乙醇回收系统及其方法与流程

文档序号:16475261发布日期:2019-01-02 23:31阅读:1996来源:国知局
乙醇回收系统及其方法与流程

本发明涉及中药生产技术领域,尤其涉及一种乙醇回收系统及其方法。



背景技术:

在中药生产过程中,水提醇沉法是常用的中药提取中药提取纯化的精制方法。该水提醇沉法的主要原理是,药材先经水煎提取,其中生物碱、有机酸盐、氨基酸类等水溶性有效成分被提取出来,同时也浸提出很多水溶性杂质。接着,进行醇沉工序,就是利用药材的有效成分能溶于乙醇而杂质不溶于乙醇的特性,在煎煮液中加入乙醇并静置后,有效成分转溶于乙醇中以形成醇沉上清液,而杂质则被沉淀出来以形成废渣,从而达到除去杂质而保留药物有效成分的目的。最后,将该醇沉上清液抽取出来以进行后续的精制工序,而剩余的废渣将经过废渣处理,以防污染环境。

然而,在抽取出醇沉上清液时,由于静置罐内液面往往很难观察清楚,并且沉淀出的废渣表面往往不是理想的平面,因此很难将沉淀后的醇沉上清液抽取完全,特别是形成絮状沉淀物是更难操作,导致废渣中不可避免地会残留部分乙醇。为了满足环保要求,以防污染环境,故需要对废渣进行专门处理。目前,通常是对废渣和残留乙醇一起进行特殊处理,这样不仅成本极高,而且还会造成资源浪费(该废渣中残留的乙醇未被回收利用),并增加了处理废渣的难度。



技术实现要素:

本发明的一个主要优势在于提供一种乙醇回收系统及其方法,其能够回收在经醇沉后的废渣中残留的乙醇,以便对乙醇进行回收利用。

本发明的另一个优势在于提供一种乙醇回收系统及其方法,其能够将在一醇沉单元中形成的废渣自动地输送至一回收单元,以便进行乙醇回收操作。

本发明的另一个优势在于提供一种乙醇回收系统及其方法,其能够自动化地控制乙醇回收过程,以减少人力劳动,降低人工成本。

本发明的另一个优势在于提供一种乙醇回收系统及其方法,其能够高效地回收废渣中残留的乙醇,使得被处理后的废渣不需要重新进行二次处理,以便节约资源,优化环境。

本发明的另一个优势在于提供一种乙醇回收系统及其方法,其能够提高乙醇回收工作的智能化程度,以减轻操作人员的负担,提高工作效率。

本发明的另一个优势在于提供一种乙醇的回收系统及其方法,其中在回收乙醇的过程中,操作简单、回收效率高、且不会发生污染。

本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。

依本发明的一个方面,能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一乙醇回收系统,包括:

一醇沉单元,用于提供一含有乙醇的醇沉废渣;

一蒸发单元,其中所述蒸发单元与所述醇沉单元可导通地连接,用于加热来自所述醇沉单元的该醇沉废渣,以蒸发出并回收该醇沉废渣中的该乙醇;以及

一负压生成单元,其中所述负压生成单元与所述蒸发单元可导通地连接,用于抽取所述蒸发单元中的气体,以在所述蒸发单元和所述醇沉单元之间形成一压力差,使得该醇沉废渣在该压力差的作用下从所述醇沉单元被自动地输送至所述蒸发单元。

在本发明的一实施例中,还包括一蒸汽供应单元,其中所述蒸发单元包括相互可导通地连接的一加热器和一蒸发器,其中所述蒸汽供应单元与所述加热器可导通地连接,用于为所述加热器供应一加热蒸汽,其中所述加热器包括一进料管,并且所述加热器通过所述进料管与所述醇沉单元可导通地连接,以在所述加热器中加热该醇沉废渣,所述蒸发器用于蒸发出在所述加热器中加热后的该醇沉废渣中的该乙醇,以形成一乙醇蒸汽。

在本发明的一实施例中,所述蒸汽供应单元包括一蒸汽发生器和一第一蒸汽管,其中所述蒸汽发生器通过所述第一蒸汽管与所述加热器可导通地连接,以通过所述第一蒸汽管将经由所述蒸汽发生器所生成的该加热蒸汽输送至所述加热器。

在本发明的一实施例中,所述蒸汽供应单元还包括一第二蒸汽管,其中所述第二蒸汽管将所述蒸汽发生器和所述醇沉单元连接,以通过所述第二蒸汽管将所述蒸汽发生器所生成的该加热蒸汽输送至所述醇沉单元。

在本发明的一实施例中,所述醇沉单元包括一醇沉罐和一排渣管,其中所述排渣管将所述加热器的所述进料管与所述醇沉罐的底部可导通地连接,并且所述排渣管与所述第二蒸汽管连接,以将所述蒸汽发生器与所述醇沉罐的所述底部可导通地连接。

