發(fā)酵廠項(xiàng)目建議書

1、目錄項(xiàng)目建設(shè)目的及意義二、廠址選擇和總平面設(shè)計(jì)三、產(chǎn)品方案四、工藝設(shè)計(jì)流程五、物料衡算六、設(shè)備選型七、公用工程與輔助單位八、組織架構(gòu)與勞動(dòng)定員九、經(jīng)濟(jì)效益分析十、廠區(qū)平面設(shè)計(jì)圖十一、設(shè)備平面布置圖十二、設(shè)備主剖面布置圖十三、管路布置圖項(xiàng)目建設(shè)目的及意義隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，究竟這種重要的工業(yè)原料被廣泛用于化工、 塑料、橡膠、農(nóng)藥、 化妝品及軍工等工業(yè)部門。且石油資源趨于缺乏、全球環(huán)境污染的日益加居IJ,各國 紛紛開始開發(fā)新型能源。燃料乙醇是目前為止最理想的石油替代能源，它的生產(chǎn)方法以發(fā)酵為主。菌種的優(yōu)劣對(duì)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(duì)菌株進(jìn)行改良， 對(duì)于降低生產(chǎn)成本， 乃

2、至實(shí)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。在我國石油年消費(fèi)以13%的速度增長，2004年進(jìn)口原油量超過1億噸，是世 界第二大的石油進(jìn)口國。 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。2001年4月，原國家計(jì)委發(fā)布了中 國實(shí)施車用汽油添加燃料乙醇的相關(guān)辦法，同時(shí)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒布了“變性燃料乙醇”和“車用燃料乙醇汽油”2個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)。作為試點(diǎn)，國家耗資 50余億元建立4個(gè)以消化“陳化糧”為主要目標(biāo)的燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)。2006年，我國燃料乙醇生產(chǎn)能力達(dá)到102萬t,已實(shí)現(xiàn)年混配1020萬t燃料乙醇汽油的 能力。2002年車用汽油消耗

3、 量占汽油產(chǎn)量的87.9% ,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20.7萬噸，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。在目前中國人均石油開采儲(chǔ)量僅為 2.6噸的低水平條件下，開發(fā)新 能源成為社會(huì)發(fā)展， 推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長的動(dòng)力，燃料酒精作為國家戰(zhàn)略部署的新型能源之一，在我國具有廣闊的市場(chǎng)前景。二、廠址選擇和總平面設(shè)計(jì)廠址選擇廠址選于蘭州市七里河區(qū)龔家灣，龔家灣環(huán)境優(yōu)美，閑置土地資源豐富。 而且為了招商引資，提供了一系列優(yōu)惠政策，工業(yè)用地價(jià)格為18萬元/畝，工業(yè)用 電價(jià)格平均1.5元/度，工業(yè)用水

4、1.1元/噸，所以， 依據(jù)以上條件我們選擇該地建 廠。 總平面設(shè)計(jì)全廠總平面設(shè)計(jì)廠區(qū)總平面的布置采用聯(lián)合式布置形式。生產(chǎn)車間集中建在廠區(qū)西 南側(cè)，屬下風(fēng)向，這樣有利于物料的運(yùn)輸，節(jié)省管子材料。鍋爐房配電站在廠區(qū)中央， 有利于向各個(gè)部門輸配電及供熱，但熱電廠和鍋爐間則建在廠區(qū)最西側(cè)。職工宿舍遠(yuǎn)離車間，在上風(fēng)向。廠區(qū)周圍設(shè)有花草，美化環(huán)境。三、項(xiàng)目建設(shè)方案（公用工程與輔助單位） 產(chǎn)品方案和擬建規(guī)模1、生產(chǎn)規(guī)模:50000 t/a2、生產(chǎn)方法：?jiǎn)螡舛冗B續(xù)發(fā)酵、差壓式二塔蒸儲(chǔ)、吸附脫水技術(shù)3、生產(chǎn)天數(shù)：每年250天4、酒精日廣量:200 t5、酒精年產(chǎn)量:49998 t6、副產(chǎn)品年產(chǎn)量：次級(jí)酒精占酒精

