毕业设计(论文)-年产12万吨燃料乙醇厂初步工艺设计重点设备—糖化罐.doc
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1、 毕业设计说明书 作 者: 学 号: 09041501070904150107 院 系: 化学工程学院化学工程学院 专 业: 生物工程生物工程 题 目:年产年产 1212 万吨燃料乙醇厂初步工艺设计万吨燃料乙醇厂初步工艺设计 重点设备重点设备糖化罐糖化罐 指导者: 评阅者: 2013 年 6 月 吉 林 摘 要 I 摘 要 本设计为年产12万吨燃料乙醇厂初步工艺设计,重点设备糖化罐。我国粮 食短缺,为节约食用粮食,选择以木薯为原料,厂址选择在浙江舟山,因其水电 交通发达,再者与有“木薯之乡”之称的广西省附近。工艺上的设计为:双酶法 液化糖化工艺(提高淀粉利用率)、连续发酵工艺(提高生产效率)
2、、三塔压差蒸馏 工艺(保证产品质量及提高热能利用率) 、分子筛工艺,通过物料衡算、设备选型 计算、水电汽耗的计算等合理优化设计生产工艺过程。 关键词:燃料乙醇;液化糖化;发酵;蒸馏 摘 要 II Abstract This design for the annual output of 120000 tons of fuel ethanol factory preliminary design process.The key equipment - saccharifying tank Food is shortaged in our country, to save consumption
3、of food, the choice using cassava as raw materials, site selection in zhoushan, zhejiang province, because of its hydropower traffic developed, moreover with the reputation of the hometown of cassava in guangxi province. Process design for: double enzymatic liquefaction saccharification process, imp
4、rove the utilization rate of starch), continuous fermentation process (efficiency), five tower differential pressure distillation process, ensure the quality of products and raise the utilization ratio of heat), molecular sieve technology, through the material balance calculations, equipment selecti
5、on calculation of steam, water and electricity consumption calculation reasonable optimization design such as production process. Keywords: Fuel ethanol;Liquefaction saccharification;Fermentation;Distillation 东北电力大学本科毕业设计说明书 I 目 录 摘要 ABSTRACT. 第 1 章 绪论1 1.1 中国燃料乙醇工业的发展历史 1 1.2 燃料乙醇产业发展中存在的问题 2 1.3 国
6、内外酒精生产技术水平比较分析 2 第 2 章 设计概论4 2.1 毕业设计的目的 4 2.2 毕业设计的题目 4 2.3 毕业设计的任务 4 2.4 设计的指导思想 5 2.5 设计的依据 5 2.6 厂址选择 5 2.7 原料来源、规格及标准 6 2.8 主要辅料的质量标准 7 2.9 水的质量标准 9 2.10 成品品种及质量标准 11 2.11 主要工艺技术参数 13 2.12 生产工作制度 13 2.13 环保措施 13 2.13.1 CO2回收利用 13 2.13.2 杂醇油回收利用13 2.13.3 液体、固体 CO2(干冰)的制备和贮运14 2.13.4 酵母回收15 2.13.
