酿酒蒸馏冷却水循环回收系统
技术领域
本实用新型涉及酿酒领域，具体涉及酿酒蒸馏冷却水循环回收系统。
背景技术
中国是白酒生产大国，白酒主要通过粮食发酵、蒸馏、冷却的方式获得。
在蒸馏冷却环节中，对酒蒸汽以及水蒸气的高温混合蒸汽进行冷却，需要消耗大量的冷水，冷水冷凝蒸汽后升温变成高温水。现行的普遍工艺无法快速、有效的将高温水降温，只有全部或部分排放。然而会造成水资源浪费，增加生产成本，产生热水排放污染，冷却器结垢严重等一系列经营及环保问题。
近年来，酿酒企业越来越重视经营效益，同时又面临越来越严厉的环保监管。所以很多企业采取了一些措施，但都不能有效解决。比如较为普遍的是采用高温冷却水进入冷却塔降温，此种方法冬季基本可以满足温度要求，但水质也不能满足。夏季就根本无法解决。
同时，白酒生产的蒸馏等环节会消耗大量蒸汽热资源，最后会从多个渠道排放掉。白酒生产企业十分注重余热的回收以降低能耗，但效果甚微。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有的酿酒蒸馏环节中，不能充分回收利用高温水，造成水资源耗费大、高温水热资源的浪费并且增加成本、使用效率较低等突出问题。目的在于提供酿酒蒸馏冷却水循环回收系统，实现冷却水循环利用，解决酿酒过程水资源耗费巨大，热水排放环保不达标的问题，酿酒过程余热无法回收等问题。
本实用新型通过下述技术方案实现：
酿酒蒸馏冷却水循环回收系统，包括内部含有冷却水流动区域和蒸汽流动区域的闭式冷却器，闭式冷却器的上端和下端分别设置有用于冷却水流出的高温水出口和用于通入冷却水的低温水入口；
高温水出口连接有余热回收利用系统，高温水出口的高温水的温度不小于90℃。
进一步的，传统系统采用的结构通常高温水出口的温度为75℃左右。高温水温度越高，用水量越小，同时余热利用价值越大，75℃左右的高温水利用价值不大。本结构将水温主动提升到90℃以上，高温水直接与余热回收利用系统连接，直接用于制冷，获得大量免费余热进行制冷，替代摊凉机制冷，能进一步的节省电耗，提高使用效率。
同时，本系统的闭式冷却器内还设置有第一温探，第一温探设置在高温水出口处，用于测定出水温度；闭式冷却器内还设置有第二温探，第二温探与闭式冷却器底部之间的距离约为闭式冷却器高度的0.5倍。
通过第一温探、第二温探以及电动阀的结合，可通过出水的温度智能的控制低温水入口处的总进水量，进而控制高温出水口的温度在90℃以上，同时还能更好的使水温分层稳定，进一步提升酒质。
在本系统中，余热回收利用系统包括溴化锂热水型制冷机，还包括加热生产用量水、采暖水、生活热水的容积式换热器、板式换热器等。夏季通过溴化锂三段式热水制冷机吸收高温水热量进行制冷，从而使冷却水由高温水变为中温水。溴化锂三段式热水制冷机利用高温出水制冷获取的免费制冷量用于生产，替代原摊晾工艺上的电制冷设备；冬季高温水换热获得冬季办公楼、宿舍采暖水以及常年提供生产用量水及生活热水。在经过余热回收利用系统对高温水进行余热回收利用以及后续的降温措施后，得到24℃以下的冷却水，然后再通入低温水入口中，以此循环使用。
更进一步的，本系统在高温水出口的高温水的温度不小于90℃的情况下，还可进一步的在闭式冷却器内设置有分隔板，分隔板将闭式冷却器内的冷却水流动区域分为上下两个独立的部分；闭式冷却器侧面设置有中温水出口和中温水入口，中温水出口和中温水入口分别位于分隔板的下方和上方，中温水出口和中温水入口均与冷却水流动区域连通；余热回收利用系统与中温水入口连接；中温水出口连接水处理系统。其中，水处理系统为现场该温度要求的用水处。
本系统在使用时，不超过24℃的冷却水从闭式冷却器的下端的低温入水口流入闭式冷却器中，闭式冷却器内部的冷却水流动区域由分隔板分为上下两部分，从低温入水口流入闭式冷却器中的冷却水在分隔板下方的冷却水流动区域中流动，流动的过程中，冷却水主要与高温液态酒及少量酒蒸汽进行热交换，使酒蒸汽完全液化并使液态酒温度降低，冷却水的温度逐步升高至50～55℃，再由中温水出口流入水处理系统。水处理系统包括清洗装置或其他需要使用中温水的装置，中温的冷却水通过中温水出口与这些清洗装置连接，直接使用。
