第十章 蒸馏过程与

罩板、 S型板、斜孔板和导向筛板。以糖质为原料的酒精厂，最好选用有破
泡和自净作用的浮阀波纹筛板，或者s型及泡罩板。 为了减少酸性物料对塔件腐蚀，塔体和塔板尽量采用抗腐蚀性较好的材 料。
四塔蒸馏流程
5 5 次酒精 5
2
发酵醪
1 蒸气 蒸气 废水
3
杂醇油
4
次酒精
蒸气 废水 冷凝水 6 成品酒精
水蒸汽蒸馏
出 水
精 油
馏出水
废 水
1
2
3
4
5
图12-21 水蒸气蒸馏流程示意图 1-蒸馏锅 2-精油受器 3-油水分离器 4-换热器 5-馏出水贮料
图12-22 水蒸气蒸馏实验装置
1 2 3 2 3
1 2 3
1
1 4
7
5 水中蒸馏
5 水上蒸馏 图12-23 3种蒸馏方式原理简图
5 水气蒸馏
1-冷凝器 2-挡板 3-植物原料 4-加热蒸气 5-出液口 6-水 7-水蒸气入口
S形塔板（条形泡罩）
导向筛板（林德筛板）
应用：用于减压塔的低阻力、高效率塔板。 斜台：抵消液面落差的影响。 导向孔：使气、液流向一致，减小液面落差。
液流
(a)斜台装置
林德筛板
(b)导向孔
浮阀塔板
浮阀塔板的 优点是结构简单、 造价低，生产能 力大，操作弹性 大，塔板效率较 高。其缺点是处 理易结焦、高粘 度的物料时，阀 片易与塔板粘结； 在操作过程中有 时会发生阀片脱 落或卡死等现象， 使塔板效率和操 作弹性下降。 条形浮阀 圆形浮阀 方形浮阀 JCV浮阀 浮阀塔盘 双流喷射浮阀塔板
料(如薯干、木薯片、玉米)，由于晒制、运输等各方面的原因，多会伴有纤
维物、泥沙等杂物，它们易在塔内沉积、勾挂，致使塔板堵塞。对于一些用 糖质为原料生成的发酵醪，也会由于内含灰分多，酯醛类头级杂质和杂醇油
较多，使塔内易产生泡沫和易发生结垢现象。因此，在选择粗馏塔时，应选
用排污去杂能力较好的，有自净作用的板式塔。 根据多年实践经验，一般认为，以淀粉质为原料的酒精厂，最好选用泡
12 7
13
9 3 5 4 1 2 6 6 11 8 图12-19 分子蒸馏装置 1-蒸馏器外壳 2-转子 3-加热器 4-冷凝器 5-热交换器 6-泵 7-残液槽 8-加料泵 9-冷凝泵 10-馏出液出口 11-残液出口管 12-蒸发器 13-冷却蛇管 14-电动机 10 14
第三节
冷 却 进 水
酒精的质量不易保证，且操作不稳定，废气与酒精糟一起排
放，增加了酒精处理的难度。因此工厂不再采用。
2．半直接式 粗酒精由粗馏塔进入排醛塔是气相过塔，而脱醛酒进入 酒精塔是液相进。
7 1 5 成 熟 醪 6 醛酯酒 3 蒸汽 蒸汽 2 酒精 蒸汽 废水 成品 4 来 自 醪 池
8
9
工业 酒精
杂酯油
图12-14 半直接式三塔流程 1-预热器 2-精馏塔 3-脱醛塔 5、7、8-分凝器 6-冷凝器
第十章
蒸馏过程与设备
蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。这种操作
是将液体混合物部分气化，利用其中各组分挥发度 不同的特性以实现分离的目的。它是通过液相和气 相间的质量传递来实现的。
第一节
挥发系数：
酒精的挥发系数 K酒＝ A / Q
酒精蒸馏
Q — 混合液中的酒精含量（V﹪） A — 该混合液沸腾时蒸汽中的酒精含量（V﹪）
