【正文】 連續(xù)液化工藝設(shè)備料液受熱均勻液化徹底提高淀粉出酒率 05 比高溫蒸煮節(jié)能 30液化醪采用水力噴射真空冷卻節(jié)約大量的冷卻水采用高 轉(zhuǎn)率糖化酶連續(xù)糖化提高粉糖轉(zhuǎn)化率和設(shè)備利用率糖化結(jié)束后進(jìn)行固液分離制成葡萄糖糖液 本工藝已將高轉(zhuǎn)化葡萄糖液中的全部固形物分離去除分離出的粗纖維含蛋白可直接烘干制成飼料可顯著提高綜合經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)刪除了酒糟處理工藝減輕了污水處理負(fù)荷 4 露天大罐濃糖清液連續(xù)發(fā)酵 本工藝采用超級(jí)耐高溫活性干酵母進(jìn)行復(fù)水活化擴(kuò)大培養(yǎng)進(jìn)入發(fā)酵罐后不斷流加葡萄糖糖液進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵不僅提高發(fā)酵設(shè)備利用率而且節(jié)省了大量設(shè)備投資與運(yùn)行費(fèi)用降低了生產(chǎn)成本本超級(jí)高溫乙醇活性干酶母具有耐高溫主發(fā)酵溫度 40～ 42℃耐酸 PH25 耐乙醇 13 耐濃糖 60 葡 萄糖在常溫 30℃中溫 34℃高溫 40℃等主發(fā)酵溫度情況下都能進(jìn)行正常發(fā)酵出酒率高不升酸 保證首罐能產(chǎn)生更多更健壯的酵母縮短發(fā)酵遲緩期高溫發(fā)酵可以大大縮短發(fā)酵時(shí)間提高設(shè)備的生產(chǎn)能力減少冷卻水用量 省去了繁雜的酒母繁殖系統(tǒng)采用預(yù)發(fā)酵罐培養(yǎng)可以減少干酵母的用量節(jié)約生產(chǎn)成本 連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)流程的采用減少了洗刷殺菌等非生產(chǎn)性時(shí)間節(jié)約了洗刷用水減輕了生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度提高了設(shè)備的利用效率 采用大罐露天布置節(jié)省建筑投資同時(shí)便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制 5 膜耦合技術(shù) 本工藝水平中用膜將發(fā)酵與蒸餾過程耦合起來在發(fā)酵過程中不斷流加高轉(zhuǎn) 化率葡萄糖液同時(shí)不斷將所生成的酒精透析出去因而不僅實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度發(fā)酵大罐快速連續(xù)發(fā)酵相比傳統(tǒng)工藝減少了大量設(shè)備投資降低了能耗而且減少了酒精成份對(duì)發(fā)酵過程的抑制提高了發(fā)酵過程的效率發(fā)酵強(qiáng)度對(duì) 997 燃料乙醇而言可達(dá) 744 公斤 M3H 而目前國內(nèi) 95 酒精生產(chǎn)的先進(jìn)水平僅為 15 公斤 M3H 本工藝水平較之提高 5 倍以上 縮短了發(fā)酵周期 僅為 8 小時(shí)而傳統(tǒng)發(fā)酵工藝需5060 小時(shí) 將葡萄糖 酒精轉(zhuǎn)化率提高到 94 以上 降低了原材料消耗 6 汽化膜技術(shù) 用汽化膜生產(chǎn)無水乙醇它與溶劑共沸法分子篩吸附法相比設(shè)備簡單操作方便產(chǎn)品純度高且 無有毒有害物質(zhì)有機(jī)溶劑存在生產(chǎn)比較安全 7采用先進(jìn)的差壓蒸餾技術(shù)節(jié)能效果顯著噸乙醇耗汽約 285噸蒸餾減少蒸餾的蒸汽用量和冷卻水用量比傳統(tǒng)的常壓蒸餾技術(shù)節(jié)能 45 