專利名稱：用太陽(yáng)能生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及乙醇的生產(chǎn)，尤其涉及用太陽(yáng)能作為能源生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
乙醇主要是用農(nóng)作物加工而成的可再生能源。由于它可替代汽油而成為動(dòng)力燃料，因此在石油日益緊缺的當(dāng)今時(shí)代，人們?cè)絹?lái)越重視乙醇的生產(chǎn)，世界范圍內(nèi)具有大規(guī)模發(fā)展的趨勢(shì)。在乙醇生產(chǎn)過(guò)程中，通常是將原料——即糧食作物進(jìn)行發(fā)酵，之后對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行加熱，使之轉(zhuǎn)換為水蒸氣和乙醇蒸汽，從而將乙醇從發(fā)酵液中分離出來(lái)，再用后序的蒸餾、精餾工藝對(duì)乙醇進(jìn)行處理后，即可獲得高純度乙醇。但傳統(tǒng)的加熱方法大多以煤、燃?xì)獾炔豢稍偕哪茉礊槿剂?，根?jù)相關(guān)資料顯示每生產(chǎn)一砘乙醇將消耗890公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，使高純度乙醇的生產(chǎn)企業(yè)成為耗費(fèi)能源的大戶。因此，耗能是制約高純度乙醇生產(chǎn)的首要因素。
生產(chǎn)乙醇的原料主要來(lái)自農(nóng)作物，而農(nóng)作物是一種可以每年種植，每年收獲的可再生資源，在能源、資源日趨緊缺，尤其是石油危機(jī)來(lái)臨的當(dāng)今社會(huì)，大規(guī)模地發(fā)展乙醇產(chǎn)品，并使之能夠替代燃油產(chǎn)品，已成為當(dāng)今世界普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。但傳統(tǒng)的乙醇生產(chǎn)方法卻使得這樣一種可再生的能源生產(chǎn)，又去消耗大量的不可再生的能源——煤、燃?xì)?，這種十分矛盾的局面該如何打破，這是世界各國(guó)所面臨的難題。
此外，大規(guī)模的乙醇生產(chǎn)需要大量的農(nóng)田來(lái)種植農(nóng)作物，這對(duì)于糧食農(nóng)田已顯不足的地區(qū)來(lái)說(shuō)，是難于實(shí)現(xiàn)的，故只有開(kāi)發(fā)利用山區(qū)和邊遠(yuǎn)地區(qū)閑置土地進(jìn)行種植，才是發(fā)展乙醇生產(chǎn)的理想途徑。但由于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是以煤或燃?xì)鉃槟茉吹?，其生產(chǎn)基地必須建在交通運(yùn)輸非常方便的地區(qū)，為避免遠(yuǎn)距離原料運(yùn)輸導(dǎo)致的高額運(yùn)輸成本，只有在交通延線建立原料基地，不可避免地將大量占用產(chǎn)糧區(qū)的土地，這樣，勢(shì)必引發(fā)乙醇生產(chǎn)與糧食生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)土地的矛盾。但若建在山區(qū)和邊遠(yuǎn)地區(qū)生產(chǎn)，雖可解決與糧食競(jìng)爭(zhēng)土地的矛盾，但由于沒(méi)有燃料及能源的來(lái)源而變?yōu)椴豢尚小?br>
發(fā)明內(nèi)容
為解決燃油緊缺并克服現(xiàn)有乙醇生產(chǎn)存在的能源消耗大及與糧食爭(zhēng)土地等不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用太陽(yáng)能生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，以期用太陽(yáng)能代替不可再生的能源——煤或燃?xì)猓挂掖忌a(chǎn)不再消耗這些不可再生的能源。
本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種用太陽(yáng)能生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能熱水器，發(fā)酵罐以及依次與發(fā)酵罐相接的粗蒸餾器和精蒸餾器/塔，其特征在于它還包括設(shè)于發(fā)酵罐和粗蒸餾器之間的太陽(yáng)能加熱器，用于對(duì)發(fā)酵罐送出的發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)加熱，以便向粗蒸餾器輸送熱的發(fā)酵液，從而加速乙醇蒸餾，節(jié)約蒸餾能源；分別與太陽(yáng)能熱水器、發(fā)酵罐和粗蒸餾器相接的蒸汽爐，該蒸汽爐的發(fā)熱器與太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)電連接，用太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