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用气体净化技术提纯啤酒厂二成套设备

阅读:178发布:2021-03-11

专利汇可以提供用气体净化技术提纯啤酒厂二成套设备专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用气体 净化 技术提纯 啤酒 厂二 氧 化 碳 的成套设备。是由 水 洗塔1,水洗 泵 2,气囊3, 压缩机 4,分水罐5,净化柱6,纯化柱7, 冷凝器 8,冷冻机9,提纯塔10,和产品罐11组成。从 发酵 罐引来的二氧化碳气进入水洗塔1,用水洗掉 乙醇 和 泡沫 后进入气囊,再进入压缩机4加压,经过分水后进入净化柱6脱除 硫化氢 、乙酸乙酯、杂醇和剩余的乙醇,再进入纯化柱脱出甲醇、甲 醛 、乙醛、水分和异味杂质,进入冷凝器8被冷冻机9的冷剂 液化 ,进入提纯塔10中脱除氧气、甲烷、氮气、 一氧化碳 等气体,底部引出纯度为99.99%以上的液体二氧化碳, 质量 达到国家 食品添加剂 级标准,进入产品罐11贮存,供灌装啤酒使用,或者装车 装瓶 出厂。,下面是用气体净化技术提纯啤酒厂二成套设备专利的具体信息内容。

1.本发明涉及一种用气体净化技术提纯啤酒厂二的成套设备;它是由洗塔1,水洗2,气囊3,压缩机4,分水罐5,净化柱6,纯化柱7,冷凝器8,冷冻机9,提纯塔10,和产品罐11组成;从啤酒发酵罐引来经过除沫后的二氧化碳气,首先进入水洗塔1的底部,在塔中用水洗泵2喷入的洗涤水洗掉乙醇泡沫等杂质,进入气囊3储存;从气囊出来的气体进入压缩机4加压,经过分水罐分水后,进入净化柱6脱除硫化氢、乙酸乙酯、杂醇和剩余的乙醇;
再进入纯化柱脱出甲醇、甲、乙醛、水分和异味杂质;然后进入冷凝器8,被冷冻机9提供的冷剂液化,进入提纯塔10中脱除氧气、甲烷、氮气、一氧化碳等不凝性气体,提纯塔底部引出液体二氧化碳,纯度为99.9%以上,上述杂质全部得到净化,二氧化碳达到国家食品添加剂质量标准,进入产品罐11贮存,供灌装啤酒使用,或者装车装瓶出厂;各部件的连接关系是:水洗塔1的下端气体进口直接与原料气管道连接,水洗塔1的上端出口由管道与气囊3连接,气囊3的出口与压缩机4的进口连接,压缩机的出口与分水罐5入口相连,分水罐上端出口与净化柱6下端入口连接,净化柱6的上端出口与纯化柱7的上端连接,纯化柱的下端出口与冷凝器8的进口连接,冷凝器8的出口与提纯塔10的中间进口连接,提纯塔10的下端出口与产品罐11的进口连接,产品罐11的出口与用户的管道连接;提纯塔10的上端与净化柱再生系统的管道连接;冷冻机9系统的管道与冷凝器8相关的管道连接,从而构成气体净化技术提纯啤酒厂二氧化碳的成套设备。
2.根据权利要求1所述的气体净化技术提纯啤酒厂二氧化碳的成套设备,其特征在于:
水洗涤塔1是填料塔,所用的洗涤液可以是水,也可以是浓度在1~10%之间的高锰酸溶液,用离心泵2送入塔中循环使用,定期排放或者更新。
3.根据权利要求1所述的气体净化技术提纯啤酒厂二氧化碳的成套设备,其特征在于:
气囊3是由尼龙、聚丙烯、油布等非金属材料制作,体积随着气体进入的多少而涨缩,底部有排水口;也可以由碳不锈钢等金属材料制作,体积固定。
4.根据权利要求1所述的气体净化技术提纯啤酒厂二氧化碳的成套设备,其特征在于:
压缩机4是2 4级的无油润滑活塞式压缩机,由电动机驱动,压缩机的片、活塞环缸套等~
与气体接触的部位由不锈钢或者其他耐蚀材料制成;压缩后的气体压在1.0MPa 7.0MPa~
之间。
5.根据权利要求1所述的气体净化技术提纯啤酒厂二氧化碳的成套设备,其特征在于:
净化柱6是由两个同样大小体积的圆桶组成一套,轮换操作时候一个工作一个加热再生,每个圆桶是等径或者变径,上部有法兰封头,并有进出气口,底部的封头也开有进出气口;圆桶内依次装有颗粒活性碳材料制作的固体硫化氢净化剂、杂醇净化剂、乙酸乙酯净化剂和乙醇净化剂;每种填料之间用筛网隔离;底部和上部里面都有100 400cm长的带筛孔的管状~
气体进出口管,底部的进出口管横置,管的外面包裹有10 80目的不锈钢筛网,防止固体净~
化剂泄露;两个圆桶的上下进出气口都由管道与四个阀分两组并联连接,两个阀门中间管道上开有进排气口;根据气源中杂质成分不同,净化柱中的净化剂可以是一种,也可以是多种分层填装;净化柱6可以是一套,也可以是多套串连,阀门可以是手动,也可以是气动或者电动阀门。
6.根据权利要求1所述的气体净化技术提纯啤酒厂二氧化碳的成套设备,其特征在于:
纯化柱7是由两个同样大小体积的圆桶组成一套,轮换操作时候一个工作一个加热再生,每个圆桶是等径或者变径,上部有法兰封头,并有进出气口,底部的封头也开有进出气口;圆桶内依次装有氧化或者分子筛制作的、球形或者条形的固体甲醇纯化剂、甲醛纯化剂、乙醛纯化剂和异味纯化剂;每种纯化剂之间用筛网隔离;底部和上部都有100 400cm长的带筛~
孔的管状气体进出口管,底管横置,管的外面包裹有10 80目的不锈钢筛网,防止固体纯化~
剂泄露;两个圆桶的上下进出气口都由管道与四个阀门分两组并联连接,两个阀门中间管道上开有进排气口;根据气源中杂质成分不同,纯化柱7中的纯化剂可以是一种,也可以是多种分层填装;纯化柱7可以不用,也可以是一套或者多套串连使用,阀门可以是手动,也可以是气动或者电动阀门。
7.根据权利要求7所述的气体纯化系统,其特征在于:纯化柱7系统如果不用,则单独使用一套净化柱6,净化柱6同样是由两个两个同样大小体积的圆桶组成,每个圆桶是等径或者变径;里面除了分层装填活性碳材料制作的硫化氢净化剂、杂醇净化剂、乙酸乙酯净化剂和乙醇净化剂外,还分层装填氧化铝或者分子筛制作的、球形或者条形的固体甲醇纯化剂、甲醛纯化剂、乙醛纯化剂和异味纯化剂;每一种纯化剂之间用不锈钢筛网隔离;活性碳材料制作的几种净化剂装填在净化柱6气体进口端的下半段,氧化铝或者分子筛制作的几种纯化剂装填在净化柱6的上半段;净化柱上下连接的阀门和管道与权利5所述内容相同。
8.根据权利要求1所述的气体净化技术提纯啤酒厂二氧化碳的成套设备,其特征在于:
冷冻机9系统是由制冷机、冷凝器、贮液器,压力调节阀,液分器和管道组成,制冷机的主机是活塞式或螺杆式,由电动机驱动运行,制冷剂是液、氟里昂或者丙烯,冷凝器是列管水冷式或者蒸发冷凝式;对冷剂气体压缩后的压力在1.0MPa 3.0MPa之间,冷凝成液态的冷剂~
经过调节阀降压后的温度在―10℃到―50℃之间。
9.根据权利要求1所述的气体净化技术提纯啤酒厂二氧化碳的成套设备,其特征在于:
提纯塔10是填料塔,内装波纹板或丝网状高效规整填料,填料下面有填料支撑板,上面有液体分布器,中间有进料分布器;提纯塔底有再沸器,所用热量由制冷机9出口热气提供,或者由净化系统后面干燥的工艺气体提供;提纯塔顶有全凝器,所用的冷量由贮液器的液体冷剂经降压后提供;提纯塔10的再沸器及全凝器是整体安装,全凝器是立式列管式,直接放在提纯塔顶部;再沸器连装在提纯塔底部,气体加热管是盘管或者是列管;提纯塔10顶部有进出料管;根据原料气情况和设备产量决定,提纯塔系统也可以省略不用,氮气、氧气、一氧化碳等不凝气体从产品罐顶部排放。
10.根据权利要求1所述的气体净化技术提纯啤酒厂二氧化碳的成套设备,其特征在于:产品罐11可以是带封头的立式或者卧式圆筒形,也可以是球形;从提纯塔10和产品罐产品罐11顶部排出的轻组分气体,经过换热器加热升温后,都可作为净化柱6和纯化柱7的再生气,带出解析的杂质气体后排出到气体总管中,不使用界外的再生气;换热器可以是蒸汽或者热油换热器,也可以是电加热器。

说明书全文

用气体净化技术提纯啤酒厂二成套设备

[0001] 技术领域  本发明涉及到一种用气体净化技术提纯啤酒厂二氧化碳的成套设备。
[0002] 背景技术  目前随着人们生活平的不断提高,对啤酒的消耗量越来越大。但是啤酒生产全都以大麦为原料,经过特殊发酵过程来产生酒精,进而通过进一步处理而形成人们饮用的啤酒。在麦芽发酵过程中除了产生酒精外,还副产约等量的二氧化碳气。正好啤酒灌装过程中,需要用二氧化碳气体来作调味剂和膨胀剂,所以啤酒生产过程中,二氧化碳气体作为生产添加剂,是必不可缺少的生产原材料。
[0003] 由于麦芽发酵过程是在100℃以上高温条件下进行,期间还要用微量稀硫酸来调酸、用微量金属盐来调节PH值等细节过程。在生产主要产品酒精(乙醇)的同时,还会副产硫化氢、羰基硫、甲醇、甲和乙醛等微量杂质,也会副产杂醇、聚合物乙酸乙酯等杂质,这些杂质都会随着发酵气的连续排放而混同在二氧化碳气体中。众所周知:硫化氢是有臭味的腐蚀酸性气体,甲醛和乙醛是对人体有致癌作用的物质,甲醇和杂醇是一种神经毒素,对人容易致盲,所以国家针对添加到啤酒中的二氧化碳气体,制订了严格的食品添加剂标准(GB1886. 228 — 2016),规定硫化物总含量要小于0.1ppm(1×10-6 v%,下同);醛类杂质总含量要小于0.02ppm;甲醇和杂醇类杂质要小于10ppm,此外还有其他16种杂质都不能超过各自的标准指标。这就迫切需要对在发酵过程中不可避免要副产的、全部存在于二氧化碳中的上述杂质必须有效地脱除干净,使二氧化碳达到国际食品添加剂的标准后,才能用到啤酒的灌装生产过程中。
[0004] 现在一些啤酒厂家为了净化二氧化碳中的超标杂质,仅选用普通的活性炭吸附酒精和异味,使用分子筛来干燥脱水。但是这些极其普通的多孔材料只能吸附少量的乙醇和水,绝不吸附硫化氢、羰基硫、甲醇、甲醛、乙醛、乙酸乙酯等大多数对人体有害的杂质,更达不到国家食品级标准要求。国家工业气体协会在2016年曾经提示:根据抽样检测,大部分啤酒厂家的二氧化碳都不达标,这是一项急于要解决的问题。目前回收二氧化碳的技术还有热、乙醇胺、碳酸丙烯脂、低温甲醇等溶剂吸收方法,这些方法主要用于回收气源中30%以下低浓度的二氧化碳;发明专利CN88105938介绍一种变压吸附法回收二氧化碳技术,可以从合成尾气中脱除二氧化碳,但二氧化碳的浓度只有60%,达不到国家食品级标准;日本日曹、昭和公司开发了催化燃烧法脱除二氧化碳中少量轻技术,但不能使轻烃降到ppm级,还不能脱除硫化物等不燃烧的无机物杂质,且流程复杂能耗太高,已经在该领域被广泛淘汰。
