱与第二热交换通道输入端通过补水管路连接，补水管路连接上设有第二热交换器；所述排汽腔设有排汽口，第二热交换器上设有与补水管路连接的补水管输入端和补水管输出端，以及第二热交换进汽口和第二热交换排出口，第二热交换进汽口与排汽口连接，排汽腔中未液化的酒汽经第二热交换器对补水管中的水进行预热；所述第二热交换通道的输出端与低压蒸汽输入端通过低压蒸汽回收管道连接，低压蒸汽回收管道上设有汽液分离器，汽液分离器的输入端与第二热交换通道的输出端连接，汽液分离器的输出端与低压蒸汽输入端连接，汽液分离器的排液端与补水设备连接。通过设置第二换热器对酒汽的热量进行二次利用，提高酒汽的冷却效率，另外，通过酒汽的热能对水进行预热有利于提高低压蒸汽的生成效率。通过设置汽液分离器将低压蒸汽与未汽化的水进行分离，保证进入蒸汽压缩机的低压蒸汽的汽化程度，提高再生蒸汽的压缩效量，同时使未汽化的水回流到补水箱中重新使用，有利于节能。

优选的，所述第二热交换通道为换热管与换热腔之间的空间，换热腔内设有螺旋状导流板，螺旋状导流板外侧换热腔内壁连接，各换热管分别穿过螺旋状导流板。通过设置导流板，使水雾通过导流板的导流呈螺旋状流动，并均匀附在换热管外壁上吸收热能，使第一热交换通道与第二热交换通道的热交换效率更高。

优选的，所述汽液分离器的排液端安装有疏水器以防止低压蒸汽被排到补水设备，实所述酒液收集管路上安装有疏酒器以防止未冷却的酒汽被排到酒液收集管路。

优选的，所述补水箱出口设有高压泵，所述高压泵出口连接有流量计，高压泵根据流量计的反馈控制补水量；所述补水箱设有与外部水源连接的进水管道，进水管道上安装有补水阀。通过本设置使系统实现自动化供水，无需人工检测控制供水且水量控制更精确。

附图说明

图1为本发明的原理简图；

图2为热交换器的结构示意图；

图3为本发明一种优选方案的原理简图。

标号说明：

蒸馏设备1、蒸汽再生装置2、动力流量调节阀201、旁路流量调节阀202、蒸汽压缩机203、蒸汽流量计204、热交换器301、换热腔3011、进汽腔3012、排汽腔3013、换热管3014、分隔板3015、导流板3016、蒸汽出口3017、补水箱302、雾化箱303、雾化喷头3031、第二热交换器304、汽液分离器307、疏水器309、真空风机306、流量计3023、补水阀3022、疏酒器305、高压泵3021、单向阀308、第一蒸汽输送管道401、第一酒汽输送管道501、酒液收集管路502、低压蒸汽回收管道402、补水管道601、进水管道602、回水管道603、新蒸汽管道403、新蒸汽输入旁路404。

具体实施方式

参见图1-3，本发明的蒸汽再生装置2包括蒸汽压缩机203和热交换器301，所述蒸汽压缩机203包括用于连接新蒸汽的高压蒸汽输入端、低压蒸汽输入端和压缩输出端，所述压缩输出端通过第一蒸汽输送管道401与蒸馏设备1的蒸汽入口连通；所述热交换器301设有可进行热交换的第一热交换通道和第二热交换通道，所述第一热交换通道的输入端通过第一酒汽输送管道501与蒸馏设备1的酒汽出口连接，蒸馏设备1产生的酒汽经第一热交换通道的输出端后进入酒液收集管路502，所述第二热交换通道的输入端用于连接补水设备，第二热交换通道的输出端连接所述低压蒸汽输入端；从蒸馏设备1输出的酒汽通过第一热交换通道时将第二热交换通道中的水加热蒸发形成低压蒸汽，低压蒸汽经蒸汽压缩机203加压后通入蒸馏设备1。

与现有技术相比，本发明的利用蒸馏酒汽热能的蒸汽再生装置2通过设置热交换器301，利用酒汽的热能生成低压蒸汽以降低酒汽冷却和蒸汽加热的耗能，通过降低耗能以降低白酒的蒸馏成本，具有较好的节能效果。由于热交换器301设有与补水设备连接的第二换热通道，使用于冷却酒汽的冷却水被加热生成低压蒸汽，有效节约用水。

以应用上述蒸汽再生装置2的蒸馏系统为例，其包括蒸馏设备1、蒸汽压缩机203和热交换器301，所述蒸馏设备1设有蒸汽入口(图上未示)和酒汽出口(图上未示)。所述蒸汽压缩机203包括用于连接新蒸汽的高压蒸汽输入端、低压蒸汽输入端和压缩输出端，所述压缩输出端通过第一蒸汽输送管道401与所述蒸汽入口连通；所述热交换器301设有可进行热交换的第一热交换通道和第二热交换通道，所述第一热交换通道的输入端通过第一酒汽输送管道501连接所述酒汽出口，酒汽经第一热交换通道的输出端后进入酒液收集管路502，所述第二热交换通道的输入端用于连接补水设备，第二热交换通道的输出端连接所述低压蒸汽输入端；从蒸馏设备1输出的酒汽通过第一热交换通道时将第二热交换通道中的水加热蒸发形成低压蒸汽，低压蒸汽经蒸汽压缩机203加压后通入蒸馏设备1。优选的，所述高压蒸汽输入端通过新蒸汽管道403连接外部新蒸汽源。

