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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 工廠設(shè)計(jì)概念課程設(shè)計(jì)</p><p> 年產(chǎn)6萬(wàn)噸酒精工廠工藝設(shè)計(jì)</p><p><b> 中國(guó)·珠海</b></p><p><b> 二○一四年十一月</b></p><p><b> 誠(chéng)信承諾書(shū)</b></p>&l
2、t;p> 本人鄭重承諾:本人承諾呈交的課程設(shè)計(jì)《年產(chǎn)6萬(wàn)噸酒精工廠工藝設(shè)計(jì)》是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,獨(dú)立開(kāi)展研究取得的成果,文中引用他人的觀點(diǎn)和材料,均在文后按順序列出其參考文獻(xiàn),設(shè)計(jì)使用的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。</p><p> 本人簽名: </p><p> 日期: 年 月 日</p><p> 年產(chǎn)6萬(wàn)噸酒精工
3、廠工藝設(shè)計(jì)</p><p><b> 摘 要</b></p><p> 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)6萬(wàn)噸酒精工廠工藝設(shè)計(jì),以糖蜜味發(fā)酵原料,通過(guò)先進(jìn);高效的工藝技術(shù)對(duì)酒精工廠進(jìn)行了模擬計(jì)算和設(shè)備選型,力求做到理論和實(shí)踐相結(jié)合,以做到生產(chǎn)成本低,質(zhì)量好,產(chǎn)量高的酒精。設(shè)計(jì)包括:從原料處理到發(fā)酵工藝;從設(shè)備選型到車(chē)間布置;最后到廢物的處理及在利用。主要應(yīng)用除雜技術(shù);酒精發(fā)酵技術(shù);
4、滅菌技術(shù);精餾技術(shù)等技術(shù),通過(guò)合理的物料衡算,耗能計(jì)算方法,對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)。</p><p> 關(guān)鍵詞:酒精工廠;發(fā)酵;糖蜜;精餾</p><p> Annual output of 60000 tons of alcohol factory process design</p><p><b> Abstract</b>&
5、lt;/p><p> The design is an annual output of 60000 tons of alcohol plant process design, using molasses flavor fermentation raw material, through advanced technology of high efficiency; on the alcohol factory
6、of the simulation calculation and equipment selection, and strive to achieve a combination of theory and practice, in order to achieve low production cost, good quality, high yield of alcohol. The design includes: from r
7、aw material processing to the fermentation process; the selection of equipment to </p><p> Key words:Alcohol factory;Molasses; Fermentation; Distillation</p><p> 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院</p><p>
8、; 2011級(jí)本科生課程設(shè)計(jì)</p><p><b> 任務(wù)書(shū)</b></p><p> 題 目:年產(chǎn)6萬(wàn)噸酒精工廠工藝設(shè)計(jì) </p><p> 專(zhuān)業(yè)學(xué)院: 化工與材料學(xué)院 </p><p> 專(zhuān) 業(yè): 生物工程 &l
9、t;/p><p> 學(xué)生姓名: </p><p> 指導(dǎo)教師: 周新明 </p><p><b> 主要研究?jī)?nèi)容:</b></p><p> 本次設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容是選取糖蜜為原料,研究年產(chǎn)6萬(wàn)噸的酒精工藝流
10、程,操作工藝,物料衡算和繪制發(fā)酵罐設(shè)計(jì)圖。側(cè)重于酒精工廠發(fā)酵車(chē)間的設(shè)計(jì)。</p><p><b> 主要任務(wù)及目標(biāo):</b></p><p> 1、通過(guò)查閱酒精生產(chǎn)工藝的有關(guān)資料,熟悉目前檸酒精生產(chǎn)的基本工藝流程。</p><p> 2、進(jìn)行酒精發(fā)酵車(chē)間物料衡算和熱量衡算等。</p><p> 3、發(fā)酵車(chē)間設(shè)備選
11、型。</p><p> 4、發(fā)酵種子罐、發(fā)酵罐、貯罐的選型及大小尺寸的計(jì)算。</p><p> 5、繪制發(fā)酵罐設(shè)計(jì)圖。 </p><p> 6、撰寫(xiě)工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。</p><p> 指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日</p><p> 工作小組組長(zhǎng)簽字: 年 月 日&l
12、t;/p><p> 注:本任務(wù)書(shū)雙面打印,一式三份,學(xué)生、指導(dǎo)教師、專(zhuān)業(yè)學(xué)院各存檔一份。</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 摘 要I</b></p><p> AbstractII</p><p><b> 任務(wù)書(shū)I
13、II</b></p><p><b> 目 錄V</b></p><p><b> 1 前言1</b></p><p><b> H H1</b></p><p> 1.2 研究目的1</p><p> 1.3 設(shè)計(jì)原
