【正文】 稀釋，分油后的稀酒精用塔底蒸餾廢水預(yù)熱到 tH=80℃仍回入精餾塔， 這部分稀酒精數(shù)量為： H＇ =(1+4)Hm0 =5H m0=1515 kg/h 由甲醇塔回來(lái)的部分塔底酒進(jìn)行再次精餾，其濃度一般為 92%（ V），相當(dāng)于 %（ W） ,數(shù)量一般為成品酒精的 2%左右，則甲醇塔回酒量為： B＇ =2%P=338 kg/h 塔頂上升蒸汽大部分進(jìn)入粗餾塔塔底再沸器間接加熱醪液，冷凝液回流至精餾塔。甲醇塔用排醛塔上升蒸汽經(jīng)再沸器加熱。 MP/ρ VP=37580（ m3/h） VF= Vmol 1. 溢流堰 取堰長(zhǎng)為： S== = m 溢流強(qiáng)度各為： i=Lh/S=(mN)]= [( 2217)] =齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 32 校核動(dòng)能因素 : F0=ω 0(ρ V)1/2=() 1/2=對(duì)照《酒精工業(yè)手冊(cè)》表在較高效率的范圍內(nèi)，塔板開孔率為： φ =(AO/AT)=[(h f =10 6 40 = =0. 29=＞ tW 所以設(shè)計(jì)符合要求。V K = = m3/h 當(dāng)回流至加料板時(shí)，體積為： VKF=MF/ρ LF =LF=LMP 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 37 動(dòng)能參數(shù)： (LS/VS) ω 0)=[() 2] = 個(gè) NV＇ =(VS＇ /(N)]= [ ( 2316) ] =校核動(dòng)能因素 : F0=ω 0(ρ V)1/2=() 1/2=F0＇ =ω 0＇ (ρ V＇ )1/2=() 1/2=對(duì)照《酒精工業(yè)手冊(cè)》表均在較高效率的范圍內(nèi)，塔板開孔率為： φ =(AO/AT)=[(W L)= [ 102/() ] 103= 取兩段統(tǒng)一值為 80mm （ 1）干板壓降 以浮閥全開時(shí)為準(zhǔn)： hv=(Wo2/2g)( ρ V/ρ L)10 3 =[()2/(2 )]( )10 3 =58 毫米液柱 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 41 hv＇ =(W0＇ 2/2g)( ρ V＇ /ρ L＇ )10 3 =[()2/(2 )]( )10 3 =33 毫米液柱 （ 2）塔板有效液層的壓降： htl=+[(Lh/S)] = 60+[()] = 毫米液柱 htl＇ =+[(Lh＇ /S)] = 60+[()] = 毫米液柱 由于克服表面張力的壓降很少，因此每層塔板的壓降分別為：ht=hV+ht1=58+= 毫米液柱 ht＇ =hV＇ +ht1＇ =33+= 毫米液柱 （ 3）回流液自回流管流出的壓降： hs = [Ls/(S ∑ ht =802 =10 4Pa 提餾段 14 塊塔板計(jì)壓降為 : ∑ ht＇ =Nt＇ φ = %=相當(dāng)于空塔氣速為： Pmax =[3600 ω max φ = %=P＇ max=[3600 ω ＇ maxD 2ρ ＇ VP]/（ R+1 ） =[3600() 2]/4 =提餾段有效操作下限 ： ω ＇ 0min=8/(ρ ＇ V)1/2=8/()1/2=ω ＇ min=ω ＇ 0min φ = %=Pmin=[3600 ω ＇ minD 2ρ Vp]/（ R+1） 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 44 =[3600 62(1. 8)2]/4 。 以動(dòng)能因素 8～ 17 決定。