微型化高效節能連續蒸餾技術的製作方法

2023-06-28 11:14:06

專利名稱：微型化高效節能連續蒸餾技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及的微型化高效節能連續蒸餾技術是一種採用限量原液在蒸餾釜中沿水平線性通路動態加熱升溫蒸餾和以待蒸餾原液作冷凝劑循環利用熱能的蒸餾技術。即限量原液在蒸餾釜中沿水平線性通路連續或間歇地流動過程中不斷被加熱升溫達到蒸餾分離精液的目的，待蒸餾分離完成後殘液緊接從蒸餾釜流出；然後以待蒸餾的原液作冷凝劑，殘液和精氣一起分別逆原液流向流至熱交換器內各自的冷凝器(管)中，將各自的熱能傳給原液，其自身冷卻後流出，實現循環利用熱能，達到節能的目的。本發明技術主要適用於製造各種液態化工蒸餾器，如釀酒工業的蒸酒器以及家用微型純水(蒸餾水)器。利用本發明技術生產的各種蒸餾器具有蒸餾速度快，體積小，易維護，製造成本低，能耗小，成品純度可調，可實行連續或間歇蒸餾，容易實現電器化和自動化控制，符合時代發展的需要。究其蒸酒器而言，相比目前較先進的酒蒸餾設備體積縮小1/5，甚至更小，節約能源50％以上。因此，本發明技術是液態蒸餾分離技術的一次飛躍，屬國際國內領先技術，對推動化工蒸餾提純事業的發展有著非常重要的作用和意義，對蒸酒業必將產生重大的影響，尤其利用本發明技術生產的家用純水器將對提高人們的飲水衛生有著非常積極的作用，必將產生顯著的社會效益和經濟效益！本發明蒸餾技術工作流程框圖如附

圖1所示。
本發明方法的關鍵技術1、連續限量原液在蒸餾釜中沿水平線性通路動態加熱升溫蒸餾技術，這是實現蒸餾設備輕型化和微型化，以及提高蒸餾速度的重要前提和條件。以往連續蒸餾設備主要採用垂直塔板式的蒸餾塔方式，設備笨重而龐大。
本發明方法的蒸餾釜實質是一個微型化的水平流線形加熱蒸餾釜。蒸餾過程中，連續限量原液在蒸餾釜中沿水平線性通路連續或間歇地流動，在流動中不斷被加熱、升溫，最終達到完全蒸餾分離精液的目的。一般而言，蒸餾釜中的線形通路越長，蒸餾就越完全、乾淨。但蒸餾釜外形和大小一定後，線性通路長度受到一定限制，較好的解決方法是適當提高蒸餾釜原液深度，並處理好原液深度、原液入出流量(流速)和加熱功率三者關係即可。由於蒸餾釜中採用水平線性通路，因此在通路中可方便地增設兩塊蒸氣分隔板，分隔板的下端稍沒入蒸餾釜通道的原液中，但又不阻礙原液的流動，以便對高、低溫端含雜質成份的蒸氣(尾氣和頭氣)進行處理，從而達到提純精液的目的。通過手動和電控調節分隔板的位置即可實現調節成品精液的純度。如利用本發明技術生產的蒸酒器，通過調節兩塊分隔板就能順利地把低溫蒸發的甲醇和高溫蒸發的酸苦味成份除去，以及調節成品酒精度。
蒸餾釜一般為園桶形或似園桶形，除加熱區外應具對外隔熱保溫作用，而線性通路一般採用單、雙螺旋形和多折線形為主，其中以雙螺旋形較好，它等效於一個折回式線性通路，高低溫原液互近，升溫快，高溫多組分尾氣(泡)回流(或溢)至低溫原液中實現精餾就顯得非常簡單易施；而單螺旋形和多折線形等效於一個單向線形通路。如附圖2所示。
2、採用以待蒸餾的原液作冷凝劑，在熱交換器內逆原液流向冷卻殘液和精氣，實現循環利用熱能技術，這是實現大量節能的根本保證和採取的關鍵性技術措施。以往蒸餾設備一般以空氣(或風)和水作冷卻劑，其中僅對精氣冷卻，並在外部進行，從而導致大量能量白白浪費掉。