14、則2</p><p><b> 2 設(shè)計(jì)說(shuō)明3</b></p><p> 2.1工藝指標(biāo)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)3</p><p> 2.2 工藝流程概述3</p><p><b> 3 原料的處理5</b></p><p> 3.1 原料及其來(lái)源5</p>
15、;<p> 3.2 糖蜜的貯存5</p><p> 3.3稀糖液的制備及處理5</p><p> 3.3.1添加營(yíng)養(yǎng)鹽5</p><p> 3.3.2 糖液的滅菌6</p><p> 3.3.3 稀糖液的澄清6</p><p><b> 4 工藝流程7</b>
16、</p><p><b> 5 生產(chǎn)設(shè)備8</b></p><p><b> 5.2設(shè)備計(jì)算8</b></p><p> 5.2.1 發(fā)酵罐容積和個(gè)數(shù)的確定8</p><p> 5.2.2 糖蜜儲(chǔ)罐個(gè)數(shù)的計(jì)算10</p><p> 5.2.3 冷卻面積和冷卻
17、裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸10</p><p> 5.3 其它設(shè)備的計(jì)算和選型14</p><p> 5.3.1 蒸餾設(shè)備14</p><p> 5.3.2 換熱器的選型14</p><p> 5.3.3 稀釋器15</p><p><b> 6 工藝計(jì)算17</b></p>
18、;<p> 6.1 物料衡算17</p><p> 6.1.1 原料消耗量計(jì)算(基準(zhǔn):1噸無(wú)水乙醇)17</p><p> 6.1.2 酵醪液量的計(jì)算17</p><p> 6.1.3 成品與廢醪量的計(jì)算18</p><p> 6.1.4年產(chǎn)量為6萬(wàn)噸燃料酒精的總物料衡算19</p><
19、;p> 6.1.5 稀釋工段的物料衡算20</p><p> 6.2 熱量衡算21</p><p> 6.2.1 發(fā)酵工段的物料和熱量衡算21</p><p> 6.2.2 蒸餾工段的物料和熱量衡算21</p><p> 6.3供用水衡算26</p><p> 6.3.1 精餾塔分凝器冷卻用
20、水26</p><p> 6.3.2 成品酒精冷卻和雜醇油分離器稀釋用水26</p><p> 6.3.3 總用水量27</p><p> 6.4 其他衡算27</p><p> 6.4.1 供用汽衡算27</p><p> 6.4.2 供電衡算28</p><p>&l
21、t;b> 7 車(chē)間設(shè)計(jì)29</b></p><p> 7.1 車(chē)間布置設(shè)計(jì)29</p><p> 7.1.1 建筑基本原則29</p><p> 7.1.2 建筑基本要求29</p><p> 7.2 車(chē)間內(nèi)常用設(shè)備的布置29</p><p> 7.2.1 發(fā)酵設(shè)備29<
22、;/p><p> 7.2.2 蒸餾設(shè)備及其他設(shè)備30</p><p> 8 廢物處理及再利用31</p><p> 8.1 廢物總類(lèi)31</p><p> 8.1.1 污水廢物31</p><p> 8.1.2 氣體廢物31</p><p> 8.1.3 固體廢物31<
23、;/p><p> 8.2 廢物利用31</p><p> 8.2.1 廢氣處理31</p><p> 8.2.2 廢水和廢渣處理32</p><p><b> 9結(jié)論33</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)34</b></p><
24、p><b> 謝 辭35</b></p><p><b> 附 錄36</b></p><p><b> 1 前言</b></p><p><b> 1.1 產(chǎn)品介紹</b></p><p> 乙醇是一種有機(jī)物,俗稱(chēng)酒精,化學(xué)式為C
25、H3CH2OH(C2H6O),結(jié)構(gòu)式【1】見(jiàn)圖1-1,是帶有一個(gè)羥基的飽和一元醇,在常溫、常壓下是一種易燃、易揮發(fā)的無(wú)色透明液體,它的水溶液具有酒香的氣味,并略帶刺激性。有酒的氣味和刺激的辛辣滋味,微甘。</p><p> 乙醇液體密度是0.789g/cm3(20C°) ,乙醇?xì)怏w密度為1.59kg/m3,沸點(diǎn)是78.4℃,熔點(diǎn)是-114.3℃,易燃,其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物,能與水以任意比互溶
26、。能與水、氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多數(shù)有機(jī)溶劑混溶,相對(duì)密度(d15.56)0.816。</p><p> 乙醇的用途很廣,可用乙醇制造醋酸、飲料、香精、染料、燃料等。醫(yī)療上也常用體積分?jǐn)?shù)為70%-75%的乙醇作消毒劑等,在國(guó)防工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、有機(jī)合成、食品工業(yè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的用途。</p><p><b> H H</b></p>
27、<p><b> ▏ ▏</b></p><p> H ? C ? C ? O ? H▏</p><p><b> ▏ ▏</b></p><p><b> H H</b></p><p> 圖1-1 C2H5OH結(jié)構(gòu)式</p>
28、<p><b> 1.2 研究目的</b></p><p> 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,酒精這種重要的工業(yè)原料被廣泛用于化工;塑料;橡膠,農(nóng)藥,化妝品及軍工業(yè)部門(mén)。且石油資源趨于缺乏,全球環(huán)境污染的日益加劇,各國(guó)紛紛開(kāi)始開(kāi)發(fā)新型能源。燃料乙醇是目前為止最理想的石油替代能源,它的生產(chǎn)方法以發(fā)酵為主。</p><p> 工業(yè)酒精是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的清潔燃料。如今能源的危
29、機(jī),以及農(nóng)業(yè)的蓬勃發(fā)展,都使得工業(yè)酒精產(chǎn)業(yè)的重新崛起與迅速發(fā)展成為必然。而酒精的生物發(fā)酵過(guò)程所需的條件溫和,轉(zhuǎn)化率高,而且環(huán)保無(wú)污染,可以說(shuō)是工業(yè)酒精的最理想的生產(chǎn)方法。發(fā)酵法生產(chǎn)酒精的能力將成為衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的一種標(biāo)準(zhǔn)。生物發(fā)酵是利用淀粉質(zhì)原料活糖原料,在微生物的作用下生成酒精【2】。</p><p> 酒精作為一種新能源,具有兩個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì):可再生能源,無(wú)污染燃燒。中國(guó)是一個(gè)石油凈進(jìn)口國(guó),海關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2