中温水入口中通入中温水，中温水在分隔板上方的冷却水流动区域中流动，并且在流动的过程中与高温蒸汽进行热交换，其温度进一步的提高，得到90℃以上的高温水，高温水通过高温水出口流入余热回收利用系统，余热回收利用系统利用高温水的热量进行加热及制冷，然后高温水降温再次得到50～55℃的中温水，此中温水通过管道与中温水入口连接。
因此经过余热回收利用系统的高温水在变成中温水后，重新流回闭式冷却器中，重新进行使用，以此达到循环使用的目的。本结构设置两段式的结构，高温水出口和分隔板上方的中温水入口形成循环，因此中温水可快速的进行升温，能直接得到90℃左右的高温水，然后经过余热回收利用系统使用放热后，得到中温水再次循环使用。
其次，该结构下的闭式冷却器内的设置有第一温探和第二温探，第一温探设置在闭式冷却器的高温水出口处，用于检测高温水出口的温度。第二温探设置在流酒口处，当流酒温度高于设定值，加大电动阀开启度增大冷水进水量，反之，减小电动阀开启度以减少冷水进水量，以此确保流酒温度满足工艺要求。
同时，低温水在分隔板下方进行升温，当其在较快的时间升温至中温时，即可直接通过中温水出口排出进行使用。并且此部分水量很小，仅与流酒量接近。这样的分段式升温使用，实现了冷却水循环利用。并且上部冷却水循环可吸收酒蒸汽中80％以上的热量，即酒蒸汽中80％以上的热量传递给分隔板上方的循环水中，充分回收余热，也得到最大的制冷量和采暖量，进一步节约成本，提高使用效率。
高温水出口的高温水的温度大于90℃，中温水入口的温度设置为50～55℃，无需再进行辅助降温即实现循环利用。这样在使用时，能更快速的将其提高到90℃，并且综合情况下，吸收蒸汽的热量最大，效率最高。中温水出口温度为50～55℃，在该温度下排出进行使用，可直接用于清洗或其他情况。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本实用新型酿酒蒸馏冷却水循环回收系统，本结构的高温水出口的高温水的温度不小于90℃，因此得到的高温水直接与余热回收利用系统连接，直接用于制冷，替代摊凉机制冷，能进一步的节省电耗，提高使用效率。同时，温探加进水电动阀的使用，智能控制总进水量，确保出水温度及温层稳定；
同时，本结构的高温冷却水通过系统设备降温至工艺要求温度，实现冷却水循环利用，避免高温热水排放污染；回收酿酒工艺中高温冷却水的热量，提供免费制冷量以及常年免费加热提供量水、卫生热水、冬季采暖水；并且酿酒工艺冷却水密闭循环利用或采用软化水，水质长期保持清洁，避免酿酒冷凝器及其他设备结垢；同时流酒过程和流酒温度变得更稳定、可控，能进一步的提升酒质。
其次，本结构中的另一方案还采用两段的分层结构的冷却器，冷却水具有多种用途，分隔板下方的中温水直接排出，用于清洗等。分隔板上方的中温水再次加热得到90℃的高温水，用于溴化锂热水型制冷机制冷并对高温水降温得到中温水，然后中温水再次循环使用，无需再对冷却水进行辅助降温；本结构能最高效率、最大限度回收余热，利用余热进行制冷或采暖，也得到最大的制冷量和采暖量，能有效的服务于生产及生活环节，节省能源消耗，提升经济及社会效益。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本系统流程图；
图3为有分隔板时闭式冷却器结构示意图
图4为有分隔板时流程图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-闭式冷却器，2-低温水入口，3-高温水出口，4-蒸汽口，5-分隔板，6-中温水出口，7-中温水入口，8-电动阀，9-第一温探，10-第二温探，11-流酒口。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1
如图1所示，本实用新型酿酒蒸馏冷却水循环回收系统，包括内部含有冷却水流动区域和蒸汽流动区域的闭式冷却器1，闭式冷却器1的上端和下端分别设置有用于冷却水流出的高温水出口3和用于通入冷却水的低温水入口2；
本实施例中，高温水出口3的高温水的温度均为90℃以上。余热回收利用系统包括溴化锂热水型制冷机。闭式冷却器1内设置有第一温探9和第二温探10，第一温探设置在闭式冷却器的高温水出口处，用于检测高温水出口的温度。第二温探10与闭式冷却器1底部之间的距离约为闭式冷却器1高度的0.5倍。
实施例2
