【文章內(nèi)容簡介】 塔物料熱量匯總表進入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項目物料（kg/h）熱量（kJ/h）項目物料（kg/h）熱量（kj/h）成熟醪F1=70195F1CF1tF1=15365685蒸餾殘液WX =58426WXCWtW1=20063488加熱蒸汽D1=12715D1I1=33618460上升蒸汽V1=11769V1i1=24067605加熱蒸汽D1=12715D1tW1Ce=4517640熱損失Qn1=336185累計8291048984145累計8291048984918（2）精餾塔① 塔頂溫度105℃，塔底130℃，進汽溫度130℃，出塔濃度為96﹪（v），﹪（w）[8]。出塔酒精量為：P=5000%247。%= (kg/h)② 每小時醛酒量：因為醛酒占出塔酒精的2﹪，則每小時的醛酒量為[8]：A=2﹪=(kg/h)③ P′= P–A = =(kg/h)圖42 精餾塔的物料和熱量衡算圖④ 在精餾塔中，塔頂酒精蒸汽經(jīng)粗餾塔底再沸器冷凝后，除回流外，還將少量酒精送到洗滌塔再次提凈。據(jù)經(jīng)驗值，此少量酒精約為精餾塔餾出塔酒精的2%左右，則其量為[8]：Pe= P′2%=2%=（kg/h）⑤ 酒精被加熱蒸汽汽化逐板增濃,在塔板液相濃度55%(v)出汽相抽取部分冷凝去雜醇油分離器,這部分冷凝液稱雜醇油酒精,數(shù)量為塔頂餾出塔酒精的2﹪左右,其中包括雜醇油m0=%P=% =(kg/h)故H=(P′+Pe)2%=（+）2%=2﹪=(kg/h)在雜醇油分離器內(nèi)約加入4倍水稀釋,分油后的稀酒精用塔底的蒸餾廢水經(jīng)預熱到tH=80℃,仍回入精餾塔,這部分稀酒精量為:H′= (1+4)H–m0 = 5H–m0=5=(kg/h)⑥ 物料平衡：F2 + D2 + H′= P′+ Pe + H + D2 + W′x則: W′x = F2 + H′P′Pe H=11769+= (kg/h)⑦ 熱量平衡：Error! No bookmark name given.=式中 R—精餾塔回流比一般為3～4，取3[11] I2—精餾塔加熱蒸汽熱焓量，I2=2652(kJ/h) tH—為回流稀酒精進塔溫度tH=80℃ CH—為雜醇油分離器稀酒精比熱，稀酒精濃度為：x′H=[xH(H－m0)]/H′=[%(－)]/=%，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/（kgk）]i2—塔頂上升蒸汽熱含量,i2= (kJ/kg)iH—雜醇油酒精蒸汽熱含量,應為iH=1496(kJ/kg)tw2—精餾塔塔底溫度，取130℃（kgk）Qn2—精餾塔熱損失,Qn2=2%D2I2CF2—進塔酒精的比熱，取CF2=(kJ/kg)tF2—進料溫度，取90℃W′x上面算得6893kg/h計算可得：D2=10330(kg/h)塔底排出的廢水：G=D2+W′x=10330+6893=17223（kg/h）計算蒸餾工段的蒸餾效率： ηp=xpP/（xF1F1）=（%）247。（%70195）=%表43 年產(chǎn)3萬噸酒精工廠蒸餾工段精餾塔物料熱量衡算匯總表進入系統(tǒng)離開系統(tǒng)項目物料（kg/h）熱量（kJ/h）項目物料（kg/h）熱量（kj/h）脫醛液F2=11769F2CF2tF2=440631496﹪酒精P′=5179P′CPtP=1135400加熱蒸汽D2=10330D2I2=27395160次級酒精Pe=104——稀酒精H′=513H′CHtH=181595雜醇油酒精蒸汽H=106HiH=149600回流液——R(Pe+ P`)Cptp=3474340蒸餾廢水Wx+D2=17223(Wx+D2) tW 2Cw=9045520上升蒸汽——(R+1)(Pe+ P`) i2=24577951熱損失——Qn2=547903累計22612107累計22612107 精餾塔分凝器冷卻用水對精餾塔分凝器熱量衡算有：（R2+1）（P′+Pe）i2= W精餾CW（t′H3tH3）W精餾=[i2（R+1）(P′+ Pe)]/[C′W(t′H3－tH3)精餾塔回流比R為3[11]塔頂上升蒸汽熱焓i2 =冷卻水進出口溫度tHt′H3，取tH3=20℃，t′H3=85℃ 則精餾塔冷凝器冷卻用水為：W精餾分凝= 104kg/h 成品酒精冷卻和雜醇油分離器稀釋用水成品酒精冷卻使用20℃的河水，根據(jù)熱量衡算，耗水量為[8]：W成品=[P′CP(tP－t′P)]/[CW(t′H2－tH2)]C （kJ/kgK）tP、t′P為成品酒精冷卻前后的溫度，℃、30℃t′HtH2為冷卻水進出口溫度，分別為40℃、20℃Cw= kJ/（kgK）則成品酒精冷卻水用量為：W成品=103kg/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=4106=424kg/h 總用水量蒸餾車間總用水量為：W蒸餾部分=W精餾分凝+W成品+W雜醇油分=104+103+424=104（kg/h）表44 各部分用水量及總用水量工藝稀釋部分發(fā)酵部分蒸餾部分用水量（kg/h）10032104總計（kg/h）105 其他衡算 供用汽衡算由前面計算所得數(shù)據(jù)可知蒸餾工段蒸汽消耗[12]：D＝D1+D2＝12715+10330＝23045（kg/h）年耗蒸汽量為：2304524250=138270000(kg)=138270(t)酒精廠平均蒸汽用量：酒精廠每小時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：23045(100﹪+4%)=使用熱值為4000大卡的煤，假設鍋爐效率為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：23045247。50247。80﹪=（kg/h）本設計選用的鍋爐為工業(yè)中壓 （—）中型（20—75t）的煤粉鍋爐型號為YG80/—M7 蒸發(fā)量為80t/h，額定溫度為450℃ 供電衡算參考我國糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵工藝技術(shù)指標[12]，設生產(chǎn)每噸酒精耗電40度，可估算酒精廠的用電：4030000=106（度/年）=4800（度/日）考慮到此值為估算值，所以乘以一個富裕系數(shù)為120﹪：32000120﹪=5760（度/日）5 設備計算與選型 發(fā)酵設備設計采用連續(xù)發(fā)酵方式，根據(jù)物料衡算結(jié)果可知，每小時進入發(fā)酵罐的醪液體積流量為：118433kg/h，密度為1200 kg/m3[10]。進入種子罐和1號發(fā)酵罐的醪液體積流量為：W=118433/1200=99m3/h 發(fā)酵罐容積和個數(shù)的確定（1） 種子罐個數(shù)的確定：為保證種子罐有足夠種子，種子罐內(nèi)醪液停留時間應在12h左右，則種子罐有效容積為：V=9912=1188（m3）取種子罐裝料經(jīng)驗系數(shù)為80﹪，則種子罐全容積為：V全=V/u=1188/80%=1485m3 ,取1500m3每個罐的容積為500m3，則種子罐個數(shù)為：1500/500=3（個）（2） 發(fā)酵罐體積根據(jù)發(fā)酵罐現(xiàn)在的設備情況，從100 m3到700 m3，現(xiàn)在酒精廠一般采用300 m3，按照有關(guān)情況和指導老師建議，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)酵罐上均為標準橢圓形封頭，下部為錐形封頭，為了計算簡便，假設其上下封頭近似相同，則D=，H=，h1=h2=（3） 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（4） 計算發(fā)酵罐數(shù)量：上面已經(jīng)寫到，我設計的發(fā)酵罐規(guī)格為300 m3的規(guī)格，設總發(fā)酵時間為48小時,設發(fā)酵罐數(shù)為N個，則發(fā)酵罐的有效容積[8]V有效=WT/N公式(1)V全容積Ψ=V有效公