蒸馏塔、原液提纯系统和原液提纯方法与流程

本发明涉及蒸馏提纯技术领域，尤其是涉及一种蒸馏塔、原液提纯系统和原液提纯方法。

背景技术：

竹醋液是用竹材烧炭的过程中，收集竹材在高温分解中产生的气体，并将这种气体在常温下冷却得到的液体物质。竹醋液含有近300种天然高分子有机化合物，有有机酸类、醇类、酮类、醛类、酯类及微量的碱性成分等。竹醋液有许多机能，它对植物和动物的组织具有很好的渗透性和吸收性，对家畜的粪便和厨房垃圾的恶臭也具有消除的效果。竹醋液还可以起到植物激素方面的作用，给作物加入微量的竹醋液，则可以起到促进植物生根、发芽、生长，使果实的味道变好的效果。总之，它可广泛应用于农业、医疗、保健等各领域。。

木醋液是以醋酸为主要成分的ph3程度的酸性液体，与食醋的成分和色调极为相似，各自按不同的方法精制而成。因此木醋液是把树木炭化，将其能量转换成气体再自然冷却成浓缩液体而成。含有k，ca，mg，zn，ge，mn，fe等矿物质，此外还含有维他命b1和b2，一般木醋液在农业、饲料业、工业、商业等领域均有广泛的应用。

然而，由于竹醋液和木醋液的成分复杂，直接生产得到的竹醋液或木醋液经常出现浑浊、分层等现象，对正常使用产生不良影响。目前常用的竹醋液或木醋液的提纯方法主要包括静置法、蒸馏法和化学提纯法。其中，静置法耗时长、效率低，不能从根本上解决原液因成分复杂而导致的浑浊、分层等现象；蒸馏法投资较大，成本高，且消耗大量能源；化学提纯法不能连续生产，并且新引入的化学试剂会对原液造成污染，纯度难以保证。

因此，开发一种成本低、效率高、提纯纯度高，能够连续生产且不耗费大量能源的提纯方法尤为重要。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的第一个目的在于提供一种蒸馏塔，本发明的第二个目的在于提供一种原液提纯系统，本发明的第三个目的在于提供一种原液提纯方法，以缓解现有技术中存在的提纯方法成本高、效率低、能源消耗高且纯度难以保证的技术问题。

本发明提供的一种蒸馏塔，所述蒸馏塔包括：

汽液分离部、换热部和循环部；

所述换热部包括热源容纳腔和位于所述热源容纳腔内的原液换热管道，所述原液换热管道一端开口于所述汽液分离部，用于馏分排出，另一端开口于所述循环部，用于原液的循环；

所述汽液分离部设有一馏分出口，用于馏分蒸汽的排出；

所述汽液分离部内还设有汽液分离装置，所述汽液分离装置设于所述原液换热管道与所述馏分出口之间。

进一步地，所述循环部包括位于所述换热部下端的原液腔，设于所述原液腔体壁上的原液循环入口、原液循环出口和连接所述原液循环入口和原液循环出口的循环管。

进一步地，所述原液换热管道包括相互连通的循环上行管道和循环下行管道；

所述循环上行管道的一端开口于所述汽液分离部，另一端开口于所述原液腔；

所述循环下行管道的一端开口于所述汽液分离部，另一端连接于所述原液循环出口。

进一步地，所述热源容纳腔的侧壁上设有冷凝液出口，用于排出冷凝液。

本发明还提供了一种原液提纯系统，包括上述的蒸馏塔。

进一步地，所述原液提纯系统包括：

依次通过管道相接的第一蒸馏塔、第二蒸馏塔、冷凝器和第一收集罐；

所述第一蒸馏塔的汽液分离部和所述第二蒸馏塔的热源容纳腔通过第一管道相接，所述第一蒸馏塔的循环部和所述第二蒸馏塔的循环部通过第二管道相接，所述第二蒸馏塔的汽液分离部通过第三管道与所述冷凝器相接，所述冷凝器通过第四管道与用于收集成品的所述第一收集罐相接。

进一步地，所述第二蒸馏塔的循环部还通过第五管道连接有用于收集蒸馏后的残液的第二收集罐。

进一步地，所述第二蒸馏塔的冷凝液出口通过第六管道与所述第四管道相接。

另外，本发明还提供了一种原液提纯方法，应用上述的原液提纯系统进行提纯，所述原液提纯方法包括：原料原液首先进入所述第一蒸馏塔进行一次蒸馏，得到第一馏分和第一残液，所述第一馏分通过所述第一管道进入所述第二蒸馏塔的热源容纳腔，作为所述第二蒸馏塔的热源；所述第一残液通过所述第二管道进入所述第二蒸馏塔的循环部，在所述第二蒸馏塔内进行二次蒸馏，得到第二馏分和第二残液；所述第二馏分通过所述第三管道进入冷凝器进行冷凝，冷凝液通过第四管道进入所述第一收集罐，得到成品。