7、5 酒精糟回收15 第 3 章工艺流程的设计及说明17 3.1 酒精的性质、用途及生产方法概述 17 3.1.1 性质17 3.1.2 用途17 3.2 酒精生产工艺流程的确定 17 3.3 工艺条件及说明 18 3.3.1 木薯粉供应工序18 3.3.2 液化糖化工序18 3.3.3 发酵工序20 3.3.4 酒精蒸馏22 东北电力大学本科毕业设计说明书 II 第 4 章 酒精生产过程中的物料和热量衡算25 4.1 物料及热量衡算 25 4.1.1 成熟醪量的计算25 4.1.2 发酵工段物料衡算25 4.1.3 液糖化工段物料衡算29 4.1.4 蒸馏工段物料衡算32 4.2 水、电、汽消
8、耗的计算 40 4.2.1 耗水量的计算40 4.2.2 蒸汽消耗量的计算41 4.2.3 供电设施计算41 第 5 章 设备的选型与计算43 5.1 液糖化工段 43 5.1.1 糖化罐43 5.1.2 闪蒸罐43 5.1.3 液化罐43 5.1.4 维持罐44 5.2 发酵工段 44 5.2.1 酒母罐44 5.2.2 发酵罐45 5.3 蒸馏工段 47 5.3.1 粗馏塔的设计.47 5.3.2 精馏塔的设计47 第 6 章 重点设备糖化罐63 6.1 糖化罐的设计 63 6.1.1 冷却设计64 6.1.2 搅拌装置设计65 6.1.3 糖化罐联结管道的计算66 6.1.4 温度计、人
9、孔及支座66 第 7 章 总体平面设计及全厂定员67 7.1 总体平面设计的原则及要求67 7.1.1 依据67 7.1.2 基本原则67 7.1.3 要求67 7.1.4 全厂总平面设计67 7.2 全厂定员 68 7.2.1 生产部门68 7.2.2 动力辅修车间68 7.2.3 科研部门68 参考文献69 东北电力大学本科毕业设计说明书 III 致谢语71 东北电力大学本科毕业设计说明书 1 第 1 章 绪论 1.1 中国燃料乙醇工业的发展历史 随着现代工业的快速发展及汽车保有量的持续增加,人类对能源的需求急剧 增加,全球化石能源可开采量日益减少,能源的供需矛盾日渐突出,从长远来看, 石
10、油资源将在 21 世纪上半叶迅速走向接近枯竭的边缘,开发利用可持续的替代能 源已经成为很多国家政府保障本国经济持续发展的一项重要能源战略。另外,由 于化石燃料的使用对生态环境负荷日益加大,燃料乙醇等生物质能源由于其技术 的可实现性、资源的可持续性以及环境的友好性已经成为各国替代能源的重要发 展方向。我国以燃料乙醇为代表的生物质液体燃料的发展始于 20 世纪 90 年代中 期,经历了试点、扩大试点两大阶段,经过了以下的发展历程1。 (1)成立了国家乙醇推广试点机构,出台了扶持燃料乙醇产业发展的财政政 策和产业发展规划。2001 年,按照国务院统一部署,成立了车用乙醇汽油推广试 点工作领导小组,并
11、建立联席办公会议制度,国家计划、经贸、财政、公安、工 商、税务、技术监督、环保等八部委和中国石化、中国石油两大石油公司分工合 作,携手联动,启动了车用乙醇汽油在我国的研究开发应用试点工作。下发了关 于车用乙醇汽油扩大试点方案和车用乙醇扩大试点工作的实施细则。 (2)初步形成了涉及 10 省的推广试点区域,催生了新的生物能源产业。当 前,我国生物燃料乙醇产业按照“定点生产、定向流通、封闭运行”的原则布点 发展,乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的 20%左右,成为世界上继巴西、 美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和消费国。立足于我国成熟的乙醇生产技术 和充足的原料供应保障能力,燃料乙醇产业近年来取
12、得了突飞猛进的发展。目前, 全国有 10 个省推广使用乙醇质量分数在 10%的乙醇汽油,已核准 5 家定点生产企 业。2007、2008 年和 2009 年,燃料乙醇市场供应量分别达到 13312 万吨、161152 万吨和 17312 万吨。 (3)国家明确了非粮替代的产业发展方向,出台了一系列非粮燃料乙醇产业 引导资金奖励政策。国家首批批准的 4 家燃料乙醇企业基本上都是以玉米、陈化 小麦等粮食原料为主。随着近几年粮食转化渠道的日益多元化以及粮食价格的上 涨,粮食不能作为今后发展燃料乙醇的原料供应主体,发展非粮原料的替代已经 成为政府和企业的共识。根据国家发展和改革委员会发布的可再生能源发
13、展 “十一五”规划,在“十一五”期间,在东北、山东等劣质土地资源丰富的地 区,集中种植甜高粱,发展以甜高粱茎秆为主要原料的燃料乙醇;在广西、重庆、 东北电力大学本科毕业设计说明书 2 四川等地重点种植薯类作物,发展以薯类作物为原料的燃料乙醇;同时开展以农 作物秸秆等木质纤维素为原料的生物燃料乙醇生产试验。规划到 2010 年,以非粮 生物质为原料的燃料乙醇生产能力达到 200 万吨/a2。 1.2 燃料乙醇产业发展中存在的问题 以粮食为原料的燃料乙醇工业发展受到限制,不具有可持续性,国家虽然鼓 励非粮原料燃料乙醇和纤维乙醇的发展,可是由于受制于原料供应和技术成熟度 的影响,非粮乙醇发展并不顺利
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