h t=40 =3968 毫米液柱 = 米液柱 Δ P=ρ L AD/Ls＇ =( )= 5s 取降液管下端出口流速為 WL為 ,則管下端與下板間距為： hc=(Ls/SN)]= [ ( 2316)] =ω 0＇ =[VS＇ /(h) 可采用平直堰，查弓形溢流裝置寬度 WD與面積 AD算圖得： WD/D= AD/AT= 則回流管寬為： WD=== 塔板全面積為： AT=π D2/4=π ()2/4= 則弓型回流管的截面積為： AD== = ?。? BF=95mm ； BC=35mm 則布閥區(qū)面積為： Aα =2[x(r 2x2)1/2+π /180r 2arcsin(x/r)] 式中 : x=D/2(WDBF)=(+)= r=D/2BC=所以 , Aα =(m2) 采用 F1型重閥片，其閥孔臨界氣速為： 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 39 ω OK=[]=()=ω 0K＇ =[＇ ]=()=現(xiàn)取閥孔氣速分別為： ω 0= OK==ω 0＇ = 0K＇ ==F1閥片要求閥孔 do為 39mm，故浮閥數(shù)為： NV =(VS/( 3. 實(shí)際塊數(shù)的確定 浮閥塔一般按板效率 (Et)50%計(jì)，則精餾段實(shí)際板數(shù)為： Nt=N/ Et=10/=20 塊 考慮后餾段取 40 塊，成品在第 20 塊取。P/M P=(3+1) 17370/= kmol/h 氣相負(fù)荷 ： VP=VmolM P/ρ VP= VF= VmolM F/ρ VF= VW= VmolM W/ρ VW= 精餾段和提餾段平均氣相負(fù)荷： Vh= (V P+VF)= m3/h Vh＇ = (V F+VW)=同理求出各部位的液相負(fù)荷 LMP=RW L)=[() ] 103= 3. 回 流管內(nèi)液面高度與板間距的驗(yàn)算： （ 1）干板壓降 以浮閥全開時(shí)為準(zhǔn)： hv=(Wo2/2g)( ρ V/ρ L)10 3 =[()2/(2 )]( )10 3 =36 毫米液柱 （ 2）塔板有效液層的壓降： htl=+[(Lh/S)] = 50+[()] =37 毫米液柱 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 33 由于克服表面張力的壓降很少，因此每層塔板的壓降分別為：ht=hV+ht1=+= 毫米液柱 （ 3）回流液自回流管流出的壓降： hs = [Ls/(S 實(shí)際孔氣速為： ω 0 =[VS/((ρ l/ρ V)0..5 = ( /) (9 )= HthL=60060=520mm= m 表面張力? =查浮閥塔負(fù)荷系數(shù)算圖得： C20 = 表面張力校正為 : C? = C20( α /20)=( ) = 允許最大速度為 : Wmax= C20[(ρ L ρ V)/ ρ V] = [( )/] = m/s 設(shè)計(jì)空塔氣速為 : W== = m/s 則粗餾塔塔徑 : D=[VS/(W)] =[( )]= m 為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，現(xiàn)取統(tǒng)一塔徑為 粗餾塔擬采用雙流型浮閥塔板。從雜醇油塔出來(lái)的酒精按 55%（ V） 計(jì)，其數(shù)量為： C＇ =2%P=338 kg/h 總物料衡算式： H+ D5= C+C＇ +W5 （ 4413） 熱量衡算式： HcHtH+D5I5+R5CcCtC =(R5+1)Ci5+C＇ cC＇ tC＇ +W3cWtw5+q5 （ 4414） 式中 R5— 雜醇油塔回流比， 10； cH、 cC、 cC＇ — 分別為進(jìn)入雜醇油塔酒精、離開雜醇油塔酒精、回流液的比熱， cH=（ kg? K）、 cC=（ kg? K）、 cC＇ =（ kg? K）； tH、 tC、 tC＇ 、 tW5— 分別為進(jìn)入雜醇油塔酒精、離開雜醇油塔酒精、回流液的溫度， tH=75℃、 tC=70℃、 tC＇ =75℃、tW5=110℃； I i5 — 分別為加熱蒸汽、塔頂上升蒸汽熱含量，I5=、 i5=1166kJ/kg ； Q5— 雜醇油塔熱損失，設(shè) q5=1%D5I5。