一种用于酱香型白酒生产的高效旋流间壁式空冷系统

技术领域

本发明涉及一种用于酱香型白酒生产的高效旋流间壁式空冷系统，属于酱香型白酒冷凝设备技术领域。

背景技术

由于酱香型白酒采用固态发酵工艺，其生产工艺特殊，流程复杂且生产周期长，包括二次投粮、九次蒸煮、八次加曲发酵、七次取酒等过程，能耗比较高，同时排放大量的废水。在上述工艺流程中，又以七次蒸馏取酒对能耗和水的消耗最大。酱香型白酒的蒸馏过程中，冷却从醅料中蒸馏出来的酒精需要消耗大量的水。根据《取水定额第 7 部分：酒精制造》（GB/T18916.7-2014）、《贵州省行业用水定额》（DB52/T725-2011）、《评价企业合理用水技术通则》（GB/T7119-1993）有关条款及文献《贵州茅台酒取用水定额的探讨》可知，以茅台为代表的酱香型白酒生产企业用水定额为56m3/KL，即每生产1吨酒用水量约61吨，即使相关企业也采取了诸如冷却水循环使用等相关节能环保措施，但是由于冷却水极易受到有机质的污染而变浑浊、变臭，大大减少了冷却水循环使用次数，同时，为冷却水的排放增加了额外的处理环节。

空冷技术相比于现在的水冷技术具有可得性好、腐蚀性小、设维护费用低等显著的优势，将酱香酒生产蒸馏冷却过程由水冷转变为空冷是一个可行的方法，可以极大的减少水资源的消耗和污染，以达到节能减排的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于酱香型白酒生产的高效旋流间壁式空冷系统，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明采取的技术方案为：一种用于酱香型白酒生产的高效旋流间壁式空冷系统，包括排气管，排气管内布置有螺旋交错布置的换热器酒蒸汽流道和换热器酒空气流道，换热器酒蒸汽流道分别通过换热器进口和换热器出口连接到白酒蒸汽管道和白酒流出口，换热器酒空气流道上下端与排气管内空间连通。

进一步地，上述换热器酒蒸汽流道与排气管侧壁保持间隙形成外部流道，换热器酒蒸汽流道螺旋形成的柱面中部设置为中空流道，中空流道与排气管内部空间连通

进一步地，上述排气管底端连接有空气进口，空气进口连接到风机。

进一步地，上述空气进口与风机之间管道上安装有空气流量计和空气流量调节阀。

进一步地，上述中空流道底部进气口出安装有喷雾冷却喷嘴，喷雾冷却喷嘴依次通过管道连接有水泵和储水箱。

进一步地，上述喷雾冷却喷嘴与水泵之间连接管道上安装有液体流量计和喷雾冷却水调节阀。

进一步地，上述换热器酒蒸汽流道安装有温度传感器，温度传感器连接到控制器。

进一步地，上述温度传感器沿着换热器酒蒸汽流道竖直方向间隔均匀布置多个。

进一步地，上述换热器酒蒸汽流道和换热器酒空气流道均设置有多个，多个换热器酒蒸汽流道通过多个换热器进口和多个换热器出口分别连接到酒蒸汽分流器和白酒汇流器，酒蒸汽分流器和白酒汇流器分别连接到白酒蒸汽管道和白酒流出口。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明效果如下：

1）本发明通过将酱香酒生产蒸馏冷却过程由水冷转变为空冷，可以极大的减少水资源的消耗和污染，以达到节能减排的目的；还可以进一步降低酱香酒生产用水定额，利于酱香酒行业新排放标准的制定和实施，淘汰落后产能，实现酱香酒绿色可持续发展；该旋流间壁式空冷系统生产工艺简单，易于批量化生产，对酱香酒生产工艺影响小，利于推广。

