摘 要：本文從酒精生產蒸汽消耗最高的蒸餾環節入手，對傳統的兩塔差壓蒸餾工藝進行了技術改造，改進后的三塔熱耦合工藝大大降低了循環水和蒸汽的消耗，節能效果顯著。

關鍵詞：酒精 蒸餾 節能
隨著氣候變化和能源保障問題的日益突顯，生物燃料的開發和應用應運而生。燃料乙醇屬生物清潔能源，可以改善汽油的辛烷值，增加燃料含氧量，使其充分燃燒，改善尾氣質量，抑制溫室效應。由于燃料乙醇可作為一種可再生能源，其需求量在世界范圍內快速增長。作為全球最大的汽車消費國，我國燃料乙醇生產量處于世界第三位。
目前世界上已有近20個國家推廣使用燃料乙醇，而推廣使用燃料乙醇狀況最好的國家是巴西和美國。美國的燃料乙醇主要以玉米為原料，由于政府的大力支持與激勵，先進技術的應用使燃料乙醇的單位產品能耗很低，水耗6噸，電耗250千瓦時，汽耗3噸。
由于我國燃料乙醇產業起步晚，生產技術和設備較發達國家相對落后，我國酒精工業通過數十年的努力，在生產和技術上雖有很大提高，但是，在生產節能、綜合利用、自動化等方面與國際先進水平還有一定距離。酒精產品是微利產品，高能耗已成為目前國內酒精生產行業的發展瓶頸。目前國家批準四家定點生產燃料乙醇的企業，平均噸酒水耗20噸，電耗300千瓦時，汽耗5噸，與世界水平存在差距。隨著科學發展觀的全面貫徹和市場經濟發展觀念的轉變，高能耗企業生存空間日趨狹小。在國家政策支持下，燃料乙醇技術的研究迫切需要解決能源消耗高的技術難題。
為降低蒸餾的能耗，我們對一般酒精生產企業的現有的酒精蒸餾生產工藝進行研究：現有工藝中采用兩塔差壓蒸餾，精餾塔采用來自鍋爐的一次蒸汽通過外置再沸器間接加熱，精餾塔產生的酒汽給粗餾塔加熱，粗餾塔排放的酒汽給預熱器加熱。由于蒸餾工序中僅兩個蒸餾塔，蒸汽中熱力循環利用率較低，循環冷卻水使用量大，造成了資源的浪費；由于受精餾塔、分子篩操作時工況的限制，精餾塔進入分子篩的酒汽無法再利用蒸餾系統中的熱量，必須采用新鮮蒸汽對其直接加熱，保持酒汽壓力以滿足分子篩生產工藝要求。
對蒸餾系統熱源重復利用率不高的問題，經研究，將兩塔差壓蒸餾工藝改為三塔熱耦合工藝，流程配置粗餾塔、組合塔、精餾塔。運用差壓蒸餾原理重復利用給定數量的能量來提高蒸餾設備的熱力效率。方案實施后蒸餾系統由不同操作壓強的塔組成，利用較高壓力的塔頂蒸汽做為相鄰壓力較低的蒸餾塔的再沸器的熱源。此較低壓力蒸餾塔的再沸器即為較高壓力精餾塔的冷凝器。塔頂蒸汽的汽化潛熱被系統本身回收利用。
與原有蒸餾系統熱耦合方式相比較，增加了組合塔。發酵成熟醪經多級預熱后一部分進粗餾塔，另一部分進組合塔，組合塔下段為提餾段，上段為精餾段。蒸汽對精餾塔供熱，精餾塔對組合塔供熱，組合塔對粗餾塔進行供熱，其他熱源作為醪液多梯次預熱。由于增加了組合塔，提高了蒸汽熱能重復利用效率，從而減少了蒸汽使用量，達到節能的目的。同時技改項目實施后進入分子篩的酒汽不是來自精餾塔而改為組合塔排出的酒汽；精餾塔可為其提供熱量，使進入分子篩前的酒汽保持一定溫度和壓力，滿足生產工藝要求。技改后與現有工藝相比較不需要采用蒸汽直接對酒汽進行加熱，減少了蒸汽的消耗。由于熱能的利用率提高，減少了循環水的消耗量，從而達到了降耗的效果。
改造前后蒸餾工藝流程見圖1和圖2.
由此改造后，有幾大優勢：三塔基于精塔一塔供汽，精塔頂酒汽供熱組合塔；組合塔塔頂酒汽供熱粗餾塔的熱耦合方案，成熟醪的預熱及酒汽冷卻、粗酒、淡酒都經系統內廢熱源預熱及采用醪液來冷卻，大大的降低循環水和蒸汽消耗，節能效果非常明顯。該技術應用后噸酒精蒸餾部分蒸汽消耗由3.1噸下降至2.79噸。
從上述統計數據可以看到，經過技術改造，噸酒精汽耗有較大幅度的下降，按年產10萬噸酒精產量，年可節汽3.1萬噸，節約用能成本600萬元。目前該方案在企業應用以來，各項指標優于國內現有生產技術，綜合技術水平達到國內領先。
該方案對燃料乙醇的蒸餾技術改造，實現了技術與工藝的有效對接，蒸汽消耗降低10%，產生了明顯的經濟效益。隨著能源危機及環保問題的日益突出，大力推廣低能耗輕污染的生產工藝，實現工業生產的可持續發展，是今后的發展方向。因此，該技術順應國際低碳經濟的發展趨勢，符合國家循環經濟的發展方向，在節約能源、降低消耗、減少污染方面開辟新途徑，工藝技術水平國內領先，技術方案便于工程化、產業化，在酒精生產節能技術提升改進方面取得了很好的成果和經驗，具有很強的引領示范作用。
參考文獻：
《酒精蒸餾技術》 許開天編著 輕工業出版社出版 ISBN7-5019-0759-5/TS.0494
《新編酒精工藝學》 賈樹彪.李盛賢.吳國峰編著 化學工業出版社教材出版中心出版 ISBN 7-5025-5004-6/G.1313