30、012年中國(guó)共計(jì)進(jìn)口原油2.82億噸,同比增加4.03%,而原油價(jià)格為97~105美元每噸。兩個(gè)數(shù)相乘,得出的是一個(gè)十分可怕的數(shù)據(jù)。在大多數(shù)方面酒精擁有石油的性能,能產(chǎn)生足夠的酒精,則可以大大減少石油的進(jìn)口。但是目前國(guó)內(nèi)酒精生產(chǎn)量不足以與消耗量相平衡,每年仍需進(jìn)口幾百萬(wàn)噸酒精。目前燃料酒精已作為國(guó)家戰(zhàn)略部署的新型能源之一。實(shí)現(xiàn)酒精的大規(guī)模生產(chǎn),對(duì)解決能源危機(jī)有著重大的意義。</p><p> 本設(shè)計(jì)即酒精工廠的
31、模擬設(shè)計(jì)為了設(shè)計(jì)出最理想的酒精生產(chǎn)流程以及工廠,在國(guó)內(nèi)具有廣闊的前景。</p><p><b> 1.3 設(shè)計(jì)原則</b></p><p> (1) 本設(shè)計(jì)工作圍繞著工廠現(xiàn)代化建設(shè),力圖能使所設(shè)計(jì)的工廠具有前瞻性,且投資小,收效快。</p><p> (2) 對(duì)自己而言,本次設(shè)計(jì)是對(duì)自己在湖北理工四年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合運(yùn)用和分析,將書(shū)本知
32、識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的操作中去,為日后的工作打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p> (3) 設(shè)計(jì)的工廠充分考慮現(xiàn)今的一些技術(shù),設(shè)備,以及設(shè)計(jì)先進(jìn)理念,盡量做到人性化,綠色化,為員工的工作和生活做出妥善的安排,使其達(dá)到最佳工作效率。</p><p> (4) 設(shè)計(jì)盡量因地制宜,并且使其經(jīng)濟(jì)效益最大化,在各種設(shè)備選型中,合理考慮性?xún)r(jià)比和地區(qū)特性【3】。</p><p><
33、b> 2 設(shè)計(jì)說(shuō)明</b></p><p> 2.1工藝指標(biāo)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</p><p> (1) 生產(chǎn)規(guī)模:60000 t/a;</p><p> (2) 生產(chǎn)方法:單濃度連續(xù)發(fā)酵、差壓式二塔蒸餾機(jī)組、生石灰吸水法;</p><p> (3) 生產(chǎn)天數(shù):每年250天;</p><p> (
34、4) 酒精日產(chǎn)量:240 t;</p><p> (5) 酒精年產(chǎn)量: 60000 t【4】;</p><p> (6) 副產(chǎn)品年產(chǎn)量:次級(jí)酒精占酒精總量的2%(一般占成品酒的1.2%—3%,這里取2%)【4】;</p><p> (7) 雜醇油量:為成品酒精量的0.3%(一般占成品酒精多0.25~0.35﹪)【5】;</p><p>
35、 (8) 產(chǎn)品質(zhì)量:燃料酒精[乙醇含量為99.5%(v/v)]</p><p> (9) 糖蜜原料:含可發(fā)酵性糖50﹪</p><p> (10) 發(fā)酵率:90﹪</p><p> (11) 蒸餾率:98﹪</p><p> (12) 發(fā)酵周期:48小時(shí)</p><p> (13) 發(fā)酵溫度:28~34℃&
36、lt;/p><p> (14) 硫酸銨用量:1kg/t糖蜜</p><p> (15) 硫酸用量:5kg/t糖蜜</p><p> (16) 酒精質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)GB678—2002</p><p> 2.2 工藝流程概述</p><p> (1) 原材料(糖蜜)的預(yù)處理包括有加酸法,加熱加酸法,添加絮凝劑澄清處理法
37、【6】;</p><p> (2) 連續(xù)稀釋法稀釋糖蜜</p><p><b> (3) 制酵母</b></p><p> (4) 酵母菌發(fā)酵、提純</p><p> (5) 發(fā)酵流程:糖蜜→發(fā)酵用糖液→發(fā)酵→蒸餾→成品酒精</p><p> (6) 具體生產(chǎn)工藝流程【7】見(jiàn)圖1-2&l
38、t;/p><p> 圖1-2生產(chǎn)工藝流程圖</p><p><b> 3 原料的處理</b></p><p> 3.1 原料及其來(lái)源</p><p> 糖蜜,是一種粘稠、黑褐色、呈半流動(dòng)的物體,主要含有蔗糖,蔗糖蜜中泛酸含量較高,達(dá)37mg/kg,此外生物素含量也很可觀,容易摻入大豆糖蜜和糖蜜發(fā)酵液。</p&g
39、t;<p> 糖蜜 是制糖工業(yè)的副產(chǎn)品,組成因制糖原料、加工條件的不同而有差異,其中主要含有大量可發(fā)酵糖(主要是蔗糖),因而是很好的發(fā)酵原料,可用作酵母、味精、有機(jī)酸等發(fā)酵制品的底物或基料,可用作某些食品的原料和動(dòng)物飼料。</p><p> 制糖業(yè)的副產(chǎn)品之一。制糖過(guò)程中,糖液經(jīng)濃縮析出結(jié)晶糖后,殘留的棕褐色黏稠液體。屬能量飼料,因味甜,多用作調(diào)味料。按制糖原料不同可分為甘蔗糖蜜、甜菜
40、糖蜜和淀粉糖蜜等。各種糖蜜的營(yíng)養(yǎng)成分有差異。一般甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜以轉(zhuǎn)換糖量表示,其總糖量分別為48.0%、49.0%;水分25.0%、23.0%;粗蛋白質(zhì)3.0%和6.5%。淀粉糖蜜是以谷物淀粉經(jīng)酶水解后制造葡萄糖的副產(chǎn)品,以葡萄糖量表示,其總糖量50.0%以上,水分27.0%,粗蛋白量甚微。</p><p><b> 3.2 糖蜜的貯存</b></p><p>
41、 為了確保酒精生產(chǎn)線連續(xù)正常地進(jìn)行,酒精工廠的倉(cāng)庫(kù)必需備有一定量的糖蜜,常備有供一個(gè)月左右生產(chǎn)酒精用糖蜜量;保持糖蜜的純凈,要求采用密閉容器保存糖蜜;糖蜜貯存罐的位置應(yīng)處于方便運(yùn)輸和生產(chǎn)的地點(diǎn);受到污染的糖蜜不宜過(guò)久貯存。</p><p> 3.3稀糖液的制備及處理</p><p> 考慮到糖蜜中的灰分、膠體物質(zhì)等雜質(zhì)多,有害微生物的污染,營(yíng)養(yǎng)鹽的缺乏以及適宜酸度的調(diào)整。因此,在糖蜜
