畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-年產(chǎn)5萬(wàn)噸酒精工廠設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-25 10:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，查得起比熱為CH =（kgk），﹪—為雜醇油酒精的重量百分濃度，與液相濃度55﹪（v）相平衡。 tP—出塔酒精的飽和溫度(℃) CP—出塔酒精的比熱，[kJ/（）] i2—塔頂上升蒸汽熱含量,i2= (kJ/kg) iH—雜醇油酒精蒸汽熱含量,應(yīng)為iH=1496(kJ/kg) tw2—精餾塔塔底溫度，取130℃（kgk） Qn2—精餾塔熱損失,Qn3=2%D2I2 CF2—進(jìn)塔酒精的比熱，取CF3=(kJ/kg) tF2—進(jìn)料溫度，取90℃ W’x上面算得11448kg/h計(jì)算可得：D2=17241(kg/h)塔底排出的廢水： G=D2+W，x= 17241+11448=28689（kg/h）計(jì)算蒸餾工段的蒸餾效率： 表24 年產(chǎn)20萬(wàn)噸酒精工廠蒸餾工段精餾塔物料熱量衡算匯總表進(jìn)入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項(xiàng)目物料（kg/h）熱量（kJ/h）項(xiàng)目物料（kg/h）熱量（kj/h）脫醛液F219575F2CF2tF210696﹪酒精P′8632P′CPtP106加熱蒸汽D217241D2I2107次級(jí)酒精Pe173——稀酒精854CHtH 105雜醇油酒精蒸汽H176HiH105回流液——R(Pe+ P`)Cptp106蒸餾廢水Wx+D228689(Wx+D2) tW 2Cw107上升蒸汽——(R+1)(Pe+ P`) i2107熱損失——Qn2105累計(jì)37670107累計(jì)37670107 供水衡算利用酒母發(fā)酵的冷卻廢水進(jìn)行冷卻，這樣可以節(jié)省冷凝水用量。精餾塔分凝器熱量衡算有：（R2+1）（P′+Pe）i2= W精餾CW（tH3）W精餾分凝精餾塔回流比R為3塔頂上升蒸汽熱焓i2 =冷卻水進(jìn)出口溫度tH取tH3=20℃，=85℃則精餾塔冷凝器冷卻用水為：W精餾分凝=105 kg/h成品酒精冷卻使用20℃的河水，根據(jù)熱量衡算，耗水量為：C （kgK）、為成品酒精冷卻前后的溫度，℃、30℃、為冷卻水進(jìn)出口溫度，分別為20℃、40℃Cw= KJ/（kgK）則成品酒精冷卻水用量為：W成品=104kg/h在雜醇油分離器內(nèi)加入4倍的水稀釋，則稀釋用水量為：W雜醇油分離=4 H=4176=704kg/h蒸餾車間總用水量為：W蒸餾工段=W精餾分凝+W成品+W雜醇油分離=105+104+704=105（kg/h）表31各工段用水量及總用水量工段稀釋工段發(fā)酵工段蒸餾工段用水量（kg/h）83597105總計(jì)（kg/h）105 其他衡算由前面計(jì)算所得數(shù)據(jù)可知蒸餾工段蒸汽消耗：D＝D1+D2＝21296+17241＝38537（kg/h）年耗蒸汽量為： 3853724250=231222000(kg)=231222(t)酒精廠平均蒸汽用量：酒精廠每小時(shí)平均蒸汽消耗量主要供給蒸餾工段，因此其消耗量由蒸餾量和損失組成，蒸汽總損失取蒸餾工段蒸汽消耗量的4%，則鍋爐需要蒸發(fā)量為：38537(100﹪+4%)=40079kg/h=使用熱值為4000大卡的煤，假設(shè)鍋爐效率為80%，則每噸煤能供生產(chǎn)使用50t新鮮蒸汽，則連續(xù)蒸餾煤消耗量為：40079247。50000247。80﹪=1002（kg/h）本設(shè)計(jì)選用的鍋爐為工業(yè)中壓 （—）中型（20—75t）的煤粉鍋爐型號(hào)為YG80/—M7 蒸發(fā)量為80t/h，額定溫度為450℃根據(jù)我國(guó)糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵工藝技術(shù)指標(biāo)[9]，設(shè)生產(chǎn)每噸酒精耗電40度，可估算酒精廠的用電：4050000=2105（度/年）=8000（度/日）考慮到此值為估算值，所以乘以一個(gè)富裕系數(shù)為120﹪：8000120﹪=9600（度/日）=106（度/年）第四章 設(shè)備計(jì)算采用連續(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：118433kg/h，密度為1200 kg/m3[14]。