毕业设计（论文）-年产10万吨纤维质原料酒精发酵工艺流程设计.doc

目录 1.总论 3 1.1概述 3 1.1.1纤维质的概述 3 1.1.2乙醇的概述 6 1.1.3酒精发酵工艺 8 1.1.4纤维质酒精发酵现状 8 1.1.5市场需求 8 1.2设计的目的和意义 9 1.2.1设计的目的 9 1.2.2设计的意义 9 1.3项目设计依据和原则 10 1.3.1设计依据 10 1.3.2设计原则 10 1.4设计范围 10 1.5乙醇生产能力及产品质量标准 10 1.5.1生产能力 10 1.5.2产品质量标准 10 2.生产方案选择 11 2.1生产方法 11 2.1.1酸水解 12 2.1.2酶水解 12 2.2生产方案确定 14 3.1.1纤维素发酵乙醇工艺概述 15 3.2生产工艺流程说明 15 3.2.1 预处理工序 15 3.2.4 蒸馏工序[11] 22 4.工艺计算 24 4.1物料衡算 24 4.1..1 年产量为10万吨燃料酒精的总物料衡算 24 4.1.2原料消耗量计算（基准：1吨无水乙醇） 25 4.1.2 发酵醪量的计算 25 4.1.3成品与废醪量的计算 26 4.2 酒精生产各工段物料和能量衡算 27 4.2.1 预处理工段 27 4.2.3发酵工序 29 4.2.4蒸馏工序 29 4.3 供水、电以及其他衡算 33 4.3.1.1水衡算 33 4.3.2.其他衡算 35 5. 设备选型及计算 35 5.1预处理设备 35 5.1.1调浆桶 35 5.1.2蒸煮罐个数计算 36 5.1.3蒸煮罐的轮廓尺寸计算[18] 36 5.2水解罐的计算 37 5.2.1水解罐体积 37 5.2.2水解罐数量 37 5.3发酵设备设计 38 5.3.1发酵罐容积和个数的确定 38 5.3.2冷却面积和冷却装置主要结构尺寸 39 5.3.3发酵罐壁厚 41 5.3.4进出口管径[21] 42 5.3.4其他罐体设备 43 5.5其他设备 43 5.5.1蒸馏设备[11、18、22] 43 5.5.2换热器的选型 44 6.车间设计 44 6.1发酵设备 44 6.2蒸馏设备及其他设备 44 7.厂址选择及厂区总平面设计 45 7.1厂址选择 45 7.1.1厂址选择的原则和指导思想[16] 45 7.1.2厂址选择及其依据 45 7.2厂区总平面设计 46 7.2.1工厂概况 46 7.2.2主要设计构思 46 7.2.3占地面积的确定 47 7.2.4平面布置原则的指导思想 47 8.设计评析与总结 47 致谢 48 参考文献 49 1.总论 1.1概述 1.1.1纤维质的乙醇俗称酒精，它以玉米、薯类、小麦、糖蜜或植物等为原料，经发酵 、蒸馏而制成，将乙醇进一步脱水再经过不同形式的变性处理后成为变性燃料乙醇。燃料乙醇也就是用粮食或植物生产的可加入汽油中的品质改善剂。它不是一般的酒精，而是它的深加工产品。在这种燃料中，乙醇既是一种能源，又是一种良好的汽油增氧剂和高辛烷值调和组分，用以代替四乙基铅和MTBE。目前，世界上使乙醇汽油时间最长，成效最大的国家，属巴西和美国。1.1.3酒精发酵工艺 酒精发酵工艺可根据其原料的不同分为：淀粉质酒精发酵、糖类酒精发酵、纤维质酒精发酵、其他原料发酵四种。从整个流程来讲，酒精发酵流程大致可分为四部分：原料预处理、原料水解制单糖、单糖发酵酒精、发酵产物蒸馏。 生产燃料乙醇的原料来源较广，但目前已产业化的用于生产燃料乙醇的原料基本上属于粮食作物、淀粉基作物及糖料作物。但是这些原料基本上都存在“与民争粮，与粮争地”的问题，长期发展，将危及粮食安全。纤维质原料中富含纤维素和半纤维素，可降解成可发酵的葡萄糖和木糖等，而且在地球上储量极其丰富，有望成为生产燃料乙醇的新一代原料。而与化石燃料和粮食乙醇相比较，也只有纤维质燃料乙醇才能够达到大量减少温室气体排放的目的。因此，近年来全球发达国家都将利用农作物秸秆纤维质转化成燃料乙醇的研究作为研发重点，开发第二代燃料乙醇——纤维质乙醇。 1.1.4纤维质酒精发酵现状 迄今为止，我国学术界和产业界在纤维素乙醇发酵技术开发和工业化进程上已经做出了很多努力，在具体的技术细节和工艺选择上呈现多样性特点。总体上，我国纤维素发酵乙醇工艺技术研发方面，其研究工作已经完成实验室研究阶段，正在步入中试和产业化培训阶段。目前，国内已开展的纤维素发酵乙醇项目大多数处于中试或示范阶段，与国外的发展阶段基本一致。同时与国外相比，我国在纤维素发酵乙醇技术研发的工艺选择上相对集中，已取得中试和示范规模的项目选用生物转化技术路线，即预处理-酶催化水解-发酵工艺。对其他工艺，如气化微生物发酵、集成生物过程（CBP）、热化学转化等关注度不高。 1.1.5市场需求 在我国，河南天冠酒精化工集团有限公司“十五”期间国家发改委确定的全国4家燃料乙醇定点生