[0005] 发明内容  本发明的技术方案是这样来实现的(见图1):本发明开发一种用气体净化技术提纯啤酒厂二氧化碳的成套设备。它是由水洗塔1,水洗2,气囊3,压缩机4,分水罐5,净化柱6,纯化柱7,冷凝器8,冷冻机9,提纯塔10,和产品罐
11组成。从啤酒发酵罐引来经过除沫后的二氧化碳气,首先进入水洗塔1的底部,在塔中用水洗泵2喷入的洗涤水洗掉乙醇和泡沫等杂质,进入气囊3储存。从气囊出来的气体进入压缩机4加压,经过分水罐分水后,进入净化柱6脱除硫化氢、乙酸乙酯、杂醇和剩余的乙醇。再进入纯化柱脱出甲醇、甲醛、乙醛、水分和异味杂质。然后进入冷凝器8,被冷冻机9提供的冷剂液化,进入提纯塔10中脱除氧气、甲烷、氮气、一氧化碳等不凝性气体,提纯塔底部引出液体二氧化碳,纯度为99.9%以上,上述杂质全部得到净化,二氧化碳达到国家食品添加剂级质量标准,进入产品罐11贮存,供灌装啤酒使用,或者装车装瓶出厂。
[0006] 各部件的连接关系是:水洗塔1的下端气体进口直接与原料气管道连接,水洗塔1的上端出口由管道与气囊3连接,气囊3的出口与压缩机4的进口连接,压缩机的出口与分水罐5入口相连,分水罐上端出口与净化柱6下端入口连接,净化柱6的上端出口与纯化柱7的上端连接,纯化柱的下端出口与冷凝器8的进口连接,冷凝器8的出口与提纯塔10的中间进口连接,提纯塔的下端出口与产品罐11的进口连接,产品罐的出口与用户的管道连接。提纯塔的上端与净化柱再生系统的管道连接。冷冻机9系统的管道与冷凝器8相关的管道连接,从而构成气体净化技术提纯啤酒厂二氧化碳的成套设备(图1)。
[0007] 水洗涤塔1是填料塔,所用的洗涤液可以是水,也可以是浓度在1~10%之间的高锰酸钾溶液,用离心泵2送入塔中循环使用,定期排放或者更新。气囊3是由尼龙、聚丙烯、油布等非金属材料制作,体积随着气体进入的多少而涨缩,底部有排水口;也可以由碳不锈钢等金属材料制作,体积固定。压缩机4是2 4级的无油润滑活塞式压缩机,由电动机驱~动,压缩机的片、活塞环缸套等与气体接触的部位由不锈钢或者其他耐蚀材料制成。压缩后的气体压在1.5MPa 6.0MPa之间。
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[0008] 净化柱6是由两个同样大小体积的圆桶组成,轮换操作时候一个工作一个加热再生,每个圆桶是等径或者变径,上部有法兰封头,并有进出气口,底部的封头上边也开有进出气口横置。圆桶内依次装有颗粒活性碳材料制作的固体硫化氢净化剂、杂醇净化剂、乙酸乙酯净化剂和乙醇净化剂;每种填料之间用筛网隔离。底部和上部都有100 400cm长的带筛~孔的管状气体进出口管,底部的进出气管横置,管的外面包裹有10 80目的不锈钢筛网,防~
止固体净化剂泄露。两个圆桶的上下进出气口都由管道与四个阀分两组并联连接,两个阀门中间管道上开有进排气口。根据气源中杂质成分不同,净化柱中的净化剂可以是一种,也可以是多种。净化柱6可以是一套,也可以是多套串连,阀门可以是手动,也可以是气动或者电动阀门。(图2)
