酒精蒸馏塔通常由以下部分组成:
1.塔釜(再沸器):位于塔底,用于液体混合物的加热。通过蒸汽或电热元件提供热量,使塔内液体沸腾并产生上升蒸汽。
2.塔体(精馏段+提馏段):
精馏段:塔顶至进料口之间的区域。蒸汽在上升过程中与下降的冷凝液(回流液)逆流接触,进行传质传热,进一步浓缩酒精。
提馏段:进料口至塔釜之间的区域。液体向下流动时与上升蒸汽接触,蒸发部分酒精并返回塔釜,剩余液体(馏出液)逐渐被净化。
3.塔顶冷凝器:将塔顶蒸汽冷凝为液体,部分作为回流液返回塔顶,其余作为产品(高纯度酒精)输出。
酒精蒸馏塔运行过程的关键步骤:
(1) 进料与预热
原料(发酵醪液,含酒精和水的混合物)从塔中部进料口加入。
塔釜持续加热,使液体沸腾并产生蒸汽,蒸汽上升进入精馏段。
(2) 精馏段的气液传质
蒸汽上升:富含酒精的蒸汽在精馏段与下降的冷凝液(回流液)逆流接触。
传质过程:气相中的酒精向液相扩散,液相中的水向气相扩散,实现酒精浓度的逐级提升。
回流作用:塔顶冷凝器产生的冷凝液部分返回塔顶(回流),维持精馏段的传质平衡,同时减少酒精损失。
(3) 提馏段的液体净化
液体下降:未汽化的液体(含较多水)向下流入提馏段,与上升蒸汽接触。
二次蒸发:蒸汽中的酒精继续蒸发,液体中的酒精浓度逐渐降低,最终作为废液(馏出液)排出塔釜。
(4) 冷凝与产品收集
塔顶蒸汽在冷凝器中冷却为液体,高纯度酒精(如95%以上)作为产品输出,部分回流液返回塔顶以维持系统稳定。
