121万吨955酒精厂设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)

121万吨955酒精厂设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

70%，发酵接种量 4%,则糖化醪量 : G1 =（ 15730/%+15050） （ 1+4% 70%） / = 105kg/h 在糖化锅内应加入糖化酶和水的量为： m=G1W6= 105=8200kg/h 其中糖化酶量为： 齐齐哈尔 大学毕业设计 (论文 )用纸 19 =则糖化补充加水量为： =这时糖化醪浓度 : Bg%= 104 86%/（ 105+） =% 糖化醪比热为： cg= + （ ） /100 =（ kg K） tg1=W6 c6 t6+25m Ce/（ G1 cg） =（ 105 65+25 8200 ） /（ 105 ） =℃ 糖化醪的冷却采用螺旋板换热冷却。 要求糖化醪温度由 tg1=℃下降到 tg2=28℃，现取 tw1＇ =17℃ 终温 tw2＇ =35℃，糖化醪取 3%做酵母，则 冷却水耗量为： Ws＇ =97%G 1C g(t g1tg2)/[Ce(t w2＇ tw1＇ )] =97% 1053. 58( )/[(3 517)] = 105 kg/h 酒母发酵工段的物料、热量和水衡算 酒母发酵工段采用连续工艺过程。 酒母发酵采用连续发酵工艺过程。 自糖化锅分出部分糖化醪经稀释到酒母培养罐，需要再加入糖化剂进行糖化，以增加酒母醪中还原糖含量，在糖化剂中蛋白酶的作用下使蛋白质分解，以增加酒母内的氨基酸，保证酒母繁殖所需的营养。 然后冷却供接种培养（用作逐级扩大所需的酒母醪）。 酒母生产过程的物料和热量衡 算如下： 酒母糖化醪中补充糖化酶量为： m 2＇ = =齐齐哈尔 大学毕业设计 (论文 )用纸 20 补充 60℃温水量与糖化酶以用做酒母的糖化醪，并且满足发酵接种4%的需要。 因此补充水量为： m W＇ =97% 4% G13% G1m2＇ =97% 4% 1053% =1550kg/h 这样酒母糖化醪量为： g＇ =3%G 1 +m 2＇ +m W＇ =3% 105++1550=6837kg/h 由于酒母罐内醪液量包括接种的小酒母在内，则平均每小时酒母量为： g＇＇ =g＇ =6837kg/h 进入发酵罐的发酵液： G3=97% G1+g＇＇ =97% 105+6837= 105kg/h 待蒸馏发酵醪数量： F =(G3f44/46) (1+5%) =（ 10515730 44/46） = 105kg/h 待蒸馏发酵醪浓度： （ 15730/172600） 100%= % 在发酵过程中，每小时要生成 15730kg/h 酒精，以葡萄糖为碳源酵母发酵每生成 1kg 酒精放出的热量约 1170KJ 左右，则发酵每小时放出的热量为： Q=15730 1170= 107 KJ/h 取发酵工段冷却水初温 tw1， =17℃深井水，终温 tW2， =25℃，平均耗水量： Wg， =Q/[CW（ tW2， — tw1， ） ]= 107/[（ 25－ 17） ] = 105 kg/h 蒸馏工段的物料衡算 齐齐哈尔 大学毕业设计 (论文 )用纸 21 粗馏塔在 104Pa 负压条件下操作。 由前面计算知粗馏塔成熟醪浓度为 %（ w），预热到 70℃ ，从资料上查得成熟醪沸点 ℃ ，比热 （ kg• K），则每 100kg 进料加热到沸点所需热量 : Q=100 （ ） = kJ 即 ：。 由 算 图查 得 粗 馏 塔进 料 板 上 液 体的 浓 度为 :%(W)。 根据汽液平衡关系，这时粗馏塔上升蒸汽的酒精浓度为%(W)，相当于 %(V)，现取上升蒸汽的酒精浓度为 60%(V)，相当于 %(W)。 