【正文】 （ % 70195） =%
。 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）， ﹪ — 為雜醇油酒精的重量百分濃度，與液相濃度 55﹪（ v）相平衡。iP39。PRIDtCF )(tC39。 %=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。 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】 。 h）， CW=（ kg 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=﹪。 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=﹪。則塔頂上升蒸汽熱焓量 i1=2045kJ/kg。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 級工廠概念課程設(shè)計(jì) 22 （ 1） 醪塔見圖 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）。 =5% 247。 =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】 。 1000=（ kg/h） 日耗量： 24=（ kg/h） 則生產(chǎn) 6 萬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) 6萬噸酒精，硫酸總消耗量為： 60000=1254000（ kg） =1254（ t） 每日用量： 1254247。 1000=100320 (kg/h) 生產(chǎn) 6萬噸酒精一年稀釋糖蜜需要的用水量： 10032 60000= 108（ t/a） （ 2） 營養(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。 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)次級酒精： 10（ 2247。 t4=11676 85= 106(kJ) 查附錄得 %酒精蒸汽焓為 2045KJ/kg。 K)] 塔底殘留液帶出熱量為： Q4=WX %=2363（ kg） 殘留液量為： WX=140392363=11676（ kg） 根據(jù)發(fā)酵醪比熱公式 C=（ ） 成熟醪液比熱容為： C1=（ ） =（ %） =[kJ/(kg 25%） =14212(kg) 即發(fā)酵醪液量為： 14212kg 酵母繁殖和發(fā)酵過程中放出 968kg 的二氧化碳，則蒸餾發(fā)酵醪的量為（其中酒精捕集器稀酒精為發(fā)酵醪量的 6%）： 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 級工廠概念課程設(shè)計(jì) 18 F1：（ 14212968）（ +6%） =14039（ kg） 蒸餾成熟發(fā)酵醪的酒精濃度為： B1： (1000 %)247。 184)=968 采用單濃度酒精連續(xù)發(fā)酵工藝，把含固形物 85﹪的糖蜜稀釋成濃度為 22﹪～25%的稀糖液。 50﹪ =（ kg） 酵醪液量的計(jì)算 酵母培養(yǎng)和發(fā)酵過程放出二氧化碳量 【 9】 為： （ 1000 %）247。 50﹪ =4180（ kg） (6) 生產(chǎn) 1000kg 無水酒精量（扣除蒸餾損失生產(chǎn) 1000kg 無水酒精耗糖蜜量為）： 247。 98﹪247。1 ???? ?? ? 取 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 級工廠概念課程設(shè)計(jì) 16 表 51 年產(chǎn) 6萬噸酒精工廠設(shè)計(jì)主要設(shè)備一覽表 序號 設(shè)備名稱 臺數(shù) 規(guī)格與型號 來源 1 種子罐 6 1000 m3 訂購 2 發(fā)酵罐 30 300 m3 訂購 3 醪塔 10 浮閥型φ=3m 訂制 4 精餾塔 4 導(dǎo)向篩板塔 訂制 5 換熱器 44 管殼式換熱器 訂購 6 酒精捕集器 4 泡罩板式 訂制 7 稀釋器 4 訂制 8 糖蜜貯罐 22 1000 m3 訂購 9 鍋爐 4 YG80/— M7 訂購 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 級工廠概念課程設(shè)計(jì) 17 6 工藝計(jì)算 物料衡算 原料消耗量計(jì)算（基準(zhǔn)： 1 噸無水乙醇） (1) 糖蜜原料生產(chǎn)酒精的總化學(xué)反應(yīng)式為： C12H22O11＋ H2O→ 2C6H12O6→ 4C2H5OH＋ 4CO2↑ 蔗糖 葡萄糖 酒精 342 360 184 176 X 1000 (2) 1000kg 無水乙醇的理論蔗糖消耗量： 1000（ 342247。糖蜜用量得： 14212 60000/250=3410880kg，密度 1200kg/ m3, V1=3410880/1200=2842m3 又稀釋器的近似體積等于： VlD ?24? 式中 D— 為稀釋器的內(nèi)徑，（ m） 初選糖蜜按經(jīng)驗(yàn)選取流速為 u= l= 24 3600=30240（ m） 則 mD 31 24 014 2141 ???? ，取 糖蜜輸送管，流速為 339。 生產(chǎn) 1t 酒精需 4180kg85176。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 級工廠概念課程設(shè)計(jì) 15 為了便于管理和操作，整個(gè)發(fā)酵車間只需一只總酒精捕集器，這樣從整個(gè)工段而言塔負(fù)荷也比較穩(wěn)定，由 于 CO2 中含酒精量變化不大，故沒有必要進(jìn)行板數(shù)的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)蒸餾機(jī)組如下： （ 1）醪塔：仿 法國方形浮閥塔板，塔徑 3000mm， 22 板，板間距 500mm，塔高14800mm，裙座直徑 3000mm，高 5000mm； （ 2）精餾塔：仿法國方形浮閥塔板，塔徑 2600mm， 65板，板間距 350mm，塔高 26500mm， 裙座直徑 2600mm，高 5000mm。 ④ 支座選擇 由于發(fā)酵罐很大，總重量較大，選用裙式支座，并用鋼筋混凝土制做。 ② 稀糖液出口管徑 因 為出口物料量要比進(jìn)口物料量大些，按說出口管徑應(yīng)該比稀糖液進(jìn)口管徑大些，所以取φ 600 10 無縫鋼管就可以滿足了?！妫?] — 管子壁厚（ m） （ 4） 冷卻面積和主要尺寸： )m(. QA 2m 46851743654 5 ?????? 蛇管總長度為： )(. m2620 . 0 5 6143 46DALcp????? )m(蛇管的平均直徑—式中 cpD 確定一圈蛇管長度： )(.)()( m10203hR2L 22221 ???????? 式中 R— 蛇管圈的半徑，為 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020 級工廠概念課程設(shè)計(jì) 13 h— 蛇管每相鄰圈的中心距，取 蛇管的總?cè)?shù)為： NP=L/L1=262/10=27(圈 ) 蛇管總高度： )m(..)(h)N(H PP 45202071 ?????? （ 5） 發(fā) 酵罐壁厚 ① 發(fā)酵罐壁厚 S )cm(CP][ PDS ??? ??2 式中 P— 設(shè)計(jì)壓力，取最高工作壓力的 倍，現(xiàn)取 D— 發(fā)酵罐內(nèi)徑， D=533cm ][? — A3鋼的許用應(yīng)力， ][? =127MPa ? — 焊縫系數(shù)，其范圍在 ～ 1 之間，取 C— 壁厚附加量 （ cm）