在本发明的一实施例中,所述蒸发单元还包括依次可导通地连接的一汽液分离器、一冷凝器、一冷却器以及一集液器,其中所述汽液分离器与所述蒸发器的顶部可导通地连接,用于分离该乙醇蒸汽,以除去该乙醇蒸汽中的液滴,所述冷凝器用于将被分离后的该乙醇蒸汽冷凝成一乙醇溶液,所述冷却器用于冷却来自所述冷凝器的该乙醇溶液,所述集液器用于收集并储存被冷却后的该乙醇溶液。

在本发明的一实施例中,所述蒸发单元还包括依次可导通地连接的一汽液分离器、一冷凝器、一冷却器以及一集液器,其中所述汽液分离器与所述蒸发器的顶部可导通地连接,用于分离该乙醇蒸汽,以除去该乙醇蒸汽中的液滴,所述冷凝器用于将被分离后的该乙醇蒸汽冷凝成一乙醇溶液,所述冷却器用于冷却来自所述冷凝器的该乙醇溶液,所述集液器用于收集并储存被冷却后的该乙醇溶液。

在本发明的一实施例中,所述负压生成单元包括一真空泵和一抽真空管,其中所述真空泵通过所述抽真空管与所述蒸发器的所述顶部可导通地连接,以通过所述真空泵在所述蒸发器和所述加热器中形成一负压环境。

在本发明的一实施例中,还包括一控制单元,其中所述控制单元包括一分析模块、一液位检测模块、一负压开关模块以及一进料开关模块,其中液位检测模块被设置于所述醇沉罐,用于检测所述醇沉罐中一醇沉上清液的液位,以形成一液位信息,其中所述分析模块包括一与所述液位信息模块可通信地连接的液位分析模块,并且所述液位分析模块用于分析所述液位信息是否保持不变,如果是,则生成一进料控制指令,其中所述负压开关模块被设置于所述负压生成单元,并与所述液位分析模块可通信地连接,其中所述负压开关模块用于响应于所述进料控制指令,开启所述真空泵,其中所述进料开关模块被设置于所述加热器的所述进料管,并与所述液位分析模块可通信地连接,其中所述进料开关模块用于响应于所述进料控制指令,打开所述进料管。

在本发明的一实施例中,所述控制单元还包括一压力检测模块,其中所述压力检测模块被设置于所述抽真空管,用于检测所述蒸汽器中的压力,以生成一压力信息,其中所述分析模块还包括一与所述压力检测模块可通信地连接的压力分析模块,用于分析所述压力信息是否在一预定压力范围之内,如果是,则生成一进料结束指令,其中所述负压开关模块还与所述压力分析模块可通信地连接,其中所述负压开关模块用于响应于所述进料结束指令,关闭所述真空泵,其中所述进料开关模块还与所述压力分析模块可通信地连接,其中所述进料开关模块用于响应于所述进料结束指令,关闭所述进料管。

在本发明的一实施例中,所控制单元还包括相互可通信地连接的一温度检测模块和一蒸汽调节模块,其中所述温度检测模块被设置于所述蒸发器的底部,用于检测在所述蒸发器中的该醇沉废渣的温度,以生成一温度信息,其中所述分析模块还包括一与所述温度检测模块可通信地连接的温度分析模块,其中所述温度分析模块用于分析所述温度信息与一预定蒸发温度之间大小,以生成一加热控制指令,其中所述蒸汽调节模块被设置于所述蒸汽供应单元的所述第一蒸汽管,用于响应于所述加热控制指令,调节来自所述蒸汽发生器的该加热蒸汽在所述第一蒸汽管中的流量,以保持所述温度信息等于所述预定蒸发温度。

在本发明的一实施例中,所述控制单元还包括一被设置于所述冷却器的乙醇含量检测模块,其中所述乙醇含量检测模块用于检测经由所述冷却器冷却的该乙醇溶液中的乙醇含量,以生成一乙醇含量信息,其中所述分析模块还包括一与所述乙醇含量检测模块可通信地连接的乙醇含量分析模块,用于分析所述乙醇含量信息是否低于一预定含量,如果是,则生成一蒸发结束指令,其中所述蒸汽调节模块还与所述乙醇含量分析模块可通信地连接,用于响应于所述蒸发结束指令,调节该加热蒸汽在所述第一蒸汽管中的流量至零流量。

在本发明的一实施例中,所述控制单元还包括一被设置于所述第二蒸汽管的蒸汽开关模块,其中所述蒸汽开关模块与所述液位分析模块可通信地连接,用于响应于所述进料控制模块,打开所述第二蒸汽管,以通过所述第二蒸汽管将该加热蒸汽输送至所述醇沉罐,并在一段时间后,自动地关闭所述第二蒸汽管。

依本发明的另一个方面,本发明进一步提供一方法,用于回收一醇沉废渣中的乙醇,包括步骤:

藉由一负压生成单元,形成一压力差,以使该醇沉废渣在所述压力差的作用下从一醇沉单元的一醇沉罐被输送至一蒸发单元的一加热器;