精馏塔
精馏塔的作用：
1、把从粗馏塔过来的酒精气体或液体提浓到产品要 求的浓度； 2、分离净化其杂质，使产品质量达到所要求的标准。
精馏塔的组成
{
精馏段
(以粗馏酒精蒸汽或其液体的进口为界)
脱水段
精馏塔的塔板类型及结构
浮阀塔板
F1型浮阀
F1型浮阀塔盘
筛孔塔板
筛孔塔板示意图
筛板结构和操作示意
1
出 油
回水
水蒸气 6 5 4 3
2
图12-25 水上蒸馏流程示意图 1-水上蒸馏锅 2-冷凝器 3-回水贮槽 4-油水分离器 5-向水泵 6-精油受器
1 原料 3
图12-26 水上蒸馏设备 1-蒸馏器 2-冷凝器 3-油水分离
2 3
1
冷却水
4
9
水蒸气 精油
5 6
10 8
废水
7 6 5 4
图12-27 直接蒸汽蒸馏流程示意图 1-直接蒸汽蒸馏锅 2-捕集器 3-冷凝器 4-轻重油水分离器 5-轻油受器 6-重油受器
二、三塔式蒸馏
三塔式蒸馏流程是由粗馏塔（醪塔）、排醛塔、精馏塔 3个塔组成。根据排醛塔和精馏塔的进料情况，可分为直 接式、半直接式和间接式三类。另外有一类是在两塔式蒸 馏的基础上，精馏塔后再增加一个排醛塔，也组成三塔蒸
馏。
1．直接式
粗酒精由醪塔进入排醛塔以及脱醛酒进入酒精塔都是气
相塔。该流程虽然蒸汽消耗量较低，但排除杂质的效率不高，
蒸馏物料
加热
图12-16 分子蒸馏器的原理
二、分子蒸馏器的种类与特征
窥视镜 进料口 冷凝器
加热面 加热器
排气口
馏出口
残渣口 图12-17 圆筒式分子蒸馏器
旋转汽液分离器 旋转刷
加热夹套 凝缩冷却部 (多管或盘管) 供给液 溶液旋转分散盘
残留液 馏出液 真空排气系统 图12-18 降膜式分子蒸馏器的结构
杂质的挥发系数 Kc＝ α / β
α — 杂质在气相中的含量（V﹪）
β — 杂质在液相中的含量（V﹪）
杂质的精馏系数：K’ = Kc / K酒
K’ ﹥1 头级杂质 K’ ﹤1 尾级杂质 K’ ﹦1 中级杂质
一、两塔式流程
1．气相过塔的两塔蒸馏流程
4 来自 醪池 成熟醪 5 6
3
工业酒精
10
成品 8 2 9 1 7 水 11 杂醇油
填料塔
第二节
分子蒸馏
分子蒸馏技术是在很高的真空条件下，对物料在极短的时间里加热、
气化、分离，以达到提纯的目的，分离的对象都是沸点高，而又不耐
高温、受热容易分解的物质。系统压力一般在0.133-1.33Pa范围内， 物料受热时间仅为0.05s左右。
一、分子蒸馏的原理
冷却器
真空泵 残存空气
加热
6 5 4 3 2 1
水蒸气 直接蒸气 凝结水 废 水 进水 回 水 出 油
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7
废 水
冷 却 水
8 9 10 11
图12-24 水中蒸馏流程示意图 1-直接蒸汽喷管 2-液位视镜 3-锅体 4-加料门（入孔） 5-挡板 6-蒸出管 7-换热气 8-油水分离器 9-回水漏斗 10-回流装置 10-加热器 11-加热器
3．间接式 粗酒精进入排醛塔以及脱醛酒进入精馏塔都是液相进塔。可 以较半直接式多一次驱除头级杂质的机会。因此可以产出高纯度 的酒精。
3 3 2 10
头 级 杂 质