42、稀釋的同時(shí),必須進(jìn)行酸化、滅菌、澄清和添加營(yíng)養(yǎng)鹽。間歇稀釋操作法則是逐項(xiàng)進(jìn)行。目前中國(guó)糖蜜酒精工廠多采用連續(xù)稀釋熱酸法澄清處理糖蜜,把酸化、滅菌、添加營(yíng)養(yǎng)鹽和澄清同時(shí)一道進(jìn)行。</p><p> 糖蜜原料制作稀糖液及處理的流程為:糖蜜→稀釋→酸化→添加營(yíng)養(yǎng)鹽→滅菌→澄清稀糖液</p><p> 3.3.1添加營(yíng)養(yǎng)鹽</p><p> 為了保證酵母的正常生長(zhǎng)繁殖
43、和發(fā)酵,根據(jù)糖蜜原料的化學(xué)組分,必須在糖液中添加酵母所必需的營(yíng)養(yǎng)。工廠實(shí)踐和甘蔗糖蜜的組分表明,甘蔗糖蜜中缺乏的主要營(yíng)養(yǎng)成分是氮素。補(bǔ)充氮通常是以硫酸銨作氮源,用量為每噸糖蜜使用21%的硫酸銨1-1.2kg,即糖蜜用量的0.1%-0.12%。</p><p> 3.3.2 糖液的滅菌</p><p> 糖蜜中常污染有大量雜菌,主要是野生酵母,白念球菌及乳酸菌等產(chǎn)酸菌,為保證稀糖液的正常
44、發(fā)酵,除加酸提高糖液酸度抑制雜菌生長(zhǎng)繁殖外,還必須對(duì)糖蜜進(jìn)行滅菌。糖蜜常用的滅菌方法有:化學(xué)滅菌法和物理滅菌法。</p><p> 本實(shí)驗(yàn)采用物理滅菌法:物理滅菌法具體操作是將糖液加熱至80-90℃,并保持40min。該方法除了滅菌外,還可使糖蜜中的膠體絮凝,使糖液澄清。該方法要消耗大量的蒸汽,工廠一般不采用,只有糖蜜被嚴(yán)重污染時(shí)才采用此法予以滅菌。</p><p> 3.3.3 稀糖
45、液的澄清 </p><p> 稀蔗糖溶液中的特定膠體物質(zhì),顏料,灰分和其它懸浮物,它們的存在對(duì)正常的酵母的生長(zhǎng),繁殖和發(fā)酵有害,應(yīng)盡可能地除去。其解決辦法就是稀糖液的澄清。</p><p> 糖蜜的澄清方法分為機(jī)械澄清法和加酸澄清法。機(jī)械澄清法即壓濾法和離心法,調(diào)節(jié)至pH值為3.7的酸化12小時(shí),分離沉淀物,用離心機(jī)或壓濾機(jī),國(guó)內(nèi)多數(shù)澄清是應(yīng)用此方法。</p><p
46、><b> 4 工藝流程</b></p><p> 1 糖蜜預(yù)處理有加酸法,加熱加酸法,添加絮凝劑澄清處理法。</p><p> 2 糖蜜稀釋采用連續(xù)稀釋法。</p><p> 3 主要蒸餾工段采用差壓式二塔蒸餾機(jī)組,能有效利用熱能。</p><p> 4 本設(shè)計(jì)采用浮閥塔。</p><
47、;p> 5 脫水干燥技術(shù):生石灰吸水法。</p><p> 6 發(fā)酵法采用連續(xù)發(fā)酵方式。</p><p><b> 5 生產(chǎn)設(shè)備</b></p><p><b> 5.1設(shè)備選型</b></p><p> 1 發(fā)酵罐采用200m3</p><p> 2 種子
48、罐采用50m3</p><p> 3 稀釋采用連續(xù)稀釋器</p><p> 4 發(fā)酵采用連續(xù)發(fā)酵罐組</p><p> 5 蒸餾設(shè)備采用差壓式二塔蒸餾機(jī)組</p><p> 6 干燥設(shè)備采用臥式網(wǎng)層生石灰干燥器</p><p><b> 5.2設(shè)備計(jì)算</b></p>&l
49、t;p> 采用連續(xù)發(fā)酵方式,根據(jù)物料衡算結(jié)果可知,每小時(shí)進(jìn)入發(fā)酵罐的醪液體積流量為:</p><p> 118433kg/h,密度為1200 kg/m3【10】。</p><p> 進(jìn)入種子罐和1號(hào)發(fā)酵罐的醪液體積流量為:</p><p> W=118433/1200=99m3/h</p><p> 5.2.1 發(fā)酵罐容積和個(gè)
50、數(shù)的確定</p><p> (1) 種子罐個(gè)數(shù)的確定:</p><p> 為保證種子罐有足夠種子,種子罐內(nèi)醪液停留時(shí)間應(yīng)在12h左右,則種子罐有效容積為:</p><p> V=99×12=1188(m3)</p><p> 取種子罐裝料經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為80﹪,則種子罐全容積為:</p><p> V全=
51、V/u=1188/80%=1485m3 ,取1500m3</p><p> 每個(gè)罐的容積為500m3,則種子罐個(gè)數(shù)為:1500/500*2=6(個(gè))</p><p><b> ?。?) 發(fā)酵罐體積</b></p><p> 根據(jù)發(fā)酵罐現(xiàn)在的設(shè)備情況,從100 m3到700 m3,現(xiàn)在酒精廠一般采用300 m3,按照有關(guān)情況和指導(dǎo)老師建議,
52、我采用300 m3,取H=2D,h1=h2=0.1D</p><p> D—為發(fā)酵罐內(nèi)徑,(m)</p><p> H—為發(fā)酵罐高,(m)</p><p> h1、h2—分別為發(fā)酵罐底封頭高和上封頭高,(m)</p><p> 發(fā)酵罐上均為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭,下部為錐形封頭,為了計(jì)算簡(jiǎn)便,假設(shè)其上下封頭近似相同,則</p>
53、<p> D=5.33m,H=10.66m,h1=h2=0.533m</p><p> (3) 發(fā)酵罐的表面積</p><p><b> 圓柱形部分面積:</b></p><p> F1=πDH=3.14×5.33×10.66=178m2</p><p> 由于橢圓形封頭表面積沒(méi)有
54、精確的公式,所以可取近似等于錐形封頭的表面積:</p><p><b> F2=F3=</b></p><p><b> 發(fā)酵罐的總表面積:</b></p><p> F=F1+F2+F3=178+23+23=224m2</p><p> ?。?) 計(jì)算發(fā)酵罐數(shù)量:</p>&l
55、t;p> 上面已經(jīng)寫(xiě)到,我設(shè)計(jì)的發(fā)酵罐規(guī)格為300 m3的規(guī)格,設(shè)總發(fā)酵時(shí)間為48小時(shí),設(shè)發(fā) 酵罐數(shù)為N個(gè),則發(fā)酵罐的有效容積</p><p> V有效=WT/N---公式(1)</p><p> V全容積×Ψ=V有效--------公式(2)</p><p> 式中W—每小時(shí)進(jìn)料量;</p><p><b>
