年产5万吨酒精工厂设计—本科毕业设计论文 下载本文

北京理工大学珠海学院2011届本科毕业生毕业设计(论文)

六物料衡算

1原料消耗量计算(基准:1吨无水乙醇) 糖蜜原料生产酒精的总化学反应式为:

C12H22O11+H2O→2C6H12O6→4C2H5OH+4CO2↑ 342 360 184 176 X

1000

生产1000Kg无水酒精的理论蔗糖消耗量: 1000×(342÷184)﹦1858.7(㎏)

生产1000Kg燃料酒精(燃料酒精中的乙醇99.5%(V)以上,相当于99.18%(m))的理论蔗糖消耗量: 1858.7×99.18%﹦1843.5(㎏)

生产1000Kg燃料酒精实际蔗糖消耗量(生产过程中蒸馏率为98﹪,发酵率为90﹪):

1843.5÷98﹪÷90﹪﹦2090(㎏)

生产1000Kg燃料酒精糖蜜原料消耗量(糖蜜原料含可发酵性糖50%): 2090÷50﹪=4180(Kg)

生产1000Kg无水酒精量(扣除蒸馏损失生产1000kg无水酒精耗糖蜜量为):

1858.7÷90﹪÷50﹪=4130.4(kg) 2发酵醪量的计算:

酒母培养和发酵过程放出二氧化碳量为:

1000?99.1800176??968

9800184单浓度酒精连续发酵工艺,把含固形物88﹪的糖蜜稀释成浓度

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为25﹪的稀糖液经连续稀释器可得稀糖液量为: 4180×85﹪/25﹪=14212(kg) 即发酵醪量为:14212kg

酒母繁殖和发酵过程中放出968Kg的二氧化碳,且酒精捕集器稀酒精为发酵醪量的6﹪,则蒸馏发酵醪的量为: (14212-968)×(1.00+6﹪)=14039(kg) 蒸馏发酵成熟醪的酒精浓度为:

1000?99.1800?7.1400 0980?140393成品与废醪量的计算

糖蜜原料杂醇油产量约为成品酒精的0.25~0.35﹪,以0.3﹪计,则杂醇油量为1000×0.3﹪ =3(kg)

醪液进醪温度为t1=55℃,塔底排醪温度为t4=85℃,成熟醪酒精浓度为B1=7.14﹪,塔顶上升蒸汽的酒精浓度50﹪(v)即42.43﹪(w),生产1000Kg酒精则 醪塔上升蒸汽量为: V

7.14﹪÷42.43﹪=2363(kg) 1=14039×

残留液量为:

WX=14039-2363=11676(kg) 成熟醪量比热容为:

C1=4.18×(1.019-0.95B1) =4.18×(1.019-0.95×7.14﹪) =3.98[KJ/(Kg·K)] 成熟醪带入塔的热量为:

Q1=F1C1t1=14039×3.98×55=3.08×106(KJ) 蒸馏残液内固形物浓度为:

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F1B114039?7.1400 B2???8.5900

WX11676蒸馏残留液的比热:

C2?4.18(1?0.378B2)?4.18?(1?0.378?8.5900)?4.04?KJ/(kg?K)?

塔底残留液带出热量为:

' Q4?WX?C2?t4?11676?4.04?85?4.01?106(KJ)

查附录得42.43﹪酒精蒸汽焓为2045KJ/Kg。故上升蒸汽带出的量为: Q3?V1i?2363?2045?4.83?106(KJ)

塔底真空度为-0.05MPa(表压),蒸汽加热焓为2644KJ/Kg,又蒸馏过程热损失Qn可取传递总热量的1﹪,根据热量衡算,可得消耗的蒸汽量为:

'Q3?Q4?Qn?Q14.83?106?4.01?106?3.08?106D1???2542(kg) 0I?CWt4(2644?4.18?85)?990若采用直接蒸汽加热,则塔底排出废醪量为:

WX?D1?11676+2542=14218(kg)

4年产量为5万吨燃料酒精的总物料衡算 工厂年开工为250 天。

日产产品酒精量:50000/250﹦200(t)

每小时酒精量:200×1000÷24=8333(Kg)=8.333(t)

实际年产量(次级酒精忽略不计):8.333×24×250=49998(t/a) 主要原料糖蜜用量:

日耗量:4180×200==836000(kg)=836(t) 年耗量:836×250=2.09×105(t)

每小时产次级酒精:8333×(2÷98)=170.06(kg)

实际年产次级酒精:170.06×24×250=1020360(Kg)=1020.36(t/a) 表 200000t/a糖蜜原料酒精厂物料衡算表

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生产物料衡算 1000Kg99.5%酒精物料量 燃料酒精 糖蜜原料 次级酒精 发酵醪 蒸馏发酵醪 杂醇油 二氧化碳 醪塔废醪量 1000 4180 20 14212 14039 3 968 14218 8333 34833 167 118432 116991 25 8067 118482.2 200 3344 4 2842.4 2807.8 0.6 193.6 2843.6 49998 209000 1000 710600 701943 150 484000 710893 每小时 (Kg) 每天 (t) 每年 (t) 5稀释工段的物料衡算物料衡算

糖蜜稀释用水量(以每生产1000kg酒精计算) 稀释成25﹪稀糖液用水量为: W1= 14212-4180=10032 (kg)

则生产5万吨酒精每小时需要稀释用水量:10032×8333÷1000=83597 (kg/h)

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生产5万吨酒精一年需要的稀释用水量:10032×50000=5.02×10(t/a)

营养盐添加量

选用氮量21﹪的硫酸铵作为氮源,每吨糖蜜添加1Kg,则每生产1000kg酒精:

硫酸铵年耗量为:4180×1=4180(kg/a)=41.8(t/a)

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