发展循环经济__酒精生产工艺过程节水措施

高仿酒发展循环经济——酒精生产工艺过程节水措施(张建华山东青州云门酒业（集团）有限公司)酒厂是传统的用水大户，在酒精生产过程中注意节水，特别是结合工艺中的各用水特点，采用新设备、新技术，以达到节水的目的对企业节能减排、增加效益有着重要的作用。山东青州云门酒业（集团）有限公司，是山东省酿酒行业的重点企业，公司始建于1948年，现有3000m3/d污水处理设备一套，各类饮用白酒灌装生产线7条，具有5万t/a食用酒精、5000t/a粮食酒生产能力，是山东地区循环经济试点企业之一。为搞好企业环境保护和清洁生产工作，公司近几年来大力推行(原载于《中国白酒》杂志2010年第7期)循环经济生产方式，在生产工艺过程中节能降耗，形成了一套设备先进、工艺技术一流的综合治理、循环利用的清洁生产体系，现将生产工艺过程中的节水措施总结如下：一、公司生产过程中废水产生情况：主要是酒精生产产生的废糟液，精塔废水，设备清洗水，粮食酒甑底水、蒸馏冷凝水，洗瓶水。二、节水技术改造酒精生产由粉碎、糊化、糖化、发酵、蒸馏五道工序组成，生产过程中主要用水工序是粉碎、糖化、发酵等工序。公司技术人员经过多年的生产实践及借鉴其他酒厂节水措施，经过反复实验论证，总结出一套适合本企业特点的节水改造措施，以减少新鲜水的使用量，提高水的重复利用率，具体如下：(一)、酒精车间1、粉碎工序该工序拌料水比在1:2.8～3.0之间，故每吨酒精需用原料在3吨，粉碎拌料水用量在8.4～9.0吨，该拌料水水质达到一般工业用水指标皆可。采用部分糖化、发酵工段冷(原载于《中国白酒》杂志2010年第7期)却水拌料，提高水的重复利用率。用水比例一般控制在总用水量的30%～40%比较合理，符合工艺要求。吨酒精可节约水3～3.4吨。采用酒糟过滤清液20%～30%替代新鲜水拌料，吨酒精节约水2～2.5吨。综合该工序吨酒精节约水5～5.9吨，共计节约水25～29.5万吨/年。高仿酒功率（kW）备注1洗尘塔台高仿酒、糖化工序糖化作业完成后，要将近60℃的糖液温度降至30℃左右，送入发酵罐，这一过程传统上都采用排管式喷淋冷却，为了控制发酵温度，必须把发酵过程中产生酒精生产中的热量移走，这一过程是靠发酵的排管冷却完成，排管表面容易结成冰垢，这两个条件决定了它需要再补充混入大量的低温水来完成冷却，为了节约糖液后冷却过程中用水总量，用螺旋板换热器替代传统的排管式喷淋冷却，是十分有效的一项改进措施。螺旋板换热器是一种冷热流体全逆流的高效换热器，由于两股流体在各自通道中的流速均较高，通道又扁薄，因而它的换热效果很好，在酒精生产中用于糖液后冷却，它的传热系数可比排管式喷淋冷却高5～8倍，这就使它的传热面积配置大为减少。更由于它是全逆流型式换热，当利用发酵排出的冷却水（27～28℃）作二次水冷却时，其排水温度可达54～55℃，进排水温差平均高(原载于《中国白酒》杂志2010年第7期)达27℃，而传统的排管式喷淋冷却进排水温差仅为10～12℃，因而螺旋板换热器的用水总量仅为排管式喷淋冷却的40%。排管式喷淋冷却糖化冷却水用量4吨/吨酒精左右，故采用螺旋板换热器吨酒精节水2.4吨左右。共计节约水12万吨/年。高仿酒功率（kW）备注1空气冷却器台高仿酒、发酵工序⑴发酵工序冷却水用量大，但换热量较小，冷却完物料后，冷却水升温不多，可继续用作糖化工序的冷却水，冷却水不与物料接触，且在封闭管路中基本没有受到污染，只是温度升高，因此将这部分水排入循环水池冷却后一部分回用作为糖化、发酵工段冷却水循环使用，另一部分作为粉碎工序的拌料用水，提高了水的重复利用率。⑵调整原料破碎工艺，控制破碎颗粒直径1.5mm～1.8mm，拌料加水比由1:2.8～3.0调整为1:2.6～2.8，在酒精生产过程中，发酵成熟醪酒精含量从8.5%提高到10～11%，从而达到节水节能效果，吨酒精可节省工艺用水1.0～1.3吨，共计节约用水5～6.5万吨/年。⑶发酵过程中发酵罐冷却原来使用传统的排管式冷却，冷却效果差，用水量大，容易结垢，传统的排管式冷却吨酒精冷却水用量在8吨左右，现改用螺旋板换热器后吨(原载于《中国白酒》杂志2010年第7期)酒精节水4.8吨左右，共计节约用水24万吨/年。高仿酒～72万吨，该项目取下限66万吨。发酵工序新增设备明细表序号设备名称单位高仿酒数量功率（kW）备注1螺旋板换热器高仿酒二、粮食酒车间和包装车间粮食酒的生产是将酒醅加热蒸馏冷却后，冷却水没有得到回收，经改造回收用作包装车间的洗瓶水，以提高水的重复用率。目前，公司每生产１吨粮食酒耗水35吨，除车间清洗设备、地面，培养窖泥用水及蒸馏过程中的挥发消耗大约7吨左右，剩余冷却水28吨高仿酒用于包装车间一次洗瓶、刷瓶。该车间工艺用水28m3×0.5万吨酒=14万m3。包装车间年产3万吨成品酒，吨酒耗水8.6m3，该车间用水8.6m3×3万吨酒=25.8万m3，将此粮食酒车间工艺用水回用于包装车间，能节水14万m3。粮食酒车间及包装车间新增设备表序号设备名称单位数量高仿酒功率（kW）备注130m3储水罐高仿酒三、结论通过上述改造后，项目可节约用水总计80万吨。节水汇总表序号高仿酒项目名称指标（t）总计（万t）备注一高仿酒一次洗瓶、刷瓶高仿酒四、改造前后能耗对比1、国家酒精行业能耗指标国家酒精行业主要技术标准序号高仿酒千升≤2020-40高仿酒≥402耗电kWh/千升≤140高仿酒≥1703耗气吨/千升高仿酒≤2.82.8-3.0≥3.02、改造前酒精生产能耗改造前企业5万吨酒精生产能耗高仿酒、改造后酒精生产能耗改造后企业5万吨酒精生产能耗高仿酒五、经济效益分析１、经济效益：节约水80万吨/年，平均按2.2元/吨（水资源费+取水费），实现节约收入176万元/年。酒精生产节水改造设备一次性总投资为：767万元。附：酒精节水改造投资估算表表3单位：万元序号高仿酒四粮食酒及包装车间高