12Wta燃料酒精发酵车间工艺设计.doc

12Wt/a燃料酒精发酵车间工艺设计摘要本设计主要针对酒精发酵工段的工艺进行设计，设计采用的是露天圆形锥底发酵罐，可进行自动控制清洗、灌装、杀菌等过程本设计分为五章节，设计的重点为设备的计算及选型首先介绍了酒精的概述，其次就酒精的产量进行物料衡算和热量衡算，然后进行酒精发酵罐、种子罐的尺寸的计算，计算得出：发酵罐体积为230m3，种子罐体积25 m3种子罐采用两档搅拌，为增加溶氧，搅拌器选用六弯叶圆盘涡轮式搅拌器最后就车间的布置、设备概况、仪表、供电、通风、给排水、环境保护、节能、技术保安及防火、车间维修等进行了讨论计算结束后根据计算结果制图，本设计包含发酵罐装配图、种子罐装配图、物料流程图、管路及仪表流程图和车间布置图关键词：燃料乙醇；双糖化发酵；工艺；12 Wt/a Fuel Alcohol Fermentation Workshop Process DesignAbstract This design is mainly for alcohol fermentation process of section in design. The design of the circular cone is open fermentation tank bottom, automatic control cleaning, filling and sterilization process.This design was divided into five sections, the focal point of design for the calculation and selection of equipment. First introduced the overview of alcohol, the second is output of alcohol materials calculation and heat balance calculations and alcohol fermentation tank, the calculation of the size of the seed cans, calculated: fermentation tank volume is 230 m3, seeds cans of volume 25 m3. The two gears stirring pot seeds to increase the dissolved oxygen, blender chooses six curved leaf disc turbine blender. Finally the workshop layout, equipment status, instrument, power supply, ventilation, water supply and drainage, environmental protection, energy saving, fire prevention, security and technology workshop.Keywords：cassava; double saccharification and fermentation; fuel ethanol目 录摘要 IAbstract II第一章 综 述 11.1 木薯的发展概况 11.2 世界能源概述 11.2.1 世界能源安全现状与前景 11.2.2我国能源面临的安全和可能的出路 21.3.1 世界燃料乙醇发展现状 21.3.2 我国燃料乙醇发展现状 3第二章 物料衡算 52.1 12万吨淀粉原料酒精厂全厂物料衡算 52.1.1 全厂物料衡酸的内容 52.1.2 工艺流程示意图 52.1.3 工艺技术指标及基础数据 52.1.4 原料消耗的计算 62.1.5.蒸煮醪量的计算 82.1.6糖化醪与发酵醪量的计算 102.1.7成品与发酵醪量的计算 112.1.8 12万吨/年淀粉原料酒精厂总物料衡算 132.2普通三级酒精发酵车间的物料衡算 152.2.1酒精发酵工艺流程示意图 152.2.2工艺技术指标及基础数据 152.2.3酒精发酵车间的物料衡算 152.3 120000吨酒精发酵车间水衡算 172.3.1补充水量 172.3.2酒母糖化醪杀菌后冷却水用量为 182.3.3酒母培育冷却水用量 182.3.4发酵过程冷却用水 182.3.5酒精捕集器用水 182.3.6洗罐用水量 19第三章 设备计算与选型 203.1发酵设备的计算与选型 203.1.1生产能力、数量和容积的确定 203.1.2 主要尺寸的计算 213.1.3    冷却面积和冷却装置主要结构尺寸： 223.1.4冷却面积和主要尺寸： 243.1.5 设备材料的选择 243.1.6发酵罐壁厚的计算 243.1.7接管设计 253.2种子罐的计算与选型 253.2.1种子罐容积和数量的确定 263.2.2种子罐个数的确定 263.2.3主要尺寸的确定 263.2.4设备结构的工艺设计 263.2.5搅拌器轴功率计算： 273.2.6冷却面积计算及竖直蛇管冷却装置设计 283.2.7设备材料选择 313.2.8 壁厚计算 313.2.9进风管 32第四章 工艺管道及仪表流程图 344.1工艺管道及仪表流程图设计内容 344.2工艺管道及仪表流程的一般规定 344.3管道编号与设备标注 344.3.1管道编号 344.3.2设备代号 35第五章 车间布置 365.1 车间布置原则 365.2 车间布置说明 365.2.1 建筑 365.2.2 生产工艺 365.2.3 设备安装要求 36第六章 通用工程 376.1供电与通风 376.1.1供电 376.1.2采暖与通风 376.2给排水 376.2.1生产用水情况概述及要求 376.2.2排水系统的划分 376.3生产过程中“三废”排放情况 376.3.1处理方案 386.4节能 386.4.1能耗分析 386.4.2节能措施 386.5车间维修 38参考文献 39致谢 40第一章 综 述1.1 木薯的发展概况木薯（Manihot）是多年生植物，广泛种植于热带和亚热带的丘陵地带。

