[发明专利]醇法制备浓缩蛋白过程中糖浆蒸发回收乙醇的装置及工艺

说明书

一种醇法制备浓缩蛋白过程中糖浆蒸发回收乙醇的装置及工艺，它包括梯级联用的至少两个加热室、两个蒸发室和一个汽提塔，其特征是其中二效加热室的管程入口通过二效加料泵与原料液连通，二效加热室的管程出口与二效蒸发室连通；二效蒸发室底部的料液出口通过一效加料泵送入一效加热室的管程入口；一效加热室的管程出口与一效蒸发室连通，一效蒸发室底部的料液出口通过一效出料泵送入汽提塔上部；一效蒸发室顶部的蒸汽出口连通二效加热室壳程；汽提塔下部设置有新蒸汽入口，汽提塔底部设置有产品液出口，汽提塔顶部设置有蒸汽出口且与蒸汽压缩喷射泵连通；蒸汽压缩喷射泵入口与高压新蒸汽连通，蒸汽压缩喷射泵出口与一效加热室壳程连通。

技术领域

本发明涉及醇法制备浓缩蛋白过程中糖浆蒸发回收乙醇的节能工艺及装置，属于化工分离过程和节能技术领域。

背景技术

在中国，大豆深加工产业约占据全球市场70%的份额，醇法制备大豆浓缩蛋白主要的耗能工艺涉及萃取、蒸发、干燥等，其中用于蒸发和干燥的蒸汽消耗约占浓缩蛋白生产运行成本的65%，系统电耗约占总运行成本的25%，另有部分乙醇和水的消耗补充。

目前大豆浓缩蛋白制备过程的糖浆蒸发一般沿用美国上世纪八九十年代的工艺，该工艺主要包括三个系统，即一个两效蒸发系统、汽提系统和薄膜蒸发系统，具体流程为稀糖浆经过两效蒸发后进入汽提塔，完成汽提过程的糖浆最后进入薄膜蒸发器蒸发后达标备用，其中两效蒸发的第一效、汽提塔和薄膜蒸发器的热源均为新鲜蒸汽。所蒸发出的二次蒸汽（乙醇和水的混合蒸汽，乙醇浓度约为65%）经列管式冷凝器冷凝后返回系统浸出工段重复利用。该工艺中，蒸发1吨溶液（乙醇占比57%，水占比16%）约消耗0.54吨蒸汽，能耗偏大，并且需要耗费大量的冷却循环水用于冷凝二次蒸汽，因此有必要对该传统工艺进行改进，开发新的节能工艺即配套设备。有用于有机溶剂脱水的MVR-蒸汽渗透耦合装置及工艺方法CN201510778862.1提及采用蒸汽再压缩模式，取代多效蒸发，其工艺核心为：将二次蒸汽直接利用压缩机压缩，提高其温度和压力，作为加热室的热源。值得注意的是：含有有机溶剂的料液蒸发产生的二次蒸汽中含有有机溶剂，带有有机溶剂的二次蒸汽直接进压缩机，压缩机叶轮与机壳机械摩擦发热甚至产生火花，存在一定的燃爆风险，安全性有待于进一步考证。因此本专利不建议采用直接压缩模式。

另有一种用于有机溶剂蒸发行业中的MVR蒸发浓缩设备CN201420320321.5，其工艺特点为：有机溶剂原料液蒸发产生的二次蒸汽与软水换热制得软水蒸汽，压缩机压缩软水蒸汽获得较高温度和压力的蒸汽，软水蒸汽与原料液换热将原料液加热至沸腾状态，此专利所提的工艺增加一级中间软化水的换热。因存在两级换热过程，需要提供较大的换热温差（20~30℃）才能实现，这要求压缩机的温升较高，蒸汽温升25℃压缩机耗电约80kW·h，耗电量极大，不建议采用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种适合于浓缩蛋白糖浆蒸发新的工艺及节能装备，新的工艺可节省蒸汽33%，并且能省减少27%循环冷却水，折合能节能运行费用约32.8%。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种醇法制备浓缩蛋白过程中糖浆蒸发回收乙醇的装置，它包括梯级联用的至少两个加热室、两个蒸发室和一个汽提塔，其特征是其中二效加热室的管程入口通过二效加料泵与原料液连通，二效加热室的管程出口与二效蒸发室连通；二效蒸发室底部的料液出口通过一效加料泵送入一效加热室的管程入口，二效蒸发室顶部的蒸汽出口连通表面冷凝器入口形成冷凝液；一效加热室的管程出口与一效蒸发室连通，一效蒸发室底部的料液出口通过一效出料泵送入汽提塔上部；一效蒸发室顶部的蒸汽出口连通二效加热室壳程，二效加热室下部壳程出口连通二效冷凝水桶；汽提塔下部设置有新蒸汽入口，汽提塔底部设置有产品液出口，汽提塔顶部设置有蒸汽出口且与蒸汽压缩喷射泵连通；蒸汽压缩喷射泵入口与高压新蒸汽连通，蒸汽压缩喷射泵出口与一效加热室壳程连通，一效加热室下部壳程出口连通一效冷凝水桶。

本方案的具体特点还有，一效冷凝水桶和二效冷凝水桶通过冷凝水泵排出冷凝液。