5、總量的2%7、雜醇油量:為成品酒精量的0.3%8、產(chǎn)品質(zhì)量：燃料酒精乙醇含量為99.5%(v/v)項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn) 土建標(biāo)準(zhǔn)：參照同 行較高建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完善和改進(jìn)并應(yīng)用新技術(shù)c 品衛(wèi)生法(國務(wù)院1995.10 )食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)四、工藝設(shè)計(jì)流程工藝指標(biāo)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1、糖蜜原料：含可發(fā)醉性糖50%2、發(fā)醉率：90%3、蒸儲(chǔ)率：98%4、發(fā)醉周期：48小時(shí)5、發(fā)醉溫度：28? 34 C6、硫酸鏤用量：1Kg/t糖蜜6、硫酸用量：5Kg/t糖蜜工藝流程1、原料的預(yù)處理包括添加絮凝劑、靜止澄清、2、糖蜜稀釋采用連續(xù)稀釋；3、醉母菌發(fā)醉4、分離純化本安全衛(wèi)生法則：中華人民共和國食(GB 2760)加酸等

6、過程;5、生產(chǎn)工藝流程(見下頁圖2-1 )HJ2-1五、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：C2 Oi +2c6HI2QT 4C2HO 出 4CO T342360184176X10002、生產(chǎn)1000Kg無水酒精的理論蔗糖消耗量：1000X( 342- 184)= 1858.7 (kg)3、生產(chǎn)1000Kg燃料酒精(燃料酒精中的乙醇99.5%(v)以上，相當(dāng)于99.18% (m)的理 論蔗糖消耗量：1858.7 X 99.18 %= 1843.5 (k)4、生產(chǎn)1000Kg燃料酒精實(shí)際蔗糖消耗量(生產(chǎn)過程中蒸儲(chǔ)率為98%發(fā)醉率為 90%):184

7、3.5 -98% 十 90% = 2090 (k)5、生產(chǎn)lOOOKg燃料酒精糖蜜原料消耗量(糖蜜原料含可發(fā)醉性糖50%:2090 十 50% =4180 ( Kg)6生產(chǎn)1000Kg無水酒精量(扣除蒸儲(chǔ)損失生產(chǎn)1000kg無水酒精耗糖蜜量為)：1858.7 -90%- 50% =4130.4 (kg)7、發(fā)酵醪量的計(jì)算：酒母培養(yǎng)和發(fā)酵過程放出二氧化碳量為：1000 99.18 00176-96898 001 84單濃度酒精連續(xù)發(fā)醉工藝，把含固形物88%勺糖蜜稀釋成濃度為25%勺稀糖液經(jīng)連續(xù)稀釋器可得稀糖液量為：4180X 85% /25 % =14212 ( kg)即發(fā)醉醪量為：14212k

8、g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%,則蒸儲(chǔ)發(fā)醉醪的量為：(14212-968 ) X( 1.00+6 %) =14039 ( kg )蒸儲(chǔ)發(fā)酵成熟醪的酒精濃度為：1000 99 _48-0-& ,98 00 140398、成品與廢醪量的計(jì)算糖蜜原料雜醇油產(chǎn)量約為成品酒精的0.25? 0.35 %，以0.3 %+,則雜醇油 量為1000X 0.3 % =3 (kg)醪液進(jìn)醪溫度為11=55 C,塔底排醪溫度為14=85 E,成熟醪酒精濃度為B1=7.14 %塔頂上升蒸汽的酒精濃度50%( v)即42.43 %(w),生產(chǎn)1000Kg酒精則

9、醪塔上升蒸汽量為：V 1=14039 X 7.14 %- 42.43 % =2363 ( kg)殘留液量為：Wx=14039-2363=11676 (kg)成熟醪量比熱容為：G=4.18 X( 1.019-0.95B 1)=4.18 X( 1.019-0.95 X 7.14 %)=3.98KJ/ (Kg - K)成熟醪帶入塔的熱量為：Q 1=FQt1=14039 X 3.98 X 55=3.08 X 106 ( KJ)蒸儲(chǔ)殘液內(nèi)固形物濃度為：FiBi 14039 7.14 0。詢。oWx11676蒸倒殘留液的比熱：C2 4.18(1 0.378B 2)4.18 (1 0.378 8.59 0。

10、)4.04 KJ/(kg K)塔底殘留液帶出熱量為：Q4 Wx C2 t4 11676 4.04 85 4.01 10 6(KJ)查附錄得42.43 %酉精蒸?官:含為2045KJ/Kg。故上升蒸汽帶出的量為：Q3 V1i 2363 2045 4.83 10 6(KJ )塔底真空度為-0.05MPa (表壓)，蒸汽加熱焙為2644KJ/Kg ,又蒸儲(chǔ)過程熱損失Qn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：Q3 Q4 Qn Q14.83 106 4.01 106 3.08 106Di2542( kg)I Cwt4(2644 4.18 85) 99。若采用直接蒸汽加熱，則塔底排出廢醪量