節(jié)能效果顯著如黑龍江華潤金玉釀酒有限公司湛江遂溪優(yōu)級(jí)酒精廠山東九九集團(tuán)等都采用了差壓蒸餾工藝技術(shù) 差壓蒸餾和常壓蒸餾的比較 a 減少蒸汽消耗差壓蒸餾使熱能在蒸餾過程中多次耦合節(jié)約蒸汽消耗達(dá)到節(jié)能降耗的目的本項(xiàng)目選擇的工藝技術(shù)為差壓蒸餾技術(shù)汽化膜技術(shù)生產(chǎn)燃料乙醇 每噸燃料乙醇蒸餾消耗蒸汽僅 285 噸而傳統(tǒng)的常壓蒸餾技術(shù)每噸燃料乙醇蒸餾消耗蒸汽量為 52 噸節(jié)能 45 b 差壓蒸餾由于采用了物料間的相互換熱不需要全部靠冷卻水冷凝因此可大大節(jié)約冷卻水的用量 c 完全的自動(dòng)化控制 d 塔設(shè)備均考慮室外露天布置工藝布局整齊美觀設(shè)置合理 e 采用先進(jìn)的工藝模擬計(jì)算軟件可對(duì)各種生產(chǎn)工藝和多種塔設(shè)備進(jìn)行工藝模擬計(jì)算此外我們?cè)陂L期從事乙醇裝置設(shè)計(jì)工作中掌握了更全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和最實(shí)際的過程拓樸結(jié)構(gòu)圖因而可獲得比較可靠的模擬計(jì)算結(jié)果這是設(shè)備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)同時(shí)曾采用工藝模擬計(jì)算軟件完成了包括黑龍江肇東十萬噸年乙醇在內(nèi)的多套蒸餾裝置的工程設(shè)計(jì)使我們?cè)诠に嚹M計(jì)算方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn) 8 采 用 DCS 分散控制集中管理系統(tǒng)自控系統(tǒng)進(jìn)行控制自動(dòng)化程度高實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化文明生產(chǎn) 9CO2 回收采用低壓法液化使生產(chǎn)的二氧化碳純度更高儲(chǔ)存運(yùn)輸更方便脫水采用汽化滲透脫水法該法的優(yōu)點(diǎn)是分離效率高能耗低產(chǎn)品含水量低操作簡單方便生產(chǎn)成本低生產(chǎn)能力大 10以上工藝技術(shù)的有機(jī)結(jié)合將實(shí)現(xiàn)淀粉出酒率達(dá) 54蒸餾效率達(dá) 985噸酒精耗一次水 23 噸耗蒸氣 44 噸耗電 148 度 全國酒精行業(yè)一般水平噸酒精耗水為80120噸耗蒸氣 45噸耗電 180230度所以此工藝是國內(nèi)目前最先進(jìn)工藝達(dá)到國際最先進(jìn)水平 412 液體 CO2 工藝技術(shù)路線的選擇及 特點(diǎn) 4121 概況 乙醇發(fā)酵時(shí) CO2的理論得率是乙醇得率的 956其中大部分可以回收利用 CO2可以用于食品工業(yè)焊接鑄造工業(yè)金屬切割工業(yè)也可用于作為煙絲膨化劑應(yīng)用前景廣闊 CO2 回收利用作為乙醇的副產(chǎn)品其本身也具有一定的經(jīng)濟(jì)效益 4122 工藝技術(shù)方案的比較選擇 目前國內(nèi)發(fā)酵氣體 CO2 的生產(chǎn)方法有三種 ⑴高壓法普通二氧化碳的生產(chǎn)此方法比較簡單國內(nèi)大部分廠家都采用這種生產(chǎn)方式質(zhì)量只能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的合格水平不能滿足不同用戶的要求產(chǎn)品帶有刺鼻的酒精味含水量在 2021PPM 以上滿足不了特殊工業(yè)生產(chǎn)的需要 ⑵高壓法高純二氧 化碳的生產(chǎn)此方法生產(chǎn)的二氧化碳?xì)怏w純度可達(dá) 999 以上水份小于 50 106 