56、; T—發(fā)酵時(shí)間;</b></p><p><b> N—發(fā)酵罐數(shù)</b></p><p> 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值,一樣取發(fā)酵罐填充系數(shù)為Ψ=80%,則可以得到:</p><p> 300×80%=99×(48-12)/N</p><p> 計(jì)算得到:N=14.85(個(gè)),則我們需要發(fā)酵罐
57、N=15*2=30個(gè)</p><p> 5.2.2 糖蜜儲(chǔ)罐個(gè)數(shù)的計(jì)算</p><p> 糖蜜儲(chǔ)罐采用1000m3規(guī)格:</p><p> 15天的糖蜜量為:V=836×15=12540 (t) </p><p> 查得85Bx的糖蜜密度為1450 kg/ m3,則:</p><p> V=125
58、40×1000/1450=8648(m3)</p><p> 設(shè)其裝料系數(shù)為80﹪,則貯罐的全容積為:</p><p> V糖蜜=8648/0.8=10810(m3)</p><p> 10810/1000=10.81(個(gè)),取11*2=22個(gè)</p><p> 5.2.3 冷卻面積和冷卻裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸</p>
59、<p><b> ?。?)總的發(fā)酵熱:</b></p><p> Q=Q1-(Q2+Q3)</p><p><b> Q1=msq</b></p><p> 式中 m—每罐發(fā)酵醪量(kg)</p><p> s—糖度降低百分值(%)</p><p>
60、q—每公斤糖發(fā)酵放熱(J),查得418.6J</p><p> Q1—主發(fā)酵期每小時(shí)糖度降低1度所放出的熱量</p><p> Q2——代謝氣體帶走的蒸發(fā)熱量,一般在5%—6%之間,我們估算時(shí)采用5%</p><p> Q3——不論發(fā)酵罐處于室內(nèi)還是室外,均要向周?chē)臻g散發(fā)熱量Q3。</p><p> Q1=(116991/15)
61、215;12×418.6×1%=3.92×104(kJ/h)</p><p> Q2=5%Q1=5%×3.923×105=1.96×103(kJ/h)</p><p> 發(fā)酵罐表面積的熱散失計(jì)算:先求輻射對(duì)流聯(lián)合給熱系數(shù),假定發(fā)酵罐外壁不包扎保溫層,壁溫最高可達(dá)35℃,生產(chǎn)廠所在地區(qū)夏季平均溫度為27℃,則:</p>
62、;<p> 可得:=6.30×103(kJ/h)</p><p> 需冷卻管帶走的單個(gè)發(fā)酵罐冷卻熱負(fù)荷為:</p><p> Q=Q1-Q2-Q3=3.92×104-1.94×103-6.30×103=3.096×104(kJ/h)</p><p> 總發(fā)酵熱為:Q發(fā)酵=3.096×1
63、04×15=4.65×105(kJ/h)</p><p><b> 冷卻水耗量的計(jì)算</b></p><p> 對(duì)數(shù)平均溫度差的計(jì)算</p><p> 主發(fā)酵控制發(fā)酵溫度tF為30℃,按題意冷卻水進(jìn)出口溫度分別為:</p><p> t1=20℃, t2=27℃</p><
64、p> ?。?)傳熱總系數(shù)K值的確定</p><p> 選取蛇管為水煤氣輸送鋼管,其規(guī)格為53/60mm,則管的橫截面積為:</p><p> 0.785×0.0532=0.0022(m2)</p><p> 設(shè)罐內(nèi)同心裝蛇管,并同時(shí)進(jìn)入冷卻水,則水在管內(nèi)流速為:</p><p> 設(shè)蛇管圈的直徑為3m,水溫20℃時(shí)常數(shù)
65、A=6.45</p><p> 則蛇管的傳熱分系數(shù)為:</p><p> R—為蛇管圈半徑,R=1.5m</p><p> 發(fā)酵罐到蛇管壁的傳熱分系數(shù)值按生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取2700[kJ/(m2·h·℃)]</p><p><b> 故傳熱總系數(shù)為:</b></p><p>
66、; 式中 1/16750—為管壁水污垢層熱阻[(m2·h·℃)/kJ]。</p><p> 188—鋼管的導(dǎo)熱系數(shù)[kJ/(m2·h·℃)]</p><p> 0.004—管子壁厚(m)</p><p> 冷卻面積和主要尺寸:</p><p><b> 蛇管總長(zhǎng)度為:</b&g
67、t;</p><p><b> 確定一圈蛇管長(zhǎng)度:</b></p><p> 式中R—蛇管圈的半徑,為1.5m</p><p> h—蛇管每相鄰圈的中心距,取0.20m</p><p><b> 蛇管的總?cè)?shù)為:</b></p><p> NP=L/L1=262/1
68、0=27(圈) </p><p><b> 蛇管總高度:</b></p><p><b> ?。?) 發(fā)酵罐壁厚</b></p><p><b> ?、?發(fā)酵罐壁厚S</b></p><p> 式中 P—設(shè)計(jì)壓力,取最高工作壓力的1.05倍,現(xiàn)取0.5MPa</
69、p><p> D—發(fā)酵罐內(nèi)徑,D=533cm</p><p> —A3鋼的許用應(yīng)力,=127MPa</p><p> —焊縫系數(shù),其范圍在0.15~1之間,取0.7</p><p> C—壁厚附加量(cm)</p><p> C=C1+C2+C3</p><p> 式中C1—鋼板負(fù)偏差,
70、視鋼板厚度查表確定,范圍為0.13~1.3,取C1=0.8mm</p><p> C2—為腐蝕裕量,單面腐蝕取1mm,雙面腐蝕取2mm,現(xiàn)取C2=2mm</p><p> C3—加工減薄量,對(duì)冷加工C3=0,熱加工封頭C3=S0×10﹪,現(xiàn)取C3=0</p><p> C=0.8+2+0=2.8(mm)</p><p> 查
71、詢(xún)可知選用30mm厚A3鋼板制作。</p><p><b> ?、?封頭壁厚計(jì)算</b></p><p> 式中 P=0.5MPa ,D=533cm,=127MPa,=0.7</p><p> C=0.08+0.2+0.1=0.38(cm)</p><p> 選用30mm厚A3鋼板制作</p><
72、;p><b> ?。?) 進(jìn)出口管徑</b></p><p> ?、?稀糖液進(jìn)口管徑【8,13】:</p><p> 稀糖液體積流量為99m3/h,其流速為0.42m3/s,則進(jìn)料管截面積為: </p><p> 直徑 </p><p> 取無(wú)縫鋼管φ580×10,58
73、0mm>288mm,可適用。</p><p><b> ?、?稀糖液出口管徑</b></p><p> 因?yàn)槌隹谖锪狭恳冗M(jìn)口物料量大些,按說(shuō)出口管徑應(yīng)該比稀糖液進(jìn)口管徑大些,所以取φ600×10無(wú)縫鋼管就可以滿(mǎn)足了。</p><p> 則取無(wú)縫鋼管φ600×10</p><p><b>