进一步地，所述原液为竹醋液原液或木醋液原液。

本发明提供的蒸馏塔，包括汽液分离部、换热部和循环部，换热部通过与循环部结合，能够增加热效率，提高产能，使能量得到充分的利用，成本低，节约能源；同时，通过在汽液分离部设置汽液分离装置，可以有效避免沸腾飞溅的液滴随蒸出的馏分共同排出，而对提纯的成品纯度造成影响。本发明提供的原液提纯系统，应用本发明提供的蒸馏塔，具有成本低、效率高，节约能源的优点；本发明提供的原液提纯方法应用了本发明提供的原液提纯系统，通过二次蒸馏使原液的成分不会分解或反应，保留有效成分，利用率更高，所得成品纯度也更高，同时，将一次蒸馏的馏分作为二次蒸馏的热源，节约能源，并且能够达到连续生产的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的蒸馏塔的向视图a-a’；

图2为本发明实施例1提供的蒸馏塔表示图1的a-a’剖视图；

图3为本发明实施例1提供的蒸馏塔的换热部的俯视图；

图4为本发明实施例2提供的原液提纯系统的向视图b-b’；

图5为本发明实施例2提供的原液提纯系统表示图4的b-b’剖视图；

图6为本发明实施例2提供的原液提纯的流程图。

图标：1-汽液分离部；2-热源容纳腔；3-原液腔；4-原液循环入口；5-原液循环出口；6-循环管；7-循环上行管道；8-循环下行管道；9-第一蒸馏塔；10-第二蒸馏塔；11-冷凝器；12-第一收集罐；14-第二收集罐；15-循环泵；16-真空循环通道；17-真空泵；18-热源进口；19-冷凝液出口；20-原料入口；21-馏分出口；22-汽液分离装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种蒸馏塔，包括：

汽液分离部1、换热部和循环部；

换热部包括热源容纳腔2和位于热源容纳腔2内的原液换热管道，原液换热管道一端开口于汽液分离部1，用于馏分排出，另一端开口于循环部，用于原液的循环；

汽液分离部1设有一馏分出口21，用于馏分蒸汽的排出；

汽液分离部1内还设有汽液分离装置22，汽液分离装置22设于原液换热管道与馏分出口21之间，用于防止原液进入。

在蒸馏塔的工作过程中，由于高温会使得蒸馏塔内的原液沸腾，通过在原液换热管道与馏分出口21之间设置汽液分离装置22，可以有效避免沸腾飞溅的液滴随蒸出的馏分共同通过馏分出口(21)，而对提纯的成品纯度造成影响。

在本发明中，汽液分离部还设有液位可视窗，汽液分离部1内的液位观测更直观。

换热部通过与循环部结合，能够增加热效率，提高产能，使能量得到充分的利用，成本低，节约能源。

在本发明中，热源容纳腔2的侧壁上还设有一热源进口18，用于通入热源。

其中，热源可以为热水、热空气或者热蒸汽。

在本发明中，循环部包括位于换热部下端的原液腔3，设于原液腔3体壁上的原液循环入口4、原液循环出口5和连接原液循环入口4和原液循环出口5的循环管6。

其中，循环管6上设有循环泵15，循环泵15用于产生循环动力，使原液从原液循环出口5流入循环管6，并通过原液循环入口4进入原液腔3，完成一个循环。

在本发明中，循环部还设有原料入口20，用于原料原液进入。

在本发明中，原液换热管道包括相互连通的循环上行管道7和循环下行管道8；

循环上行管道7的一端开口于汽液分离部1，另一端开口于原液腔3；

循环下行管道8的一端开口于汽液分离部1，另一端连接于原液循环出口5。

在循环泵15的带动下，原液从原液腔3中进入循环上行管道7，并通过循环上行管道7的管壁与热源的热交换作用加热原液，从而产生馏分蒸汽，所产生的馏分蒸汽进入到汽液分离部1，加热后的原液从循环上行管道7流入循环下行管道8，并通过原液循环出口5进入循环管6，在循环泵15的带动下再次进入原液腔3，由此完成一个循环。