木薯生长适应性强，耐旱、耐贫瘠，在各种土壤中都能生长，是一种不与粮食争地的作物木薯的块根含30%的淀粉，木薯干则含有70%的淀粉，是被誉为“淀粉之王”，是很有前途的酒精生产原料广西的木薯种植面积占全国的60%，年产鲜薯250-300 万t[1] 木薯燃料酒精的研究和产业化，可以加速国家摆脱石油危机、减少环境污染，具有很大的战略意义和社会效益;并且可以帮助农民致富，对农村问题的解决有促进作用我们在传统的发酵酒精的基础上[1] ，参照其他酒精厂的经验，充分利用实验室设备，进行木薯发酵酒精各部分工艺的探索，使酒精的产率达到51 % ，初步确定了酒精发酵各个阶段的工艺木薯适应性很强、粗生、易种、耐干旱贫瘠、病虫害少从南纬25度至北纬25 度，海拔500m以下，年降雨量400mm 以上的地区，无论平原、丘陵、沙土、粘土、壤土、荒地、熟地均可种植，特别是新开垦的荒地，产量相当可观木薯是价廉质优的原料，木薯燃料乙醇以鲜木薯和木薯干片为原料，可保证全年生产鲜木薯含淀粉25%-30%，收获期为10 月至次年2 月木薯干片含淀粉70%-72%，在3-9 月可用木薯干片作原料进行生产木薯与甘蔗相比较，价格是最低的。

作物秸秆是农作物生产系统中一项重要的生物资源，也是当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源1.2 世界能源概述1.2.1 世界能源安全现状与前景自19世纪70年代的产业革命以来，化石燃料的消费量急剧增长[2]初期主要是以煤炭为主，进入20世纪以后，特别是第二次世界大战以来，石油和天然气的生产与消费持续上升，石油于20世纪60年代首次超过煤炭，跃居一次能源的主导地位虽然20世纪70年代世界经历了两次石油危机，但世界石油消费量却没有丝毫减少的趋势此后，石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气的比例上升2011 年9月，美国能源信息署（EIA）公布了《2011 年世界能源预测》，其前提是各国政策和法律不变在该标准情况下，2035 年世界能源消费量将从2008 年的505 ×1015Btu（1Btu =1055J，下同） 上升到2035 年的770×1015BtuOECD 国家能源需求年均增长率为0.6%，非OECD 国家为2.3%受经济衰退影响最小的中国、印度将拉动世界经济和能源需求增长1990年，这两国的能源消费量占世界的10%，2008 年增长至21%，预计2035 年将达到31%届时中国的能源消费量将比美国高68%。

预计到2035 年，中东能源消费量年增长率为77%、中南美州72%、非洲67%2008～2035 年，欧洲非OECD 国家、原苏联地区能源消费增长仅16%背景是原苏联时代的非效率设备更新和人口减少同时，核能、风能、水力、地热等其他形式的新能源逐渐被开发和利用，形成了目前以化石燃料为主和可再生能源、新能源并存的能源结构格局到2003年底，化石能源仍是世界的主要能源，在世界一次能源供应中约占87.7%，其中，石油占37.3%、煤炭占26.5%、天然气占23.9%非化石能源和可再生能源虽然增长很快，但仍保持较低的比例，约为12.3%石油是不可再生的能源，尽管现在还在不断发现新的油田，可是随着石油消费量的迅速增长，世界石油资源逐渐枯竭因此，世界各国都在加紧研究开发石油的替代品，这样就有燃料酒精的出现1.2.2我国能源面临的安全和可能的出路当我们从国际背景下把目光转到国内来看，中国并不是一个能源富裕的国家，“电荒”、“煤荒”、“油荒”的呼声一浪高过一浪，随着经济的不断增长，能源消费将进一步增加国家发改委在《能源发展“十一五”规划》中提到，未来5年内，要加快政府石油储备建设，适时建立企业义务储备，鼓励发展商业石油储备，逐步完善石油储备体系。

以应对石油天然气供应中断为核心，建立完善能源安全预警制度和应急机制最近几年，国际石油价格大幅震荡、不断攀升，给我国经济社会发展带来多方面的影响我国战略石油储备体系建设刚刚起步，应对供应中断能力较弱在应对能源短缺上，节能降耗至关重要有人提出：为确立节能的战略地位，建议把节约资源提升到基本国策的高度同时我国又是一个农业大国，农村人口总数占总人口70%以上，农村生活用能主要依赖秸秆和薪柴，两者共同占总能耗的57%因此，在能源结构的历史转型中，发展我国生物质能具有很强的现实性很和可能性，能够真正实现由“黑色能源”向“绿色能源”的转变，保证国家的能源安全1.3.1 世界燃料乙醇发展现状2009年燃料乙醇产量达到500万吨，其中美国2700多万吨全部为玉米乙醇巴西生产了1900多万吨甘蔗乙醇，而我国产量仅172万吨，且粮食基乙醇占到了85%国外用生物质燃料乙醇替代石油已有成功经验上世纪80年代，美国使用生物质燃料乙醇与汽油的混合燃料（被称为汽油醇），用65辆小汽车和轻型载重车，在零下30℃至零上40℃时，从海拔345～1525m的地区行驶300万公里进行试验，发现该混合燃料性能好，与汽油一样，甚至在汽车加速时比汽油还快，耗油量比汽油平均5％，低温时更省。

燃料乙醇加入汽油还可提。