【正文】 頻率 ％ 13 主導(dǎo)風(fēng)向： SE 23 冬季最多風(fēng)向及頻率 ％ 主導(dǎo)風(fēng)向： SW 24 最大風(fēng)速 m/s 27 距離地面 10 米 25 年平均風(fēng)速 m/s 26 基本風(fēng)壓 KN/m2 距離地面 10 米 27 最大凍土深度 cm － 190 28 凍結(jié)日期 11 月 22 日 29 解凍日期 3 月 31 日 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 10 續(xù)表 21 自然、氣象條件表 序號(hào) 自然、氣候要素 單位 數(shù)值 備注 30 年日照時(shí)數(shù) 時(shí) 31 年平均雷暴日數(shù) 41 天 32 年均蒸發(fā)量 ② 技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件 A. 原料供應(yīng)與銷售 吉林農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，大豆、水稻、玉米、高粱等雜食始終保持穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。 通過(guò)以上的調(diào)研分析可見(jiàn)，建設(shè)項(xiàng)目所在地的地理位置，地形地貌，氣候，水文，地址無(wú)不良影響，能夠滿足建廠條件。玉米的特點(diǎn)是在胚芽中含30％～ 40％的脂肪，它是由 72％的液態(tài)脂肪酸和 28％的固態(tài)脂肪酸組成。 （ 1）麩皮是面粉生產(chǎn)過(guò)程中的一種副產(chǎn)品，它具有培養(yǎng)霉菌的良好性能，麩皮中除含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維及灰分等外，還含有多鐘酶系。高活性糖化酶可以將液化后的短鏈淀粉和糊精徹底水解 為葡萄糖，其中液體劑型以其酶活力高、成本低而東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 13 成為必選劑型。 H2SO4含量在 92％以上，砷含量不允許大于 ％。處理的方法包括砂濾，膠體雜質(zhì)的凝聚，氯處理和水軟化處理。其中變性燃料乙醇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18350—2021[8]見(jiàn)表 211。 CO2 經(jīng)一系列凈化后，在較低的溫度下，加壓至 7MPa 左右，即可獲得液體 CO2。雜醇油的得率一般是酒精產(chǎn)量的 ％～ ％。目前，工廠對(duì)淀粉原料酒糟的利用，主要有生產(chǎn)飼料酵母，直接干燥作為飼料和用于沼氣發(fā)酵等。 酒精的用途 酒精是一種新能源，其優(yōu)勢(shì)在于發(fā)酵酒精屬于可再 生能源。發(fā)酵成熟醪經(jīng)醪液泵由塔上泵入粗餾塔，塔下面通入直接蒸汽加熱蒸發(fā)，經(jīng)粗餾后的乙醇蒸汽進(jìn)入精餾塔后得到 95％（體積）的乙醇液體，再通過(guò)脫水裝置進(jìn)行最后脫水得到 ％（體積 ）以上的無(wú)水乙醇，再經(jīng)過(guò)配比即可得到燃料乙醇。 液化糖化工序 （ 1）液化即將玉米粉按比例與水調(diào)配成均一的粉漿，并進(jìn)行升溫預(yù)煮，利于淀粉的吸水膨脹，經(jīng)加熱后，使淀粉呈溶解狀態(tài)，在耐高溫 α—淀粉酶的作用下，徹底液化分解成短鏈糊精和少量麥芽糖，葡萄糖。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 23 （ 3） 后熟罐 溫度： 30℃ ～ 31℃ ； 成熟醪罐 溫度： 30℃ ～ 31℃ 。1 ℃ ； 糖化醪 pH： ～ ； 糖化率： 45％～ 55％； 外觀糖： 22～ 23Bx（清液不回配）； 24～ 25Bx（清液回配）； 糖化酶加量： 150 u/（ g 玉米粉）； 蛋白酶加量： 7u/（ g 玉米粉）； 停留時(shí)間： ； 稀硫酸： 16％～ 20％。 （ 2）粉碎粒度：粉碎粒度控制在 ～ 。燃料乙醇能給國(guó)家?guī)?lái)巨大的綜合效益，如推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展，維持糧價(jià)相對(duì)穩(wěn)定，減少對(duì) 一次能源的依賴，完善能源安全體系，節(jié)約外匯，增加財(cái)政收入，改善燃油品質(zhì)及大氣環(huán)境質(zhì)量等。相對(duì)密度，沸點(diǎn) ℃ ，凝固點(diǎn)－ ℃ ，閃點(diǎn) 14℃ ，自燃點(diǎn) 390～ 430℃ ，乙醇蒸氣與空氣可形成爆炸極限為 ％～ 19％（體積）。