本發明方法採用以待蒸餾的原液作冷卻劑，對精氣和殘液均在熱交換器內沿各自的冷凝器(管)分別逆原液流向作冷卻處理，將精氣和殘液中的大部分或全部熱能轉移到待蒸餾的原液中，達到循環利用熱能實現無成本加熱的目的，使剛進入蒸餾室的原液便具有相當高的初溫，而經冷卻後的殘液和精液則以常溫流出。如此循環利用熱能，不僅加快了蒸餾速度，更大大節約了加熱能量，起到了一舉兩得的效果。對於高、低溫端含雜質成份多的蒸氣(尾氣和頭氣)中的熱能，在進行處理過程中也可部分和全部利用，但需要根據具體情況再行採取適當的措施。
理想狀態下，假如無限循環利用熱能過程中均無能量損失，那麼利用本發明技術生產的各種蒸餾器，在正常蒸餾期間就無需再另外加熱，實現理想狀態下的「零」能蒸餾。但事實上，蒸餾過程中少量能量的損失是不可避免的，因此還必須不斷地補充損失的能量，以達到能量的平衡和實現蒸餾的目的。然而相比以往任何蒸餾設備需要的熱能是非常非常小的。
根據試驗，熱交換器一般以各種套管形通路為好，即一根大管套若干小管，要求大管對外隔熱保溫，小管必須是導熱良好的金屬材料製成，小管中分別為殘液或精氣，而小管與大管之間為待蒸餾的原液，原液流動的方向正好與殘液和精氣流動的方向相反。在熱交換管中，殘液和精氣自然由高向低流出，而原液則在壓力的作用下由低向高流入蒸餾釜中。管路越長熱交換越完全，管路通過彎、折處理，使熱交換器所佔空間相對較少。
其它技術要求
3、入注開關的作用。
入注開關是控制原液進入熱交換器的開關，是在由限流出開關控制流量(即蒸餾速度)的情況下必須有的開關，並起到穩定和調節蒸餾釜中原液水位的作用。入注開關作用範圍必須預先人為調節好。當蒸餾釜水位偏高時，入注開關控制原液減緩流入熱交換器；過高時，入注開關自動關閉原液流入；當蒸餾釜的水位偏低時，入注開關控制原液加快流入熱交換器；過低時，入注開關最大允許原液流入，同時關小熱源，直至當蒸餾釜的水位達到一定高度時，才又重新啟動加熱器工作。
4、加熱器及加熱控制電路的作用。
加熱器是為蒸餾釜提供初始熱能和進行熱能補充的必要部件。加熱器可以是電加熱器、燃氣或煤加熱器等，根據設計要求而定。加熱器給蒸餾釜提供多少熱能，可以通過觀察進行手控調節，也可以採取自動控制調節。自動控制調節時，由加熱控制電路根據檢測蒸餾釜入出口原液的溫度和經過蒸餾釜原液的流速、流量，以及人們預先設計要求進行自動控制調節。
5、限流出開關及限流出開關電路的作用。
限流出開關是用來限制殘液流出量的開關，同樣可採取手控調節和自動控制調節。採用自動控制調節時，限流出開關電路根據氣敏元件對蒸餾釜出口端蒸氣中精氣含量的檢測結果進行控制調節。當出口端尾氣中精氣含量多時，控制限流開關關小或完全關閉；當出口端蒸汽中精氣含量少或不含時，控制限流開關開大或完全打開。
應用1、主要應用本發明技術涉及的園桶雙螺旋形水平線性通道連續限量蒸餾釜和折彎套管形熱交換器組造的輕型高效節能酒蒸餾器，相比之下，不僅體積可縮少1/5以上，節能50％以上，並可方便地調節酒精度和去除酸苦味成份；2、主要應用本發明技術涉及的園形限量加熱蒸餾釜和彈簧套管形熱交換器組造的家用高效節能電蒸餾水器，體積可小到電開水器一樣大小，在熱量交換較完全和其它熱損較少的情況下，1度電可生產10千克以上的蒸餾水，較在市面上購買散裝蒸餾水將節約大量開支，並可隨時取用。因此將對提高人們的飲水衛生和促進人們的身體健康具有非常積極的意義。
