精选优质文档-----倾情为你奉上10万吨/年燃料乙醇装置液化岗位物料、热量、用水平衡及热工计算(加水比例1：2.4)已知条件：1、原料商品木薯，淀粉含量68 %，含水14 %，即:干基淀粉含量79.07%，干物质含量86%2、年产99%（v/v）燃料乙醇10万吨，年作业时间300天，即：每天产99%（v/v）酒精333.33吨，每小时产99%（v/v）酒精13.89吨99%（v/v）＝98.37(w/w)，密度：0.7943g/ml3、冷冻水温度15℃，循环水温度30℃（夏天），一次水温度30℃4、淀粉的理论出酒率酒精的理论得率可以根据酒精发酵的反应式计算得到： 162 18 2×46 2×44根据上述反应式，可算出每100公斤淀粉理论上应产无水酒精的数量为： ㎏因为燃料乙醇含杂质及水分较高，现以99%（V）的燃料乙醇作为计算淀粉出酒率的基准这样，100㎏淀粉理论上可产99%（V）的燃料乙醇量为： 式中0.9837是换算系数，意思是每时每100㎏99%（V）酒精中有98.37㎏纯酒精［即与99%（V）相应的重量百分比，98.37%（W）］。
57.73㎏99%(V)燃料乙醇的出酒率是按公式计算得到的100㎏纯淀粉的出酒率，称为淀粉的理论出酒率第1章 料、热、水平衡计算：一、粉碎岗位计算生产13.89吨/h99%（v/v）燃料酒精需淀粉量：13.89÷57.73%=24.06吨/h但在实际生产过程中会发生各种淀粉损失：1、粉碎过程粉尘损失占淀粉总量的0.5%2、蒸煮过程损失，若采用低温蒸煮可以不计随着蒸煮压力高低和时间长短，这种损失可以达0.5~4%大约以0.5%计3、酵母生产繁殖消耗淀粉占淀粉总量的2.5%4、发酵过程中生成甘油、酯、醛、酸消耗淀粉占淀粉总量的3.5%5、二氧化碳带走酒精损失占淀粉总量的0.5%6、发酵成熟醪液残总糖占淀粉总量的4.0%7、蒸馏损失淀粉占淀粉总量的1.0%总损失率：0.5+0.5+2.5%+3.5+0.5+4.0+1.0+=12.5%即：生产过程淀粉损失占淀粉总量12.5%则实际生产13.89吨/h99%（v/v）燃料酒精需淀粉量：24.06÷（1-12.5%）=27.50吨/h需投入木薯量：27.50÷68%=40.44吨/h，即投入干物质：40.44×86%=34.78吨/h木薯淀粉实际出酒率：13.89÷27.50=50.51%粉碎岗位数据表投入原料量吨/h干物质量吨/h木薯含水率%木薯含水量 吨木薯淀粉含量%木薯淀粉总量吨/h淀粉出酒率%40.4434.78145.666827.550.51一、 调浆罐计算有专家专门做过浓醪发酵研究，发酵工艺不用大调整下，糖化醪的含葡萄糖浓度在18～22%（即加水比为1：3～1：2.4）时发酵周期和原料利用率最高，超过22%由于底物抑制作用，发酵时间延长、原料利用率明显下降，需要调整工艺，故取加水比为1：2.4，成熟醪酒份约在13.5%（v）。
以商品木薯含水14%，经粉碎后，在调浆罐进行调浆，加水比例为1比2.4，则料浆量为：40.44×（1＋2.4）= 137.5吨/t 加水量为： 40.44×2.4＝97.1吨/t干物质含量为：B=34.78÷137.5=25.3% 查《锤度_密度对照表》得温度更正后密度约为1090 kg/m3，则 料浆流量约为：137.5÷1.09=126.1m³/h干物质含量B=86%的木薯比热为: Cs=4.18(1-0.7B)=4.18(1-0.7×0.86)=1.66 [kJ/(kg·K)] 根据液化醪比热经验公式：C0=CsB/100+Ce(100-B)/100料浆的比热：C0=1.66×25.3%+4.18×(100-25.3)%=3.55kJ/㎏℃式中：Cs为木薯原料干物质比热 Ce为水的比热，取4.18 kJ/㎏℃木薯的比热：Cm=CsB/100+Ce(100-B)/100=1.66×86%+4.18×(100-86)%=2.01kJ/㎏℃式中：Cs为木薯原料干物质比热 Ce为水的比热，取4.18 kJ/㎏℃设：木薯温度为25℃，拌料热水温度为45℃，则 拌料后料浆温度： GmCm(t1-to)=W水Ce(T水-t1) 原料与水1:3混合后料浆温度为 t1＝(2.4×45×4.18+1×2.01×25)/(1×2.01+2.4×4.18)≈42℃式中：Cm为木薯的比热为2.01kJ/㎏℃ Gm为木薯的质量调浆罐物料数据表投入原料量吨/h干物质量吨/h加水量吨/h料浆干物质浓 %42℃料浆量吨/h42℃料浆量m³/h料浆比热kJ/㎏℃40.4434.7897.125.3137.5126.13.55三、初液化罐工艺计算设：42℃的料浆经过液化醪换热器加温后出来约57℃，再经过料浆喷射器后温度约65℃；初液化罐的工艺操作条件为：85～90℃，暂设料浆经过初液化罐温度为88℃；停留罐的工艺操作条件为：98～102℃，暂设停留罐初液化醪温度为100℃，经过闪蒸器后初液化醪温度降为92℃，92℃的蒸汽汽化热=2278kJ/kg。