11、為：Wx Di 11676+2542=14218( kg )9、年產(chǎn)量為1萬噸燃料酒精的總物料衡算工廠年開工為250天。日產(chǎn)產(chǎn)品酒精量：10000/250= 40 (t)每小時(shí)酒精量：40X 1000-24=1667 (Kg) =1.667 (t)實(shí)際年產(chǎn)量(次級(jí)酒精忽略不計(jì))：1.667 X 24 X 250=10002 (t/a )主要原料糖蜜用量：日耗量：4180X 40=167200( kg ) =167.2(t)年耗量：167.2 X 250=41800 (t)每小時(shí)產(chǎn)次級(jí)酒精：1667X( 2-98) =34.02 (kg)實(shí)際年產(chǎn)次級(jí)酒精：34.02 X 24X 250=2041

12、20(Kg)=204.12 (t/a )表3-1 200000t/a糖蜜原料酒精廠物料衡算表物料衡算生產(chǎn)1000Kg99.5%酒精物料量每小時(shí)(Kg)每天(t)每年(t)燃料酒精100016674010002糖蜜原料41806967167.241800次級(jí)酒精2033.340.8200發(fā)醉醪1421223687.8568.48142120蒸儲(chǔ)發(fā)醉醪1403923399.45561.56140390雜醇油350.1230二氧化碳9681613.438.7296800醪塔廢醪量1421823701.4568.7142178.610、稀釋工段的物料衡算物料衡算糖蜜稀釋用水量(以每生產(chǎn)1000kg酒精

13、計(jì)算)稀釋成25嘛糖液用水量為：W= 14212-4180=10032 (kg)則生產(chǎn)1萬噸酒精每小時(shí)需要稀釋用水量：10032X 1677- 1000=16723.4 (kg/h)生 產(chǎn)1萬噸酒精一年需要的稀釋用水量：10032X 10000=1.0032 X 108 (t/a )營養(yǎng)鹽添 加量：選用氮量21%勺硫酸鏤作為氮源，每噸糖蜜添加1Kg,則每生產(chǎn)1000kg酒精：硫酸鏤年耗量為：41800X 仁 41800 (kg/a ) =41.8 (t/a ) 4.18t 4.18kg41800t日耗量：41800 十 250=167.2 (kg/d )每小時(shí)耗量：167.2 - 24=7 (

14、kg/h )則生產(chǎn)1萬噸酒精一年需要硫酸鏤用量：41.8 X 10000=4.18 X 105 (t/a )3、硫酸用量稀釋酒母稀糖液用酸5Kg/t糖蜜：年用量：41800X 5=20900 ( kg/a ) =20.9 (t/a )日用量：20900- 250=83.6 (kg每小時(shí)用量：83.6 - 24=3.5 (kg/h )則生產(chǎn)1萬噸酒精硫酸鏤一年用量：20.9 X 10000=2.09 X 105表3-2稀釋工段各物料用量(5萬噸產(chǎn)量計(jì)算)物料用量(t/a)糖蜜稀釋用水量1.0032 X 108營養(yǎng)鹽添加量4.18 X 105硫酸用量2.09 X 105熱量衡算發(fā)醉工段現(xiàn)生產(chǎn)100

15、00t/a,要每小時(shí)投入糖蜜量 6967kg/h ,則無水酒精量為: 6867X 1000 十 4130.4= 1686.76 (kg/h )以葡萄糖為碳源，酒母發(fā)醉每生成1kg酒精放出的熱量約為1170KJ左右，則發(fā)醉和培養(yǎng)酒母每小時(shí)放出的熱量為:Q=1170 X 1667=1.97 X 106 (KJ/h )發(fā)醉酒母冷卻水初twi=20C,終溫t： 2=27C,平均耗水量為：3酒母發(fā)酵酒母酒精捕集用水為：(待蒸儲(chǔ)發(fā)醉醪液量為F=23399.45kg/h ),q ,9710 67327.4(kg/h)Ce(twi tw2)4.18 (27 20)z5% F 十 1.06=5 %X 23399