藉由一蒸汽供应单元,提供一加热蒸汽至所述加热器,以在所述加热器中加热该醇沉废渣;

藉由所述蒸发单元的一蒸发器,蒸发出被加热后的该醇沉废渣中的该乙醇,以形成一携带有液滴的乙醇蒸汽;

藉由所述蒸发单元的一汽液分离器,分离出该乙醇蒸汽中携带的液滴,以获得不携带该液滴的该乙醇蒸汽;以及

藉由所述蒸发单元的一冷凝器,冷凝来自所述汽液分离器的该乙醇蒸汽,以获得一乙醇溶液。

在本发明的一实施例中,还包括步骤:

藉由所述蒸发单元的一冷却器,冷却来自所述冷凝器的该液体乙醇,以降低该乙醇溶液的温度;和

藉由所述蒸发单元的一集液器,收集被冷却后的该乙醇溶液。

依本发明的另一个方面,本发明进一步提供一方法,用于控制一乙醇回收系统,以回收一醇沉废渣中的乙醇,包括步骤:

藉由该乙醇回收系统的一控制单元的一液位检测模块,检测一醇沉上清液在一醇沉罐中的液位,以生成一液位信息;

藉由所述控制单元的一分析模块的一液位分析模块,分析所述液位信息是否在一段时间内保持不变,如果是,则生成一进料控制指令;

藉由所述控制单元的一负压开关模块,响应于所述进料控制指令,开启该乙醇回收系统的一负压生成单元的一真空泵,以在该乙醇回收系统的一蒸发单元的一加热器和所述醇沉罐之间形成压力差;以及

藉由所述控制单元的一进料开关模块,响应于所述进料控制指令,打开所述加热器的一进料管,以使所述醇沉罐中的一醇沉废渣在压力差的作用下被输送至所述加热器。

在本发明的一实施例中,还包括步骤:

藉由所述控制单元的一压力检测模块,检测所述蒸发单元的一蒸发器中的压力,以生成一压力信息;

藉由所述分析模块的一压力分析模块,分析所述压力信息是否在一预定压力范围之内,如果是,则生成一进料停止指令;

藉由所述进料开关模块,响应于所述进料停止指令,关闭所述加热器的所述进料管;以及

藉由所述负压开关模块,响应于所述进料停止指令,关闭所述真空泵,以完成进料工作。

在本发明的一实施例中,还包括步骤:

藉由所述控制单元的一温度检测模块,检测所述醇沉废渣在所述蒸发器中的温度,以生成一温度信息;

藉由所述分析模块的一温度分析模块,分析所述温度信息与一预定蒸发温度之间的大小,以生成一温度控制指令;以及

藉由所述控制单元的一蒸汽调节模块,响应于所述温度控制指令,调节经由一蒸汽供应单元的一蒸汽发生器产生的加热蒸汽在所述蒸汽供应单元的一第一蒸汽管中的流量,以保持所述温度信息等于所述预定蒸发温度。

在本发明的一实施例中,还包括步骤:

藉由所述控制单元的一乙醇含量检测模块,检测所述蒸发单元的一冷却器中所述乙醇溶液的乙醇含量,以生成一乙醇含量信息;

藉由所述分析模块的一乙醇含量分析模块,分析所述乙醇含量信息是否低于一预定含量,如果是,则生成一蒸发结束指令;以及

藉由所述控制单元的所述蒸汽调节模块,响应于所述蒸发结束指令,调节所述加热蒸汽在所述第一蒸汽管中的流量至零流量,以结束乙醇的蒸发回收工作。

在本发明的一实施例中,还包括步骤:

藉由所述控制单元的一蒸汽开关模块,响应于所述进料控制指令,打开所述蒸汽供应单元的一第二蒸汽管,以加热融化在所述醇沉罐中的所述醇沉废渣;和

藉由所述蒸汽开关模块,在一预定时间之后,关闭所述第二蒸汽管。

通过对随后的描述和附图的理解,本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1是根据本发明的一较佳实施例的一乙醇回收系统的结构示意图。

图2是根据本发明的上述较佳实施例的所述乙醇回收系统的框图示意图。

图3是根据本发明的上述较佳实施例的所述乙醇回收系统的一进料控制步骤的示意图。

图4是根据本发明的上述较佳实施例的所述乙醇回收系统的一进料结束步骤的示意图。

图5是根据本发明的上述较佳实施例的所述乙醇回收系统的一温度控制步骤的示意图。

图6是根据本发明的上述较佳实施例的所述乙醇回收系统的一蒸发结束步骤的示意图。

图7是根据本发明的上述较佳实施例的一乙醇回收方法的流程示意图。

图8是根据本发明的上述较佳实施例的一乙醇回收系统的控制方法的流程示意图

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是,在本发明的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。

