燃料乙醇生产过程中循环水换热系统节能的系统和方法与流程

本发明涉及燃料乙醇生产领域，具体涉及一种燃料乙醇生产过程中循环水换热系统节能的方法和一种用于所述方法的系统。

背景技术：

1、生物质燃料乙醇生产过程中需要配以循环冷却水系统用于保证生产的正常运行，但现有的工艺中存在一定不足，主要是没有对循环水系统进行充分的节能优化，不但能耗高、也难以满足现有生产的需求，比如很难同时满足生物质燃料乙醇生产过程中的生产所需换热器的降温需求，影响生产负荷的提升。例如，生产过程中的酒母和发酵工艺需要低温水，特别是越是到夏季，在夏季湿球温度较高的情况下，室外的酒母罐和发酵罐散热困难，常规冷却塔降温满足不了温度要求，很难保证各项指标经济运行，增加燃料乙醇生产染菌酸化机率，造成一定的经济损失。有些企业通过溴化锂等制冷机组生产冷冻水来满足这部分工艺降温要求，增加了设备投资及运行费用。循环水的成本一般在0.1元/m3左右，制成冷冻水的成本一般在2元/m3左右，采用制冷机组产生冷冻水用于生产过程降温大大增加了生产运行成本。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种燃料乙醇生产过程中循环水换热系统节能的方法，该方法能够解决夏季高温生物质燃料乙醇生产对循环水冷却水的水温和压力要求，解决循环水系统能耗过高问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种燃料乙醇生产过程中循环水换热系统节能的方法，所述燃料乙醇生产的过程包括生物质原料的处理、酵母的扩培、乙醇发酵、蒸馏和后处理；该方法包括：对酵母的扩培和乙醇发酵过程通过低温循环水进行冷却，对生物质原料的处理、蒸馏和后处理过程通过高温循环水进行冷却；

3、其中，低温循环水的温度不高于24℃，高温循环水的温度不高于30℃；

4、其中，用于供给低温循环水的循环水泵的扬程低于用于供给高温循环水的循环水泵的扬程。

5、本发明第二方面提供用于如上所述的方法的系统，该系统包括：提供低温循环水用于酵母的扩培和乙醇发酵过程进行冷却的低温冷却单元和提供高温循环水对生物质原料的处理、蒸馏和后处理过程进行冷却的高温冷却单元；

6、其中，低温冷却单元包括串联连接的用于供给低温循环水的循环水泵和用于供给低温循环水的冷却塔；

7、其中，高温冷却单元包括串联连接的用于供给高温循环水的循环水泵和用于供给高温循环水的冷却塔；

8、用于供给低温循环水的循环水泵的扬程低于用于供给高温循环水的循环水泵的扬程。

9、通过本发明所述方法和系统能解决夏季高温生物质燃料乙醇生产对循环水冷却水的水温和压力要求；

10、本发明具体将循环水分高低两个单元，解决循环水系统能耗过高问题，充分满足了生产工艺对各种循环水供水温度的需求，循环水泵根据各用水点所需压力的不同，分别配备合理扬程的循环水泵，减少了富余水头；循环泵优选采用变频调整，可根据用水点不同流量压力需求，进行进一步的优化调整；优选利用当地气温较低的冷资源，自然降温，减少冷却塔风机的运行时间，实现节能降耗的目的。

11、本发明优选通过自动化控制实现循环水供水温度的自动控制，供水压力、供水温度根据需求进行自动调整，实现节能。

技术特征：

1.一种燃料乙醇生产过程中循环水换热系统节能的方法，所述燃料乙醇生产的过程包括生物质原料的处理、酵母的扩培、乙醇发酵、蒸馏和后处理；其特征在于，该方法包括：对酵母的扩培和乙醇发酵过程通过低温循环水进行冷却，对生物质原料的处理、蒸馏和后处理过程通过高温循环水进行冷却；

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述节能的方法进一步包括以下方式中的至少一种：

3.根据权利要求1所述的方法，其中，提高后的低温循环水流程中的冷却塔的风机功率是高温循环水流程中冷却塔的风机功率的1.1-1.5倍。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述节能的方法不包括增设制冷机组。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，低温和高温循环水流程中的冷却塔配置的电机为变频电机。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，用于供给低温循环水的循环水泵包括至少一台变频泵和可选的工频泵；

7.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：当外界湿球温度高于15℃时，单独运行一台工频泵用于对生物质原料的处理过程进行冷却。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：通过自动化控制调节冷却塔的风机和循环水泵的运行。

9.一种用于权利要求1-8中任意一项所述的方法的系统，其特征在于，该系统包括：提供低温循环水用于酵母的扩培和乙醇发酵过程进行冷却的低温冷却单元和提供高温循环水对生物质原料的处理、蒸馏和后处理过程进行冷却的高温冷却单元；

10.根据权利要求9所述的系统，其中，用于供给低温循环水的循环水泵包括至少一台变频泵和可选的工频泵；用于供给高温循环水的循环水泵为至少一台变频泵；

技术总结本发明涉及燃料乙醇生产领域，公开了燃料乙醇生产过程中循环水换热系统节能的方法和系统，其中，所述燃料乙醇生产的过程包括生物质原料的处理、酵母的扩培、乙醇发酵、蒸馏和后处理；该方法包括：对酵母的扩培和乙醇发酵过程通过低温循环水进行冷却，对生物质原料的处理、蒸馏和后处理过程通过高温循环水进行冷却；其中，低温循环水的温度不高于24℃，高温循环水的温度不高于30℃；其中，用于供给低温循环水的循环水泵的扬程低于用于供给高温循环水的循环水泵的扬程。通过本发明所述的方法能够满足生产循环水降温要求，节省能源，且无需投资制冷机组；能够实现自动控制，可实现无人执守、减少人员成本。技术研发人员：张强,于成,杨园森,付美玲,贾成国,张永新,李春玲受保护的技术使用者：国投生物科技投资有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23