【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 粗餾（提 餾段） 酒槽、水、乙醇 精餾 二級(jí)酒精 四級(jí)酒精 雜油醇 廢水 低沸點(diǎn)酮醛 熱水 糖化酶 酵母菌 日產(chǎn)醫(yī)用酒精 60 噸粗餾塔設(shè)計(jì) 5 產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、操作條件、安全生產(chǎn)、三廢治理、經(jīng)濟(jì)效益等一系列根本性問(wèn)題。 (2)工藝流程設(shè)計(jì)圖是物料衡算、設(shè)備選型的基礎(chǔ)。從其它角度來(lái)說(shuō)，工藝流程設(shè)計(jì)是定性分析工作階段，物料衡算是定量計(jì)算階段。一般來(lái)說(shuō)，先定性后定量，所以，工藝流程設(shè)計(jì)是物料衡算的前提和基礎(chǔ)。 產(chǎn)品質(zhì)量符合要求；技術(shù)和設(shè)備先進(jìn)、成熟、可靠；環(huán)保達(dá)到要求；安全生產(chǎn)；機(jī)械化和自動(dòng)化程度高。 ．工藝設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì) （一） 三塔式酒精連續(xù) 蒸餾流程 來(lái)自發(fā)酵車間的發(fā)酵成熟醪酒精含量 10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）經(jīng)預(yù)熱器 3 與精餾塔的酒精蒸氣進(jìn)行熱交換，加熱至 80℃后進(jìn)入粗餾塔的頂部。酒精糟（不含乙 醇）由粗餾塔底部排出。 酒精含量為 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù) )左右的酒精 — 水蒸氣從粗餾塔頂部引進(jìn)精餾塔。酒精蒸氣從塔頂依次經(jīng)過(guò)成熟醪預(yù)熱器 3和冷凝 6。 預(yù)熱器 3和冷凝器 5 中的冷凝液全部回入精餾塔作為回流，回流液溫度均為 95%酒精 水混合液的泡點(diǎn) 78℃。 粗餾塔和精餾塔均用直接蒸汽加熱。 冷凝器 6中的冷凝液作為醛酯餾分 (工業(yè)酒精占成品酒精 2%)取出，廢氣排放至大氣。 成品酒精在塔頂回流管以下 4～ 6 層塔板上液相取出，經(jīng)冷卻器后進(jìn)入醫(yī)用酒精庫(kù)。廢水從精餾塔 2的底部排出。 雜醇油從進(jìn)料層往上 2～ 4層塔板液相取出 (也可從進(jìn)料層往下 2～ 4層塔板氣相取出 )。經(jīng)冷卻、乳化和分離得粗雜醇油，去雜醇庫(kù)。 所有冷凝器入水口溫度均為 27℃ 日產(chǎn)醫(yī)用酒精 60 噸粗餾塔設(shè)計(jì) 6 2 酒精粗餾塔 酒精蒸餾最常用的塔板有傳統(tǒng)的泡蓋、篩板、以及新型塔板 —— 浮閥和斜孔等幾類。選擇塔板時(shí)應(yīng)考慮：（ 1）處理能力大；（ 2）效率高；（ 3）壓降低；（ 4)操作彈性大；（ 5）費(fèi)用少；（ 6）能滿足工藝特定要求，如抗腐蝕和不容易堵塞等。 粗餾塔蒸餾的料液為成熟謬，謬液含有纖維狀固形物、粘度大、起泡性強(qiáng)、腐蝕性高，而且謬液加熱后，塔 板容易生垢，篩孔有堵塞的危險(xiǎn)。泡蓋塔雖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、壓降大，但因其效率尚高，操作穩(wěn)定，并具有一定彈性，故生產(chǎn)上至今多樂(lè)于采用。 成熟謬腐蝕性較強(qiáng)，普通鋼板易受腐蝕，過(guò)去都用鑄鐵制造，但鑄鐵也不耐腐蝕，采用不銹鋼可以防止腐蝕，但投資較大。 粗餾塔的計(jì)算 進(jìn)料層塔板上液體的酒精濃度和沸騰溫度的確定 進(jìn)料層塔板上液體的酒精濃度受進(jìn)料溫度的影響。由于進(jìn)料溫度低于進(jìn)料層塔板上液體的沸騰溫度，需要加熱至沸騰，所需熱量靠下一層上升的酒精蒸汽冷凝放出的熱量。因此，所需上升蒸汽量比加熱沸液 料量要多。根據(jù)每 100 公斤謬液加熱至沸騰所需熱量q=100c(t 沸 t 進(jìn)料 )千焦。 熱量和物料衡算 物料衡算為質(zhì)量守恒定律的一種表現(xiàn)形式。凡引入塔中的物料重量必等于支出物料重量。它反映生產(chǎn)過(guò)程是否完善，操作是否正常，在設(shè)計(jì)時(shí)，它可以幫助正確選擇流程日產(chǎn)醫(yī)用酒精 60 噸粗餾塔設(shè)計(jì) 7 和設(shè)備大小。 