74、; ?、?排氣口管徑</b></p><p> 取φ630×12無(wú)縫鋼管。</p><p><b> ?、?支座選擇</b></p><p> 由于發(fā)酵罐很大,總重量較大,選用裙式支座,并用鋼筋混凝土制做。</p><p> 5.3 其它設(shè)備的計(jì)算和選型</p><p>
75、; 5.3.1 蒸餾設(shè)備</p><p> 蒸餾設(shè)備【8,9,14】]采用差壓蒸餾兩塔系機(jī)組,可以充分利用過(guò)剩的溫差,也就是減少了有效熱能的損失。</p><p><b> 設(shè)計(jì)蒸餾機(jī)組如下:</b></p><p> ?。?)醪塔:仿法國(guó)方形浮閥塔板,塔徑3000mm,22板,板間距500mm,塔高14800mm,裙座直徑3000mm,
76、高5000mm;</p><p> (2)精餾塔:仿法國(guó)方形浮閥塔板,塔徑2600mm,65板,板間距350mm,塔高26500mm, 裙座直徑2600mm,高5000mm。</p><p> 5.3.2 換熱器的選型</p><p> 換熱器標(biāo)準(zhǔn)換熱管尺寸φ25×2mm的不銹鋼,為正三角形排列,管間距t=32mm同時(shí),管殼式換熱器的制造簡(jiǎn)單方便,相
77、對(duì)投資費(fèi)用較低。</p><p> 為了便于管理和操作,整個(gè)發(fā)酵車(chē)間只需一只總酒精捕集器,這樣從整個(gè)工段而言塔負(fù)荷也比較穩(wěn)定,由于CO2中含酒精量變化不大,故沒(méi)有必要進(jìn)行板數(shù)的設(shè)計(jì)。</p><p><b> 5.3.3 稀釋器</b></p><p> 選用立式錯(cuò)板糖蜜連續(xù)稀釋器。</p><p> 生產(chǎn)1t酒
78、精需4180kg85°糖蜜,密度為1450kg/ m3,1天所需的原料糖蜜為:</p><p> 4180×400=1672000kg,</p><p> 生產(chǎn)6萬(wàn)噸酒精一天內(nèi)釋至25°糖蜜用量得:</p><p> 14212×60000/250=3410880kg,密度1200kg/ m3,</p>&
79、lt;p> V1=3410880/1200=2842m3</p><p> 又稀釋器的近似體積等于:</p><p> 式中 D—為稀釋器的內(nèi)徑,(m)</p><p> 初選糖蜜按經(jīng)驗(yàn)選取流速為u=0.35m3/s </p><p> l=0.35×24×3600=30240(m)</p>
80、<p> 則 ,取0.35m</p><p> 糖蜜輸送管,流速為0.10m/s</p><p><b> 取0.60m</b></p><p> 表5-1 年產(chǎn)6萬(wàn)噸酒精工廠設(shè)計(jì)主要設(shè)備一覽表</p><p><b> 6 工藝計(jì)算</b></p><
81、;p> 6.1 物料衡算 </p><p> 6.1.1 原料消耗量計(jì)算(基準(zhǔn):1噸無(wú)水乙醇)</p><p> (1) 糖蜜原料生產(chǎn)酒精的總化學(xué)反應(yīng)式為:</p><p> C12H22O11+H2O→2C6H12O6→4C2H5OH+4CO2↑</p><p> 蔗糖 葡萄糖 酒精
82、</p><p> 342 360 184 176</p><p> X 1000</p><p> (2) 1000kg無(wú)水乙醇的理論蔗糖消耗量:</p><p> 1000×(342÷184)﹦1858.7(kg)</p><
83、;p> 生產(chǎn)1000kg燃料酒精(燃料酒精中的乙醇99.5%(V)換算成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:</p><p> 相當(dāng)于理論蔗糖消耗量為:</p><p> 1858.7×99.18%﹦1843.5(kg)</p><p> (4) 生產(chǎn)1000kg燃料酒精實(shí)際蔗糖消耗量(生產(chǎn)過(guò)程中蒸餾率為98﹪,發(fā)酵率為90﹪):</p><p&
84、gt; 1843.5÷98﹪÷90﹪﹦2090(kg)</p><p> (5) 糖蜜原料含可發(fā)酵性糖50%,故生產(chǎn)1000kg燃料酒精糖蜜原料消耗量:</p><p> 2090÷50﹪=4180(kg)</p><p> (6) 生產(chǎn)1000kg無(wú)水酒精量(扣除蒸餾損失生產(chǎn)1000kg無(wú)水酒精耗糖蜜量為):</p>
85、;<p> 1858.7÷90﹪÷50﹪=4130.4(kg)</p><p> 6.1.2 酵醪液量的計(jì)算</p><p> 酵母培養(yǎng)和發(fā)酵過(guò)程放出二氧化碳量【9】為:</p><p> ?。?000×99.18%)÷98%×(176÷184)=968</p><
86、p> 采用單濃度酒精連續(xù)發(fā)酵工藝,把含固形物85﹪的糖蜜稀釋成濃度為22﹪~25%的稀糖液。設(shè)稀釋成25%的稀糖液:</p><p> 4180×(85%÷25%)=14212(kg)</p><p> 即發(fā)酵醪液量為:14212kg</p><p> 酵母繁殖和發(fā)酵過(guò)程中放出968kg的二氧化碳,則蒸餾發(fā)酵醪的量為(其中酒精捕集器
87、稀酒精為發(fā)酵醪量的6%):</p><p> F1:(14212-968)×(1.00+6%)=14039(kg)</p><p> 蒸餾成熟發(fā)酵醪的酒精濃度為:</p><p> B1:(1000×99.18%)÷(98%×14039)=7.14%</p><p> 6.1.3 成品與廢醪量
88、的計(jì)算</p><p> 糖蜜原料雜醇油產(chǎn)量約為成品酒精的0.25%~0.35%,以0.3%計(jì),則雜醇油量【9】為:</p><p> 1000×0.3% =3 (kg)</p><p> 醪液進(jìn)醪溫度為t1=55℃,塔底排醪溫度為t4=85℃,成熟醪酒精濃度為B1=7.14%,塔頂上升蒸汽的酒精濃度50%(v)即42.43%(m),生產(chǎn)1000kg
89、酒精,則:</p><p><b> 醪塔上升蒸汽量為:</b></p><p> V1=14039×7.14%÷42.43%=2363(kg)</p><p><b> 殘留液量為:</b></p><p> WX=14039-2363=11676(kg)</p&
90、gt;<p> 根據(jù)發(fā)酵醪比熱公式C=4.18×(1.0919-0.0095B)</p><p><b> 成熟醪液比熱容為:</b></p><p> C1=4.18×(1.019-0.95B1)</p><p> =4.18×(1.019-0.95×7.14%)</p>
91、;<p> =3.98[kJ/(kg·K)]</p><p> 成熟醪帶入塔的熱量為:</p><p> Q1=MC1t1=14039×3.98×55=3.08×106(kJ)</p><p> 蒸餾殘液內(nèi)固形物濃度為:</p><p> B2 = F1B1/WX=(14039&