在中药生产的过程中,水提醇沉法是常用的中药提取中药提取纯化的精制方法。具体地,先将中药材进行水煎提取,以形成一水煎提取液,其中所述水煎提取液中包含有生物碱、有机酸盐、氨基酸类等水溶性有效成分,同时也包含很多水溶性杂质。接着,加入乙醇至所述水煎提取液,以进行醇沉。由于药材的有效成分能溶于乙醇而杂质不溶于乙醇,因此在静置一段时间之后,所述水煎提取液中的这些水溶性有效成分将转溶于乙醇中以形成一醇沉上清液,而所述水煎提取液中的杂质则被沉淀出来以形成一醇沉废渣,从而达到除去杂质而保留药物有效成分的效果。最后,将所述醇沉上清液抽取出来以进行后续的精制工序,而剩余的该醇沉废渣将经过特殊的废渣处理,以防污染环境。

然而,在抽取出醇沉上清液时,由于静置罐内液面往往很难观察清楚,并且沉淀出的废渣表面往往不是理想的平面,因此很难将沉淀后的醇沉上清液抽取完全,特别是形成絮状沉淀物是更难操作,导致废渣中不可避免地会残留部分乙醇。目前,为了满足环保要求,通常会对废渣和残留乙醇一起进行特殊处理,但这样不仅成本极高,而且还会造成资源浪费(该废渣中残留的乙醇未被回收利用),并增加了处理废渣的难度。因此,本发明的提供了一乙醇回收系统及其方法,用于回收一醇沉废渣中的乙醇,使得该乙醇能够被二次利用,以减小或避免资源的浪费。

参考附图之图1至图8所示,根据本发明的一较佳实施例的乙醇回收系统及其方法被阐明,其中所述乙醇回收系统包括一醇沉单元10、一蒸发单元20以及一负压生成单元30。所述醇沉单元10用于醇沉一水煎提取液,并在静置一段时间后,形成一醇沉上清液和一醇沉废渣。所述蒸发单元20用于对来自所述醇沉单元10的该醇沉废渣进行蒸发处理,以回收从该醇沉废渣中蒸发出的乙醇。所述负压生成单元30与所述蒸发单元20连通,用于在所述蒸发单元20内形成一负压环境,其中所述蒸发单元20与所述醇沉单元10连通,以在所述蒸发单元20和所述醇沉单元10之间形成一压力差,使得所述醇沉单元10中的该醇沉废渣在该压力差的作用下能被输送至所述蒸发单元20,而不需要依靠人力进行输送,提高乙醇回收的工作效率。

具体地,如图1所示,所述醇沉单元10包括一醇沉罐11和一排渣管12,并且所述排渣管12与所述醇沉罐11的底部连通。当进行醇沉工序时,先将所述水煎提取液放入所述醇沉罐11,接着在搅拌的过程中添加乙醇至所述醇沉罐11,以使所述乙醇与所述水煎提取液充分混合。在静置一段时间之后,所述水煎提取液中杂质因不溶于乙醇而被沉淀出来,以在所述醇沉罐11的底部形成所述醇沉废渣,与此同时,所述水煎提取液中有效成分因可溶于乙醇而转溶于乙醇中,以在所述醇沉废渣的上方形成所述醇沉上清液。由于所述醇沉废渣与所述醇沉上清液被分成两层,因此能够将所述水煎提取液中的有效成分和杂质分隔开来。此后只需要将所述醇沉上清液抽取出来以进行后续的精制工作,而所述醇沉废渣和残留的乙醇则被留在所述醇沉罐11的底部,使得所述醇沉废渣可以通过所述排渣管12被排出所述醇沉罐11。

如图1所示,所述蒸发单元20包括一加热器21、一蒸发器22、一汽液分离器23以及一冷凝器24。所述加热器21设有一进料管211,其中所述进料管211与所述醇沉罐11的所述排渣管12可导通地连接,以将所述加热器21的下部和所述醇沉罐11连通,使得所述醇沉罐11中的所述醇沉废渣能通过所述进料管211被输送至所述加热器21,以便在所述加热器21中对所述醇沉废渣进行加热。所述加热器21与所述蒸发器22的底部连通,用于将经由所述加热器21加热后的所述醇沉废渣在所述蒸发器22中进行蒸发,以蒸发出所述醇沉废渣中的乙醇。所述汽液分离器23与所述蒸发器22的顶部连通,用于分离出经由所述蒸发器22蒸发出的乙醇蒸汽。所述冷凝器24与所述汽液分离器23连通,用于冷凝来自所述汽液分离器23的乙醇蒸汽,以形成乙醇溶液,便于回收乙醇。

进一步地,如图1所示,所述蒸发单元20还包括一冷却器25和一集液器26,其中所述冷却器25被设置于所述集液器26的上方,并且所述冷却器25与所述冷凝器24连通,用于冷却经由所述冷凝器24冷凝的乙醇溶液,以降低所述乙醇溶液的温度,并将冷却后的乙醇溶液输送至所述集液器26中被临时储存,以备再次利用。