16、.45 - 1.06= 1103.7 ( kg/h )發(fā)醉洗罐用水為:(每15天洗一次)2% F 十 1.06=2 %X 23399.45 - 1.06=441.5 (kg/15 天)則在發(fā)醉工段總用水量 W發(fā)酵工段=1103.7 +441.5 +67327.4 =68872.6( kg/h )蒸儲(chǔ)工段按采用差壓蒸儲(chǔ)兩塔流程計(jì)算，進(jìn)醪塔濃度為7.14 %出醪塔酒精蒸汽濃度為50% .1、醪塔圖2-1醪塔的物料和熱量平衡圖醪液預(yù)熱至55C,進(jìn)入醪塔蒸儲(chǔ)，酒精質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 7.14 %沸點(diǎn)92.4 C,取上升蒸 汽濃度為50%( v),即42.43 %(w)o塔頂溫度75E,塔底溫度85U則塔頂上升

17、蒸汽熱 焙量i1=2045kJ/kg 。加熱蒸汽取0.05MPa絕對(duì)壓力，則其熱燃 量I 1=2644KJ/kg 。F1 D1 V1 WxD1即F1 V1 Wx2-1酒精衡算式：F1XF1 V1 y1 (WxD1 )Xw12-2總物料衡算：式中：Xfi一成熟發(fā)醉醪內(nèi)酒精含量1% (w , Xfi=7.14 %yl塔頂上升蒸汽中酒精濃度1%(W , y=42.43 %。X w塔底排出廢糟內(nèi)的酒精濃度%(W,塔底允許逃酒在0.04%Z下，取Xw=0.04 %2-3fiC Fit FlDi1 1 v1 il(wX CwDlCe )tW1 熱量衡算式：設(shè) G1=3.98KJ/ (kg ? h), Cw

18、=4.04KJ/ (kg ? k), Ce=4.18KJ/ (kg ? k),并取 熱損失 Qi=1% DIi, tFi=55C, tw=85C, R=23399.45 (kg/h )聯(lián)解2-1、2-2、2-3求得Vi=3914.45 (kg/h ), Wx=19485 (kg/h ), D=5063 (kg/h )般醪塔采用直接蒸汽加熱，塔底醪排出量為：G=W+D=19485+5063=24548(kg/h )表3-3年產(chǎn)1萬噸酒精廠蒸儲(chǔ)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)上物料(kg/h )熱量(kj/h )成熟Fi23399.45F 1 CjF

19、it Fi3.05 X 107蒸儲(chǔ) 殘液W19485WCt wi2.8 X 107加熱 蒸汽d5063DIi1.34 X 107上升 蒸汽Vi3914.45Vi i8X 106加熱蒸汽d5063Dt wCe67.57 X 10熱損失Qi1.34 X 10累計(jì)28462.454.39 X 107累計(jì)28462.454.37 X 1072、精儲(chǔ)塔塔頂溫度105 C,塔底130 C,進(jìn)汽溫度130 C,出塔濃度為 96% (v),即93.84 %(w)o出塔酒精量為：p=1667X 99.18/93.84= 1761.9(kg/h)每小時(shí)醛酒量因?yàn)槿┚普汲鏊凭?%,貝U每小時(shí)的醛酒量為：A=2%

20、X 1761.9=35.24 (kg/h)(3) P' = P A =1761.9 - 35.24=1726.66 (kg/h)圖2-2精儲(chǔ)塔的物料和熱量衡算圖在精微塔中，塔頂酒精蒸汽經(jīng)粗微塔底再沸器冷凝后，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，此少量酒精約為精儲(chǔ)塔儲(chǔ)出塔酒精的2%左右，則其量為：Pe=Px 2%=726.66 X 2%=34.5 (kg/h )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)量為塔頂偏出塔酒精的2%左右)其中包括雜醇油 m=0.3 % (P ' +A)=5.