酵母的用途較多，可制備面包酵母，藥用酵母，飼料酵母等。成品雜醇油是一種淡黃色到紅褐色的透明液體，其相對(duì)密度 15℃ 時(shí)是 ～ 。這些物質(zhì)如不加以回收利用會(huì)造成資源的浪費(fèi)，而且還會(huì)造成環(huán)境污染。d≤ 4 10① pH 7～ 8 — NO2 mg/L≤ — Cl— 50 25 Fe 壓力 MPa＞ 懸浮物 無(wú) 無(wú) 說(shuō)明： ① 碳酸鹽硬度 ≤5176。酒精生產(chǎn)的許多工序，如拌料蒸煮，稀糖液制備，糖化劑和酒母制備等都要用水，由于水直接參加到生產(chǎn)過(guò)程中去，它的組成對(duì)工藝就會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響。 表 26 耐高溫 α—淀粉酶性質(zhì) [5] 項(xiàng)目 標(biāo)準(zhǔn) 最適 pH 值 ～ 最適作用溫度 90℃ 以上 Ca2+濃度 50～ 70mg/kg 液化力 ≥120KNU/g或 糖化酶 要求： （ 1） 外觀：固體時(shí) ， 粉狀 ， 無(wú)結(jié)塊。在米糠中含有許多胚芽，含油量較多。 外觀：（色澤、氣味、口味）正常，無(wú)霉變，無(wú)雜物，白色至黃色自由流動(dòng)的顆粒，沒(méi)有其他雜質(zhì)。 酒精廠常采用的谷物原料主要有玉米、高粱、小米、大麥和已霉變的大米和小米等，而依據(jù)我國(guó)目前酒精工藝的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和成熟的科技成果，以及針對(duì)燃料乙醇廠可實(shí)施性，結(jié)合各方面因素，本課題設(shè)計(jì)選 用玉米為酒精生產(chǎn)主要原料。醫(yī)藥，紡織，冶金工業(yè)潛力很大。 D. 氣溫、濕度、降雨等 吉林市的氣候類型屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。低山丘陵區(qū)，分布在蛟河、樺甸和舒蘭市、永吉縣的中部。東接延邊朝鮮自治州，西臨長(zhǎng)春，北與黑龍江省哈爾濱市接壤，南與白山市、通化市、遼源市毗鄰。 （ 1）符合工業(yè)布局和地區(qū)城市發(fā)展規(guī)劃； （ 2）充分利用當(dāng)?shù)氐娜肆?、物力、?cái)力和自然資源； （ 3）節(jié)約用地，不占用良田和經(jīng)濟(jì)效益高的土地； （ 4）遠(yuǎn)離風(fēng)景游覽區(qū)和自然保護(hù)區(qū)，不污染環(huán)境，利于三廢處理； （ 5）靠近原料、燃料產(chǎn)地和產(chǎn)品銷售地，消除不合理運(yùn) 輸。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)熟悉酒精生產(chǎn)過(guò)程和解決一些工程技術(shù)問(wèn)題，培養(yǎng)獨(dú)立查找、分析和使用技術(shù)資料，獨(dú)立編寫設(shè)計(jì)文件，熟練使用 CAD 軟件繪制工藝流程圖和設(shè)備裝配圖的能力。 巴西實(shí)施燃料乙醇計(jì)劃有三大收益： 一是形成了獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)能源運(yùn)行系統(tǒng)； 二是刺激了農(nóng)業(yè)、乙醇相關(guān)行業(yè)大發(fā)展，收效 270 億美元，并增加就業(yè)人數(shù) 倍； 三是大氣和生態(tài)環(huán)境顯著改善， CO2含量降低 50％。美國(guó)燃料乙醇的生產(chǎn)和使用，給國(guó)家經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、貿(mào)易、人民生活等多方面帶來(lái)了極大的益處。例如：可利用乙醇生產(chǎn)基地和設(shè)備制造乙醇汽油；為使汽車適應(yīng)乙醇汽油，一些汽車零部件廠家可是研究生產(chǎn)乙醇汽油專用的發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱等配件。車用乙醇汽油是指在不添加含氧化合物的液體烴類中加入一定量的變性燃料乙醇和為改善使用性能的添加劑，用于點(diǎn)燃式燃機(jī)汽車的燃料。隨著乙醇傳感器和 微機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，酒精工業(yè)生產(chǎn)水平將有新的突破。 其三，酒糟處理的指導(dǎo)思想應(yīng)該是將酒糟當(dāng)作一個(gè)有用的原料來(lái)處理，要將生產(chǎn)燃料、飼料、肥料或其他生物制劑與酒糟的處理結(jié)合起來(lái)進(jìn)行或在工藝中消除污染源，最終達(dá)到污染排放。