92、#215;7.14%)/11676=8.59%</p><p> 根據(jù)殘留液比熱公式C = 4.18×(1-0.00378B2)</p><p> 蒸餾殘余液的比熱容:</p><p> C2 = 4.18×(1-0.378B2)</p><p> =4.18×(1-0.378×8.59%)&l
93、t;/p><p> =4.04[kJ/(kg·K)]</p><p> 塔底殘留液帶出熱量為:</p><p> Q4=WX·C2·t4=11676×4.04×85=4.01×106(kJ)</p><p> 查附錄得42.43%酒精蒸汽焓為2045KJ/kg。故上升蒸汽帶出的熱
94、量為:</p><p> Q3=V1i=2363×2045=4.83×106(kJ)</p><p> 塔底真空度為-0.05MPa(表壓),蒸汽加熱焓為2644KJ/kg,又蒸餾過(guò)程熱損失Qn可取傳遞總熱量的1%,根據(jù)熱量衡算,可得消耗的蒸汽量為:</p><p> D1=(Q3+Q4+Qn-Q1)/(I-CWt4)</p>
95、<p> =(4.83×106+4.01×106-3.08×106)/[(2644-4.18×85) ×99%] </p><p><b> =2542(kg)</b></p><p> 若采用直接蒸汽加熱,則塔底排出廢液量為:</p><p> W
96、X+D1=11676+2542=14218(kg)</p><p> 6.1.4年產(chǎn)量為6萬(wàn)噸燃料酒精的總物料衡算</p><p> 日產(chǎn)產(chǎn)品酒精量:60000/250=240(t) </p><p> 每小時(shí)產(chǎn)酒精量:240÷24=10(t)</p><p> 主要原料糖蜜所需量:</p><p>
97、 日耗量:4180×240=1003200(kg)=1003.2(t)</p><p> 年耗量:501.6×250=2.508×105(t)</p><p> 每小時(shí)產(chǎn)次級(jí)酒精:10×(2÷98)=0.20408(t)</p><p> 實(shí)際年產(chǎn)次級(jí)酒精:0.20408×24×250 =
98、1224.48(t)</p><p> 糖蜜原料酒精廠物料衡算見(jiàn)表4-1</p><p> 表6-1 60000t/a糖蜜原料酒精廠物料衡算表</p><p> 6.1.5 稀釋工段的物料衡算</p><p> (1) 計(jì)算每生產(chǎn)1000kg酒精稀釋糖蜜用水量</p><p> 稀釋成25﹪稀糖液用水量為:
99、</p><p> W1= 14212-4180=10032 (kg)</p><p> 則生產(chǎn)6萬(wàn)噸燃料酒精每小時(shí)稀釋糖蜜需要用水量:</p><p> 10032×10000÷1000=100320 (kg/h)</p><p> 生產(chǎn)6萬(wàn)噸酒精一年稀釋糖蜜需要的用水量:</p><p>
100、; 10032×60000=6.0192×108(t/a)</p><p> ?。?) 營(yíng)養(yǎng)鹽添加量</p><p> 選用氮量21﹪的硫酸銨作為氮源,每噸糖蜜添加1kg【7】,</p><p> 則每生產(chǎn)1t酒精硫酸耗量為:</p><p> 4180×1÷1000=4.18(kg)</
101、p><p><b> 每小時(shí)耗量:</b></p><p> 4.18×5000÷1000=20.9(kg/h)</p><p><b> 日耗量:</b></p><p> 20.9×24=501.6(kg/h)</p><p> 則生產(chǎn)
102、6萬(wàn)噸酒精一年需要硫酸銨用量:</p><p> 4.18×60000=250800(kg/a)</p><p><b> ?。?) 硫酸用量</b></p><p> 每噸糖蜜用硫酸5kg【7】:</p><p> 則每生產(chǎn)1噸酒精消耗硫酸的量為:</p><p> 4.18&
103、#215;5=20.9(kg)</p><p> 年產(chǎn)6萬(wàn)噸酒精,硫酸總消耗量為:</p><p> 20.9×60000=1254000(kg)=1254(t)</p><p><b> 每日用量:</b></p><p> 1254÷250=5.016(t)</p><
104、p><b> 6.2 熱量衡算</b></p><p> 6.2.1 發(fā)酵工段的物料和熱量衡算</p><p> 現(xiàn)生產(chǎn)60000t/a,要每小時(shí)投入糖蜜量41800kg/h,</p><p><b> 則無(wú)水酒精量為:</b></p><p> 41800×1000
105、47;4130.4=10120(kg/h)</p><p> 以葡萄糖為碳源,酵母發(fā)酵每生成1kg酒精放出的熱量約為1170kJ 【9】。則年產(chǎn)3萬(wàn)噸酒精工廠,培養(yǎng)酵母和發(fā)酵每小時(shí)放出的熱量為:</p><p> Q=1170×10120=1.18404×107(kJ/h)</p><p> 發(fā)酵酵母冷卻水初溫TW1=20℃,終溫TW2=2
106、7℃,平均耗水量為:</p><p> W酵母發(fā)酵=Q/[Ce(TW1-TW2)]=1.18404×107/[4.18×(27-20)]= 404661.65(kg/h)</p><p> 酵母酒精捕集器用水:(蒸餾發(fā)酵醪的量為F=140385.968kg/h)</p><p> 5%F÷1.06=5%×140385.9
107、86÷1.06=6621.98(kg/h)</p><p> 則發(fā)酵部分總用水量:</p><p> W發(fā)酵部分=404661.65 +6621.98=411283.63(kg/h)</p><p> 6.2.2 蒸餾工段的物料和熱量衡算</p><p> 按采用差壓蒸餾兩塔流程計(jì)算【3,10】,進(jìn)醪塔酒精濃度為7.14%,
108、出醪塔酒精蒸汽濃度為50%。</p><p> ?。?) 醪塔見(jiàn)圖6-1</p><p><b> V1</b></p><p> Q3=V1i Qn1</p><p> F1 </p><p> Q1=F1C1t1 </
109、p><p> D1 Q4=Q14+D1Ct4</p><p><b> Q2=D1I1 </b></p><p><b> Wx+D1</b></p><p> 圖6-1 醪塔的物料和熱量平衡圖</p><p> 醪液預(yù)熱至55℃,進(jìn)入
110、醪塔蒸餾,酒精質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.14%,沸點(diǎn)92.4℃,上升蒸汽濃度為50%(v),也就是42.43%(w)。已知塔頂75℃,塔底85℃。則塔頂上升蒸汽熱焓量i1=2045kJ/kg。加熱蒸汽取0.05MPa絕對(duì)壓力,則其熱焓量I1=2644kJ/kg。</p><p><b> 總物料衡算: </b></p><p> 即 6-1<