21、3(kg/h),故 H=(P' +Fe)x 2 % =(1726.66+34.5 ) X 2% =35(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儲(chǔ)廢水經(jīng)預(yù)熱到tH=80C ,仍回入精儲(chǔ)塔，這部分稀酒精量為：H ' = (1+4)H - m = 5H- m=5 x 35-5.3 =169.7 (kg/h)(6)物料平衡：F2 + D2 + H' = P ' + Pe+ H + Da + W x則：W' x= F2 + H' -P ' -Pe-H =3914.45+169.7 - 1726.66 -34.5 -35

22、 =2287.99 (kg/h) (7)熱量平衡：F2CF21F2 D2|2 H'C HS R( Pe P')tpCp=(R 1)(Pe P')i 2 P'tpCp HiH (D2 Wx)tw2CW Q n2式中R 精儲(chǔ)塔回流比一般為3? 4,取3I2精儲(chǔ)塔加熱蒸汽熱含量,0.6Mpa絕對(duì)壓力,12=2652(kJ/h)th一為回流稀酒精進(jìn)塔溫度t h=80 EC H 一為雜醇油分離器稀酒精比熱，稀酒精濃度為:Xh Xh(h g) 75.20o (35 5.3) 132Q% ,H'169.7查得起比熱為Ch =4.43KJ/ (kg ? k), 75.2

23、為雜醇油酒精的重量百分濃度，與液相濃度55%( v )相平衡。tp一出塔酒精的飽和溫度(78.3 C)C p一出塔酒精的比熱，應(yīng)為 2.80kJ/(kg.K)i2一塔頂上升蒸汽熱含量，i 2=1163.2 (kJ/kg)ih一雜醇油酒精蒸汽熱含量，應(yīng)為i H=1496(kJ/kg)tw2精儲(chǔ)塔塔底溫度，取130CCw取 4.04KJ/ (kg ? k)Q n2精微塔熱損失，Qn3=2%2D2C F2一進(jìn)塔酒精的比熱，取 C=4.16(kJ/kg) tF2一進(jìn)料溫度，取90 rW x上面算得 2287.99kg/h計(jì)算可得：D=2243(kg/h)塔底排出的廢水：G=D 2+Wx= 2243+2

24、287.99 =4530.99 ( kg/h )計(jì)算蒸儲(chǔ)工段的蒸儲(chǔ)效率:皿婦47619 98.213%7.14% 23399.45XpPXF1f1表2-4年產(chǎn)1萬噸酒精工廠蒸儲(chǔ)工段精儲(chǔ)塔物料熱量衡算匯總表進(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 )脫醛液F2 3914.45F 2Cf2t F25.9 X 10696%酒精P, 1726.66P' Cpt p1.69 X 106加熱 蒸汽D22243D2125.9 X 106次級(jí)酒 精Pe34.5稀酒精1H169.7H CHt H2.65 X 105雜醇油 酒精蒸 汽H35HiH0.52

25、X 105回流液R(Pe+ P')C Ptp5.2 X 106蒸儲(chǔ)廢水W+D24530.99(Wx + D) t W 2Cv7.37 X 106上升蒸汽(R+1) (Pe+ P') i 2 8.2 X 106熱損失Q20.12 X 106累計(jì)6327.151.72 X 107累計(jì)6327.151.74 X 107其他衡算541供氣衡算由前面計(jì)算所得數(shù)據(jù)可知蒸播工段蒸汽消耗：D= D+D2=5063+2243= 7306 ( kg/h )年耗蒸汽量為：7306 X 24 X 250=43836(t)酒精廠平均蒸汽用量：酒精廠每小時(shí)平均蒸汽消耗量主要供給蒸儲(chǔ)工段，因此其消耗量由蒸儲(chǔ)

26、量和損失組成，蒸汽總損失取蒸儲(chǔ)工段蒸汽消耗量的4%則鍋爐需要蒸發(fā)量為：7306 X (100 % +4%)=7598.24kg/h使用熱值為4000大卡的煤，假設(shè)鍋爐效率為80%則每噸煤能供生產(chǎn)使用50t新鮮 蒸汽，則連續(xù)蒸儲(chǔ)煤消耗量為：7598.24 - 50000 - 80% =0.189 (t/h )本設(shè)計(jì)選用的鍋爐為工業(yè)中壓(1.47 5.88Mp )中型(20 75t)的煤粉鍋爐型號(hào)為YG80/3.82 M7蒸發(fā)量為80t/h ,額定溫度為450 C5.4.2供電衡算根據(jù)我國糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵工藝技術(shù)指標(biāo)，設(shè)生產(chǎn)每噸酒精耗電40度，可估 算酒精廠的用電：40X 10000=4 X 10