如图2所示，蒸汽通过闭式冷却器上端的蒸汽口从上往下流入闭式冷却器内的蒸汽层中，冷却水通过低温水入口从下往上进入闭式冷却器中，蒸汽和冷却水在闭式冷却器内进行热交换。
本结构及实例是在闭式冷却器内的设置有第一温探9和第二温探10，第一温探9设置在闭式冷却器的高温水出口处，用于检测高温水出口的温度；第二温探10设置在冷却器中部位置，根据酿酒实际工艺设定此处温度，当实测冷却器内部水温高于设定值，则加大电动阀开启度增大冷水进水量，反之，则减小电动阀开启度以减少冷水进水量，以此控制总进水量，确保出水温度及冷却器水温分层稳定。
传统的普遍采用的结构通常高温水出口的温度只能达到75℃左右，本结构实例将水温主动提升到90℃以上。高温水与余热回收利用系统连接，余热回收利用系统先利用容积式换热器及板式换热器，由高温水加热冷水提供生产用量水、生活热水，再主要通过溴化锂三段式热水制冷机吸收高温水的热量进行制冷，获取的免费制冷量，在夏季高温季节，基本替代车间用于摊晾工艺的制冷量，省去电制冷设备，节省制冷的电力消耗。高温水制冷后降温至53±2℃，再采用冷却塔降温、制冷辅助降温等手段进行连续降温，从而使冷却水由高温水变为24℃以下重新进入冷却器使用。冬季则同时利用高温水进行制冷及通过换热获得生产用量水、生活热水、办公楼宿舍采暖水，以及后续辅助降温等手段进行连续降温，从而使冷却水由高温水变为24℃以下。
某酒业公司酿酒车间使用本实施例的系统，利用90℃高温热水制冷，制取7℃低温冷水，可获得660KW制冷量，夏季替代原车间6台摊凉机，节省制冷电力消耗：
660KW÷3×20h/天×90天/年×0.85元/kw·h＝33.66万/年；
高温水通过换热器加热冷水，提供85℃的量水、50℃生活热水，再通过余热制冷机，再通过冷却塔散热，春、秋、冬季可由90℃降至23℃以下，满足蒸馏冷却水进水温度要求。夏季再利用部分免费冷源制冷辅助降温，亦满足蒸馏冷却水进水温度要求，实现冷却水循环利用，不再排放。
某酒业公司酿酒车间实施例中，年节省水资源：25吨/h×20h/天×300天/年×4元/吨＝60万/年；
90℃高温水通过换热器加热冷水，提供85℃的量水、50℃生活热水，使这部分热水的加热完全利用了免费热源，冬季换热产生的温水完全满足办公楼、宿舍的采暖及生活热水需求。
某酒业公司酿酒车间实施例中：
量水节约蒸汽量＝1.4吨/h×(85℃-20℃)÷10×20h/天÷60万大卡/吨蒸汽×300天/年×250元/吨蒸汽＝22.725万元/年
生活热水节约蒸汽量＝8吨/天×(50℃-20℃)÷10÷60万大卡/吨蒸汽×300天/年×250元/吨蒸汽＝3万元/年。
实施例3
本系统采用闭式冷却器，闭式冷却器的下端的低温水入口2通过电动阀门包含电动调节阀、电磁阀等自动阀门实现冷却水自动供给，同时通过第一温探设置在闭式冷却器的高温水出口处，用于检测高温水出口的温度。第二温探10设置在流酒口11处，当流酒温度高于设定值，加大电动阀开启度增大冷水进水量，反之，减小电动阀开启度以减少冷水进水量。本结构在使用时，蒸汽通过蒸汽口4从上往下流入蒸汽层中，蒸汽分别与分隔板上和下中的冷却水进行热交换，分隔板下方的冷却水通过低温水入口2进入，在闭式冷却器中进行热交换，交换完毕后，通过中温水出口流出，流出的水的温度为53℃，流出后，通过连接清洗装置或其他需要使用的结构，直接排出使用。
分隔板上方的冷却水通过中温水入口7流入53℃的中温水，在闭式冷却器中与蒸汽进行热交换，并升温至90℃以上，通过高温水出口3流出，此时高温水出口3流出的高温水的温度大于90℃，流出后，通过溴化锂热水型制冷机进行使用，溴化锂热水型制冷机利用高温水的高温后，得到中温水，得到的中温水再次流入中温水入口7中，重新进行循环使用。低温水入口2中的水温小于24℃(可直接采用自来水)。
某酒业公司酿酒车间使用本实施例的系统，利用90℃高温热水制冷，制取53℃的中温水，通过溴化锂三段式热水制冷机吸收冷却高温水热量进行制冷，同时对高温水降温，变为中温水。溴化锂三段式热水制冷机利用高温出水制冷获取的免费冷源服务于生产，替代原摊晾工艺上的电制冷。冬季高温水换热获得冬季办公楼、宿舍采暖水；常年提供量水及生活热水。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