其中，循环泵15为可调流量的变频泵，所产生的流量为1500-3000l/min。

在循环部的作用下，原液多次循环多次加热，不仅能够增加热效率，提高产能，还能够最大限度地利用原液，节约资源和成本。

在本发明中，循环上行管道7的数量不少于4根，例如可以为，但不限于4根、5根、6根、7根、8根、9根或者10根。

在一个优选的实施方式中，循环上行管道7的数量为10根。

循环上行管道7的数量越多，通过管壁与热源容纳腔2内的热源进行的热交换越充分，达到增加热效率，提高产能的目的。

在本发明中，热源容纳腔2的侧壁上设有冷凝液出口19，用于排出冷凝液。

在本发明中，蒸馏塔内部还设有温度测量法兰、压力测量法兰和流量控制器，并且在蒸馏塔外部设有相应的显示仪表，达到内部条件外部控制的目的，具有参数稳定的优点。同时，在蒸馏塔外部还设有蒸汽超压安全阀及低压呼吸阀，在蒸汽压力超过或低于预设值时能够自动开启，提高使用安全性。

其中，蒸馏塔内部的压力、温度及进液量，可以通过观察蒸馏塔外部的显示仪表来根据需要进行手动调节，也可设置为全自动控制。

本发明还提供了一种原液提纯系统，包括上述的蒸馏塔。

本发明提供的原液提纯系统，应用本发明提供的蒸馏塔，具有成本低、效率高，节约能源的优点。

在本发明中，原液提纯系统包括：

依次通过管道相接的第一蒸馏塔9、第二蒸馏塔10、冷凝器11和第一收集罐12；

第一蒸馏塔9的汽液分离部1和第二蒸馏塔10的热源容纳腔2通过第一管道相接，第一蒸馏塔9的循环部和第二蒸馏塔10的循环部通过第二管道相接，第二蒸馏塔10的汽液分离部1通过第三管道与冷凝器11相接，冷凝器11通过第四管道与用于收集成品的第一收集罐12相接。

其中，第一蒸馏塔9为正压蒸馏塔，压力为0.11-0.18mpa，温度为100-120℃；第二蒸馏塔10为负压蒸馏塔，压力为0.04-0.09mpa，温度为60-90℃。正压蒸馏将大部分沸点小于120℃的馏分提纯，调节负压二次蒸馏可将沸点大于120℃的馏分在低温下分离，减少高温对于组分的影响并且节省能源。同时，通过设置蒸馏塔的不同压力和温度，可以对不同种类的原液进行蒸馏提纯，适用广泛。

在本发明中，第二蒸馏塔10的循环部还通过第五管道连接有用于收集蒸馏后的残液的第二收集罐14。

其中，第五管道上还设有泵或阀门，用于控制残液的排出。

在本发明中，第二蒸馏塔10的冷凝液出口19通过第六管道与第四管道相接。

在本发明中，冷凝器11与第一收集罐12之间还设有真空循环通道16，真空循环通道16上设有一真空泵17。

另外，本发明还提供了一种原液提纯方法，应用上述的原液提纯系统进行提纯，原液提纯方法包括：原料原液首先进入第一蒸馏塔9进行一次蒸馏，得到第一馏分和第一残液，第一馏分通过第一管道进入第二蒸馏塔10的热源容纳腔2，作为第二蒸馏塔10的热源；第一残液通过第二管道进入第二蒸馏塔10的循环部，在第二蒸馏塔10内进行二次蒸馏，得到第二馏分和第二残液；第二馏分通过所述第三管道进入冷凝器11进行冷凝，冷凝液通过第四管道进入第一收集罐12，得到成品。

本发明提供的原液提纯方法应用了本发明提供的原液提纯系统，通过二次蒸馏使原液的利用率更高，所得成品纯度也更高，同时，将一次蒸馏的馏分作为二次蒸馏的热源，节约能源，并且能够达到连续生产的目的。

