年产10万吨纤维质原料酒精发酵工艺流程设计(8)

年产10万吨纤维质原料酒精发酵工艺设计

Qn1

累计

（2）精馏塔

塔顶温度105℃，塔底130℃，进汽温度130℃，出塔酒精浓度为96%（v），即93.84%（w）。 出塔酒精量为：P=13889399.18/93.84=14679(kg/h)

每小时醛酒量因为醛酒占出塔酒精的2%，则每小时的醛酒量为： A=2%314679=294(kg/h)

P′= P–A =14679－294=14385(kg/h)

170005

2.74310

8

热损失 累计

170005

1.03310 2.74310

8

6

图2-2 精馏塔的物料和热量衡算图

在精馏塔中，塔顶的酒精蒸汽经粗馏塔底再沸器的冷凝后，除回流外，还将少量酒精送至洗涤塔内再次提净。据经验值，此少量酒精约是精馏塔馏出塔酒精量的2%左右，则其量为： Pe=P32%=1438532%=288（kg/h）

酒精的浓度随着加热蒸汽汽化逐板增浓,在塔板液相浓度55%(v)处采用汽相抽取部分冷凝去杂醇油分离器分离,这部分冷凝液称杂醇油酒精,数量约为塔顶馏出塔酒精的2%左右,其中包括杂醇油m0=0.3%(P′+A)=0.3%313343=400(kg/h),故H=(P′+Pe)32%=（14385+288）32%=293(kg/h)

在杂醇油分离器内大约加入4倍水稀释,分油后得到的稀酒精经塔底的蒸馏废水经预热到

31

，

年产10万吨纤维质原料酒精发酵工艺设计

tH=80℃,仍回入精馏塔,这部分稀酒精量为: H′= (1+4)H–m0 = 5H–m0=53293-400=1065(kg/h) 物料平衡:

F2 + D2 + H′= P′+ Pe + H + D3 + W′x 则: W′x = F2 + H′-P′-Pe -H =32919+1065－14385－288－293 =19018 (kg/h) 热量平衡:

F2CF2tF2?D2I2?H'CHtH?R(Pe?P')tPCP

=

?)tW2Cw?Qn2(R?1)(Pe?P')i2?P'tPCP?HiH?(D2?WX

式中 R—精馏塔的回流比一般为3～4，取3

I2—精馏塔加热蒸汽的热含量，0.6Mpa绝对压力，I2=2652(kJ/h) tH—为回流稀酒精的进塔温度tH=80℃

CH—为杂醇油分离器中稀酒精比热，稀酒精浓度为：

xH(H?m0)75.200?(176?26)x???13.2000H'854 ，

'H查得起比热为CH =4.43kJ/（kg2k），75.2%—为杂醇油酒精的重量百分浓度，与液相浓度55%（v）相平衡。

tP—出塔酒精的饱和温度(78.3℃)

CP—出塔酒精的比热，应为2.80[kJ/（kg.K）] i2—塔顶上升蒸汽热含量,i2=1163.2 (kJ/kg) iH—杂醇油酒精蒸汽热含量,应为iH=1496(kJ/kg) tw2—精馏塔塔底温度，取103℃ Cw取4.04kJ/（kg2k）

Qn2—精馏塔热损失,Qn3=2òI2

CF2—进塔酒精的比热，取CF3=4.16(kJ/kg) tF2—进料温度，取90℃ W’x上面算得11448kg/h 计算可得：D2=15516(kg/h)

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塔底排出的废水： G=D2+W

，x=

15516+19018=34534（kg/h）

计算蒸馏工段的蒸馏效率：

?P?xPP93.13%?14679??97.478%xF1F110.7%?131068

表4-3 年产10万吨酒精蒸馏工段精馏塔物料热量衡算汇总表 进入系统 项目

离开系统

物料（kg/h） 热量（kJ/h） 项目 F2

脱醛液

32919 D2

加热蒸汽

15516

D2I2 7.44310

7

物料（kg/h） 热量（kj/h） P′

P′CPtP 1.42310 — — HiH 4.38310 (Wx+D2) tW 2Cw 5.25310(R+1)

