年产5万吨酒精厂蒸煮糖化车间设计

目录1前言............................................................11.1酒精工业的发展................................................11.1.1酒精国外发展现状...........................................21.1.2酒精在我国的发展历史及现状.................................31.2蒸煮糖化工艺研究进展..........................................51.2．1常压蒸煮工艺..............................................51.2．2同步糖化发酵工艺..........................................51.2．3生料淀粉发酵法............................................52生产方法的选择及论证............................................52.1原料的选择及酒精生产原料状况分析..............................52.1.1淀粉质原料................................................62.1.2糖蜜原料..................................................62.1.3纤维质原料................................................62.1.4木薯的选择................................................72.2蒸煮工艺的选择................................................72.3糖化工艺的选择................................................73生产工艺及技术要求..............................................93.1粉浆拌料......................................................93.2料浆输送......................................................93.3液化喷射器及蒸煮罐的选择......................................93.4后熟器和气液分离器的选择.....................................103.5原料的糖化及冷却.............................................104工艺计算.......................................................114.1物料衡算.....................................................114.1.1生产过程物料衡算主要内容.................................114.1.2工艺技术指标及基础数据...................................114.1.3工艺流程示意图...........................................124.1.4原料消耗计算.............................................124.1.5蒸煮醪量的计算...........................................144.1.6糖化醪与发酵醪量的计算...................................164.1.7酒精厂总物料衡算.........................................174.2蒸煮糖化各工段的物料和能量衡算...............................184.2.1蒸煮工段的物料和热量衡算.................................184.2.2糖化冷却工段的物料和热量衡算.............................204.2.3蒸煮糖化各工段能量及物料衡算表...........................205.设备选型.......................................................215.1连续蒸煮糖化设备的计算.......................................215.1.1调浆罐计算...............................................215.1.2预煮罐的计算.............................................225.1.3液化喷射器选型...........................................225.1.4维持罐的计算...............................................235.1.5后熟器的设计.............................................235.1.6汽液分离器的计算.........................................245.1.7真空冷却闪蒸器的计算.....................................