如图1所示,所述负压生成单元30包括一真空泵31和一抽真空管32,其中所述抽真空管32将所述真空泵31与所述蒸发单元20的所述蒸发器22的顶部连通,以在所述真空泵31工作时,通过所述抽真空管32抽取所述蒸发器22内的空气,以使所述蒸发器22中形成一负压环境。由于所述蒸发器22与所述加热器21连通,使得所述加热器21内也形成负压环境,并在所述加热器21和所述醇沉罐11之间形成压力差,以便将所述醇沉罐11内的所述醇沉废渣在压力差的作用下输送至所述加热器21。

此外,根据本发明的所述较佳实施例,如图1所示,所述乙醇回收系统还包括一蒸汽供应单元40,用于供应一加热蒸汽。所述加热器21具有一被设置于所述加热器21的上部的进气口212和一被设置于所述加热器21的下部的出水口213,其中所述蒸汽供应单元40包括一蒸汽发生器41和一第一蒸汽管42,其中所述蒸汽发生器41用于生成所述加热蒸汽,并通过所述第一蒸汽管42将所述蒸汽发生器41与所述加热器21的所述进气口212连接,以连通所述蒸汽发生器41和所述加热器21,使得来自所述蒸汽发生器41生成的加热蒸汽通过所述第一蒸汽管42进入所述加热器21,并以热交换的方式在所述加热器21中加热所述醇沉废渣。与此同时,该加热蒸汽被冷凝而形成冷凝水,并且该冷凝水经由所述加热器21的所述出水口213排出。

值得注意的是,由于在所述醇沉罐11中沉淀形成的所述醇沉废渣通常因静置而聚集于所述醇沉罐11的底部,导致所述醇沉罐11排渣困难,因此在抽取所述醇沉上清液之后,往往需要向所述醇沉罐11中加入热水,以使所述醇沉废渣再次融化后,再被排出。

然而,在本发明的所述较佳实施例中,如图1所示,所述蒸汽供应单元40还包括一第二蒸汽管43,并通过所述第二蒸汽管43将所述蒸汽发生器41与所述醇沉罐11的底部可导通地连接,以连通所述蒸汽发生器41和所述醇沉罐11,使得所述蒸汽发生器41所生成的加热蒸汽通过所述第二蒸汽管43被输送至所述醇沉罐11中,并与所述醇沉罐11中的所述醇沉废渣直接接触,用于加热并融化所述醇沉废渣,有助于将所述醇沉废渣从所述醇沉罐11中排出。应当理解,所述加热蒸汽为温度较高的水蒸气,当所述加热蒸汽与所述醇沉废渣直接接触时,不仅能够直接加热以融化所述除尘废渣,而且在所述水蒸气被冷凝成液态水后,又能够稀释溶解和稀释所述醇沉废渣,大幅增加所述醇沉废渣的流动性,便于排出所述醇沉废渣。此外,由于所述第二蒸汽管43与所述醇沉罐11的底部可导通地连接,导致所述加热蒸汽自所述醇沉罐11的底部进入,因此所述加热蒸汽还能够破碎和搅拌所述醇沉废渣,以加速所述醇沉废渣的溶解。

优选地,如图1所示,所述第二蒸汽管43的一端与所述蒸汽发生器41可导通地连接,所述第二蒸汽管43的另一端与所述醇沉单元10的所述排渣管12可导通地连接,以通过所述第二蒸汽管43和所述排渣管12将所述蒸汽发生器41与所述醇沉罐11连通,使得当所述蒸汽发生器41向所述醇沉罐11供应所述加热蒸汽时,所述加热蒸汽先通过所述第二蒸汽管43进入所述排渣管12,在通过所述排渣管12进入所述醇沉罐11的底部。这样的话,不仅能够避免在所述醇沉罐11的底部开设专门的蒸汽进口,以保证所述醇沉罐11的底部强度,而且还能够利用所述加热蒸汽来冲刷所述排渣管12,以防所述醇沉废渣堵塞所述排渣管12。

根据本发明的所述较佳实施例,如图1至图3所示,所述乙醇回收系统还包括一控制单元50,其中所述控制单元50包括一分析模块51、一液位检测模块52、一负压开关模块53以及一进料开关模块54。所述液位检测模块52被设置于所述醇沉单元10的所述醇沉罐11,用于检测所述醇沉上清液在所述醇沉罐11中的液位,以生成一液位信息。所述分析模块51包括一与所述液位检测模块52可通信地连接的液位分析模块511,其中所述液位分析模块511用于分析所述液位信息是否随时间的变化而发生变化,若所述液位信息不随时间变化而发生变化,则生成一进料控制指令。所述负压开关模块53与所述液位分析模块511可通信地连接,用于响应于所述进料控制指令,开启所述真空泵31,以在所述加热器21和所述醇沉罐11之间形成所述压力差。所述进料开关模块54被设置于所述加热器21的所述进料管211,以打开或关闭所述进料管211,用于响应于所述进料控制指令,打开所述进料管211,以使所述加热器21与所述醇沉罐11相连通,使得所述醇沉废渣在所述压力差的作用下从所述醇沉罐11被自动地输送至所述加热器21。

