【正文】 ............................... 10 年產(chǎn)量為 5 萬噸燃料酒精的總物料衡算 ............... 11 稀釋工段的物料衡算物料衡算 ....................... 12 熱量衡算 ..................................................................................... 13 發(fā)酵工段 ........................................ 13 蒸餾工段 .................................... 13 供水衡算 ..................................................................................... 17 精餾塔分凝器冷卻用水 ............................. 17 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） IV 成品酒精冷卻和雜醇油分離器稀釋用水 ............... 18 總用水量 ......................................... 18 其他衡算 ..................................................................................... 18 供氣衡算 ......................................... 18 供電衡算 ......................................... 19 第四章 設(shè)備計算 ................................. 19 發(fā)酵設(shè)備設(shè)計 .............................................................................. 19 發(fā)酵罐容積和個數(shù)的確定 ........................... 19 糖蜜儲罐個數(shù)的計算 ............................... 20 冷卻面積和冷卻裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸 ................... 21 其它設(shè)備的計算和選型 ............................................................... 24 蒸餾設(shè)備 ......................................... 24 換熱器的選型 ..................................... 24 稀釋器 ........................................... 24 第五章 環(huán)保工程 ................................. 25 廢物總類 ..................................................................................... 25 廢物利用 ..................................................................................... 26 廢氣處理 ......................................... 27 第六章 車間布置設(shè)計 .............................. 28 車間布置設(shè)計 .............................................................................. 28 建筑基本原則 ..................................... 28 建筑基本要求 ..................................... 28 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） V 全廠總平面設(shè)計 ................................... 29 車間內(nèi)常用設(shè)備的布置 ............................................................... 29 發(fā)酵設(shè)備 ......................................... 29 蒸餾設(shè)備 及其他設(shè)備 ............................... 29 第七章 結(jié)論 ..................................... 30 參考文獻(xiàn) .......................................... 31 附錄 ............................................. 32 謝辭 ............................................. 34 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 6 第一章 前言 產(chǎn)品介紹： 乙醇俗稱酒精 是一種無色透明、易揮發(fā)，易燃燒，不導(dǎo)電的液體 。北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） I 年產(chǎn) 50， 000 噸酒精工廠設(shè)計 摘 要 本設(shè)計為年產(chǎn) 5 萬噸酒精工廠的設(shè)計，采用糖蜜原料發(fā)酵。 工藝上的設(shè)計為：單濃度糖蜜究竟連續(xù)發(fā)酵 (工藝簡單容易操作 ）、 差壓式 蒸餾工藝（保證產(chǎn)品質(zhì)量及提高熱能利用率）、 生石灰吸水法 ，通過物料衡算、設(shè)備選型計算、水電汽耗的計算等合理優(yōu)化設(shè)計生產(chǎn)工藝過程。 