粗餾塔的物料衡算； F+D=V+W+D 式中 F—— 進(jìn)料重量（公斤 /時(shí)） V—— 上升蒸汽重量（公斤 /時(shí)） W—— 酒糟廢液重量（公斤 /時(shí)） D—— 加熱蒸汽重量（公斤 /時(shí)） 粗餾塔的酒精衡算： Fxf=Vy+(W+D)xw 式中 xf—— 成熟謬中酒精含量 %（重） y酒精蒸汽中酒精含量 %（重） xw酒精中酒精含量 %（重） 熱量衡算為能量守恒定律的一種表現(xiàn)形式。凡引入塔中的熱量必等于輸出熱量。 Q入 =Q出 +Q損 式中 Q入 —— 引入的熱量（千焦 /時(shí)） Q出 —— 輸出的熱量（千焦 /時(shí)） Q損 —— 損失的熱量（千焦 /時(shí)） 物料衡算和熱量衡算的基準(zhǔn)是以每日或每小時(shí)處理的成熟 醪 為基準(zhǔn)，或以每 100公斤成熟 醪 為基準(zhǔn)。 日產(chǎn)醫(yī)用酒精 60 噸粗餾塔設(shè)計(jì) 1 表 21 物料 衡算 收入 支出 項(xiàng)目 數(shù)量 項(xiàng)目 數(shù)量 成熟醪 加熱蒸氣 合計(jì) F D F+D 酒精蒸氣 酒精蒸氣滲漏 酒糟 合計(jì) F G W+D F+G+W+D F+D=V+G+W+D F=V+G+W 表 22 熱量衡算 收入 支出 項(xiàng)目 數(shù)量 計(jì)算 項(xiàng)目 數(shù)量 計(jì)算 成熟醪 加熱蒸氣 Q1 Q2 Q1=FC 醪 t醪 Q2=Di 酒精蒸氣 酒精蒸氣滲漏 酒糟 Q3 Q4 Q5 Q3=Vi 酒 Q4=Gi 酒 Q5=（ W D)c 糟 t糟 Q1+Q2=Q3+Q4+Q5 表中 C 醪 — 進(jìn)料成熟 醪 比熱（千焦 /公斤 *攝氏度），可用下列經(jīng)驗(yàn)公式算得： C醪 =*（ ） (千焦 /公斤 *氏度 ) 式中 B—— 成熟 醪 中干物質(zhì) %（重） 日產(chǎn)醫(yī)用酒精 60 噸粗餾塔設(shè)計(jì) 2 C 糟 —— 酒糟比熱，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： C 糟 =*（ ）（千焦 /公斤 *攝氏度） 式中 B—— 酒糟中干物質(zhì) ％ （重） t 醪 —— 進(jìn)料成熟醪溫度（ ℃ ） t 糟 —— 酒糟溫度（ ℃ ） i —— 加熱蒸氣熱焓（千焦 /公斤） i 酒 —— 酒精蒸氣熱焓（千焦 /公斤） 日產(chǎn)醫(yī)用酒精 60 噸粗餾塔設(shè)計(jì) 1 3. 粗餾塔設(shè)計(jì) 酒精廠日產(chǎn)醫(yī)用酒精 60噸，設(shè)成熟醪酒精含量為 10%（容），成熟醪溫度為 30℃ ，預(yù)熱至 70℃ 進(jìn)塔，醪中含固形物 ％ (重），酒糟中含固形物 ％ （重），粗餾塔每小時(shí)處理量為 28864 公斤，蒸餾損失為 ％ （估計(jì)滲 漏和酒糟帶走各占一半） 100 公斤醪液加熱至沸騰所需熱量： q=100c(t 沸 — t 進(jìn)料） c=－ 現(xiàn) B=，則 c=— =(千卡 ／ 公斤 ℃ ） = =（千焦 ／ 100 公斤醪） 成熟醪熱至 70℃ 進(jìn)塔， t進(jìn)料 =70℃ ，醪中酒精溶度為 10％ (容），即 ％ （重），其沸點(diǎn) t 沸 =％ 。 于是 q=100 (－ 70)=8972（千焦 ／ 100 公斤醪） 或 =100 (－ 70)=2147 (千卡 ／ 100 公斤醪） 根據(jù)酒精廠的經(jīng)驗(yàn)，塔頂蒸汽酒精濃度為 46~50％ （重）。由于粗餾塔頂層酒精蒸汽濃度受進(jìn)料的酒精濃度 ﹑ 進(jìn)料的溫度 ﹑ 蒸氣速度等操作條件影響而發(fā)生變化，頗不一致，現(xiàn)綜合各項(xiàng)操作因素，取粗餾塔頂酒精蒸氣濃度為 48％ （重）。 物料和熱量衡算 粗餾塔物料衡算 表 31 收 入 支 出 項(xiàng) 目 數(shù)量（公斤 ／時(shí)） 項(xiàng) 目 計(jì) 算 數(shù)量 (公斤 ／時(shí)） 成 熟 謬 28864 酒 精 蒸 氣 28864 （ 1 － 4865 日產(chǎn)醫(yī)用酒精 60 噸粗餾塔設(shè)計(jì) 2 加 熱 蒸 氣 合 計(jì) D 28864＋ D 酒精蒸氣滲漏 酒 糟 合 計(jì) ） 247。 （ 28864 247。 － 4865） 247。 2 28864－ 4865－ 3＋ D 3 23996＋ D 28864＋ D 粗餾塔熱量衡算 表 32 收 入 項(xiàng)目 計(jì)算 熱量（千焦 ／ 時(shí)） 成熟醪 加熱蒸氣 合計(jì) Q1=Fct=28864 70 Q2=Di=2717D 8023326 2717D 8023326+2717D 注：加熱蒸汽壓強(qiáng)為 3大氣壓（絕對(duì)），熱焓 i=2717 千焦 ／ 公斤 表 33