無異味但設(shè)備消耗能源多二氧化碳貯存不方便只能用鋼瓶貯存 ⑶低壓法高純度二氧化碳的生產(chǎn)此方法生產(chǎn)的二氧化碳液體純度可達(dá) 9999達(dá)可口可樂標(biāo)準(zhǔn)無異味便于運(yùn)輸和貯存廣泛用于精密焊接煙絲膨化可口可樂百事可樂飲料制作等具有廣闊的前途是我國大多數(shù)酒精廠二氧化碳生產(chǎn)的發(fā)展方向 本項(xiàng)目選擇低壓高純度 CO2 生產(chǎn)方法產(chǎn)品質(zhì)量好具有廣闊發(fā)展的前途 42 工藝流程及流程說明 421 燃料乙醇生產(chǎn)工藝流程及說明 紅薯干 鮮紅薯 或鮮白金芋 粗碎 水 清洗 細(xì)碎 濕法粉碎 凋漿 淀粉酶 淀粉漿 回流 噴射液化 糖化 高轉(zhuǎn)率糖化酶 活性干酵母 固液分離 粗纖維 纖維飼料 復(fù)水 葡萄糖液 活化 高強(qiáng)度發(fā)酵 CO2 CO2 車間 準(zhǔn)廢液冷卻 精餾 初餾 廢液 955 酒精 變性劑 塔釜廢水 汽化膜脫水 無水乙醇 變性燃料乙醇 污水站 燃料乙醇工藝流程說明 1 粉碎工段 紅薯干原料經(jīng)電子地磅計(jì)量后卸入料斗通過自動(dòng)喂料器均勻送入安裝在地坑中的粗粉碎機(jī)粗粉碎機(jī)不裝篩網(wǎng)以低功率大通量地將薯干片打碎目的在于粗粉進(jìn)入細(xì)粉碎機(jī)之前除鐵更徹底有效保護(hù)細(xì)粉碎機(jī)篩網(wǎng)減少停機(jī)概率其次粗粉進(jìn)入氣流輸送管道中比干片的空隙率大大減少氣流輸送濃度比提高能耗降低粗粉從粗粉碎機(jī)底部由負(fù)壓式氣流輸送經(jīng)離心 式卸料器和關(guān)風(fēng)機(jī)后進(jìn)入細(xì)粉碎機(jī)細(xì)粉碎機(jī)篩網(wǎng)孔徑 15mm 細(xì)粉從細(xì)粉碎機(jī)底部由負(fù)壓式氣流輸送經(jīng)離心式卸料器和關(guān)風(fēng)機(jī)后進(jìn)入粉箱設(shè)置粉箱的目的在于起緩沖作用當(dāng)粉碎機(jī)事故停機(jī)時(shí)仍有粉料供給保證后工序不間斷生產(chǎn)粉箱里的粉料通過箱底容積式出料器均勻向螺旋拌料機(jī)供料同時(shí)向螺旋拌料機(jī)中加入熱水料漿進(jìn)入蒸煮糖化工段的預(yù)煮罐氣流輸送尾風(fēng)經(jīng)水膜除塵器回收粉塵后排空 到了鮮紅薯白金芋收購的季節(jié)大量收購鮮紅薯白金芋進(jìn)行生產(chǎn)采用濕法粉碎并回流淀粉漿以提高漿料的濃度 回用部份粗塔廢水進(jìn)行調(diào)漿節(jié)約工藝用水量 2 液化糖化工段 預(yù) 煮罐中均勻流加α 淀粉酶降低粉漿粘度用直接水蒸汽加熱控制溫度在 5055℃通過粉漿泵送入以料帶汽的低壓式噴射加熱器加熱至 95C176。送去發(fā)酵 3 發(fā)酵工段 采用單濃度雙流加連續(xù)發(fā)酵共使用兩個(gè)酒母罐兩個(gè)發(fā)酵罐和一個(gè)發(fā)酵成熟醪罐酒母罐作為酵母增殖用活性干酵母經(jīng)復(fù)水活化后進(jìn)入酒母罐同時(shí)不斷流加糖化醪使酵母繁殖罐滿后進(jìn)入 1發(fā)酵罐 1發(fā)酵罐也 同時(shí)不斷流加糖化醪 1罐滿后進(jìn)入 2 發(fā)酵罐最后進(jìn)入發(fā)酵成熟醪罐用泵送至蒸餾工段 為了保證發(fā)酵在酵母適宜溫度下進(jìn)行維持發(fā)酵罐溫度的穩(wěn)定在發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)置了盤管冷卻器以帶走發(fā)酵過程中產(chǎn)生的熱量冷介質(zhì)為冷凍站來冷凍水 主要參數(shù)每 1 升成熟醪中酵母細(xì)胞總數(shù) 1500 億酵母含氮量 21％每 10 億個(gè)細(xì)胞約重 007g糖份在乙醇發(fā)酵時(shí)消耗為生成乙醇 