换句话说,在从所述醇沉罐11中抽取所述醇沉上清液时,所述醇沉上清液的液位高度随着时间的增加不断降低,直至所述醇沉上清液基本被抽取完时,所述醇沉上清液的液位高度随着时间的增加不再发生变化,也就是说,当所述醇沉上清液基本被抽取完时,所述液位检测模块52所检测的所述液位信息将不发生变化。此时,所述液位分析模块511因分析出所述液位信息不发生变化而生成所述进料控制指令。接着,所述负压开关模块53响应于所述进料控制指令,开启所述真空泵31,以对所述加热器21和所述蒸发器22进行抽真空,进而在所述加热器21和所述蒸发器22中形成负压环境;所述进料开关模块54响应于所述进料控制指令,打开所述进料管211,使得所述醇沉罐11中的所述醇沉废渣在所述真空泵31的作用下被输送至所述加热器21。

应当理解,在本发明的所述较佳实施例中,所述液位检测模块52可以但不限于被实施为一浮球液位测量计,在抽取所述醇沉上清液的过程中,所述浮球液位测量计的浮球随着所述醇沉上清液的液面下降而下降,而当所述醇沉上清液基本被抽取完时,所述浮球抵靠在所述醇沉废渣的表面不会再下降,使得所述液位信息不随时间的改变而发生变化。此外,所述负压开关模块53可以但不限于被实施为一电动开关,用于自动开启或关闭所述真空泵31;所述进料开关模块54可以但不限于被实施为一被设置于所述进料管211上的电动阀,用于自动地打开或关闭所述进料管211。

进一步地,如图1和图4所示,所述控制单元50还包括一压力检测模块55,其中所述压力检测模块55被设置于所述负压生成单元30的所述抽真空管32,用于检测所述蒸发器22中的压力,以生成一压力信息。所述分析模块51还包括一与所述压力检测模块55可通信地连接的压力分析模块512,其中所述压力分析模块512用于分析所述压力信息是否在一预定压力范围之内,如果所述压力信息在所述预定压力范围之内,则生成一进料结束指令。所述进料开关模块54与所述压力分析模块512可通信地连接,用于响应于所述进料结束指令,关闭所述进料管211;所述负压开关模块53与所述压力分析模块512可通信地连接,用于响应于所述进料结束指令,关闭所述真空泵31,以完成进料工作。

应当理解,所述压力检测模块55可以但不限于被实施为一真空压力表,用于通过所述抽真空管32来检测所述蒸发器22中的压力,以生成所述压力信息,并将所述压力信息发送至所述分析模块51的所述压力分析模块512。此外,在本发明的所述较佳实施例中,所述压力检测模块55生成的所述压力信息为真空度(真空度等于电气压力减去绝对压力),故所述预定压力范围优选地被实施为接近零的压力区间。这是因为在所述醇沉废渣被输送完之后,大量的空气会通过所述醇沉罐11和所述进料管211进入所述加热器21和所述蒸发器22,使得所述加热器21和所述蒸发器22中的负压环境被破坏,即所述蒸发器22中的压力约等于大气压力,导致所述压力检测模块55所检测到的压力几乎等于零。换句话说,当所述压力信息在所述预定压力范围之内时,意味着所述醇沉废渣被输送完毕。

值得注意的是,由于所述乙醇回收系统的所述控制单元50能够检测所述醇沉上清液的抽取情况,并在抽取完成之后,自动地开启所述真空泵31和打开所述进料管211,并在输送完成后,自动地关闭所述真空泵31和所述进料管211,以完成所述醇沉废渣的输送工作,因此,在整个输送过程中,不需要任何人为操作,实现了自动化的输送工序,大幅减小了人力劳动。

接着,在完成所述醇沉废渣的输送工作之后,需要在所述加热器21中将所述醇沉废渣加热至一预定蒸发温度,进而进行乙醇的蒸发回收工作。具体地,根据本发明的所述较佳实施例,如图1和图5所示,所述控制单元50还包括一温度检测模块56和一蒸汽调节模块57。所述温度检测模块56被设置于所述蒸发器22的底部,用于检测在所述蒸发器22内所述醇沉废渣的温度,以生成一温度信息。所述控制单元50的所述分析模块51还包括一与所述温度检测模块56可通信地连接的温度分析模块513,其中所述温度分析模块513用于分析所述温度信息与所述预定蒸发温度之间的大小,以生成一加热控制指令。所述蒸汽调节模块57被设置于所述蒸汽供应单元40的所述第一蒸汽管42,并且与所述温度分析模块513可通信地连接,用于响应于所述加热控制指令,调节所述加热蒸汽在所述第一蒸汽管42中的流量,以加热并保持所述醇沉废渣的温度基本等于所述预定蒸发温度。