)提供的電能使蒸汽爐產(chǎn)生蒸汽后，向發(fā)酵罐、粗蒸餾器提供熱能，完成乙醇的粗蒸餾；通過(guò)控制閥與粗蒸餾器相連的冷卻器和儲(chǔ)藏器，用于將粗蒸餾的乙醇冷卻后儲(chǔ)存，以待集中精餾；與儲(chǔ)藏器相連的太陽(yáng)能加熱器，與該太陽(yáng)能加熱器相接的乙醇加熱器，與乙醇加熱器發(fā)熱件電連接的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)，以及與乙醇加熱器出料口相連的精餾器/塔，用于完成乙醇的精餾；或者通過(guò)控制閥與粗蒸餾器相連的乙醇加熱器，與該乙醇加熱器發(fā)熱件電連接的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)，以及與乙醇加熱器出料口相連的精餾器/塔，用于完成乙醇的精餾。
所述太陽(yáng)能加熱器由其上設(shè)有出口的上總管，其上設(shè)有進(jìn)口的下總管，分別與上、下總管連通的吸熱管排構(gòu)成，以便發(fā)酵液經(jīng)進(jìn)口進(jìn)入下總管，再進(jìn)入吸熱管排內(nèi)吸收太陽(yáng)能而被加熱后自動(dòng)進(jìn)入上總管，經(jīng)出口送入粗蒸餾器中。
所述粗蒸餾器由其上設(shè)有進(jìn)、出口的密閉罐體構(gòu)成，其中進(jìn)料口設(shè)于罐體中部，并通過(guò)管路與粗蒸餾器出料口相連，出料口設(shè)于罐體頂部，并與管路連通，蒸汽入口設(shè)有蒸汽管，蒸汽管與蒸汽爐連通，用于完成乙醇的粗蒸餾。
所述蒸汽爐由其上設(shè)有進(jìn)、出口，其內(nèi)設(shè)有發(fā)熱器的密閉殼體構(gòu)成，其中進(jìn)水口設(shè)于殼體中部，并通過(guò)管路與太陽(yáng)能熱水器相連，出汽口設(shè)于殼體頂部，并與蒸汽管相連，發(fā)熱器設(shè)于殼內(nèi)底部，并通過(guò)導(dǎo)線與太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)電連接，用于加熱殼體內(nèi)的水，并使之產(chǎn)生蒸汽。
所述乙醇加熱器由其上設(shè)有進(jìn)、出口，其內(nèi)設(shè)有發(fā)熱器的密閉殼體構(gòu)成，其中進(jìn)料口通過(guò)管路與粗蒸餾器出料口或者與太陽(yáng)能加熱器出料口相連，出料口通過(guò)管路與精蒸餾器/塔進(jìn)料口相連，發(fā)熱器設(shè)于殼內(nèi)底部，并通過(guò)導(dǎo)線與太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)電連接，用于對(duì)粗蒸餾的乙醇進(jìn)行加熱。
所述太陽(yáng)能熱水器、冷卻器、儲(chǔ)罐、精蒸餾器/塔及太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)均為市售產(chǎn)品。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果采用本發(fā)明提供的太陽(yáng)能乙醇生產(chǎn)系統(tǒng)，除太陽(yáng)能外，不再消耗其它能源，可從根本上減少或消除乙醇生產(chǎn)對(duì)不可再生能源——煤、燃?xì)獾囊蕾?，既可使“不可再生能源”不被過(guò)度開(kāi)采，又可就地取能，充分利用太陽(yáng)能進(jìn)行乙醇生產(chǎn)，從而使乙醇的生產(chǎn)在山區(qū)和邊遠(yuǎn)地區(qū)就可完成，從解決了乙醇生產(chǎn)存在的“能源消耗大”及“與糧食爭(zhēng)土地”的矛盾，使乙醇燃料生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的持續(xù)發(fā)展。由于本發(fā)明采用了太陽(yáng)能熱水器和太陽(yáng)能集熱器，分別提供熱水和對(duì)相關(guān)物料進(jìn)行預(yù)加熱，從而降低了系統(tǒng)對(duì)電能的消耗，達(dá)到了減小太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)容量的目的，從而降低了設(shè)備的制造成本，本發(fā)明提供的太陽(yáng)能乙醇生產(chǎn)系統(tǒng)，除不消耗其它能源外，還具有生產(chǎn)周期短，工作效率高，乙醇產(chǎn)量大，純度高等優(yōu)點(diǎn)，適合在太陽(yáng)能光照長(zhǎng)的地區(qū)推廣應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)示意圖；圖2為太陽(yáng)能加熱器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為粗蒸餾器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為蒸汽爐結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為乙醇加熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的內(nèi)容并不局限于此。