這一工藝在美國(guó)已基本解決，但成本還較高，生物技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將最終解決這個(gè)問(wèn)題。有些中 小型酒精廠為改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，對(duì)車間各個(gè)工序都盡可能采用連續(xù)化生產(chǎn)。盡管我國(guó)酒精工業(yè)得到很快的發(fā)展，但在生產(chǎn)技術(shù)水平、工藝自動(dòng)控制和勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面與先進(jìn)國(guó)家相比還存在一定的差距。歷經(jīng) 50 年的發(fā)展，初步形成了企業(yè)生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)、科學(xué)研究、人才培 養(yǎng)、設(shè)備制造、綜合利用、環(huán)境保護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)制定、檢驗(yàn)檢測(cè)、成品運(yùn)輸、產(chǎn)品銷售等一個(gè)完整的酒精工業(yè)體系。 process flow。本畢業(yè)課題總結(jié)了燃料乙醇的基本情況和國(guó)內(nèi)外使用現(xiàn)狀，論述了我國(guó)推廣 使用燃料乙醇的意義。 關(guān)鍵詞： 燃料乙醇；工藝設(shè)計(jì)；工藝流程；設(shè)備選型 摘 要 II Abstract The research and development of fuel ethanol has important strategic significance, in today39。 雖經(jīng) 1900～ 1949 年約 50 年的演變和設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，但全國(guó)酒精總產(chǎn)量還不到 1 萬(wàn)噸。 木薯、甘蔗、甜菜、纖維素等非糧原料在酒精生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，受油價(jià)持續(xù)影響，中國(guó)燃料乙醇行業(yè)迎來(lái)歷史性機(jī)遇，近年來(lái)發(fā)展迅猛?；瘜W(xué)合成法主要是利用煉焦炭、裂解石油的廢氣如乙烯等為原料，經(jīng)化學(xué)合成反應(yīng)而生產(chǎn)酒精。從酒精發(fā)酵的情況來(lái)看，目前已有許多新工藝和新設(shè)備出現(xiàn)，這給 酒精發(fā)酵工業(yè)帶來(lái)了新的活力。高發(fā)酵強(qiáng)度酒精發(fā)酵新工藝也將會(huì)有突破性的進(jìn)展，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室結(jié)果，發(fā)酵強(qiáng)度已超過(guò) 100g/(L 為進(jìn)一步提高酒精生產(chǎn)水平，各國(guó)的工程技術(shù)人員都在研究新型的酒精發(fā)酵方法，如現(xiàn)已在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的固定化細(xì)胞酒精發(fā)酵法、耐高溫活性干酵母發(fā)酵法等的新的發(fā)酵工藝。乙醇已不單是一種優(yōu)良燃料，它已經(jīng)成為一 種優(yōu)良的燃油品質(zhì)改善劑被廣泛使用。使用燃料乙醇可以達(dá)到節(jié)約石油、凈化空氣和轉(zhuǎn)化過(guò)剩的糧食等一舉多得之功效。 2021 年統(tǒng)計(jì)：美國(guó)的 20 個(gè)州有 49 個(gè)公司建有 62 個(gè)工廠生產(chǎn)燃料乙醇，大部分生產(chǎn)工廠是在美國(guó)的中北部地區(qū)，西部有 7 個(gè)工廠。 目前巴西年產(chǎn)乙醇 1000 萬(wàn)噸左右， 97％用于燃料。由于燃料乙醇生產(chǎn)較汽油成本高，稅收優(yōu)惠的原則是將乙醇汽油價(jià)格調(diào)到與汽油相當(dāng)?shù)乃健? 廠址選擇原則 廠址選擇一般 包含地點(diǎn)和場(chǎng)地選擇這兩個(gè)概念。56′E，北緯 42176。松花湖東有老爺嶺，湖西有摩天嶺、南樓山、肇大雞山，皆為中山山群。河谷平原區(qū)，分布在松花江中游、永吉縣北部、舒蘭市中部及松花江支流的局部地段。公司產(chǎn)品可銷售于東北三省，并遠(yuǎn)銷華北地區(qū)及全國(guó)各地。 