111、;/p><p><b> 酒精衡算式:</b></p><p><b> 6-2</b></p><p> 式中:xF1—成熟發(fā)酵醪內(nèi)酒精含量[%(W)],xF1=7.14﹪。</p><p> y1—塔頂上升蒸汽中酒精濃度[%(W)],y1=42.43 ﹪。</p><p&
112、gt; xW1—塔底排出廢糟內(nèi)的酒精濃度[%(W)],塔底允許逃酒在0.04﹪以下,取xW1=0.04﹪。</p><p><b> 熱量衡算式:</b></p><p><b> 6-3</b></p><p> 設(shè)CF1=3.98kJ/(kg·h),CW=4.04kJ/(kg·k),Ce=4
113、.18kJ/(kg·k),并取熱損失Qn1=1﹪D1I1,tF1=55℃,tW1=85℃,蒸餾發(fā)酵醪F1=140385.986(kg/h) </p><p> 由4-1、4-2、4-3可得:</p><p> V1=133555(kg/h),Wx=6830(kg/h),D1=116313860(kg/h)</p><p> 一般醪塔采用直接蒸汽加熱,
114、塔底醪排出量為:</p><p> G1=WX+D1=6830+116313860=116320690(kg/h)</p><p> 表6-2 年產(chǎn)6萬(wàn)噸酒精廠蒸餾工段醪塔物料熱量匯總表</p><p><b> ?。?)精餾塔</b></p><p> ① 塔頂溫度105℃,塔底130℃,進(jìn)汽溫度130℃,出塔
115、濃度為96﹪(v),即93.84﹪(w)【8】。</p><p><b> 出塔酒精量為:</b></p><p> P=10000×99.18%÷93.84%=10569 (kg/h)</p><p> ?、?每小時(shí)醛酒量:因?yàn)槿┚普汲鏊凭?﹪,則每小時(shí)的醛酒量為:</p><p> A=
116、2﹪×10569=211.38(kg/h)</p><p> ?、?P′= P–A =10569- 211.38=10357.62(kg/h)</p><p> 圖4-2 精餾塔的物料和熱量衡算圖</p><p> ?、?在精餾塔中,塔頂酒精蒸汽經(jīng)粗餾塔底再沸器冷凝后,除回流外,還將少量酒精送到洗滌塔再次提凈。據(jù)經(jīng)驗(yàn)值,此少量酒精約為精餾塔餾出塔酒精的2
117、%左右,則其量為【8】:</p><p> Pe= P′×2%=10357.62×2%=207(kg/h)</p><p> ⑤ 酒精被加熱蒸汽汽化逐板增濃,在塔板液相濃度55%(v)出汽相抽取部分冷凝去雜醇油分離器,這部分冷凝液稱(chēng)雜醇油酒精,數(shù)量為塔頂餾出塔酒精的2﹪左右,其中包括雜醇油:m0= 0.3%×P=0.3%×10569 =31.70
118、7(kg/h) </p><p> 故H=(P′+Pe)×2%=(10357.62+207)×2%=211.29(kg/h)</p><p> 在雜醇油分離器內(nèi)約加入4倍水稀釋,分油后的稀酒精用塔底的蒸餾
119、廢水經(jīng)預(yù)熱到tH=80℃,仍回入精餾塔,這部分稀酒精量為:</p><p> H′= (1+4)H–m0 = 5H–m0=5×211.29-31.707=1024.743(kg/h)</p><p><b> ?、?物料平衡:</b></p><p> F2 + D2 + H′= P′+ Pe + H + D2 + W′x<
120、/p><p> 則: W′x = F2 + H′-P′-Pe -H</p><p> =133555+1024.743-10357.62-207-211.29</p><p> =123803.833(kg/h)</p><p><b> ⑦ 熱量平衡:</b></p>
121、<p><b> 錯(cuò)誤!未指定書(shū)簽。</b></p><p><b> =</b></p><p> 式中 R—精餾塔回流比一般為3~4,取3【11】</p><p> I2—精餾塔加熱蒸汽熱焓量,0.6Mpa絕對(duì)壓力,I2=2652(kJ/h)</p><p> tH—為回
122、流稀酒精進(jìn)塔溫度tH=80℃</p><p> CH—為雜醇油分離器稀酒精比熱,稀酒精濃度為:</p><p> x′H=[xH(H-m0)]/H′=[75.2%×(211.29-31.707)]/1024.743=13.178%,</p><p> 查得起比熱為CH =4.43kJ/(kg·k),75.2﹪—為雜醇油酒精的重量百分濃度,與
123、液相濃度55﹪(v)相平衡。</p><p> tP—出塔酒精的飽和溫度(78.3℃)</p><p> CP—出塔酒精的比熱,應(yīng)為2.80[kJ/(kg·k)]</p><p> i2—塔頂上升蒸汽熱含量,i2=1163.2 (kJ/kg)</p><p> iH—雜醇油酒精蒸汽熱含量,應(yīng)為iH=1496(kJ/kg)&l
124、t;/p><p> tw2—精餾塔塔底溫度,取130℃</p><p> Cw取4.04KJ/(kg·k)</p><p> Qn2—精餾塔熱損失,Qn2=2%D2I2</p><p> CF2—進(jìn)塔酒精的比熱,取CF2=4.16(kJ/kg)</p><p> tF2—進(jìn)料溫度,取90℃</p&
125、gt;<p> W′x上面算得123803kg/h</p><p> 計(jì)算可得:D2=10330(kg/h)</p><p><b> 塔底排出的廢水:</b></p><p> G=D2+W′x=10330+123803=134133(kg/h)</p><p> 計(jì)算蒸餾工段的蒸餾效率: &
126、lt;/p><p> ηp=xpP/(xF1F1)=(93.13%×5284.5)÷(7.14%×70195)=98.197%</p><p> 表6-3 年產(chǎn)6萬(wàn)噸酒精工廠蒸餾工段精餾塔物料熱量衡算匯總表</p><p><b> 6.3供用水衡算</b></p><p> 6.3.
127、1 精餾塔分凝器冷卻用水</p><p> 對(duì)精餾塔分凝器熱量衡算有:</p><p> ?。≧2+1)(P′+Pe)i2= W精餾CW(t′H3-tH3)</p><p> W精餾=[i2(R+1)(P′+ Pe)]/[C′W(t′H3-tH3)</p><p> 精餾塔回流比R為3【11】</p><p>
128、 塔頂上升蒸汽熱焓i2 =1163.2KJ/kg</p><p> 冷卻水進(jìn)出口溫度tH3、t′H3,取tH3=20℃,t′H3=85℃</p><p> Cw取4.04KJ/kg</p><p> 則精餾塔冷凝器冷卻用水為:</p><p> W精餾分凝= 9.31×104kg/h</p><p>
129、; 6.3.2 成品酒精冷卻和雜醇油分離器稀釋用水</p><p> 成品酒精冷卻使用20℃的河水,根據(jù)熱量衡算,耗水量為:</p><p> W成品=[P′CP(tP-t′P)]/[CW(t′H2-tH2)]</p><p> C P為成品酒精比熱容為2.90(kJ/kg·K)</p><p> tP、t′P為成品酒精
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