可得总物料衡算式： F1=V1+W1 （ 441） 酒精衡算式： F1XF1=V1Y1+W1Xw1 （ 442） 式中 XF1— 发酵成熟醪内酒精含量， %（ w）； Y1 — 粗馏塔上升蒸汽的酒精浓度， %(W)； Xw1— 塔底排出废糟内酒精浓度， %(W)。 粗馏塔采用精馏塔上升蒸汽通过再沸器进行加热，设这部分热量为Q1。 热量衡算式： F1cF1tF1+Q1=V1I1+W1cWtw1+q1 （ 443） 式中 F1 — 粗馏塔进料量， 105kg/h； cF1 ， cW— 分别为成熟醪、塔底废液的比热， cF1=（ kg• K） ， cW=（ kg• K）； tF1 ,tw1— 分别为成熟醪、塔底废液的温度， tF1=70℃ ,tw1=℃； I1— 塔顶上升蒸汽热含量， ； q1— 醪塔热损失， q1=1% Q1。 将上述各数据代入（ 441）、（ 442）、（ 443）式中，并联立解之得： V1= 104kg/h 齐齐哈尔 大学毕业设计 (论文 )用纸 22 W1= 105kg/h Q1= 105kg/h 粗馏 塔上升的蒸汽经过分离器排入排醛塔中下部，在醛塔中低沸点物质和酒精蒸汽上升过程中逐板被浓缩，在醛塔塔顶上升蒸汽中低沸点物质和酒精浓度是很高的 ，由于醛塔塔顶分凝器的部分冷凝作用使沸点物质进一步浓缩，为了使低沸点物质得到排除，在冷凝器内要排出部分醛酒，若取醛酒为成品酒的 2%，则每小时醛酒量为： A=2% P=2% 15730/%=338kg/h 为保证成品酒精的质量通常要从精馏塔冷凝器中回流部分次等酒到排醛塔。 若取次等酒为成品酒精的 2%，则进入醛塔的次等酒数量为： Pe=2% 98%P =2% 98% （ 15730/%） =设醛塔回流比 R2，则上升蒸汽量为： V2=(R2+1) A 对全塔进行总物料 衡算则有： V1+D2+Pe+C=F3+A （ 444） 酒精衡算式： V1y1+Pexpec=F3XF3+AXA （ 445） 脱醛液 F3的浓度为 50%（ V） ,相当于 %(W),同时一般醛酒浓度XA与次等酒浓度 Xpe均按 96%(v)计 相当于 % (w)。 根据（ 445）式可得： F3 =(V1y1+PeXpe+CXc AXA)/ XF3 =( 104 %+ %338 %)/% =35440kg/h 将已知各值代入（ 445）式中，就可的塔底补充加热蒸汽量为： D2＝ F3＋ A－ F2－ Pe =35440+ = kg/h 热量衡算式 齐齐哈尔 大学毕业设计 (论文 )用纸 23 V1i1+D2I2+R2AcAtA+Pecpetpe+CcCtC=(R2+1)Ai2+F3cF3tF3+q2（ 446） 式中 I2— 加热蒸汽热含 量，设用 Mpa 表压蒸汽加热。 则 I2= kJ/kg； cA、 cpe、 — 分别为醛酒、精馏塔次等酒、按 96%（ V）酒精计， cA=cpe= kJ/（ kg• K）； tA、 tpe— 分别为醛酒、精馏塔次等酒、 tA=tpe= 70℃； i2— 96%（ V）酒精蒸汽热含量， 1178 kJ/kg； cF3— 脱醛液比热，按 50%（ V）酒精查得 cF3= kJ/（ kg• K）； tF3— 脱醛液离塔温度， ℃； q2— 醛塔热损失，设 q2=1%D2I2。 将上述各数据代入（ 446）式中，即可 求醛塔回流比： R2= 精馏塔在 压力下进行操作。 醛塔来的脱醛液在液相沸点状态下进入精馏塔。 酒精被加热汽化逐板增浓，在塔板液相浓度 55%（ v）处汽相抽取部分蒸汽 H。 经冷凝去杂醇油塔，这部分冷凝液称杂醇油酒精，数量为塔顶馏出酒精的 2%，其中包括杂醇油 m0。 