原料來(lái)源、規(guī)格 用于酒精發(fā)酵的原料主要有：谷物原料（玉米、小麥、高粱、水稻）；薯 類原料（甘薯、木薯、馬鈴薯）；糖質(zhì)原料（甘蔗、甜菜、糖蜜）和纖維素原料。 （ 1）來(lái)源：玉米采購(gòu)在吉林省吉林市 （ 2）規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn) 玉米粉（玉米渣、玉米糝）是由脫皮、脫胚的優(yōu)質(zhì)玉米精制而成。麩皮的外觀指標(biāo)和理化指標(biāo)見(jiàn)表 25 所示。酸性蛋白酶對(duì)淀粉質(zhì)的原料顆粒有溶解作用。 98％的濃 H2SO4密度為 （ 20℃ ）。冷卻用水硬度也不能過(guò)高，否則容易引起設(shè)備和管道表面結(jié)垢，影響冷卻效果。 表 211 變性燃料乙醇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB18350—2021 項(xiàng)目 單位 指標(biāo) 外觀 清澈透明、無(wú)肉眼可見(jiàn)懸浮物和沉淀物 乙醇 ％（體積） 水分 甲醇 實(shí)際膠質(zhì) mg/100mL 無(wú)機(jī)氯（以 Cl—計(jì)） mg/L 32 酸度（以 CH3COOH 計(jì)） 56 銅 pH 值 ～ 注： 1. 燃料乙醇在 20℃ 時(shí) 應(yīng)在 ～ ；加入燃料乙醇的變性劑，應(yīng)符合東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 16 GB17930—1999《車用無(wú)鉛汽油》的要求， 但不得加入含氧化物；燃料乙醇與變性劑的體積混合比例應(yīng)為 5： 1～ 20： 1，即變性劑在變性燃料乙醇中的體積百分含量為 ％～ ％（體積）。若將液體 CO2經(jīng)蒸發(fā)器吸收熱量，則可加壓制成干冰。在酒精蒸餾過(guò)程中，為了減少，甚至不提取醛酯餾東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 18 分，可以采用將它回入粗餾塔或回入發(fā)酵罐。其中，酒精糟干燥的工藝流程為：酒糟 →離心分離 →蒸發(fā)濃縮 →干燥 →造粒 →包裝。我國(guó)現(xiàn)在是石油凈進(jìn)口國(guó)，解決好燃料問(wèn)題是國(guó)策之一。 工藝條件及說(shuō)明 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 21 玉米粉供應(yīng)工序 本設(shè)計(jì)采用干法二級(jí)粉碎玉米，機(jī)械輸送和氣流輸送混合使用以減少能耗。 濕空氣 精塔底蒸餾余水 糖化酶 清液 液化酶 液堿 液化酶 稀酸 玉米粉 玉米粉貯罐 皮帶秤 螺旋混合輸送機(jī) 1液化罐 2液化罐 糖化罐 圖 32 液化 糖化 工藝流程圖 工藝指標(biāo) ： 玉米粉投入量：視生產(chǎn)情況而定； 熱水罐液位： 80％； 熱水罐溫度： 63～ 70℃ ； 液化罐液位： 80％～ 90％； 淀粉酶加量：視酶的種類而定； 加水比： 1:（ ～ ）； 粉漿 pH 值： ～ ； 清液回配百分比： 50％； 2液化罐溫度： 90℃ ～ 92℃ ； 1液化罐溫度： 60℃ ； 糊化率： 90％； 液化總時(shí)間： 100～ 200min。 （ 4）發(fā) 酵成熟醪指標(biāo) 3 ～ 5 發(fā)酵罐溫度不得超過(guò) 37℃ ； 外觀糖： 以下（清液回配時(shí)， 以下）； 酒精濃度： ％以上（體積）；
。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 22 工藝指標(biāo)： 糖化溫度： 60℃ 177。 （ 1）原料粉碎比：粗粉碎比為 1:10～ 15；細(xì)粉絲比為 1:30～ 40。其優(yōu)良特性表現(xiàn)為：乙醇是燃油的增氧劑，使汽油增加內(nèi)氧，燃燒充分，達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的；乙醇具有極好的抗爆性能，調(diào)和辛烷值，一般都在 120 以上，可有效提高汽油的抗爆指數(shù)（辛烷值）；乙醇還可以經(jīng)濟(jì)有效地降低芳烴、烯烴含量，即降低煉油廠的改造費(fèi)用，達(dá)到新汽油標(biāo)準(zhǔn)；乙醇是源于太陽(yáng)能的一種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化能源，是可再生資源。純的無(wú)水乙醇是無(wú)色透明，易揮發(fā)，具有特殊芳香和強(qiáng)烈刺激性味的易燃液體?；厥绽冒l(fā)酵過(guò)程中生成的酵母菌是減少環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑之一。 雜醇油的回收 雜醇