255.1.8糖化锅的选型.............................................265.1.9糖化醪的冷却及换热器的设计...............................265.2设备选型总汇.................................................276生产车间的布置说明.............................................287结论及展望.....................................................31参考文献.........................................................33致谢.............................................................34年产5万吨酒精厂蒸煮糖化车间设计11前言酒精学名乙醇，分子式为C2H5OH,结构简单的醇类，无色透明的液体。酒精具有很强的挥发性和刺激性气味，极易燃烧生成CO2和H2O，同时放出大量的热量。其化学性质十分活泼，可与水、醇类、甘油等有机溶剂混合，也可与多种金属盐类、碳氢化合物、脂肪酸等起化学反应。在国计民生中，酒精工业占有重要的位置【1】。酒精广泛应用与国民经济的许多部门：（1）在食品工业中，酒精是配制各类白酒、果酒、药酒和生产食用醋酸及食用香精的主要原料。（2）在医药工业和医疗行业中，酒精是用来配制和提取医药制剂和消毒剂。（3）在化工工业上用作基础原料和溶剂。它是生产油漆、化妆品和燃料不可或缺的溶剂。（4）国防工业等其他部门也需要大量的酒精。（5）酒精不仅可作饮料，还是一种绿色燃料，更是一种战略物质，世界上2/3以上的酒精被用作燃料。随着石油、天然气等不可再生能源的逐年消耗，到21世纪中期石油资源的供应将会萎缩。以酒精为代表的新型液态能源，因其原料的可再生性，燃烧时无污染排放等优越的性能，将成为燃料代替的首选，应用前景广阔。酒精可以以淀粉、糖类、纤维质为原料，经过糖化、发酵、蒸馏而制成无色透明液体。本次设计以木薯干为生产原料，经过粉碎、除杂、蒸煮等工序，得到木薯淀粉。木薯淀粉经双酶法连续蒸煮糖化，再用于发酵。通过工艺流程的论证及选择，能量衡算，设备的选型计算，最后综合考虑把经济合理的要求进行车间布置及绘图，最终达到年产5万吨酒精的生产目的。1.1酒精工业的发展酒精的生产有以生物质为原料的发酵法和以石化产品为原料的化学合成法。20世纪50年代前，工业酒精主要依靠生物发酵法生产，所用原料可以是淀粉质、糖蜜、纤维原料等。普通酒精生产在我国古代就已经开始。50年代后，随着世界石油化工的迅速发展，乙烯加压加水合成酒精在工业发达国家发展很快。但化学合成方法受到原料的限制，1976年第一次世界范围内的“石油危机”，使化工合成酒精严重受挫。酒精燃料作为一种工业化大规模生产的能源，完全不同与小规模、实用型的乙醇生产。酒精燃料生产出现在20世纪初叶，因石油的大规模、低成本开发以及经济性较差而被淘汰。而现在，为了减少对石油的依赖，人们都在寻找可再生能源。由于酒精进入燃料市场有重大的发展潜势，引起了世界性的重视。因此发酵法生产酒精的发展动力大大加强。年产5万吨酒精厂蒸煮糖化车间设计21.1.1酒精国外发展现状酒精已被认为是代替和节约汽油的最佳燃料之一，它能和汽油以一定比例混配成车用燃料。该技术在国外已经相当成熟，且拥有清洁、安全、可再生、廉价等诸多优点。酒精的发展与国际原油的供应情况联系紧密。由于汽油匮乏，第一次世界大战中，就把酒精和汽油混合作为燃料来使用。20世纪50年代，随着原油产业的蓬勃发展，石油开采技术日益成熟，原油价格只有1-2美元每桶。乙烯合成法也成为生产酒精的主流方式，到70年代初，西方发达国家合成酒精产量占总产量的80%以上，发酵酒精因其高成本等制约因素，受到严重冲击而萎缩。20世纪70年代随着世界石油价格的猛涨，导致了第一次石油危机。生产酒精的主要原料乙烯的价格也相应的上涨，使得发酵法生产酒精的竞争力增强。而石油作为不可再生能源，从已探明的石油储量来看，世界石油的开采乐观的讲有100年左右有，但悲观的讲，却只有30-50年左右【2】。世界大多国家包括我国在内能源短缺问题相当严重。同时，以石油为原料的燃料燃烧后废气排放引起的环境污染也是人类面临的严重问题。寻找可再生、高效、低耗资、安全等特点的新型可代替能源成为人们日益关注的焦点。生物能源，如酒精、生物柴油、生物质气化及液化燃料、生物制氢等逐渐成为人们关注的对象。用酒精部分或全部代替汽油作为汽车燃料的计划得到了各国政府的支持和鼓励，酒精发酵再次进入蓬勃发展阶段。酒精实现工业化生产始于巴西。巴西是目前世界上最大的燃料酒精生产和消费国，其主要生产含水酒精和无水酒精，2006年年产可达170亿L左右；巴西每年消耗燃料酒精的数量占年耗汽油量的33%,是世界上唯一不使用纯汽油作为汽车燃料的国家。巴西也是世界上酒精生产成本最低的国家，约合0.2美元/升，汽油价格为0.6～0.7美元/升。现在巴西加油站里含税酒精的价格是汽油的60%-70%，在全球实现了酒精相对汽油的竞争力。酒精燃料计划的实施，给巴西带来了三大收益：一是形成了独立的经济能源运行系统，能源来源不在依赖进口；二是刺激了农业和乙醇相关行业的发展，巴西作为一个农业大国，发酵酒精带动发展和保护了农民的利益；三是大气质量和生态环境显著改善，酒精燃料作为一种清洁可再生能源，实现了可持续发展。美国燃料酒精发展比较晚，但却是世界上酒精燃料的主生产国家，主要以玉米为原料。其和巴西的酒精产量占全球总量的60%以上。美国应用酒精的经济政策始于1978年的联邦《能源税收法案》，1979年为减少对进口原油的的依赖，建立联邦政府的“乙醇发展计划”，促使了酒精工业的迅猛发展，2004年酒精的生产量达到了1014万吨，2007年美