464476％二氧化碳 447455％酵母細(xì)胞 18～ 4 ％高級(jí)醇 028～ 07％甘油 32～ 45％醛類 01～ 02％有機(jī)酸 02～ 1％殘?zhí)?01％二氧化碳帶出乙醇經(jīng)水洗滌回收乙醇后送去二氧化碳車間二氧化碳 帶走的乙醇損失約 01％每公斤糖發(fā)酵放熱 418x102Kj 4 蒸餾工段 發(fā)酵蒸餾耦合法的蒸餾采用差壓式流程除初餾塔作了特殊改進(jìn)外其它各塔系統(tǒng)不變 初餾塔浮閥或篩板式 20 塊板的部設(shè)置了一塊分流液體的塔盤目的是使塔中部的準(zhǔn)廢液酒精份已降到 02 的無渣蒸餾液可從分流液體的塔式盤上用泵大量抽出并通過熱交換器冷卻器冷卻后進(jìn)入發(fā)酵罐這樣初塔成為功能不同的兩段上部為初餾段主要把液體中的灑精蒸餾出來下部為汽提段主要提供蒸汽給初餾塔加熱而塔的底部設(shè)置了再沸器殼管式熱交換器用精塔的酒精蒸汽間加熱故塔的底部變成了功能較大的蒸發(fā)器由于 此段的回流液體量小廢液在此能得到較大的濃縮 精餾提取的成品乙醇含量為 955－ 96 vv 進(jìn)入汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行脫水后乙醇濃度提高到 998 以上 422CO2 回收工藝流程及說明 CO2 回收工藝流程說明 從發(fā)酵罐來的 CO2 氣體經(jīng)洗滌塔洗滌后進(jìn)入原料氣儲(chǔ)氣柜進(jìn)行收集然后進(jìn)入壓縮工序經(jīng)三級(jí)壓縮后原料氣壓力為 18～ 2MPa 進(jìn)入一套活性炭處理系統(tǒng)脫除原料氣中的高碳雜質(zhì)含飽和水和醇類的原料氣進(jìn)入干燥系統(tǒng)進(jìn)一步脫除水份和醇類 干燥系統(tǒng)采用變壓吸附的工作原理二個(gè)吸附塔交替工作達(dá)到連續(xù)脫除原料氣中雜質(zhì)的目的其床層采用復(fù)合床從干燥器 出來的 CO2 經(jīng)蒸發(fā)冷凝器冷凝到18℃后變成液態(tài) CO2 然后自流進(jìn)入 CO2 液體貯槽儲(chǔ)存可裝車或加壓充瓶外銷 消耗定額 燃料乙醇消耗定額 表 41 燃料乙醇消耗定額 序號(hào) 名 稱 規(guī) 格 單 位 消耗定額 1 紅薯干片 含淀粉≥ 68 tt 278 2 液化酶 20210uml kgt 15 3 糖化酶 100000uml kgt 42 4 活性干酵母 kgt 01 5 硫酸 GB5341989 kgt 12 6 液體 NaOH GB2091993 kgt 5 7 一次水 035MPa m3t 23 8 循環(huán)水 m3t 95 9 電 KWht 148 10 蒸汽 tt 44 432 液體 CO2 消耗定額 表 42 液體 CO2 消耗定額 序號(hào) 名 稱 規(guī) 格 單 位 消耗定額 1 活性碳 HxAs20 Kgt 00625 2 硅膠 HxAsc15 Kgt 0025 3 分子篩 13X Kgt 0025 4 一次水 035MPa M3t 05 5 循環(huán)水 m3t 80 6 電 Kwht 140 7 壓縮空氣 m3t 7 44 主要設(shè)備的選擇 主要設(shè)備選型詳見下表 43 表 43 主要設(shè)備一覽表 序 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 單 位 數(shù) 量 備注 一 粉碎工段 1 電子地中衡 最大稱量 40 噸 臺(tái) 1 原有 2 料斗 臺(tái) 2 原有 3 自動(dòng)控制喂料器 臺(tái) 2 4 除塵系統(tǒng) 套 2 技改 5 粗粉碎機(jī) Q 25 th 不帶篩網(wǎng) 30kw 臺(tái) 2 原有 6 細(xì)粉碎機(jī) Q 23 th 篩孔Φ 15mm160kw 臺(tái) 2 7 卸料器