[发明专利]四塔蒸馏与膜分离集成系统及其蒸馏乙醇的方法

权利要求书

1.四塔蒸馏与膜分离集成系统，包括醪液预热器、负压醪塔(8)、常压醪塔(10)、中压精塔(14)和高压精塔(18)；其特征在于：高压精塔(18)通过管路依次连接酒气过热器(25)和膜分离装置；所述膜分离装置包括串联的低真空膜组件(26)和高真空膜组件(27)；所述低真空膜组件(26)的进口端与酒气过热器(25)管路连接，低真空膜组件(26)的出口端与高真空膜组件(27)的进口端连接；高真空膜组件(27)的出口端与常压醪塔再沸器连接；低真空膜组件(26)的出口端、高真空膜组件(27)的出口端还分别通过解吸冷凝器Ⅰ(28)、解吸冷凝器Ⅱ(29)与无水真空泵(30)连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述低真空膜组件(26)和高真空膜组件(27)均包括多个串联的管壳式膜结构，每个管壳式膜结构均包括外壳(31)以及位于外壳(31)内部的内管，所述内管包括陶瓷管(32)以及覆在陶瓷管(32)外表面的分子筛膜(33)。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述常压醪塔再沸器包括通过管路分别与常压醪塔(10)形成闭合回路的常压醪塔再沸器Ⅰ(16)和常压醪塔再沸器Ⅱ(24)；高真空膜组件(27)的出口端具体与常压醪塔再沸器Ⅱ(24)连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述醪液预热器包括醪液一级预热器(101)、醪液二级预热器(102)和醪液三级预热器(103)，所述常压醪塔再沸器Ⅱ(24)通过管路经醪液三级预热器(103)与成品冷却器(7)连接。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：解吸冷凝器Ⅰ(28)出口端和解吸冷凝器Ⅱ(29)的出口端均通过管路与粗酒罐(4)连接。

6.利用权利要求1-5任一项所述的系统蒸馏乙醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、发酵成熟醪脱去气体形成脱气醪；

B、脱气醪中酒汽与废醪液分离；

C、酒汽经冷凝后形成粗酒精，粗酒精经中压精塔(14)蒸馏后进入高压精塔(18)；

D、进入高压精塔(18)的酒精蒸汽浓缩至塔顶酒度为95％(v/v)以上的酒精蒸汽，一部分经过热后顺序进入低真空膜组件(26)和高真空膜组件(27)将乙醇和水分离，燃料乙醇蒸汽进入常压醪塔再沸器Ⅱ(24)加热常压醪塔(10)；绝大部分水分和少量的乙醇进入解吸冷凝器Ⅰ(28)和解吸冷凝器Ⅱ(29)冷凝后进入蒸馏工段回收；

其中低真空膜组件(26)真空度为绝压9kpa-11kpa，解吸冷凝器Ⅰ(28)内通普通循环水；高真空膜组件(27)的真空度为绝压2kpa-4kpa，在解吸冷凝器Ⅱ(29)内通1℃的低温冷冻水。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤A中，发酵成熟醪经过预热后在负压醪塔(8)脱气段(2)顶部进料，脱去气体的发酵醪进入脱气段(2)底部后部分醪液通过自流管道流入负压醪塔(8)，其余经预热后进入常压醪塔(10)顶部。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤B中，脱气醪在负压醪塔(8)和常压醪塔(10)中下行的同时被塔底上升的蒸汽加热，酒汽上行与废醪液分离，酒糟在塔底排出，送去酒糟处理系统(12)。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤C中，负压醪塔(8)和常压醪塔(10)塔顶的酒汽经冷凝后进入粗酒罐(4)，粗酒罐(4)的粗酒精经预热后进入中压精塔(14)下部，中压精塔(14)塔顶酒汽经常压醪塔再沸器冷凝后全部回流，塔底酒精经预热后进入高压精塔(18)。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤D中，进入高压精塔(18)后部分酒精蒸发后与塔顶回流液进行汽液传质交换，逐渐浓缩，至塔顶酒度为95％(v/v)以上的酒精蒸汽部分经过热后去膜脱水装置，通过该装置将乙醇和水分离；其余全部去常压醪塔再沸器加热常压醪塔(10)，高压精塔(18)塔釜废热水预热粗酒精后去污水处理系统(20)；

燃料乙醇蒸汽冷凝后再进入醪液三级预热器(103)预热发酵醪，最后经成品冷却器(7)冷却后得到燃料乙醇成品；所述普通循环水为26℃-28℃。