精餾塔來(lái)的高濃度酒精 F4（其濃度為 95%（ V） ），進(jìn)入甲醇塔的相應(yīng)板上，通過(guò)甲醇塔除去其中殘留的頭級(jí)雜質(zhì)（甲醇），使之進(jìn)一步被純化。酒精被加熱汽化逐板增濃，在塔板液相濃度 55%（ v）處汽相抽取部分蒸汽 H。 熱量衡算式： F1cF1tF1+Q1=V1I1+W1cWtw1+q1 （ 443） 式中 F1 — 粗餾塔進(jìn)料量， 105kg/h； cF1 ， cW— 分別為成熟醪、塔底廢液的比熱， cF1=（ kg? K） ， cW=（ kg? K）； tF1 ,tw1— 分別為成熟醪、塔底廢液的溫度， tF1=70℃ ,tw1=℃； I1— 塔頂上升蒸汽熱含量， ； q1— 醪塔熱損失， q1=1% Q1。 G1m2＇ =97% 4% 1053% =1550kg/h 這樣酒母糖化醪量為： g＇ =3%(t w2＇ tw1＇ )] =97% 1053. 58( )/[(3 517)] = 105 kg/h 酒母發(fā)酵工段的物料、熱量和水衡算 酒母發(fā)酵工段采用連續(xù)工藝過(guò)程。 c6 B0/W6= 104 86%/ 103 =% 其比熱為： C6=Cs B0/W5= 104 86%/ 104 86%=% 其比熱為： C5=Cs Ce) = 105 1( 10095)/() = 103kg/h 離開第一液化罐的蒸煮醪量為： W4=W3W2＇ = 103= 105kg/h 此時(shí)蒸煮醪濃度 ： B4%=G（ t2 – t5） /(i1t5 K）； I— 加熱蒸汽焓， （表壓）， kJ/（ kgk 原料加水比為 1: 時(shí)混合后粉漿溫度 : t1=( 70 +1 6425)/(1 64+) =℃ 用水量： w＇ = 104= 105kg/h 蒸煮粉漿干物質(zhì)濃度： B1%= 104 86%/( 105)=% 粉漿由泵打入噴射液化器，被直接蒸汽加熱并進(jìn)行蒸煮，在經(jīng)過(guò)噴射液化器后要求醪液溫度升到 ta=105℃。t 1 = 106 670= 1011 kJ 殘留液的固形物濃度： B2%=F1 調(diào)漿后粉漿溫度為 65℃，用焓為 ， 表壓的蒸汽加熱，蒸煮在 105℃下進(jìn)行，則蒸煮過(guò)程中蒸煮醪量為： 106 + 106 （ 10565） /（ 2676105 ） ＝ 106 噸 蒸煮過(guò)程中蒸煮醪在汽液分離器和液化罐內(nèi)分離二次蒸汽，溫度逐步降低，最后在糖化罐的真空冷卻器內(nèi)被冷卻到糖化所要求的溫度6065℃，這樣在各階段直到進(jìn)入糖化罐為止的蒸煮醪量為： 經(jīng)汽液分離器： 106 44( 105100)/2677= 106 噸 經(jīng)第一液化罐： 106 44( 10095)/= 106 噸 經(jīng)第二液化罐： 106 106 44( 9590)/= 106 噸 經(jīng)真空冷卻器： 106 44(90 65)/2609= 106 噸 式中 2677— 汽液分離器內(nèi)溫度為 100℃飽和蒸汽的汽化潛熱 — 第一液化罐內(nèi)溫度為 95℃飽和蒸汽的汽化潛熱 — 第二液化罐內(nèi)溫度為 90℃飽和蒸汽的汽化潛熱 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 12 2609— 真空冷卻器內(nèi)溫度為 65℃飽和蒸汽的汽化潛熱 糖化醪與發(fā)酵醪量的計(jì)算 蒸煮醪在糖化鍋內(nèi)加入糖化劑，發(fā)酵采用活性干酵母 (ADY)，取部分糖化醪去做酵母，經(jīng)一級(jí)擴(kuò)培后加入發(fā)酵醪中。 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 9 第 3 章 酒精生產(chǎn)過(guò)程的總物料衡算 原料消耗的計(jì)算 ： (C6H10O5)n +nH2O → nC6H12O6 162 18 180 C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 180 2 46 2