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北京理工大学珠海学院2011届本科毕业生毕业设计（论文）
F1B114039?7.1400??8.5900 B2?WX11676蒸馏残留液的比热：
C2?4.18(1?0.378B2)?4.18?(1?0.378?8.5900)?4.04?KJ/(kg?K)?
塔底残留液带出热量为：
' Q4?WX?C2?t4?11676?4.04?85?4.01?106(KJ)
查附录得42.43﹪酒精蒸汽焓为2045KJ/Kg。故上升蒸汽带出的量为： Q3?V1i?2363?2045?4.83?106(KJ)
塔底真空度为-0.05MPa（表压），蒸汽加热焓为2644KJ/Kg，又蒸馏过程热损失Qn可取传递总热量的1﹪，根据热量衡算，可得消耗的蒸汽量为：
'Q3?Q4?Qn?Q14.83?106?4.01?106?3.08?106D1???2542(kg)
0I?CWt4(2644?4.18?85)?990若采用直接蒸汽加热，则塔底排出废醪量为：
WX?D1?11676+2542=14218（kg）
4年产量为5万吨燃料酒精的总物料衡算
工厂年开工为250 天。
日产产品酒精量：50000／250﹦200（t）
每小时酒精量：200×1000÷24=8333（Kg）=8.333(t)
实际年产量（次级酒精忽略不计）：8.333×24×250=49998（t/a） 主要原料糖蜜用量：
日耗量：4180×200==836000（kg）=836(t) 年耗量：836×250=2.09×105（t）
每小时产次级酒精：8333×（2÷98）=170.06（kg）
实际年产次级酒精：170.06×24×250=1020360(Kg)=1020.36（t/a）
表 200000t/a糖蜜原料酒精厂物料衡算表
生产物料衡算 1000Kg99.5%酒精物料量 燃料酒精 糖蜜原料 次级酒精 发酵醪 蒸馏发酵醪 1000 4180 20 14212 14039 每小时 （Kg） 8333 34833 167 118432 116991 每天 （t） 200 3344 4 2842.4 2807.8 每年 （t） 49998 209000 1000 710600 701943 5
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杂醇油 二氧化碳 醪塔废醪量 3 968 14218 25 8067 118482.2 0.6 193.6 2843.6 150 484000 710893 5稀释工段的物料衡算物料衡算
糖蜜稀释用水量（以每生产1000kg酒精计算） 稀释成25﹪稀糖液用水量为： W1= 14212-4180=10032 (kg)
则生产5万吨酒精每小时需要稀释用水量：10032×8333÷1000=83597 (kg/h) 生产5万吨酒精一年需要的稀释用水量：10032×50000=5.02×108（t/a） 营养盐添加量
选用氮量21﹪的硫酸铵作为氮源，每吨糖蜜添加1Kg，则每生产1000kg酒精： 硫酸铵年耗量为：4180×1=4180（kg/a）=41.8（t/a） 日耗量：4180÷250=16.72（kg/d）
每小时耗量：16.72÷24=0.7（kg/h）
则生产20万吨酒精一年需要硫酸铵用量：4.18×50000=2.09×105（t/a） 3、硫酸用量]
稀释酒母稀糖液用酸5Kg/t糖蜜：
年用量：4180×5=20900（kg/a）=20.9（t/a） 日用量：20900÷250=83.6（kg）
每小时用量：83.6÷24=3.5（kg/h） 则生产20万吨酒精硫酸用量：20.9×50000=1.05×108
表3-2 稀释工段各物料用量（5万吨产量计算） 物料 糖蜜稀释用水量 营养盐添加量 硫酸用量 用量(t/a) 5.02×108 2.09×105 1.05×108 七热量衡算 1 发酵工段
现生产50000t/a，要每小时投入糖蜜量34833kg/h，则无水酒精量为： 43833×1000÷4130.4=8433.4（kg/h）
以葡萄糖为碳源，酒母发酵每生成1kg酒精放出的热量约为1170KJ左右，则发酵和培养酒母每小时放出的热量为： Q=1170×33733.6=9.87×106（KJ/h）
'''发酵酒母冷却水初tw1=20℃，终温tw2=27℃，平均耗水量为：
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W酒母发酵Q9.87?106???337321(kg/h) '''Ce(tw1?tw2)4.18?(27?20)酒母酒精捕集用水为：（待蒸馏发酵醪液量为F=116991kg/h）
5﹪F÷1.06=5﹪×116991÷1.06=5518.4（kg/h） 发酵洗罐用水为：（每15天洗一次）
1﹪F÷1.06=1﹪×233983.3÷1.06=4414.7（kg/15天）
则在发酵工段总用水量W发酵工段=5518.4+4414.7+337321=347254.1（kg/h）
2 蒸馏工段
按采用差压蒸馏两塔流程计算，进醪塔浓度为7.14﹪，出醪塔酒精蒸汽浓度为50﹪.