有酒的氣味和刺激的辛辣滋味，微甘。相對密度 ，沸點 ℃ ，凝固點 ℃ ，閃點 14℃ ，自燃點 390～ 430℃ ，乙醇蒸汽與空氣可形成爆炸 性混合物，爆炸極限為 %～ 19%（ V） 。且 石油資源趨于缺乏、全球環(huán)境污染的日益加劇，各國紛紛開始開發(fā)新型能源。菌種的優(yōu)劣對發(fā)酵效果的影響非常大，能夠篩選出具有優(yōu)良性狀的菌株及對菌株進(jìn)行改良，對于降低生產(chǎn)成本，乃至實現(xiàn)酒精的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，解決能源危機(jī)都有著重大意義。我國燃料乙醇起步雖然較晚，但發(fā)展迅速，以成為繼巴西美國之后世界第三大燃料乙醇生產(chǎn)國。作為試點，國家耗資 50余億元建立 4 個以消化“陳化糧”為主要目標(biāo)的燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)。 2021 年車用汽油消耗量占汽油產(chǎn)量的 %，如果按 10%比例添 加生產(chǎn)燃料酒精換算，需要燃料酒精 381 萬噸，而全年酒精總產(chǎn)量僅為 萬噸，如果在不久將來，能用燃料酒精替代 500 萬噸等量的汽油，就可以為我國節(jié)省外匯15 億美元。 設(shè)計原則 設(shè)計工作圍繞工廠現(xiàn)代會建設(shè)，做到投資小，收效快，能在原基礎(chǔ)上升級擴(kuò)北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 7 大，使設(shè)計工作符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。 工廠設(shè)計需做到人性化為員工工作得合理的安排，使其達(dá)到最佳的工作效率。 第二章 生產(chǎn)流程的確定 工藝指標(biāo)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 生產(chǎn)規(guī)模 :50000 t/a 生產(chǎn)方法 :單濃度連續(xù)發(fā)酵、差壓式二塔蒸餾、 吸附脫水 技術(shù) 生產(chǎn)天數(shù) :每年 250 天 酒精日產(chǎn)量 :200 t 酒精年產(chǎn)量 : 49998 t 副產(chǎn)品年產(chǎn)量 :次級酒精占酒精總量的 2% 雜醇油量 :為成品酒精量的 % 產(chǎn)品質(zhì)量：燃料酒精 [乙醇含量為 %(v/v)] 糖蜜原料：含可發(fā)酵性糖 50﹪ 發(fā)酵率： 90﹪ 1蒸餾率： 98﹪ 1發(fā)酵周期： 48 小時 1發(fā)酵溫度： 28～ 34℃ 1硫酸銨用量： 1Kg/t 糖蜜 1硫酸用量： 5Kg/t 糖蜜 1酒精質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)（見表 11） 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 8 表 11 無水酒精質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB678—90 檢驗項目 計量單位或 符號 產(chǎn)品等級 優(yōu)級 分析 化學(xué) 乙醇 %(V/V)≥ 密度 (20℃ ) g/ml 與水混合試驗 合格 蒸發(fā)殘渣 % 水份 %(v/v) 酸度 mmol/100g 堿度 (以 OH 計 ) mmol/100g 甲醇 % 異丙醇 % 羰基化合物 (以CO 計 ) % 還原高錳酸鉀物質(zhì) (以 O 計 ) % 外觀 清澈透明 易碳化物質(zhì) 合格 工藝流程 原料的預(yù)處理包括 添加絮凝劑、靜止澄清、加酸 等過程； 糖蜜稀釋采用連續(xù)稀釋； 酵母菌發(fā)酵 分離純化本 生產(chǎn)工藝流程圖（見圖 21） 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 9 第三章 工藝計算 物料衡算 原料消耗量計算（基準(zhǔn)： 1 噸無水乙醇） 糖蜜原料生產(chǎn)酒精的總化學(xué)反應(yīng)式為： C12H22O11＋ H2O→2C6H12O6→4C2H5OH＋ 4CO2↑ 342 360 184 176 X 1000 生產(chǎn) 1000Kg 無水酒精的理論蔗糖消耗量： 1000（ 342247。98﹪ 247。50﹪ =4180（ Kg） 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。50﹪ =（ kg） 發(fā)酵醪量的計算： 酒母培養(yǎng)和發(fā)酵過程放出二氧化碳量為： 96818417698 00 00 ??? 單濃度酒精連續(xù)發(fā)酵工藝，把含固形物 88﹪ 的糖蜜稀釋成濃度 為 25﹪ 的稀糖液 經(jīng)連續(xù)稀釋器可得稀糖液量為： 418085﹪ /25﹪ =14212（ kg） 即發(fā)酵醪量為： 14212kg 酒母繁殖和發(fā)酵過程中放出 968Kg 的二氧化碳，且酒精捕集器稀酒精為發(fā)酵醪量的 6﹪ ， 則蒸餾發(fā)酵醪的量為： （ 14212968） （ +6﹪） =14039（ kg） 蒸餾發(fā)酵成熟醪的酒精濃度為： 0000 00 998 ??? 成品與廢醪量的計算 糖蜜原料雜醇油產(chǎn)量約為成品酒精的 ～ ﹪ ，以 ﹪ 計，則雜醇油量為 1000﹪ =3（ kg） 醪液進(jìn)醪溫度為 t1=55℃ ，塔底排醪溫度為 t4=85℃ ， 成熟醪酒精濃度 為B1=﹪ ，塔頂上升蒸汽的酒精濃度 50﹪（ v） 即 ﹪（ w） ， 生產(chǎn) 1000Kg酒精 則 醪塔上升蒸汽量為： V 1=14039﹪ 247。K） ] 成熟醪帶入塔的熱量為： Q1=F1C1t1=1403955=106（ KJ） 蒸餾殘液內(nèi)固形物濃度為： 0000112 676 039 ???? XW BFB 蒸餾殘留液的比熱： ? ?)/()()( 0022 KkgKJBC ???????? 塔底殘留液帶出熱量為： )( 1 6 7 6 64239。故上升蒸汽帶出的量為： )( 0 4 52 3 6 3 613 KJiVQ ???