【導(dǎo)讀】用的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。以做到生產(chǎn)成本低，質(zhì)量好，產(chǎn)量高的酒精。從設(shè)備選型到車間布置；最后到廢物的處理及在利用。主要應(yīng)用除雜技術(shù)；酒精發(fā)。Keywords：Alcoholfactory；Molasses；Fermentation；Distillation. 酒精工藝流程，操作工藝，物料衡算和繪制發(fā)酵罐設(shè)計(jì)圖。

　　

【正文】 n 可取傳遞總熱量的 1%，根據(jù)熱 量衡算，可得消耗的蒸汽量為： D1=（ Q3+Q4+QnQ1） /(ICWt4) =（ 106+ 106） /[( 85) 99%] =2542(kg) 若采用直接蒸汽加熱，則塔底排出廢液量為： WX+D1=11676+2542=14218(kg) 年產(chǎn)量為 6 萬(wàn)噸燃料酒精的總物料衡算 日產(chǎn)產(chǎn)品酒精量： 60000/250=240(t) 每小時(shí)產(chǎn)酒精量： 240247。 24=10（ t） 主要原料糖蜜所需量： 日耗量： 4180 240=1003200（ kg） =（ t） 年耗量： 250= 105（ t） 每小時(shí)產(chǎn)次級(jí)酒精： 10（ 2247。 98） =(t) 實(shí)際年產(chǎn)次級(jí)酒精： 24 250 =（ t） 糖蜜原料酒精廠物料衡算見(jiàn)表 41 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 級(jí)工廠概念課程設(shè)計(jì) 20 表 61 60000t/a 糖蜜原料酒精廠物料衡算表 物料衡算 生產(chǎn)%酒 精物料量 每小時(shí) （ kg） 每天 （ t） 每年 （ t） 燃料酒精 1000 10000 240 60000 糖蜜原料 4180 41800 1003 250800 次級(jí)酒精 20 200 1200 發(fā)酵醪 14212 142120 3411 852720 蒸餾發(fā)酵醪 14039 140386 3369 842316 雜醇油 3 30 180 二氧化碳 968 9680 232 58082 醪塔廢醪量 14218 142236 3414 853418 稀釋工段的 物料衡算 （ 1） 計(jì)算每生產(chǎn) 1000kg 酒精稀釋糖蜜用水量 稀釋成 25﹪稀糖液用水量為： W1= 142124180=10032 (kg) 則生產(chǎn) 6 萬(wàn)噸燃料酒精每小時(shí)稀釋糖蜜需要用水量： 10032 10000247。 1000=100320 (kg/h) 生產(chǎn) 6萬(wàn)噸酒精一年稀釋糖蜜需要的用水量： 10032 60000= 108（ t/a） （ 2） 營(yíng)養(yǎng)鹽添加量 選用氮量 21﹪的硫酸銨作為氮源，每噸糖蜜添加 1kg【 7】 ， 則每生產(chǎn) 1t酒精硫酸耗量為： 4180 1247。 1000=（ kg） 每小時(shí)耗量： 5000247。 1000=（ kg/h） 日耗量： 24=（ kg/h） 則生產(chǎn) 6 萬(wàn)噸酒精一年需要硫酸銨用量： 60000=250800（ kg/a） 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 級(jí)工廠概念課程設(shè)計(jì) 21 （ 3） 硫酸用量 每噸糖蜜用硫酸 5kg【 7】 ： 則每生產(chǎn) 1噸酒精消耗硫酸的量為： 5=（ kg） 年產(chǎn) 6萬(wàn)噸酒精，硫酸總消耗量為： 60000=1254000（ kg） =1254（ t） 每日用量： 1254247。 250=（ t） 熱量衡算 發(fā)酵工段的物料和熱量衡算 現(xiàn)生產(chǎn) 60000t/a，要每小時(shí)投入糖蜜量 41800kg/h， 則無(wú)水酒精量為： 41800 1000247。 =10120（ kg/h） 以葡萄糖為碳源，酵母發(fā)酵每生成 1kg 酒精放出的熱量約為 1170kJ 【 9】 。則年產(chǎn) 3萬(wàn)噸酒精工廠，培養(yǎng)酵母和發(fā)酵每小時(shí)放出的熱量為： Q=1170 10120= 107（ kJ/h） 發(fā)酵酵母冷卻水初溫 TW1=20℃，終溫 TW2=27℃，平均耗水量為： W 酵母發(fā)酵 =Q/[Ce(TW1TW2)]= 107/[ (2720)]= (kg/h) 酵母酒精捕集器用水：（蒸餾發(fā)酵醪的量為 F=） 5%F247。 =5% 247。 =(kg/h) 則發(fā)酵部分總用水量： W 發(fā)酵部分 = +=（ kg/h） 蒸餾工段的物料和熱量衡算 按 采用差壓蒸餾兩塔流程計(jì)算 【 3,10】 ，進(jìn)醪塔酒精濃度為 %，出醪塔酒精蒸汽濃度為 50%。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 級(jí)工廠概念課程設(shè)計(jì) 22 （ 1） 醪塔見(jiàn)圖 61 V1 Q3=V1i Qn1 F1 Q1=F1C1t1 D1 Q4=Q14+D1Ct4 Q2=D1I1 Wx+D1 圖 61 醪塔的物料和熱量平衡圖 醪液預(yù)熱至 55℃，進(jìn)入醪塔蒸餾，酒精質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %，沸點(diǎn) ℃，上升蒸汽濃度為 50%（ v），也就是 %（ w）。