進(jìn)入種子罐和1號(hào)發(fā)酵罐的醪液體積流0量為W：118433/1200=99m3/h（1）種子罐個(gè)數(shù)的確定：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：V=9912=1188（m3）取種子罐裝料經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為80﹪，則種子罐全容積為：V全=V/u=1188/80%=1485m3 取1500m3每個(gè)罐的容積為500m3，則種子罐個(gè)數(shù)為：1500/500=3（個(gè)）(2)發(fā)酵罐體積。根據(jù)發(fā)酵罐現(xiàn)在的設(shè)備情況，從100 m3到500 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，我采用300 m3，取H=2D，h1=h2=D—為發(fā)酵罐內(nèi)徑，（m）H—為發(fā)酵罐高，（m）hh2—分別為發(fā)酵罐底封頭高和上封頭高，（m）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D=，H=，h1=h2=發(fā)酵罐的表面積圓柱形部分面積：F1=πDH==178m2由于橢圓形封頭表面積沒有精確的公式，所以可取近似等于錐形封頭的表面積：F2=F3=發(fā)酵罐的總表面積：F=F1+F2+F3=178+23+23=224m2（3）計(jì)算發(fā)酵罐數(shù)量：上面已經(jīng)寫到，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[3] V有效=WT/N公式(1) V全容積Ψ=V有效公式（2）式中W—每小時(shí)進(jìn)料量；T—發(fā)酵時(shí)間；N—發(fā)酵罐數(shù)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：30080%=99(4812)/N, 計(jì)算得到：N=)，則我們需要發(fā)酵罐N=15個(gè) 糖蜜儲(chǔ)罐采用1000m3規(guī)格：15天的糖蜜量為：V=83615=12540 (t) 查得85Bx的糖蜜密度為1450 kg/ m3 則 V＝125401000/1450＝8648（m3）設(shè)其裝料系數(shù)為80﹪，則貯罐的全容積為：V糖蜜 ＝8648/＝10810（m3）10810/1000=（個(gè)） ，取11個(gè)（一）、總的發(fā)酵熱：Q=Q1(Q2+Q3)Q1=GSq式中 G—每罐發(fā)酵醪量（kg） S—糖度降低百分值（﹪） q—每公斤糖發(fā)酵放熱（J）， Q1—主發(fā)酵期每小時(shí)糖度降低1度所放出的熱量 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% Q3——不論發(fā)酵罐處于室內(nèi)還是室外，均要向周圍空間散發(fā)熱量Q3，具體計(jì)算看后面。Q1=（116991/15）121﹪=105（KJ/h）Q2=5﹪Q1=5﹪105=104（KJ/h）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： 可得：=104（kJ/h）需冷卻管帶走的單個(gè)發(fā)酵罐冷卻熱負(fù)荷為：Q=Q1Q2Q3=104=105(kJ/h)總發(fā)酵熱為：Q發(fā)酵=10515=106(kJ/h)（二）、冷卻水耗量的計(jì)算（三）、傳熱總系數(shù)K值的確定選取蛇管為水煤氣輸送鋼管，其規(guī)格為Ф
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