1為市售的平板式或真空管太陽(yáng)能熱水器，2為市售的發(fā)酵罐，該發(fā)酵罐的入口21通過(guò)管路12與太陽(yáng)能熱水器1相連，以便利用太陽(yáng)能加熱后的熱水進(jìn)行發(fā)酵，加快發(fā)酵過(guò)程，縮短發(fā)酵時(shí)間，3為太陽(yáng)能加熱器，由其上設(shè)有出口32的上總管31，其上設(shè)有進(jìn)口35的下總管34，分別與上、下總管連通的吸熱管排33構(gòu)成，出口32通過(guò)管路12與粗蒸餾器4的進(jìn)料口41相連，進(jìn)口35通過(guò)管路12與發(fā)酵罐的出口22相連，如圖1、圖2，用于對(duì)來(lái)自發(fā)酵罐2的發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)加熱，粗蒸餾器4為一密閉罐體，其中部設(shè)有進(jìn)料口41，并通過(guò)管路12與太陽(yáng)能加熱器出口32相連，其頂部設(shè)有出料口42，并通過(guò)管路12及三通13分別與冷卻器10入口和乙醇加熱器6的入口61相連，粗蒸餾器4的頂部還設(shè)有蒸汽入口43，并通過(guò)蒸汽管44與蒸汽爐5的蒸汽出口52連通，如圖1、圖3，蒸汽爐5為一密閉殼體，其進(jìn)水口51設(shè)于殼體中部，并通過(guò)管路12與太陽(yáng)能熱水器1相連，以便向蒸汽爐提供熱水，以提高工作效率，節(jié)約加熱時(shí)間，其出汽口52設(shè)于殼體頂部，并與蒸汽管44相連，發(fā)熱器53設(shè)于殼內(nèi)底部，并通過(guò)導(dǎo)線14及電源控制器9(市售產(chǎn)品)與太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)8(市售產(chǎn)品)電連接，如圖1、圖4，用于加熱其內(nèi)的水，并使之產(chǎn)生蒸汽，以完成乙醇的粗蒸餾，與粗蒸餾器4出口42相連的冷卻器10的出口通過(guò)管路12與儲(chǔ)藏罐11入口相連，以便粗蒸餾的乙醇經(jīng)冷卻器冷卻后儲(chǔ)存到儲(chǔ)罐中，以待集中精蒸餾，至此可實(shí)現(xiàn)家庭式乙醇粗提，送至集中精蒸餾的點(diǎn)或廠后，再進(jìn)行精包涵餾。6為乙醇加熱器，為一密閉殼體，其進(jìn)料口(同時(shí)也是出料口)61通過(guò)管路12及三通13與粗蒸餾器4的出料口42相連，另一進(jìn)料口62與太陽(yáng)能加熱器3的出料口32相連，太陽(yáng)能加熱器3的進(jìn)料口35與儲(chǔ)藏罐11的出料口相連，乙醇加熱器6的出料口61通過(guò)管路12與精蒸餾塔7進(jìn)料口71相連，發(fā)熱器64設(shè)于殼內(nèi)底部，并通過(guò)導(dǎo)線14及電源控制器9與太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)8電連接，用于對(duì)粗蒸餾的乙醇進(jìn)行加熱，產(chǎn)生的乙醇蒸汽經(jīng)出料口61、管路12、精蒸餾塔7的入口71，送入精蒸餾塔7內(nèi)，完成精餾，經(jīng)出口72即得高純度乙醇產(chǎn)品，精餾后的液體經(jīng)回流管73、入口63返回乙醇加熱器6中，如圖1、圖5。
權(quán)利要求
1.一種用太陽(yáng)能生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能熱水器，發(fā)酵罐以及依次與發(fā)酵罐相接的粗蒸餾器和精蒸餾器/塔，其特征在于它還包括設(shè)于發(fā)酵罐和粗蒸餾器之間的太陽(yáng)能加熱器，用于對(duì)發(fā)酵罐送出的發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)加熱，以便向粗蒸餾器輸送熱的發(fā)酵液，從而加速乙醇蒸餾，節(jié)約蒸餾能源；分別與太陽(yáng)能熱水器、發(fā)酵罐和粗蒸餾器相接的蒸汽爐，該蒸汽爐的發(fā)熱器與太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)電連接，用太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)提供的電能使蒸汽爐產(chǎn)生蒸汽后，向發(fā)酵罐、粗蒸餾器提供熱能，完成乙醇的粗蒸餾；通過(guò)控制閥與粗蒸餾器相連的冷卻器和儲(chǔ)藏器，用于將粗蒸餾的乙醇冷卻后儲(chǔ)存，以待集中精餾；與儲(chǔ)藏器相連的太陽(yáng)能加熱器，與該太陽(yáng)能加熱器相接的乙醇加熱器，與乙醇加熱器發(fā)熱件電連接的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)，以及與乙醇加熱器出料口相連的精餾器/塔，用于完成乙醇的精餾；或者通過(guò)控制閥與粗蒸餾器相連的乙