1、醪塔
图2-1 醪塔的物料和热量平衡图
醪液预热至55℃，进入醪塔蒸馏，酒精质量分数为7.14﹪，沸点92.4℃，取上升蒸汽浓度为50﹪（v），即42.43﹪（w）。塔顶温度75℃，塔底温度85℃。则塔顶上升蒸汽热焓量i1=2045kJ/kg。加热蒸汽取0.05MPa绝对压力，则其热焓量I1=2644KJ/kg。 总物料衡算：
F1?D1?V1?WX?D1 即 F1?V1?WX 2-1
酒精衡算式：
F1xF1?V1y1?(WX?D1)xW1 2-2
式中：xF1—成熟发酵醪内酒精含量[﹪（W）]，xF1=7.14﹪。 y1—塔顶上升蒸汽中酒精浓度[﹪（W）]，y1=42.43 ﹪。
XW1—塔底排出废糟内的酒精浓度[﹪（W）]，塔底允许逃酒在0.04﹪以下，取xW1=0.04﹪。热量衡算式：
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F1CF1tF1?D1I1?V1i1?(WXCW?D1Ce)tW1?Qn1 2-3
设CF1=3.98KJ/（kg·h），CW=4.04KJ/（kg·k），Ce=4.18KJ/（kg·k），并取热损失Qn1=1﹪D1I1，tF1=55℃，tW1=85℃，F1=116991（kg/h） 联解2-1、2-2、2-3求得
V1=19575（kg/h），Wx=97416（kg/h），D1=21296（kg/h） 一般醪塔采用直接蒸汽加热，塔底醪排出量为：
G1=WX+D1=97416+21296=118712（kg/h）
表3-3 年产5万吨酒精厂蒸馏工段醪塔物料热量汇总表
进入系统 项目 物料（kg/h） 成熟F1 116991 醪 加热D1 蒸汽 21296 离开系统 热量（kj/h） WXCWtW1 3.35×107 V1i1 4×107 D1tW1Ce 7.57×106 Qn1 5.53×105 8.16×107 热量（kJ/h） 项目 物料（kg/h） F1CF1tF1 2.55×107 D1I1 5.53×107 蒸馏WX 残液 97416 上升V1 蒸汽 19575 加热D1 蒸汽 21296 热损 失 累计 138287 8.08×107
累计 138278 年产20万吨酒精工厂蒸馏工段精馏塔物料热量衡算汇总表
进入系统 项目 物料（kg/h） 热量（kJ/h） 脱醛液 加热蒸汽 稀酒精 回流液 F2 离开系统 项目 96﹪酒精 次级酒精 杂醇油酒精蒸汽 蒸馏废水 上升蒸物料（kg/h） 热量（kj/h） P′ 19575 D2 17241 F2CF2tF2 7.33×106 D2I2 4.58×107 8632 Pe P′CPtP 1.89×106 — — HiH 2.63×105 (Wx+D2) tW 2Cw 173 H H 854 — — 'HCHtH 3.01 ×105 R(Pe+ P`)Cptp 5.80×106 '176 Wx+D2 28689 — 1.51×107 (R+1) (Pe+ P`) i2
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