27、5 (度/ 年)=1600 (度/ 日)考慮到此值為估算值，所以乘以一個(gè)富裕系數(shù)為120%1600X 120% =1920 (度/ 日)=4.8 X 105 (度/ 年)六、設(shè)備選型1發(fā)酵設(shè)備設(shè)計(jì)采用連續(xù)發(fā)酵方式，根據(jù)物料衡算結(jié)果可知，每小時(shí)進(jìn)入發(fā)酵罐的醪液體積流量為：23687.8kg/h ,密度為 1200 kg/m3 網(wǎng)。進(jìn)入種子罐和1號(hào)發(fā)醉罐的醪液體積流量為W23687.8/1200=19.7= 20rrVh6.1.1發(fā)醉罐容積和個(gè)數(shù)的確定(1)種子罐個(gè)數(shù)的確定：為保證種子罐有足夠種子，種子罐內(nèi)醪液停留時(shí)間應(yīng)在12h左右，則種子罐 有效容積為：V=20X 12=240 (朋)取種子罐裝

28、料經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為80%則種子罐全容積為：V*V/u=240/80%=300m 取 300 用每個(gè)罐的容積為150m,則種子罐個(gè)數(shù)為：300/150=2 (個(gè))(2)發(fā)醉罐體積。根據(jù)發(fā)醉罐現(xiàn)在的設(shè)備情況，從100 m3到500 m3,現(xiàn)在酒精廠 一般采用300 m3,按照有關(guān)情況和指導(dǎo)老師建議，我采用300 m3,取H=2D h1=h2=0.1DD 一為發(fā)酵罐內(nèi)徑，(m)H 一為發(fā)醉罐高，(rr)h1、h2一分別為發(fā)醉罐底封頭高和上封頭高，(m頭近似發(fā)醉罐上均為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，下部為錐形封頭，為了計(jì)算簡(jiǎn)便，假設(shè)其上下封相同，則V 全 D H 2 -D (h 144-D) 500(m )6D=5.33

29、m , H=10.66m h 1=h2=0.533m發(fā)醉罐的表面積圓柱形部分面積：2F1=n DH=3.14X 5.33 X 10.66=178m由于橢圓形圭寸頭表面積沒有精確的公式，所以可取近似等于錐形圭寸頭的表面If積：F2=F3= D (D)2 h25.33 . (33)2 0.533 2 23(m2)2 22 丫 2發(fā)醉罐的總表面積：F=F+F 2+F3=178+23+23=224m(3) 計(jì)算發(fā)醉罐數(shù)量：上面已經(jīng)寫到，我設(shè)計(jì)的發(fā)醉罐規(guī)格為300 m的規(guī)格，設(shè)總發(fā)醉時(shí)間為48小時(shí),V 有效=WT/N-公式V 全容積xw =v有效- 公式(2)式中W一每小時(shí)進(jìn)料量；T一發(fā)醉時(shí)間；N一發(fā)醉

30、罐數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，一樣取發(fā)醉罐填充系數(shù)為W =80%則可以得到：300X 80%=20 x (48-12)/N,計(jì)算得到：N=3個(gè))，則我們需要發(fā)醉罐 N=3個(gè)6.1.2 糖蜜儲(chǔ)罐個(gè)數(shù)的計(jì)算糖蜜儲(chǔ)罐采用800m3規(guī)格：1 5 天的糖蜜量為:V=167.2 X 15=2508 (t)查得85Bx的糖蜜密度為1450 kg/ m 3貝 U V = 2508 X 1000/1450 = 1729.6 ( ni)設(shè)其裝料系數(shù)為80%則貯罐的全容積為：V 糖蜜=1729.6/0.8 = 2162 (m) 2162/800=2.7 (個(gè))，取 3 個(gè)6.1.3 冷卻面積和冷卻裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸(一)、總的發(fā)醉

31、熱：Q=Q1-(Q 2+Q3)Q1=GSqQ3 F (c tw t b )式中G一每罐發(fā)醉醪量(kg)S 一糖度降低百分值()q 一每公斤糖發(fā)醉放熱(J),查得418.6JQ 1一主發(fā)酵期每小時(shí)糖度降低 1度所放出的熱量Q 2代謝氣體帶走的蒸發(fā)熱量，一般在5%6%之間，我們估算時(shí)采用 5%Q 3不論發(fā)酵罐處于室內(nèi)還是室外，均要向周圍空間散發(fā)熱量Q,具體計(jì)算看后面。Q1=(23399.45/3 )x 12x418.6x1%=3.92x105(KJ/h)54Q2=5%Q1=5%x 3.923 x 105=1.96x104(KJ/h)發(fā)醉罐嫌根附格散失計(jì)算：先求播射對(duì)流聯(lián)合給熱系數(shù)，假定發(fā)醉罐外壁3