纯化柱7是由两个同样大小体积的圆桶组成,轮换操作时候一个工作一个加热再生,每个圆桶是等径或者变径,上部有法兰封头,并有进出气口,底部的封头边缘也开有进出气口。圆桶内依次装有氧化或者分子筛制作的、球形或者条形的固体甲醇纯化剂、甲醛纯化剂、乙醛纯化剂和气味纯化剂;每种纯化剂之间用筛网隔离。底部和上部都有100 400cm长~
的带筛孔的管状气体进出口,底部进出气管横置,管的外面包裹有10 80目的不锈钢筛网,~
防止固体纯化剂泄露。两个圆桶的上下进出气口都由管道与四个阀门分两组并联连接,两个阀门中间管道上开有进排气口。根据气源中杂质成分不同,纯化柱7中的纯化剂可以是一种,也可以是多种。纯化柱7可以不用,也可以是一套或者多套串连使用,阀门可以是手动,也可以是气动或者电动阀门。
[0009] 纯化柱7系统如果不用,则单独使用一套净化柱6,净化柱6系统同样是由两个两个同样大小体积的圆桶组成,每个圆桶是等径或者变径。里面除了分层装填活性碳材料制作的硫化氢净化剂、杂醇净化剂、乙酸乙酯净化剂和乙醇净化剂外,还分层装填氧化铝或者分子筛制作的、球形或者条形的固体甲醇纯化剂、甲醛纯化剂、乙醛纯化剂和气味纯化剂;每一种纯化剂之间用不锈钢筛网隔离。活性碳材料制作的几种净化剂装填在净化柱6气体进口端的下半段,氧化铝或者分子筛制作的几种纯化剂装填在净化柱6的上半段。净化柱上下连接的阀门和管道与权利5所述内容相同。
[0010] 我们使用的全部净化剂和纯化剂,都是以活性炭和分子筛作为最基本的原料,根据二氧化碳气体所含杂质的性质,有针对性地对这些多孔材料用特殊药剂和特殊加工工艺进行改质,使每一种净化剂和纯化剂都能有针对性地只和目标杂质起作用,而不和二氧化碳起作用。这些新制作的净化剂的纯化剂对杂质的吸附量大,选择性强,机械强度好,使用寿命长,可以把各种杂质都净化干净,使二氧化碳质量达到国家食品添加剂级标准要求,只有这样才能灌装到啤酒中。
[0011] 冷冻机9系统是由制冷机、冷凝器、贮液器,压力调节阀,液分器和管道组成,制冷机的主机是活塞式或螺杆式,由电动机驱动运行,制冷剂是液氨、氟里昂或者丙烯,冷凝器是列管水冷式或者蒸发冷凝式。
[0012] 提纯塔10是填料塔,内装波纹板或丝网状高效规整填料,提纯塔底有再沸器,所用热量由制冷机9出口热气提供,或者由净化系统后面干燥的工艺气体提供。提纯塔顶有全凝器,所用的冷量由贮液器的液体冷剂经降压后提供。提纯塔10的再沸器及全凝器是整体安装,全凝器是立式列管式,直接放在提纯塔顶部。再沸器放在提纯塔底部,气体加热管是盘管或列管。根据原料气情况和设备产量决定,提纯塔系统也可以省略不用,氮气、氧气、一氧化碳等不凝气体从产品罐顶部排放。(附图3)产品罐11可以是带封头的立式或者卧式圆筒形,也可以是球形;从提纯塔10和产品罐产品罐11顶部排出的轻组分气体,经过换热器加热升温后,都可作为净化柱6和纯化柱7的再生气,带出解析的杂质气体后排出到气体总管中。换热器可以是蒸汽或者热油换热器,也可以是电加热器。

附图说明

[0013] 图1是由水洗塔1,水洗泵2,气囊3,压缩机4,分水罐5,净化柱6,纯化柱7,冷凝器8,冷冻机9,提纯塔10,和产品罐11组成。从啤酒发酵罐引来经过除沫后的二氧化碳气,首先进入水洗塔1的底部,在塔中用水洗泵2喷入的洗涤水洗掉乙醇和泡沫等杂质,进入气囊储存。从气囊出来的气体进入压缩机4加压,进入分水罐分水后,进入净化柱6脱除硫化氢、乙酸乙酯、杂醇和剩余的乙醇。再进入纯化柱脱出甲醇、甲醛、乙醛、水分和其他杂质。然后进入冷凝器8,被冷冻机9提供的冷剂液化,进入提纯塔10中脱除氧气、甲烷、氮气、一氧化碳等不凝性气体,提纯塔底部引出液体二氧化碳,纯度为99.9%以上,上述杂质全部得到净化,二氧化碳达到国家食品添加剂级质量标准,进入产品罐11贮存,供灌装啤酒使用,或者装车装瓶出厂。