换句话说,当所述温度信息小于所述预定蒸发温度时,所述温度分析模块513生成用于加强供热的加热控制指令,所述蒸汽调节模块57响应于所述加热控制指令,增大所述加热蒸汽在所述第一蒸汽管42中的流量(即进入所述加热器21的所述加热蒸汽的流量),以加强对所述醇沉废渣的加热,使得所述醇沉废渣的温度上升至所述预定蒸发温度;当所述温度信息大于所述预定蒸发温度,所述温度分析模块513生成用于减弱供热的加热控制指令,所述蒸汽调节模块57响应于所述加热控制指令,减小所述加热蒸汽在所述第一蒸汽管42中的流量,以减弱对所述醇沉废渣的加热,使得所述醇沉废渣因乙醇蒸发而降温至所述预定蒸发温度。通过上述动态地调节所述加热蒸汽在所述第一蒸汽管42中的流量,能够保持所述蒸发器中的所述醇沉废渣的温度基本等于所述预定蒸发温度。

应当理解,所述预定蒸发温度根据乙醇的蒸发温度来设计,所述预定蒸发温度优选地被实施为一温度范围,例如70℃~78℃。此外,所述蒸汽调节模块57可以但不限于被实施为一被设置于所述第一蒸汽管42的电动调节阀,以自动地调节所述加热蒸汽在所述第一蒸汽管42中的流量。

值得一提的是,为了方便输送所述醇沉废渣,在开启所述真空泵31和打开所述进料管211之前,还要先通过所述第二蒸汽管43将经由所述蒸汽发生器11生成的所述加热蒸汽输送至所述醇沉罐11,以加热融化所述醇沉废渣。因此,在本发明的所述较佳实施例中,如图1和图2所示,所述控制单元50还包括一被设置于所述第二蒸汽管43的蒸汽开关模块58,用于打开或关闭所述第二蒸汽管43,以在打开所述第二蒸汽管43时,所述蒸汽发生器41所生成的所述加热蒸汽通过所述第二蒸汽管43进入所述醇沉罐11,以加热融化在所述醇沉罐11中的所述醇沉废渣;并且在打开一预定时间或所述醇沉废渣被融化完之后,所述蒸汽开关模块58能自动地关闭所述第二蒸汽管43。

优选地,如图3所示,所述蒸汽开关模块58与所述液位分析模块511可通信地连接,用于响应于所述进料控制指令,打开所述第二蒸汽管43,以对所述醇沉罐11中的所述醇沉废渣进行加热融化,并在所述预定时间之后,关闭所述第二蒸汽管43。

值得注意的是,为了确保在加热融化所述醇沉废渣之后,才进行所述醇沉废渣的输送工作,也就是说,当所述进料开关模块54接收到所述进料控制指令时,至少间隔所述预定时间之后,所述进料开关模块54才打开所述进料管211,以输送所述醇沉废渣。

根据本发明的所述较佳实施例,所述醇沉废渣在所述加热器21中被加热至所述预定蒸发温度,与此同时,所述醇沉废渣中的乙醇在所述蒸发器22中蒸发,以形成一乙醇蒸汽。接着,由于所述乙醇蒸汽中不可避免地会携带一些液滴,因此,所述乙醇蒸汽首先进入所述汽液分离器23,以通过所述汽液分离器23分离出所述乙醇蒸汽中的液滴,并将分离出的液滴导入所述蒸发器22,而被分离后的所述乙醇蒸汽进入所述冷凝器24被冷凝成一乙醇溶液。然后,所述乙醇溶液流入所述冷却器25,以通过所述冷却器25冷却所述乙醇溶液,用于降低所述乙醇溶液的温度至常温或储存温度,以便储存所述乙醇溶液。最后,被冷却后的所述乙醇溶液流入所述集液器26,而被临时储存于所述集液器26中。

优选地,如图1和图6所示,所述控制单元50还包括一被设置于所述冷却器25的乙醇含量检测模块59,用于检测经由所述冷却器25冷却后的所述乙醇溶液的乙醇含量,以生成一乙醇含量信息。所述分析模块51还包括一与所述乙醇含量检测模块59可通信地连接的乙醇含量分析模块514,其中所述乙醇含量分析模块514用于分析所述乙醇含量信息是否低于一预定含量,如果所述乙醇含量信息低于所述预定含量,则生成一蒸发结束指令。所述蒸汽调节模块57与所述乙醇含量分析模块514可通信地连接,用于响应于所述蒸发结束指令,关闭所述第一蒸汽管42,使得所述加热蒸汽在所述第一蒸汽管42中的流量为零,也就是说,切断所述加热蒸汽的供应,以停止加热所述醇沉废渣,从而结束蒸发回收工作。应当理解,所述预定含量可以但不限于被实施为10%~30%,本发明对此不作限制。