已知塔頂 75℃，塔底 85℃。則塔頂上升蒸汽熱焓量 i1=2045kJ/kg。加熱蒸汽取 絕對(duì)壓力，則其熱焓量I1=2644kJ/kg。 總物料衡算： 1111 DWVDF X ???? 即 XWVF ?? 11 61 酒精衡算式： 111111 )( WXF xDWyVxF ??? 62 式中： xF1— 成熟發(fā)酵醪內(nèi)酒精含量 [%（ W） ]， xF1=﹪。 y1— 塔頂上升蒸汽中酒精濃度 [%（ W） ]， y1= ﹪。 xW1— 塔底排出廢糟內(nèi)的酒精濃度 [%（ W） ]，塔底允許逃酒在 ﹪以下，取 xW1=﹪。 熱量衡算式： 11e11111111 )( nWWXFF QtCDCWiVIDtCF ????? 63 醪 塔 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 級(jí)工廠概念課程設(shè)計(jì) 23 設(shè) CF1=（ kg h）， CW=（ kg k）， Ce=（ kg k），并取熱損失 Qn1=1﹪ D1I1， tF1=55℃， tW1=85℃，蒸餾發(fā)酵醪 F1=（ kg/h） 由 4 4 43 可得： V1=133555（ kg/h）， Wx=6830（ kg/h）， D1=116313860（ kg/h） 一般醪塔采用直接蒸汽加熱，塔底醪排出量為： G1=WX+D1=6830+116313860=116320690（ kg/h） 表 62 年產(chǎn) 6萬(wàn)噸酒精廠蒸餾工段醪塔物料熱量匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開(kāi)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） 成熟醪 F1= 140385 F1CF1tF1= 30730276 蒸餾殘液 WX = 6830 WXCWtW1= 2345422 加熱蒸汽 D1= 116313860 D1I1= 307533845840 上升蒸汽 V1= 133555 V1i1= 273119975 加熱蒸汽 D1= 116313860 D1tW1Ce= 41326314458 熱損失 Qn1= 3075338458 累計(jì) 116454245 307564576116 累計(jì) 116454245 44677118313 （ 2）精餾塔 ① 塔頂溫度 105℃，塔底 130℃，進(jìn)汽溫度 130℃，出塔濃度為 96﹪（ v），即 ﹪（ w） 【 8】 。 出塔酒精量為： P=10000 %247。 %=10569 (kg/h) ② 每小時(shí)醛酒量：因?yàn)槿┚普汲鏊凭?2﹪，則每小時(shí)的醛酒量為： A=2﹪ 10569=(kg/h) ③ P′ = P– A =10569 =(kg/h) 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 級(jí)工廠概念課程設(shè)計(jì) 24 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(yàn)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%=207（ 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=% 10569 =(kg/h) 故 H=(P′ +Pe) 2%=（ +207） 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(yù)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 =133555+ =(kg/h) ⑦ 熱量平衡： PPe22F2F22 CtP39。PRIDtCF )(tC39。H HH ???? = 2W2X2HPP2 CwtWDHiCtP39。iP39。Pe1R nQ)())(( ???????? 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 級(jí)工廠概念課程設(shè)計(jì) 25 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， 絕對(duì)壓力， I2=2652(kJ/h) tH— 為回流稀酒精進(jìn)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 =（ kg k）， ﹪ — 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，應(yīng)為 [kJ/（ kg k） ] 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℃ Cw取 （ kg k） Qn2— 精餾塔熱損失 ,Qn2=2%D2I2 CF2— 進(jìn)塔酒精的比熱，取 CF2=(kJ/kg) tF2— 進(jìn)料溫度，取 90℃ W′ x上面算得 123803kg/h 計(jì)算可得： D2=10330(kg/h) 塔底排出的廢水： G=D2+W′ x=10330+123803=134133（ kg/h） 計(jì)算蒸餾工段的蒸餾效率： η p=xpP/（ xF1F1） =（ % ）247。（ % 70195） =%