醇加熱器，與該乙醇加熱器發(fā)熱件電連接的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)，以及與乙醇加熱器出料口相連的精餾器/塔，用于完成乙醇的精餾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用太陽(yáng)能生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，其特征在于所述太陽(yáng)能加熱器由其上設(shè)有出口的上總管，其上設(shè)有進(jìn)口的下總管，分別與上、下總管連通的吸熱管排構(gòu)成，以便發(fā)酵液經(jīng)進(jìn)口進(jìn)入下總管，再進(jìn)入吸熱管排內(nèi)吸收太陽(yáng)能而被加熱后自動(dòng)進(jìn)入上總管，經(jīng)出口送入粗蒸餾器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用太陽(yáng)能生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，其特征在于所述粗蒸餾器由其上設(shè)有進(jìn)、出口的密閉罐體構(gòu)成，其中進(jìn)料口設(shè)于罐體中部，并通過(guò)管路與粗蒸餾器出料口相連，出料口設(shè)于罐體頂部，并與管路連通，蒸汽入口設(shè)有蒸汽管，蒸汽管與蒸汽爐連通，用于完成乙醇的粗蒸餾。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用太陽(yáng)能生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，其特征在于所述蒸汽爐由其上設(shè)有進(jìn)、出口，其內(nèi)設(shè)有發(fā)熱器的密閉殼體構(gòu)成，其中進(jìn)水口設(shè)于殼體中部，并通過(guò)管路與太陽(yáng)能熱水器相連，出汽口設(shè)于殼體頂部，并與蒸汽管相連，發(fā)熱器設(shè)于殼內(nèi)底部，并通過(guò)導(dǎo)線與太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)電連接，用于加熱殼體內(nèi)的水，并使之產(chǎn)生蒸汽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用太陽(yáng)能生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，其特征在于所述乙醇加熱器由其上設(shè)有進(jìn)、出口，其內(nèi)設(shè)有發(fā)熱器的密閉殼體構(gòu)成，其中進(jìn)料口通過(guò)管路與粗蒸餾器出料口或者與太陽(yáng)能加熱器出料口相連，出料口通過(guò)管路與精蒸餾器/塔進(jìn)料口相連，發(fā)熱器設(shè)于殼內(nèi)底部，并通過(guò)導(dǎo)線與太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)電連接，用于對(duì)粗蒸餾的乙醇進(jìn)行加熱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用太陽(yáng)能生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，一種用太陽(yáng)能生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能熱水器，發(fā)酵罐以及依次與發(fā)酵罐相接的粗蒸餾器和精蒸餾器/塔，其特征在于它還包括設(shè)于發(fā)酵罐和粗蒸餾器之間的太陽(yáng)能加熱器，分別與太陽(yáng)能熱水器、發(fā)酵罐和粗蒸餾器相接的蒸汽爐，通過(guò)控制閥與粗蒸餾器相連的冷卻器和儲(chǔ)藏器，與儲(chǔ)藏器相連的太陽(yáng)能加熱器，與該太陽(yáng)能加熱器相接的乙醇加熱器，與乙醇加熱器發(fā)熱件電連接的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)，以及與乙醇加熱器出料口相連的精餾器/塔，本發(fā)明除太陽(yáng)能外，不再消耗其它能源，可從根本上減少或消除乙醇生產(chǎn)對(duì)不可再生能源——煤、燃?xì)獾囊蕾嚕挂掖嫉纳a(chǎn)在山區(qū)和邊遠(yuǎn)地區(qū)就可完成，從而降低了設(shè)備的制造成本，本發(fā)明還具有生產(chǎn)周期短，工作效率高，乙醇產(chǎn)量大，純度高等優(yōu)點(diǎn)，適合在太陽(yáng)能光照長(zhǎng)的地區(qū)推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C12P7/06GK101020888SQ20071006572
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者趙敏暉 申請(qǐng)人:趙敏暉