32、5 C,生產(chǎn)廠所在地區(qū)夏季平均溫度為 27C,則:c4.1值按生產(chǎn)經(jīng)夠數(shù)據(jù)取270(CKj/v/(00)?(hB?T0故傳熱總系數(shù)為:1.7 4 35 2788 (273 35)/100 4 (273 27)/100 48.35kcal/(m235kJ/( m2 h35 27 h C)C)可得：Q3224 35 (35 27) 62720(kJ /h)=6.30 X 104 ( kJ/h )需冷卻管帶走的單個(gè)發(fā)醉罐冷卻熱負(fù)荷為：Q=QQ 2-Q3=3.92 X 105-1.94 X 104-6.30 X 104=3.096 X 105(kJ/h)總發(fā)醉熱為:Q 發(fā)酵=3.096 X 105 X

33、 3=0.97 X 106(kJ/h)(二八冷卻水耗量的計(jì)算w令卻4.65 101.59 105(kg/h)Cp(t2 tj 4.186 (27 20)(三八傳熱總系數(shù)K值的確定選取蛇管為水煤氣輸送鋼管，其規(guī)格為114X 4,則管的橫截面積為：0.785 X( 0.114-0.004 X 2) 2=0.00882 ( m)24.186 A設(shè)罐內(nèi)同心裝蛇管,2設(shè)蛇管圈的直徑為4.186 6.45并同時(shí)進(jìn)入冷卻水，則水在管內(nèi)流速為:30.66m,并由水溫差得 A=6.45()°，1歹)它廠J77r)0 8(7.94 10-31000).O.1O60.21.77 皿)0.33h C)R=0

34、.33mVs=0.785*d *0.9= 7.94*10 - m3/s| 2K301kJ/(m2 h C)11 O.OO4 1348 27OO 1881675O式中1/1675O 一為管壁水污垢層熱阻(ni ? h ?T)/kJ188 一鋼管的與熱系數(shù)kJ/ (mi ? h ?T)o.oo4 一管子壁厚(m（四八冷卻面積和主要尺寸Q3.096 1059Q 177(m2)K"tm301 5.8(五八發(fā)醉罐壁厚1、發(fā)醉罐壁厚SSC (cm)2 P式中P 設(shè)計(jì)壓力 取最高工作壓力的1.05倍，現(xiàn)取0.5MPaD 一發(fā)醉罐內(nèi)徑，D=533cmA鋼的許用應(yīng)力，=127MPa一焊縫系數(shù)，其范圍在

35、0.15? 1之間，取0.7C 一壁厚附加量(cm)C=C 1+C+C式中Ci一鋼板負(fù)偏差，視鋼板厚度查表確定，范圍為 0.13? 1.3,取C=0.8mm C 2一為腐蝕裕量，單面腐蝕取 1mm雙面腐蝕取2mm現(xiàn)取C2=2mmC3一加工減薄量，對(duì)冷加工 G=0,熱加工封頭G=SX 10%現(xiàn)取G=0C=0.8+2+0=2.8(mm533 0.50.28 1.78(cm)查詢可知選用30mm厚A3鋼板帝U作PD C(cm)2 P式中 P=0.5MPa , D=533cm ,=127MPa ,=0.72、封頭壁厚計(jì)算533 0.52 1270.70.50.381.88(cm)C=0.08+0.2+

36、0.1=0.38 (cm)選用30mm厚A3鋼板制作(六八進(jìn)出口管徑叫121、稀糖液進(jìn)口管徑：稀糖液體積流量為99nVh ,其流速為0.42m 31s,則進(jìn)料管截面積為F 物 Q 空型 0 0.013( m 2) V 0.42F 物二-八，管徑 d 0.785 ® 0.13 (m)取無縫鋼管？ 580X 10, 580mm>288mm可適用2、稀糖液出口管徑因?yàn)槌隹谖锪狭恳冗M(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?。?600X10無縫鋼管就可以滿足了。則取無縫鋼管？ 600X 103、排氣口管徑??？ 630X 12無縫鋼管。6.2其它設(shè)備的計(jì)算和選型6.2.