2）增加外部流道和中空流道，让气流从中部和侧壁出向上流动，配合螺旋的换热器酒空气流道，能够增加换热面积，并能够起到更好的冷凝换热作用；

3）多个螺旋的交错布置的换热器酒蒸汽流道5和换热器酒空气流道6，大大提高换热效率和出酒效率；

4）设置喷雾冷却装置（喷雾冷却喷嘴、水泵和储水箱构成），以应对极端高温天气带来的换功率果损失，确保蒸馏冷却的稳定性；

5）布置了多个温度传感器，可以多点测温，精准掌握酒蒸汽的温度分布，为系统的温度控制策略及时提供控制依据，提高该系统整体的温控水平。

附图说明

图1为旋流间壁式空冷系统结构示意图；

图2为旋流间壁式空冷系统流动示意图（空气流箭头朝上，酒蒸汽流箭头朝下）；

图3为排气管内安装结构示意图；

图4为排气管内安装结构前视结构示意图；

图5为图4中A-A剖面结构示意图；

图6为排气管内安装结构右视结构示意图；

图7为图6中B-B剖面结构示意图；

图8为图6中C-C剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1-8所示，一种用于酱香型白酒生产的高效旋流间壁式空冷系统，包括排气管1，排气管1内布置有螺旋交错布置的换热器酒蒸汽流道5和换热器酒空气流道6（螺旋交错布置的换热器酒蒸汽流道5和换热器酒空气流道6构成旋流间壁式空冷换热器），换热器酒蒸汽流道5分别通过换热器进口4和换热器出口7连接到白酒蒸汽管道2和白酒流出口8，换热器酒空气流道6上下端与排气管1内空间连通；旋流间壁式空冷换热系统的具体尺寸参数由白酒蒸馏处理量和厂房尺寸共同决定。排气管采用“烟囱”式排气管，热空气在排气管内自发向上流动，可以有效降低风机的负荷，减小该空冷系统的运行费用。旋流间壁式空冷换热器采用不锈钢卷制焊接而成；白酒流通管道及其阀门等附属件均为不锈钢材质。其余部分材质可根据经济性和实用性选择性价比高的材料加工而成。

为了进一步提高换热效果，换热器酒蒸汽流道5与排气管1侧壁保持间隙形成外部流道21，换热器酒蒸汽流道5螺旋形成的柱面中部设置为中空流道20，中空流道20与排气管1内部空间连通，增加外部流道和中空流道，让气流从中部和侧壁出向上流动，配合螺旋的换热器酒空气流道6，能够起到更好的冷凝换热作用。为了增加换热面积和出酒效率，上述换热器酒蒸汽流道5和换热器酒空气流道6均设置有多个，多个换热器酒蒸汽流道5通过多个换热器进口4和多个换热器出口分别连接到酒蒸汽分流器3和白酒汇流器，酒蒸汽分流器3和白酒汇流器分别连接到白酒蒸汽管道2和白酒流出口8，多个螺旋的交错布置的换热器酒蒸汽流道5和换热器酒空气流道6，大大提高换热效率和出酒效率；酒蒸汽分流器3和白酒汇流器均为环形管，环形管设置有进出口。

冷却空气从排气管自下而上流动，换热器中换热升温后由排气管排出；被冷却的酒蒸汽自上而下流动，在换热器中换热冷却后变为液态，由白酒出口流出。整体上形成逆流换热与旋流强化换热相结合的形式，如图2所示。

其中，排气管1底端固定连接在一个中空的锥形台上，锥形台一侧连接有空气进口10，空气进口10连接到风机17，通过风机进行抽风，将冷空气从外界抽入排气管内；空气进口10与风机17之间管道上安装有空气流量计18和空气流量调节阀19，冷却空气流量受环境参数（主要是空气温度、湿度）、酒蒸汽温度、酒蒸汽流量和白酒出口温度控制，通过空气流量计18和空气流量调节阀19能够对冷却空气流量的调节。

为了应端高温天气带来的换功率果损失，确保冷却效率的稳定，上述中空流道底部进气口出安装有喷雾冷却喷嘴9，喷雾冷却喷嘴9依次通过管道连接有水泵14和储水箱13，该旋流间壁式空冷系统具有喷雾冷却装置（喷雾冷却喷嘴9、水泵14和储水箱13构成），以应对极端高温天气带来的换功率果损失，确保蒸馏冷却的稳定性。喷雾冷却装置在正常情况下处于待机状态，只有在环境温度过高导致冷却功率降低，进而导致白酒出口温度高于设定值时才处于工作状态，其工作时长、喷雾量受酒蒸汽温度、酒蒸汽流量和白酒出口温度控制；为了控制喷雾状态和喷雾量，喷雾冷却喷嘴9与水泵14之间连接管道上安装有液体流量计15和喷雾冷却水调节阀16。

其中，换热器酒蒸汽流道5安装有温度传感器11，温度传感器11连接到控制器12；温度传感器11沿着换热器酒蒸汽流道5竖直方向间隔均匀布置多个，布置了多个温度传感器，可以多点测温，精准掌握酒蒸汽的温度分布，为系统的温度控制策略及时提供控制依据，提高该系统整体的温控水平。

综上，本发明的优点有：通过酱香酒生产蒸馏过程冷却空冷改造，可以极大程度上的降低酱香酒用水定额、减少废水排放，实现酱香酒的绿色可持续发展。而且本发明专利排气管采用了“烟囱”的设计，可有效降低风机的负荷；喷雾冷却装置设计有效的保证了高温环境下冷却的效果，具有很好地稳定性和经济性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。