m0=%(P+A)= kg/h 故 H=2%(P+Pe)= kg/h 在杂醇油塔内加入 4 倍左右的水稀释，分油后的稀酒精用塔底蒸馏废水预热到 tH=80℃仍回入精馏塔， 这部分稀酒精数量为： H＇ =(1+4)Hm0 =5H m0=1515 kg/h 由甲醇塔回来的部分塔底酒进行再次精馏，其浓度一般为 92%（ V），相当于 %（ W） ,数量一般为成品酒精的 2%左右，则甲醇塔回酒量为： B＇ =2%P=338 kg/h 塔顶上升蒸汽大部分进入粗馏塔塔底再沸器间接加热醪液，冷凝液回流至精馏塔。 小部分经分凝器和冷凝器，在最后一级冷凝器取少量次等酒 Pe 回入醛塔，其余回流进精馏塔塔顶。 在塔顶以下数块塔板引出齐齐哈尔 大学毕业设计 (论文 )用纸 24 95%（ V） 的酒精 F4进入甲醇塔，塔底用 Mpa 表压 蒸汽加热，冷凝水和蒸馏残液 W3一起排出塔外。 物料衡算式： F3+D3+H＇ + B＇ =F4+H+Pe+W3+D3 简化为： F3+H＇ + B＇ =F4+H+Pe+W3 （ 447） 酒精衡算式： F3XF3+H＇ XH＇ + B＇ X B＇ =F4XF4+HXH+(D3+W3)XW （ 448） 式中 F3— 脱醛液数量， 35440 kg/h； XF3— 脱醛液浓度， 50%(V)相当于 %（ W） ； XH— 杂醇油酒精重量百分比浓度，与液相浓度 55%（ V） 相平衡，查资料可知为 %（ W） ； XH＇ — 杂醇油塔回流稀酒精浓度： XH＇ = XH（ Hm0） /H， =%（ ） /1515=%； XF4— 进入甲醇塔酒精浓度， 95%（ V）相当于 %（ W）； XW— 塔底排出残液酒精浓度， %（ W）。 热量衡算式： F3cF3tF3+D3I3+R3(Pe+P)cPtP+H＇ cH＇ tH＇ +B＇ cB＇ tB＇ =[(R3+1)(Pe+P)+Pe] i3 +F4cF4tF4+HiH+(W3+D3) cW3 tw3+q3 （ 449） 式中 R3— 精馏塔回流比， 3； cF cP、 cH＇ 、 cB＇ 、 cF cW— 分别为脱醛液、回流酒精、杂醇油塔稀酒精、甲醇塔回酒、进入甲醇塔 95%（ V） 酒精、塔底残留液的比热， cF3=（ kg• K）、 cP=（ kg• K）、 cH＇ = （ kg• K）、 cB＇ =（ kg• K）、 cF4= （ kg• K）、 cW3= （ kg• K）； tF tP、 tH＇ 、 tB＇ 、 tF tW— 分别为脱醛液、回流酒精、杂醇油塔稀酒精、甲醇塔回酒、进入甲醇塔 95%（ V） 酒精、塔底残留液的比热， tF3=80℃、 tP=95℃、 tH＇ =80℃、 tB＇=62℃、 tF4=95℃、 tW3=104℃； I3 、 i3 、 iH— 分别为精馏塔加热蒸汽、塔顶上升蒸汽、杂齐齐哈尔 大学毕业设计 (论文 )用纸 25 醇油酒精蒸汽的热含量， I3=、i3=1283kJ/kg 、 iH=1646kJ/kg； q3— 精馏塔热损失，设 q3=1%D3I3。 将上述各数据代入（ 447）、（ 448）、（ 449）式中，并联立解之得： F4=17370kg/h D3=31450kg/h W3=26570kg/h 塔底排出的废水量 ： G=W3+D3=58020kg/h 甲醇塔在 104Pa 负压下进行操作。 精馏塔来的高浓度酒精 F4（其浓度为 95%（ V） ），进入甲醇塔的相应板上，通过甲醇塔除去其中残留的头级杂质（甲醇），使之进一步被纯化。 头级杂 质由塔顶冷凝器排出。 甲醇塔用排醛塔上升蒸汽经再沸器加热。 在塔下部排出成品酒精。 总物料衡算式： F4= B＇ +B+P+W4 （ 4410） 酒精衡算式： F4XF4=B＇ XB＇ +BXB+P。