其中，第一馏分和第二馏分为热馏分蒸汽。

在本发明中，原液为竹醋液原液或木醋液原液。

在使用本发明提供的原液提纯系统时，原料原液首先从原料入口20进入第一蒸馏塔9的原液腔3内，同时通过热源进口18向第一蒸馏塔9的热源容纳腔2内通入热源，调整第一蒸馏塔9内的温度、压强和进液量；开启第一蒸馏塔9的循环泵15，使原料原液从第一蒸馏塔9的原液腔3进入循环上行管道7内，通过热交换作用产生的第一馏分进入第一蒸馏塔9的汽液分离部1，第一残液进入循环下行管道8，并在第一蒸馏塔9的循环泵15的作用下流入原液腔3内，循环蒸馏的同时，部分原料原液和第一残液通过第二管道进入第二蒸馏塔10的循环部；第一馏分经过汽液分离装置22从汽液分离部1通过馏分出口21、第一管道和第二蒸馏塔10的热源进口18进入第二蒸馏塔10的热源容纳腔2，作为第二蒸馏塔10的热源；调整第二蒸馏塔10内的温度、压强和进液量；开启第二蒸馏塔10的循环泵15，使第一残液从第二蒸馏塔10的原液腔3进入循环上行管道7内，通过热交换作用产生的第二馏分进入第二蒸馏塔10的汽液分离部1，第二残液进入循环下行管道8，并在第二蒸馏塔10的循环泵15的作用下流入原液腔3内，循环蒸馏；开启真空泵17，第二馏分通过第二蒸馏塔10的馏分出口21和第三管道进入冷凝器11进行冷凝，得到的冷凝液为成品，进入第一收集罐12内；同时，位于第二蒸馏塔10的热源容纳腔2内的第一馏分，在进行热交换的同时全部冷凝，得到冷凝液同样为成品，在真空泵17的作用下通过冷凝液出口19进入第六通道，流入第一收集罐12内。当完成蒸馏提纯操作时，打开第五管道上的泵或阀门，控制第二残液排出至第二收集罐14。

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供了一种蒸馏塔，包括换热部，设于换热部上方的汽液分离部1和设于换热部下方的循环部。

其中，换热部包括热源容纳腔2和位于热源容纳腔2内的原液换热管道。原液换热管道包括相互连通的循环上行管道7和循环下行管道8；循环上行管道7的一端开口于汽液分离部1，另一端开口于原液腔3；循环下行管道8的一端开口于汽液分离部1，另一端连接于原液循环出口5。热源容纳腔2的侧壁上还设有一热源进口18，用于通入热源。

如图3所示，在本实施例中，循环上行管道7的数量为10个，围设于循环下行管道8的周围。

汽液分离部1设有一馏分出口21，用于馏分蒸汽的排出；

汽液分离部1内还设有汽液分离装置22，汽液分离装置22设于原液换热管道与馏分出口21之间，用于防止原液进入。

循环部包括位于换热部下端的原液腔3，设于原液腔3体壁上的原液循环入口4、原液循环出口5和连接原液循环入口4和原液循环出口5的循环管6。循环部还设有原料入口20，用于原料原液进入。

循环管6上设有产生的流量为1500-3000l/min的循环泵15，循环泵15用于产生循环动力。在循环部的作用下，原液多次循环多次加热，不仅能够增加热效率，提高产能，还能够最大限度地利用原液，节约资源和成本。

在本实施例中，蒸馏塔内部还设有温度测量法兰、压力测量法兰和流量控制器，并且在蒸馏塔外部设有相应的显示仪表，达到内部条件外部控制的目的。同时，在蒸馏塔外部还设有蒸汽超压安全阀及低压呼吸阀，在蒸汽压力超过或低于预设值时能够自动开启，提高使用安全性。

在使用本实施例提供的蒸馏塔时，原料原液首先从原料入口20进入原液腔3内，同时通过热源进口18向热源容纳腔2内通入热源，调整温度、压强和进液量；开启循环泵15，在循环泵15的带动下，原液从原液腔3中进入循环上行管道7，并通过循环上行管道7的管壁与热源的热交换作用加热原液，从而产生馏分蒸汽，所产生的馏分蒸汽进入到汽液分离部1，加热后的原液从循环上行管道7流入循环下行管道8，并通过原液循环出口5进入循环管6，在循环泵15的带动下再次进入原液腔3，由此完成一个循环。

实施例2

本实施例提供了一种原液提纯系统，包括实施例1提供的蒸馏塔。

如图4和图5所示，原液提纯系统包括：

依次通过管道相接的第一蒸馏塔9、第二蒸馏塔10、冷凝器11和第一收集罐12；

第一蒸馏塔9的汽液分离部1和第二蒸馏塔10的热源容纳腔2通过第一管道相接，第一蒸馏塔9的循环部和第二蒸馏塔10的循环部通过第二管道相接，第二蒸馏塔10的汽液分离部1通过第三管道与冷凝器11相接，冷凝器11通过第四管道与用于收集成品的第一收集罐12相接。

其中，第二蒸馏塔10的循环部还通过第五管道连接有用于收集蒸馏后的残液的第二收集罐14。第五管道上还设有泵或阀门，用于控制残液的排出。第二蒸馏塔10的冷凝液出口19通过第六管道与第四管道相接。