結論以上對本發明涉及的微型化高效節能連續蒸餾技術進行了概要說明，本發明技術的關鍵技術主要有兩點一是採用限量原液沿水平線性通路動態加熱升溫蒸餾分離技術；二是以待蒸餾的原液作冷凝劑循環利用熱能技術。本發明技術主要適用於製造各種液態化工蒸餾器，如蒸酒器和家用高效節能純水器等。利用本發明技術生產的各種蒸餾器最大特點是蒸餾速度快，體積小，製造成本低，能耗小，容易實現電器化和自動化控制，符合時代發展的需要，是液態蒸餾分離技術的一次飛躍，屬國際國內領先技術，對推動化工蒸餾提純事業的發展有著非常重要的作用和意義，對蒸酒業必將產生重大的影響，尤其利用本發明技術生產的家用純水器將對提高人們的飲水衛生有著非常積極的作用，因此必將產生顯著的社會效益和經濟效益！
權利要求
1.本發明涉及的微型化高效節能連續蒸餾技術關鍵技術之一是採用限量原液在蒸餾釜中沿水平線性通路動態加熱升溫達到蒸餾分離目的的技術。即限量原液在連續或間歇地沿(任意)水平線性通路流動過程中不斷被加熱升溫達到蒸餾分離精液的目的，待蒸餾分離完成後殘液緊接從蒸餾釜流出；
2.本發明涉及的微型化高效節能連續蒸餾技術關鍵技術之二是採用以待蒸餾原液作冷凝劑，逆向冷卻循環利用熱能的蒸餾技術。即從蒸餾釜流出的殘液和精氣一起分別逆原液流向流至熱交換器內各自的冷凝器(管)中，將各自的熱能傳給原液，冷卻後流出，實現循環利用熱能，達到節能的目的。
3.權力要求1涉及的蒸餾釜一般為園桶形或似園桶形，除加熱區外應具對外隔熱保溫作用，而線性通路主要採用單、雙螺旋形或多折線形。其中以雙螺旋形較好，它等效於一個折回線性通路，高低溫原液互近，升溫快，使得高溫多組分尾氣(泡)回流(或溢)至低溫原液中實現精餾顯得非常簡單易施；而單螺旋形和多折線形等效於一個單向線形通路。
4.權力要求2涉及的熱交換器一般以各種套管形熱交換通路為好，即一根大管套若干小管，要求大管對外絕熱保溫，小管必須是導熱良好的金屬材料製成，小管分別為殘液或精氣，而小管與大管之間為原液，原液流動的方向正好與殘液和精氣流動的方向相反。在熱交換管中，殘液和精氣自然由高向低流出，而原液則在自身液壓的作用下由低向高流入蒸餾釜中。管路越長熱交換越完全，管路通過彎、折處理，使熱交換器所佔空間相對較少。
5.主要應用應用本發明技術以上權力要求製造的各種輕型、微型高效節能連續酒蒸餾器和各種高效節能純水(蒸餾水)器等。
全文摘要
本發明涉及的微型化高效節能連續蒸餾技術是一種採用限量原液沿水平線性通路動態加熱升溫蒸餾和以待蒸餾的原液作冷凝劑循環利用熱能的蒸餾技術。本發明技術主要適用於製造各種液態化工蒸餾器,如蒸酒器和家用純水(蒸餾水)器等。利用本發明技術生產的各種蒸餾器具有蒸餾速度快,體積小,易維護,製造成本低,能耗小,成品純度可調,可進行連續或間歇蒸餾,符合時代要求。究其蒸酒器而言,相比目前較先進的酒蒸餾設備體積縮小1/5,甚至更小,節約能源50%以上。因此,本發明技術是液態化工蒸餾技術的一次飛躍,屬國際國內首創,必將產生顯著的社會效益和經濟效益。
文檔編號B01D3/00GK1270074SQ99124910
公開日2000年10月18日 申請日期1999年12月2日 優先權日1999年12月2日
發明者周耀瑜 申請人:周耀瑜