11 5
6
9
8
酒精 12 杂醇酒 15 7 脱醛酒 蒸汽 蒸 馏 酒 精 14 杂醇油 废水
4 不合格 蒸汽
15 蒸汽 1 酒精
13 15
1
2 3
4 5
图12-31 水扩散蒸汽蒸馏流程示意图 1-蒸汽 2-蒸汽锅 3-料层 4-冷凝器 5-油水分离器
1、粗馏塔；2、排醛塔；3、精馏塔； 4、脱甲醇塔；5、冷凝器；6、再沸器；
粗馏塔
粗馏塔的主要作用是从发酵成熟醪中将酒精成分提取出来。
粗馏塔的选用条件：（1）处理能力大；
（2）塔板效率高；
（3）塔板压降低；
（4）操作弹性大； （5）结构简单，制造成本低; （6）能够满足工艺上的特定要求，如 不易堵塞，抗腐蚀等。
图12-15 间接式三塔流程 1-醪塔 2-冷凝器 3-附加冷凝器 3-分离器蒸汽冷凝 4-醛塔 5-醛塔分凝器 6-醛塔冷凝器 7-精塔 8-精塔分凝器 9-精塔冷凝器 10-捕集器 11-分离器 12-杂醇油冷却器 13-精塔冷却器 14-杂醇油冷却器 15-检酒器
三、多塔蒸馏
多塔式酒精连续精馏是有3个以上的塔。根据产品质量 的特殊要求而增加一个或数个蒸馏塔。如为了加强杂醇油的
7
S
W
9
加压阀 入料 1 3 2
E
8 10
SW W
出渣
S
5
SW
6
4
图12-30 具有萃取与复馏装置的工艺流程图 1-蒸汽锅 2-冷凝器 3-油水分离器 4-馏出水提取器 5-贮水槽（提后馏出水） 6-蒸汽往复泵 7-高位槽 8-复馏锅 9-冷凝器 10-油水分离器 S-蒸汽 SW-蒸汽冷凝水 O-油 E-提取液 W-冷水
提取，则在精馏塔后增加一个除杂醇油的塔；为了排除甲醇，
有单独增设甲醇塔的。试剂厂生产试剂用酒精采用六塔蒸馏。 但一般工厂不超过四塔为宜。 各个塔的任务和要求不同，因此，各塔的塔板类型和板 间距都有差异。
气液传质设备的种类很多，按接触方式可分为连续（微分）接触式（填
料塔）和逐级接触式（板式塔）两大类，在吸收和蒸馏操作中应用极广 。 在淀粉质原料的酒精厂中，由于处理的对象是含淀粉质成熟发酵醪，原
淡酒
淡酒
图12-12 两塔气相过塔蒸馏流程图 1-粗馏塔 2-精馏塔 3-预热器 4、5、8-分凝器 6、9-冷凝冷却器 7-冷却器 10-冷却器 11-杂醇油分离器
2．液相过塔的两塔蒸馏流程
移动箱
成熟醪
醛 酒 桶 去 发 酵 杂醇油 蒸汽 废槽 废液 贮缸 成品 贮缸
蒸汽
图12-13 液相进塔的两塔流程
3 2 1
图12-28 蒸汽锅炉示意图 1-加热蒸汽管 2-锅底 3-出料门 4-承料格栅 5-锅壁 6-压力表 7-锅盖 8-安全阀 9-蒸出管 10-加料门
2
2 3
1
1
冷却水 4
蒸气
精油
5 6
废水
废水
图12-29 串联蒸馏流程示意图 1-直接蒸汽蒸馏锅 2-捕集器 3-冷凝器 4-轻重油水分离器 5-轻油分离器 6-重油分离器
板式塔结构
塔顶气相
功能：为混合物的气、液两相 提供多级的充分、有效的接触 与及时、完全分离的条件。
回流液 进料
全塔：逆流接触 汽、液两相接触方式 塔板上：错流接触
液体：重力 两相流动的推动力 气体：压力差
塔底液相
泡罩塔板的单个泡罩
大型泡罩塔板
泡罩塔板
S(SD)形塔板
由数个S形的泡罩互相搭接而成。