在本实施例中，冷凝器11与第一收集罐12之间还设有真空循环通道16，真空循环通道16上设有一真空泵17。

在使用本实施例提供的原液提纯系统提纯竹醋液原液时，如图6所示，竹醋液原液首先从原料入口20进入第一蒸馏塔9的原液腔3内，同时通过热源进口18向第一蒸馏塔9的热源容纳腔2内通入热源，调整第一蒸馏塔9内的温度为110℃，压强为0.15mpa；开启第一蒸馏塔9的循环泵15，使竹醋液原液从第一蒸馏塔9的原液腔3进入循环上行管道7内，通过热交换作用产生的第一馏分进入第一蒸馏塔9的汽液分离部1，第一残液进入循环下行管道8，并在第一蒸馏塔9的循环泵15的作用下流入原液腔3内，循环蒸馏的同时，部分竹醋液原液和第一残液通过第二管道进入第二蒸馏塔10的循环部；第一馏分经过汽液分离装置22从汽液分离部1通过馏分出口21、第一管道和第二蒸馏塔10的热源进口18进入第二蒸馏塔10的热源容纳腔2，作为第二蒸馏塔10的热源；调整第二蒸馏塔10内的温度为75℃，压强为0.04mpa；开启第二蒸馏塔10的循环泵15，使第一残液从第二蒸馏塔10的原液腔3进入循环上行管道7内，通过热交换作用产生的第二馏分进入第二蒸馏塔10的汽液分离部1，第二残液进入循环下行管道8，并在第二蒸馏塔10的循环泵15的作用下流入原液腔3内，循环蒸馏；开启真空泵17，第二馏分通过第二蒸馏塔10的馏分出口21和第三管道进入冷凝器11进行冷凝，得到的冷凝液为提纯后的竹醋液成品，进入第一收集罐12内；同时，位于第二蒸馏塔10的热源容纳腔2内的第一馏分，在进行热交换的同时全部冷凝，得到冷凝液同样为提纯后的竹醋液成品，在真空泵17的作用下通过冷凝液出口19进入第六通道，流入第一收集罐12内。当完成竹醋液原液提纯操作时，打开第五管道上的泵或阀门，控制第二残液排出至第二收集罐14，完成竹醋液原液的提纯。

实施例3

本实施例应用实施例2提供的原液提纯系统提纯木醋液原液，具体流程如下：

木醋液原液首先从原料入口20进入第一蒸馏塔9的原液腔3内，同时通过热源进口18向第一蒸馏塔9的热源容纳腔2内通入热源，调整第一蒸馏塔9内的温度为105℃，压强为0.125mpa；开启第一蒸馏塔9的循环泵15，使木醋液原液从第一蒸馏塔9的原液腔3进入循环上行管道7内，通过热交换作用产生的第一馏分进入第一蒸馏塔9的汽液分离部1，第一残液进入循环下行管道8，并在第一蒸馏塔9的循环泵15的作用下流入原液腔3内，循环蒸馏的同时，部分木醋液原液和第一残液通过第二管道进入第二蒸馏塔10的循环部；第一馏分经过汽液分离装置22汽液分离部1通过馏分出口21、第一管道和第二蒸馏塔10的热源进口18进入第二蒸馏塔10的热源容纳腔2，作为第二蒸馏塔10的热源；调整第二蒸馏塔10内的温度为85℃，压强为0.06mpa；开启第二蒸馏塔10的循环泵15，使第一残液从第二蒸馏塔10的原液腔3进入循环上行管道7内，通过热交换作用产生的第二馏分进入第二蒸馏塔10的汽液分离部1，第二残液进入循环下行管道8，并在第二蒸馏塔10的循环泵15的作用下流入原液腔3内，循环蒸馏；开启真空泵17，第二馏分通过第二蒸馏塔10的馏分出口21和第三管道进入冷凝器11进行冷凝，得到的冷凝液为提纯后的木醋液成品，进入第一收集罐12内；同时，位于第二蒸馏塔10的热源容纳腔2内的第一馏分，在进行热交换的同时全部冷凝，得到冷凝液同样为提纯后的木醋液成品，在真空泵17的作用下通过冷凝液出口19进入第六通道，流入第一收集罐12内。当完成木醋液原液提纯操作时，打开第五管道上的泵或阀门，控制第二残液排出至第二收集罐14，完成木醋液原液的提纯。

由以上实施例2和实施例3可以看出，通过对蒸馏塔进行不同条件参数的设置，可对不同产品进行蒸馏提纯，适用广泛。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。