—

7 57

F2CF2tF2 4.97310

次级酒精

7

96%酒精

14385 Pe 288

杂醇油酒

6

稀酒精

H'

854 —

H'CHtH

1.67 310 R(Pe+ P`)Cptp 1.55310

67

H 293 Wx+D2

精蒸汽

回流液

—

蒸馏废水

34534

上升蒸汽

—

—

热损失

—

累计

49500

1.41310

8

(Pe+ P`) i2 6.83310 Qn2 7.44310 1.41310

857

累计 49500

4.3 供水、电以及其他衡算 4.3.1.1水衡算

利用酒母发酵的冷却废水进行冷却，这样可以节省冷凝水用量。

4.3.1 .1精馏塔分凝器冷却用水

精馏塔分凝器热量衡算有：

33

年产10万吨纤维质原料酒精发酵工艺设计

'tH（R2+1）（P′+Pe）i2= W精馏CW（3-tH3）

i（）（P，?Pe）2R?1?CW(t'H3?tH3)W精馏分凝

精馏塔回流比R为3

塔顶上升蒸汽热焓i2 =1163.2kJ/kg

''ttH3H冷却水进出口温度tH3、，取tH3=20℃，3=85℃，

Cw取4.04kJ/kg

则精馏塔冷凝器冷却用水为： W精馏分凝=2.60310（kg/h）

5

4.3.1.2 成品酒精冷却和杂醇油分离器稀释用水

成品酒精冷却使用20℃的水，根据热量衡算，耗水量为：

W成品'P'CP(tP?tP)?'CW(tH2?tH2)

C P为成品酒精比热容为2.90kJ/（kg2K）

'tP、tP为成品酒精冷却前后的温度，分别为78.3℃、30℃ '

tH2、tH2为冷却水进出口温度，分别为20℃、40℃

Cw=4.04 kJ/（kg2K） 则成品酒精冷却水用量为： W成品=2.50310（kg/h）

在杂醇油分离器内加入4倍的水稀释，则稀释用水量为： W杂醇油分离=4 H=43176=1172（kg/h）

4

4.3.1.3 总用水量 蒸馏车间总用水量为：

W蒸馏工段=W精馏分凝+W成品+W杂醇油分离=2.603105+2.503104+1172=2.863105（kg/h） 各工段总用水量为：

W总=W发酵工段+ W蒸馏工段=344740+2.863105=6.313105（kg/h）

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年产10万吨纤维质原料酒精发酵工艺设计

4.3.2.其他衡算 4.3.2.1供气衡算

由前面计算所得数据可知蒸馏工段蒸汽消耗： D＝D1+D2+ m HP

＝38937+28.65+68315＝107281（kg/h） 年耗蒸汽量为：

1072813243300=772423(t) 酒精厂平均蒸汽用量：

酒精厂每小时平均蒸汽消耗量主要供给蒸馏工段，因此其消耗量由蒸馏量和损失组成，蒸汽总损失取蒸馏工段蒸汽消耗量的4%，则锅炉需要蒸发量为： 7724233(100%+4%)=883318t/h

假设锅炉效率为80%，则平均每吨煤能供生产使用50t新鲜蒸汽，则连续蒸馏煤消耗量为： 883318÷50000÷80%=22（t/h）

本设计选用的锅炉为工业中压 （1.47—5.88Mp）中型（20—75t）的煤粉锅炉型号为YG80/3.82—M7 蒸发量为80t/h，额定温度为450℃

4.3.3.1供电衡算

根据我国酒精连续发酵工艺技术指标

6

[17]

，设生产每吨酒精耗电40度，可估算酒精厂的用电：

403100000=4310（度/年）=13333（度/日） 考虑到此值为估算值，所以乘以一个富裕系数为120%： 133333120%=15999.6（度/日）=4.80310（度/年）

6

5. 设备选型及计算

5.1预处理设备

5.1.1调浆桶

拌料桶总容积决定于操作周期长短，调浆桶的总容积可按下式求得:

35

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