设：加热蒸汽压力0.5Mpa(表压)，蒸汽汽化热=2760kJ/kg 1、料浆经过料浆喷射器后的料浆量后料浆量=料浆量＋｛料浆量×粉浆比热×温差｝÷汽化热 = 137.5＋｛137.5×3.55×（65－57）｝÷2278＝.2吨/h初液化醪经过闪蒸器后水汽蒸发量：164.09－161.76＝1.7吨/ h经过闪蒸器后干物质浓度：34.78÷.2＝25%经蒸煮后醪液比热：C=1.66×25%+4.18x(1-25%)＝3.55kJ/㎏℃2、初液化罐经过蒸汽加热后初液化醪量为：初液化醪量=后料浆量＋｛后料浆量×后粉浆比热×温差｝÷｛蒸汽热焓－加热后温度热焓｝=.2＋｛.2×3.55×（88－65）｝÷（2760－88×4.18）=143.95吨/h 需加热蒸汽量：143.95－.2＝4.75吨/h经过蒸汽加热后干物质浓度：34.78÷143.95＝24.2%经蒸煮后醪液比热：C=1.66×24.2%+4.18×(1-24.2%)＝3.57kJ/㎏℃初液化罐物料数据表初液化醪量吨/h干物质量吨/h加热后温度℃加热蒸汽消耗量吨/h前液化干物质浓度 %前液化醪比热kJ/㎏℃143.9534.78884.7524.23.57四、停留罐工艺计算88℃初液化醪经过喷射加热器加热到100℃进入停留罐液化约20分钟，液醪经闪蒸出来92℃进入末液化罐。
加热蒸汽压力0.5Mpa(表压)，蒸汽热焓I=2760kJ/kg经过喷射加热后液化醪量为：液化醪量=初液化醪量＋｛初液化醪量×初液化醪比热×温差｝÷｛蒸汽热焓－加热后温度｝＝143.95＋｛143.95×3.57×（100－88）｝÷（2760－100×4.18）＝146.58吨/h需加热蒸汽量：146.58－143.95＝2.63吨/h液化岗位总蒸汽量：4.75＋2.63＝7.38吨/h经过蒸煮后干物质浓度：34.78÷146.58＝23.7%经蒸煮后醪液比热： C=1.66×23.7%+4.18×(1-23.7%)＝3.58kJ/㎏℃停留罐物料数据表液化醪量吨/h干物质量吨/h加热后温度℃蒸汽消耗量 吨/h液化醪干物质浓度%前液化醪比热kJ/㎏℃液化总蒸汽量 吨/h146.5834.781002.6323.73.587.38五、末液化罐工艺计算液化醪经闪蒸器出来后温度降至92℃进入末液化罐，92℃的蒸汽汽化热=2278kJ/kg液化醪经过料闪蒸器后进入末液化罐的醪量末液化液量=液化醪量-｛液化醪量×液化醪比热×温差｝÷汽化热=146.58-｛146.58×3.58×(100－92)｝÷2278＝144.74吨/h初液化醪经过闪蒸器后水汽蒸发量：146.58－144.74＝1.84吨/ h同前面计算的蒸发量相差不大，前面的工艺计算结果不作调整。
经过闪蒸器后干物质浓度：34.78÷144.74＝24.0% 查《锤度_密度对照表》得温度更正后密度约为1080 kg/m3，则 料浆流量约为：144.74÷1.08=134.0 m³/h末液化醪液比热：C=1.66×24%+4.18×(1-24%)＝3.57kJ/㎏℃末液化罐物料数据表末液化醪量 吨/h末液化醪流量 m³/h 干物质量 吨/h末液化温度 ℃醪液蒸发量 吨/h干物质浓度 %末液化醪比热 kJ/㎏℃144.74134.034.78921.84243.57第2章 热工计算（计算出螺旋板换热面积和冷却水用量）现年产10万吨燃料乙醇项目已初步选定:液化醪换热器1台、液化醪冷却器1台，冷却面积都150m2/台、材质都是304、板宽1.5m、通道宽道24mm的可拆式螺旋板换热器，下面通过热工计算来验证是否满足生产要求计算中用到的符号和参数说明F 螺旋板换热器面积 m2 B 螺旋板板宽 1.5mb 螺旋板截面通道宽度 0.024mC浆 料浆比热 3.55kJ/㎏℃C液 液化醪比热 3.57kJ/㎏℃C水 水比热（40℃） 4.17kJ/㎏℃de 通道当量直径 mmK 螺旋板总传热系数 KW/m2.℃ L 螺旋板板长 m Q 热负荷 KJ/h t 温度 ℃ u 流体流速 m/s V 流体流量 m3/h W 流体质量流量 Kg/h ρ 流体密度 kg/m3ρ水 水的密度（37℃） 993.3kg/m3 ρ浆 料浆的密度 1090kg/m3 ρ液 液化醪的密度 1080kg/m3 λ 流体的导热系数 W/(m.℃)λ水 水的导热系数（37℃） 0.63 W/(m.℃)λ3 304钢板的导热系数 17 W/(m.℃)网上找不到计算所需的物料导热系数，根。