[0014] 图2为净化系统6的结构示意图:是由两个同样大小体积的圆桶组成,顶部有法兰封头,并有进出气口,便于打开法兰装填固体颗粒状的净化剂。底部的封头边上也开有进出气口,圆桶内依次装有颗粒活性碳材料制作的固体硫化氢净化剂、杂醇净化剂、乙酸乙酯净化剂和乙醇净化剂;每种填料之间用筛网隔离。底部和上部里面都有100 400cm长的带筛孔~的管状气体进出口管,底部的进出气管横置,管的外面包裹有10 80目的不锈钢筛网,防止~
固体净化剂泄露。两个圆桶的上下进出气口都由管道与四个阀门分两组并联连接,两个阀门中间管道上开有进排气口。纯化柱7的结构形式和净化柱6的结构形式相同。
[0015] 图3为提纯塔10连同全凝器和再沸器整体安装的结构图,提纯塔10是填料塔,内装波纹板或丝网状高效规整填料,全凝器是安装在提纯塔顶部的立式列管式冷凝器,列管间由低温冷剂制冷。再沸器连装在精馏塔底部,气体加热管是盘管或列管。实施例
[0016] 实施例12016年8月为沈阳啤酒厂建造一套气体净化技术提纯二氧化碳成套设备,前部有水洗塔1、水洗泵2,气囊3的体积5m3,压缩机6排气量360Nm3/h,出口压力2.2Mpa;分水罐5尺寸φ
500×600mm;净化柱6每个尺寸φ326×3000mm,每个柱内装硫化氢净化剂40kg,杂醇净化剂
40kg,乙醇净化剂50kg,乙酸乙酯净化剂35kg;每个纯化柱7的尺寸也是φ326×3000mm,里面装甲醇纯化剂40kg,甲醛纯化剂30kg,乙醛纯化剂40kg,脱味纯化剂50kg;冷冻系统9冷冻机制冷量140kw;液化器8为U形管浮头式,面积25m2;提纯塔10尺寸为φ210×4250mm;再沸
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器盘管式面积4m ,全凝器列管式,面积8 m ;产器罐11是双层保温卧式,体积10m。生产液态二氧化碳产量500kg/h,质量达到国际食品添加剂级标准(GB1886. 228 — 2016)。
[0017]实施例2
2017年2在鞍山啤酒厂建造一套气体净化技术提纯二氧化碳成套设备,前部有水洗塔
1、水洗泵2,气囊3的体积5m3,压缩机6排气量240Nm3/h,出口压力2.2Mpa;分水罐5尺寸φ300×400mm;净化柱6每个尺寸φ260×3000mm,每个柱的下半段装硫化氢净化剂15kg,杂醇净化剂10kg,乙醇净化剂20kg,乙酸乙酯净化剂10kg;没有纯化柱7系统,在净化柱6的上半段装甲醇纯化剂10kg,甲醛纯化剂10kg,乙醛纯化剂15kg,脱味纯化剂15kg;冷冻系统9冷冻机制冷量,100kw;液化器8为卧式列管式,面积16m2;没有提纯塔10,产器罐11是双层保温卧式,体积6m3。生产液态二氧化碳产量300kg/h,质量达到国际食品添加剂级标准(GB1886. 
228 — 2016)。
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