37、1 蒸儲(chǔ)設(shè)備6、8、17蒸儲(chǔ)設(shè)備采用差壓蒸儲(chǔ)兩塔系機(jī)組，可以充分利用過剩的溫差，也就是減少了有效熱 能的損失參照“上海酒精總廠差壓蒸儲(chǔ)兩塔系機(jī)組方案”，設(shè)計(jì)蒸儲(chǔ)機(jī)組如下：(1)醪塔：仿法國方形浮閥塔板，塔徑3000mm22板，板間距500mm塔高14800mm 裙座直徑3000mm 高5000mm(2)精儲(chǔ)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 5000mm6.2.2 換熱器的選型換熱器標(biāo)準(zhǔn)換熱管尺寸25X 2mm的不銹鋼,為正三角形排列，管間距t=32 mm. 同時(shí)，管殼式換熱器的制造簡(jiǎn)單方便，相對(duì)投資費(fèi)用較低。為了

38、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 CO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)。6.2.3 稀釋器選用立式錯(cuò)板糖蜜連續(xù)稀釋器。 3生產(chǎn) 1t 酒精需 4180kg85。糖蜜，密度為 1450kg/ m ,1 天需 4180 X 40=167200kg , 生產(chǎn)1萬噸酒精一天內(nèi)釋至25。糖蜜用量得：14212X 10000/250=568480kg,密度 1200kg/ m 3, Vi =568480/1200=473.73m 3又稀釋器的近似體積等于：一 D2I V44 473.7330240 3.14式中d為稀釋器的內(nèi)徑，(m初

39、選糖蜜按經(jīng)驗(yàn)選取流速為 u=0.35m 3/s則 Di0.141m ,取 0.15m1=0.35 X 24X 3600=30240 ( m),167253010.58m1153.1m 3 5 0.015424) 3600取 0.60m糖蜜輸送管，流速為0.10m/s序號(hào)設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)規(guī)格與型號(hào)來源1種子罐2150 m3訂購2發(fā)醉罐3300 m3訂購3醪塔1浮閥型？ =3m訂制4精微塔1導(dǎo)向篩板塔訂制5換熱器2板式、蛇管換熱器 各一訂購6酒精捕集器2泡罩板式訂制7稀釋器10.65m訂制8糖蜜貯罐3800 m3訂購9鍋爐1YG80/3.82 M7訂購表4-1年產(chǎn)1萬噸酒精工廠設(shè)計(jì)主要設(shè)備一覽表七、公

40、用工程和輔助單位(一)供水衡算利用酒母發(fā)酵的冷卻廢水進(jìn)行冷卻，這樣可以節(jié)省冷凝水用量。精微塔分凝器熱量衡算有：(R2 + 1 ) ( P' +Pe) i 2= W 精儲(chǔ) Cw ( tH3-t H3)1精微塔分凝器冷卻用水W#儲(chǔ)分凝i2(R 1) ( P 巳)CW(t H 3 tH 3)精儲(chǔ)塔回流比R為3塔頂上升蒸汽熱燃i 2 =1163.2KJ/kg冷卻水進(jìn)出口溫度tH3、tH3,取t H3=20E, tH3=85CCw取 4.04kj/kg則精儲(chǔ)塔冷凝器冷卻用水為：W精微分凝 =31204.59 kg/h2成品酒精冷卻和雜醇油分離器稀釋用水成品酒精冷卻使用20r的河水，根據(jù)熱量衡算,

41、耗水量為：W 成品 P'Cp(tP tP)CW (t H 2 tH 2 )C P為成品酒精比熱容為2.90KJ/ (kg ? K)tp、tp為成品酒精冷卻前后的溫度，分別為 78.3 °C、30CtH2、tH2為冷卻水進(jìn)出口溫度，分別為 20C、40 CCw=4.04 KJ/ (kg ? K)則成品酒精冷卻水用量為：W 成品=2993.23 kg/h在雜醇油分離器內(nèi)加入4倍的水稀釋，則稀釋用水量為：W雜醇油分離 =4 H=4X 35=140kg/h 3 總用水量蒸儲(chǔ)車間總用水量為:W蒸儲(chǔ)工段 =W精微分凝+W成品+W雜醇油分離=34337.82 (kg/h )表3-1各工段用水量及總用水量工段稀釋工段發(fā)醉工段蒸儲(chǔ)工段用水量(kg/h )16723.468872.634337.82總計(jì)(kg/h )119933.82(二)輔助單位 輔助單位射食堂，停車場(chǎng)，門房，生活超市，衛(wèi)生室，職工宿舍辦公