能耗要求和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

   精餾過(guò)程中消耗的能量，主要是再沸器的加熱量和冷凝器的冷卻量消耗；此外，塔和附屬設(shè)備及管線也要散失部分能量。

   在一定的純度要求下，增加塔內(nèi)的上升蒸汽是有利于提高產(chǎn)品回收率的；同時(shí)也意味著再沸器的能量消耗要增大。為了使產(chǎn)品符合一定的質(zhì)量指標(biāo)，就必須在上述控制方案的基礎(chǔ)上設(shè)置質(zhì)量反饋系統(tǒng)，采用再沸器加熱量及頂部產(chǎn)品量（或回流量）等作為調(diào)節(jié)參數(shù)，以克服進(jìn)料成分變化等擾動(dòng)對(duì)產(chǎn)品成分的影響，使產(chǎn)品合格。且任何事物總是有一定限度的。在單位進(jìn)料量的能耗增加到一定數(shù)值后，再繼續(xù)增加塔內(nèi)的上升蒸汽，則產(chǎn)品回收率就增長(zhǎng)不多了。應(yīng)當(dāng)指出精餾塔的操作情況，必須從整個(gè)經(jīng)濟(jì)效益來(lái)衡量。在精餾操作中，質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品回收率和能量消耗均是要控制的目標(biāo)。其中質(zhì)量是必要條件，在質(zhì)量指標(biāo)一定的條件下應(yīng)在控制過(guò)程中使產(chǎn)品的產(chǎn)量盡可能提高一些，同時(shí)能量消耗盡可能低一些。

醪垢的形成

   2.1發(fā)酵成熟醪成分

   發(fā)酵成熟醪是一個(gè)復(fù)雜的多組分非均相混合液。它由水（75%%-90%%，w/w）、干物質(zhì)（4%%-10%%，w/w）、酒精及其它揮發(fā)性物質(zhì)（6%%-15%%，w/w）構(gòu)成。

   2.2醪垢成分

   醪垢的化學(xué)成分受各種條件影響很大。

   分析結(jié)果表明，不同的原料產(chǎn)地、不同的前處理方法、不同的酒精生產(chǎn)工藝，醪垢的成分都不同。（5）考慮整個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程的平穩(wěn)操作由于精餾塔往往是生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此不僅前一工序的操作情況要影響精餾塔的操作，而且它的產(chǎn)品產(chǎn)量和成分變化也要影響到后一工序的操作。即便是同一工廠不同生產(chǎn)時(shí)期、不同部位醪垢成分也有一定差別。 醪垢的化學(xué)成分為碳酸鈣、碳酸鎂、磷 酸鈣、硫酸鈣、有機(jī)酸鈣、糖、糊精、蛋白質(zhì) 等，是由多種無(wú)機(jī)物、有機(jī)物構(gòu)成的，并以無(wú)機(jī)物為主。

   2.3醪垢的成因

   2.3.1 微溶或可溶物質(zhì)在蒸餾過(guò)程中達(dá) 到過(guò)飽和狀態(tài)而析出發(fā)酵成熟醪在蒸餾過(guò)程中沿塔板逐層 而下。對(duì)于這類干擾，以閥前壓力波動(dòng)影響較大，控制中用壓力控制系統(tǒng)加以克服。相對(duì)揮發(fā)性大的物質(zhì)在醪塔內(nèi)沿塔板逐層上升，從頂部排出；干物質(zhì)和水，還有醇、酸、酯類等相對(duì)揮發(fā)性小的物質(zhì)沿塔 板逐層向下，微溶或可溶物質(zhì)濃度不斷增 加，當(dāng)其濃度超過(guò)其溶解度達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)后，便會(huì)在塔底再沸器的管壁及蒸餾塔塔盤和塔件表面析出。在蒸餾過(guò)程中首先析出的是溶解度較小的碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣等，而溶解度稍大一些的也逐漸被濃縮沉積，如硫酸鈣、有機(jī)酸鈣等。

   發(fā)酵成熟醪中的不溶性懸浮物質(zhì)，如酵母菌體、纖維、淀粉及析出的無(wú)機(jī)鹽形成晶 核，加速了處于飽和狀態(tài)下的無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、糖、糊精、可溶性蛋白質(zhì)等的析出。提餾段溫度是衡量質(zhì)量指標(biāo)的間接指標(biāo)，而以改變?cè)俜衅骷訜崃孔鳛榭刂剖侄蔚姆桨?，就是提餾段溫控。眾所周知，國(guó)內(nèi)大部分酒精廠采用了離心清液回配技術(shù)。離心清液的回配進(jìn)一步提高了發(fā)酵成熟醪中干物質(zhì)含量，加劇了微溶或可溶物質(zhì)在醪液輸送、換熱、蒸餾過(guò)程中的析出和結(jié)垢概率。

可溶性鈣鹽轉(zhuǎn)化成碳酸鈣垢在蒸餾過(guò)程中，可溶性有機(jī)酸鈣鹽與醪液中的可溶性碳酸鹽反應(yīng)生成碳酸鈣垢：

   CaA2 Na2CO3=CaCO3↓ 2NaA

   CaA2 K2CO3=CaCO3↓ 2KA

   2.3.3 可溶性鈣鹽受熱分解生成難溶碳酸鈣垢在蒸餾過(guò)程中，可溶性鈣鹽受熱分解生成溶解度小的鹽垢：

   Ca（H CO3）2 =CaCO3 ↓ H2O CO2↑ Mg（HCO3）2 = MgCO3↓ H2O CO2↑

 前處理制漿工藝對(duì)醪垢的生成也有影響

   在酒精生產(chǎn)中，前處理制漿工藝可分為干法、半干法、濕法及改良濕法等，其對(duì)醪液輸送、換熱、蒸餾等過(guò)程中的結(jié)垢及積料影響程度從小到大，依次為濕法、干法、半干法、改良濕法。約束條件為保證正常操作，需規(guī)定某些參數(shù)的極限值，并作為約束條件。無(wú)論哪種制漿工藝，造成堵塔或換熱器效率下降的主要原因均為醪垢的積累，物料粒度則是次要原因。

精餾流程和塔型的選擇  

  乙醇和水混合料經(jīng)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后，送至精餾塔，塔頂采用全凝器冷凝后，一部分作回流，其余為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送貯槽，塔釜采用直接蒸汽供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至貯槽，流程圖如下圖：  根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，若按每天開動(dòng)設(shè)備24小時(shí)計(jì)算，產(chǎn)品流量為1.67t/h，由于產(chǎn)品粘度較小，流量較大，為減少造價(jià)，降低生產(chǎn)過(guò)程中壓降和塔板液面落差的影響，提高生產(chǎn)效率，選用浮閥塔。  塔設(shè)備的高度與直徑之比，因情況不同，差別很大，塔外殼用鋼板焊制，也可用鑄鐵鑄造，每層塔板為一節(jié)，并用法蘭連接。則從物料平衡和能量關(guān)系出發(fā)，可得出它的總的物料平衡關(guān)系為F=D＋B（9）輕組分的物料平衡關(guān)系為Fz＝Dy＋Bx（10）式中，F(xiàn)、D和B分別為進(jìn)料量、頂部餾出物量和塔底產(chǎn)品。  塔體材料和踏板材料均選用TiNiCr918,因這種不銹鋼具有高的強(qiáng)度極限，較低的屈服極限，的塑性和韌性，他的焊接性能和冷彎成形等工藝性也很好，是目前制造容器、塔的廣泛的一類不銹鋼，又因?yàn)檫@種鋼在乙醇介質(zhì)中有很好的耐腐蝕性，所以選用TiNiCr918。