根据本发明的另一方面,本发明进一步提供了一乙醇回收方法。具体地,如图7所示,所述乙醇回收方法包括步骤:

s1:藉由一负压生成单元30,形成一压力差,以使该醇沉废渣在所述压力差的作用下从一醇沉单元10的一醇沉罐11被输送至一蒸发单元20的一加热器21;

s2:藉由一蒸汽供应单元40,提供一加热蒸汽至所述加热器21,以加热所述醇沉废渣;

s3:藉由所述蒸发单元20的一蒸发器22,蒸发出被加热后的所述醇沉废渣中的乙醇,以形成一携带有液滴的乙醇蒸汽;

s4:藉由所述蒸发单元20的一汽液分离器23,分离出所述乙醇蒸汽中携带的液滴,以获得不携带液滴的所述乙醇蒸汽;以及

s5:藉由所述蒸发单元20的一冷凝器24,冷凝所述乙醇蒸汽,以获得一乙醇溶液。

进一步地,如图7所示,所述乙醇回收方法还包括步骤:

s6:藉由所述蒸发单元20的一冷却器25,冷却所述乙醇溶液,以降低所述乙醇溶液的温度;和

s7:藉由所述蒸发单元20的一集液器26,收集被冷却后的所述乙醇溶液。

此外,根据本发明的另一方面,本发明进一步提供了一乙醇回收系统的控制方法。具体地,如图8所示,所述乙醇回收系统的控制方法包括步骤:

(a)藉由一控制单元50的一液位检测模块52,检测一醇沉上清液在一醇沉罐11中的液位,以生成一液位信息;

(b)藉由所述控制单元50的一分析模块51的一液位分析模块511,分析所述液位信息是否在一段时间内保持不变,如果是,则生成一进料控制指令;

(c)藉由所述控制单元50的一负压开关模块53,响应于所述进料控制指令,开启一负压生成单元20的一真空泵31,以在一蒸发单元20的一加热器21和所述醇沉罐11之间形成压力差;以及

(d)藉由所述控制单元50的一进料开关模块54,响应于所述进料控制指令,打开所述加热器21的一进料管211,以使所述醇沉罐11中的一醇沉废渣在压力差的作用下被输送至所述加热器21。

应当理解,所述步骤(c)和所述步骤(d)的次序不分先后,也就是说,所述步骤(c)可以在所述步骤(d)之前被执行,也可以在所述步骤(d)之后被执行。当然,所述步骤(c)和所述步骤(d)还可以同时被执行。

进一步地,如图8所示,所述乙醇回收系统的控制方法还包括步骤:

(e)藉由所述控制单元50的一压力检测模块55,检测所述蒸发单元20的一蒸发器22中的压力,以生成一压力信息;

(f)藉由所述分析模块51的一压力分析模块512,分析所述压力信息是否在一预定压力范围之内,如果是,则生成一进料停止指令;

(g)藉由所述进料开关模块54,响应于所述进料停止指令,关闭所述加热器21的所述进料管211;以及

(h)藉由所述负压开关模块53,响应于所述进料停止指令,关闭所述真空泵31,以完成进料工作。

值得注意的是,如图8所示,所述乙醇回收系统的控制方法还包括步骤:

(i)藉由所述控制单元50的一温度检测模块56,检测所述醇沉废渣在所述蒸发器22中的温度,以生成一温度信息;

(j)藉由所述分析模块51的一温度分析模块513,分析所述温度信息与一预定蒸发温度之间的大小,以生成一温度控制指令;以及

(k)藉由所述控制单元50的一蒸汽调节模块57,响应于所述温度控制指令,调节经由一蒸汽供应单元40的一蒸汽发生器41产生的加热蒸汽在所述蒸汽供应单元40的一第一蒸汽管42中的流量,以保持所述温度信息等于所述预定蒸发温度。

优选地,在所述步骤(b)和所述步骤(c)之间,所述乙醇回收系统的控制方法还包括步骤:

藉由所述控制单元50的一蒸汽开关模块58,响应于所述进料控制指令,打开所述蒸汽供应单元40的一第二蒸汽管43,以加热融化在所述醇沉罐11中的所述醇沉废渣;和

藉由所述蒸汽开关模块58,在一预定时间之后,关闭所述第二蒸汽管43。

更优选地,在所述步骤(k)之后,所述乙醇回收系统的控制方法还包括步骤:

藉由所述控制单元50的一乙醇含量检测模块59,检测所述蒸发单元20的一集液器26中一乙醇溶液的乙醇含量,以生成一乙醇含量信息;

藉由所述分析模块51的一乙醇含量分析模块514,分析所述乙醇含量信息是否在一时间段内保持不变,如果是,则生成一蒸发结束指令;以及

藉由所述控制单元50的所述蒸汽调节模块57,响应于所述蒸发结束指令,调节所述加热蒸汽在所述第一蒸汽管42中的流量至零流量,以结束乙醇的蒸发回收工作。

本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

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