工作流程：新蒸汽通过高压蒸汽输入端进入蒸汽压缩机203，酒汽通过酒汽出口输送到热交换器301的第一热交换通道，所述补水设备向第二热交换通道供水，所述第一热交换通道与第二热交换通道内的流体进行热交换分别产生酒液和低压蒸汽，产生的酒液经第一换热通道的输出端排出并通过酒液收集管道被回收；所述低压蒸汽经第二热交换通道的输出端排到低压蒸汽输入端，所述蒸汽压缩机203吸入低压蒸汽和新蒸汽并进行压缩做功，被压缩作功后的混合蒸汽通过所述蒸汽压缩机203的输出端被排到第一蒸汽输送管道401，并通过蒸汽入口排到蒸馏设备1内。

具体地，所述蒸汽压缩机203的高压蒸汽输入端和压缩输出端之间并联设有新蒸汽输入旁路404，新蒸汽输入旁路404上设有旁路流量调节阀202，所述新蒸汽输入旁路404与高压蒸汽输入端之间设有动力流量调节阀201；第一蒸汽输送管道401上安装有蒸汽流量计204，旁路流量调节阀202和动力流量调节阀201根据蒸汽流量计204的流量反馈控制蒸汽量。本结构可实现对蒸汽流量的灵活控制，通过旁路流量调节阀202和动力流量调节阀201对新蒸汽的蒸汽流量实现二级控制，通过新蒸汽的蒸汽流量以限制第一蒸汽输送管道401的蒸汽流量。

这样，当蒸汽流量计204检测的蒸汽流量大于设定最大值时，旁路流量调节阀202逐渐关小以调节第一蒸汽输送管道401的蒸汽流量，当旁路流量调节阀202完成断开后，蒸汽流量计204仍超过设定最大值，动力流量调节阀201再逐渐关小。

所述热交换器301包括进汽腔3012、换热腔3011和排汽腔3013，所述换热腔3011设置在进汽腔3012与排汽腔3013之间，并且所述换热器分别与进汽腔3012、排汽腔3013设置分隔板3015隔开，所述换热腔3011内设有若干换热管3014，所述换热管3014的两端分别连通所述进汽腔3012和排汽腔3013形成所述第一热交换通道，所述第二热交换通道设置在换热管3014的外侧，换热腔3011的上侧对应的设有蒸汽出口3017；所述排汽腔3013设有酒液排出口(图中未示)，其设置在排汽腔3013的下侧并与酒液收集管路502连接，酒液在重力作用下流向酒液排出口，并通过酒液排出口被排到酒液收集管路502。所述第二热交换通道输入端设有雾化箱303,补水设备与雾化箱303的输入端连接。所述雾化箱303内设有雾化喷头3031，通过所述雾化喷头3031将水进行雾化后再排入第二换热通道与酒汽进行换热，有效提高低压蒸汽生成效率。所述第二热交换通道为换热管3014与换热腔3011之间的空间，换热腔3011内设有螺旋状导流板3016，螺旋状导流板3016外侧换热腔3011内壁连接，各换热管3014分别穿过螺旋状导流板3016。通过设置螺旋状导流板3016，使水雾通过螺旋状导流板3016的引流均匀附在换热管3014外壁上吸收热能，使第一热交换通道与第二热交换通道的热交换效率更高。

作为一种优选的方案，所述第二热交换通道的输出端与低压蒸汽输入端通过低压蒸汽回收管道402连接，低压蒸汽回收管道402上设有汽液分离器307，汽液分离器307的输入端与第二热交换通道的输出端连接，汽液分离器307的输出端与低压蒸汽输入端连接，汽液分离器307的排液端与补水设备连接。所述汽液分离器307的输入端与第二热交换通道的输出端之间设有真空风机306。另外，所述汽液分离器307的输出端与低压蒸汽输入端之前还设有单向阀308，所述单向阀308使低压蒸汽管路的气流向蒸汽压缩机203的方向流动。通过真空风机306将第二换热通道内的低压蒸汽快速抽出，以提高换热效率。所述补水设备包括补水箱302，所述排液端与所述补水箱302通过回水管道603连接，补水箱302与第二热交换通道输入端通过补水管道601连接，补水管道601连接上设有热交换器304；所述排汽腔3013设有排汽口(图中未示)，热交换器304上设有与补水管道601连接的补水管输入端和补水管输出端，以及第二热交换进汽口(图中未示)和第二热交换排出口(图中未示)，第二热交换进汽口与排汽口连接，排汽腔3013中未液化的酒汽经热交换器304对补水管道601中的水预热后生成酒液并从第二热交换排出口排出；或者，所述第二热交换排出口与外部物料预热设备的输入端连接，所述酒汽经过外部物料预热设备并与外部物料预热设备的物料进行热交换，再通过外部物料预热设备的输出端排出。优选的，所述热交换器304的将补水管道601的水预热为摄氏度。热交换器304的将水预热后进入雾化箱303进行雾化，雾化效果更好。

作为一种优选的方案，所述汽液分离器307的排液端安装有疏水器309以防止低压蒸汽被排到补水设备，所述酒液收集管路502上安装有疏酒器305以防止未冷却的酒汽被排到酒液收集管路502。

作为一种优选的方案，所述补水箱302出口设有高压泵3021，所述高压泵3021出口连接有流量计3023，高压泵3021根据流量计3023的反馈控制补水量；所述补水箱302设有与外部水源连接的进水管道602，进水管道602上安装有补水阀3022，所述外部水源通过补水阀3022向补水箱302自动供水。优选的，所述外部水源为软水源。

与现有技术相比，使用蒸汽再生装置2的蒸馏系统，可利用酒汽的热能生成低压蒸汽以降低酒汽冷却和蒸汽加热的耗能，通过降低耗能以降低白酒的蒸馏成本，具有较好的节能效果。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。