目录第一章前言1.1设计目的1.2设计意义第二章选址2.1厂址选择原则2.2厂址选择具体条件2.3选择厂址第三章厂区规划3.1全厂总平面设计3.2车间内发酵设备的布置3.3车间内蒸馏设备布置第四章工艺计算第五章设备选型第六章环保工程6.1 废物总类6.2 废物利用6.3废气处理6.4废水和废渣处理第七章技术经济分析7.1 项目概算7.2总投资估算正文第一章前言1.2设计意义：随着经济的发展，究竟这种重要的工业原料被广泛用于化工、塑料、橡胶、农药、化妆品及军工等工业部门。

且石油资源趋于缺乏、全球环境污染的日益加剧，各国纷纷开始开发新型能源。

燃料乙醇是目前为止最理想的石油替代能源，它的生产方法以发酵为主。

菌种的优劣对发酵效果的影响非常大，能够筛选出具有优良性状的菌株及对菌株进行改良，对于降低生产成本，乃至实现酒精的大规模工业化生产，解决能源危机都有着重大意义。

在我国石油年消费以13%的速度增长，2004年进口原油量超过1亿吨，是世界第二大的石油进口国。

我国燃料乙醇起步虽然较晚，但发展迅速，以成为继巴西美国之后世界第三大燃料乙醇生产国。

2001年4月，原国家计委发布了中国实施车用汽油添加燃料乙醇的相关办法，同时国家质量技术监督局颁布了“变性燃料乙醇”和“车用燃料乙醇汽油”2个国家标准。

作为试点，国家耗资50余亿元建立4个以消化“陈化粮”为主要目标的燃料乙醇生产企业。

2006年，我国燃料乙醇生产能力达到102万t，已实现年混配1020万t燃料乙醇汽油的能力。

2002年车用汽油消耗量占汽油产量的87.9%，如果按10%比例添加生产燃料酒精换算，需要燃料酒精381万吨，而全年酒精总产量仅为20.7万吨，如果在不久将来，能用燃料酒精替代500万吨等量的汽油，就可以为我国节省外汇15亿美元。

在目前中国人均石油开采储量仅为2.6吨的低水平条件下，开发新能源成为社会发展，推动经济增长的动力，燃料酒精作为国家战略部署的新型能源之一，在我国具有广阔的市场前景。

第二章选址③交通运输条件：交通便利④协作条件2.3 选择厂址根据以上原则及要求，我们选择浙江省衢州市龙游县依据：交通便利，空气清洁，无污染，水质好，水源丰富，原料（生产糖蜜的厂家）丰富衢州市位于浙江省西部，钱塘江上游，东与金华、丽水、杭州三市相交，南接福建，西连江西，北邻安徽，是闽浙赣皖四省边际中心城市，公路、铁路交错纵横，水运、空运发达，交通便利，素有“四省通衢”之称。

同时衢州森林覆盖率达70%，环境优美，闲置土地资源丰富。

而且龙游县为了招商引资，提供了一系列优惠政策，工业用地价格为6万元/亩，工业用电价格平均0.76元/度，工业用水1.1元/吨，五年内企业所得税全额补贴，所以，该地适合建厂。

第三章厂区规划3.1全厂总平面设计厂区总平面的布置采用联合式布置形式。

生产车间集中建在厂区西南侧，属下风向，这样有利于物料的运输，节省管子材料。

锅炉房配电站在厂区中央，有利于向各个部门输配电及供热，但热电厂和锅炉间则建在厂区最西侧。

职工宿舍远离车间，在上风向。

厂区周围设有花草，美化环境。

3.2车间内发酵设备的布置由于酒精发酵周期长，发酵罐数量较多，发酵罐间的距离为4.0m，离墙的距离应大于1m，每两列发酵罐间应留有足够的人行通道和操作面，距离为3.0m。

发酵罐用水泥支座落地安装，罐底有出料阀门，罐底离地面距离1.2m。

3.3车间内蒸馏设备布置蒸馏设备为半露天布置。

车间为一层，把较低的塔设备置于车间内，基本上处于一条线，再沸器、分凝器、预热器、泵等小设备也放在车间内。

较高的塔露天布置，其中包括醪塔、精馏塔。

塔顶布置一组冷凝器，利用重力回流，节省能源消耗，同时也节约厂房造价。

塔与塔的间距为2m以上，塔距墙为1m以上。

塔的人孔尽可能朝同一方，人孔的中心高度距楼面为1m左右。

塔的视镜也尽可能朝同一方向。

车间或部门的组成车间内容生产车间发酵车间，蒸馏车间动力车间锅炉房、水泵房、变电房辅助车间机修、污水处理站仓库原料、成品公共设备食堂、宿舍、医务所、车库、门卫、办公室第四章工艺计算第二章生产流程的确定2.1 工艺指标和基础数据1、生产规模:50000 t/a2、生产方法:单浓度连续发酵、差压式二塔蒸馏、吸附脱水技术3、生产天数:每年250天4、酒精日产量:200 t5、酒精年产量: 49998 t6、副产品年产量:次级酒精占酒精总量的2%7、杂醇油量:为成品酒精量的0.3%8、产品质量：燃料酒精[乙醇含量为99.5%(v/v)]9、糖蜜原料：含可发酵性糖50﹪10、发酵率：90﹪11、蒸馏率：98﹪12、发酵周期：48小时13、发酵温度：28～34℃14、硫酸铵用量：1Kg/t糖蜜15、硫酸用量：5Kg/t糖蜜16、酒精质量标准根据国家标准生产（见表1-1）表1-1 无水酒精质量标准GB678—90检验项目计量单位或符号产品等级优级分析化学乙醇%(V/V)≥99.8 99.7 99.5密度(20℃) g/ml 0.789-0.7910.789-0.7910.789-0.791与水混合试验合格蒸发残渣% 0.0005 0.001 0.001 水份%(v/v) 0.2 0.3 0.5 酸度mmol/100g 0.02 0.04 0.1 碱度(以OH计) mmol/100g 0.005 0.01 0.03 甲醇% 0.02 0.05 0.2 异丙醇% 0.003 0.01 0.05 羰基化合物(以CO计)% 0.003 0.003 0.005 还原高锰酸钾物质(以O计)% 0.00025 0.00025 0.0006 外观清澈透明易碳化物质合格2.2 工艺流程1、原料的预处理包括添加絮凝剂、静止澄清、加酸等过程；2、糖蜜稀释采用连续稀释；3、酵母菌发酵4、分离纯化本5、生产工艺流程图（见图2-1）第三章工艺计算3.1物料衡算3.1.1 原料消耗量计算（基准：1吨无水乙醇）1、糖蜜原料生产酒精的总化学反应式为：C12H22O11＋H2O→2C6H12O6→4C2H5OH＋4CO2↑342 360 184 176 X10002、生产1000Kg 无水酒精的理论蔗糖消耗量： 1000×（342÷184）﹦1858.7（㎏）3、生产1000Kg 燃料酒精(燃料酒精中的乙醇99.5%（V ）以上，相当于99.18%（m ）)的理论蔗糖消耗量：1858.7×99.18％﹦1843.5（㎏）4、生产1000Kg 燃料酒精实际蔗糖消耗量（生产过程中蒸馏率为98﹪，发酵率为90﹪）：1843.5÷98﹪÷90﹪﹦2090（㎏）5、生产1000Kg 燃料酒精糖蜜原料消耗量（糖蜜原料含可发酵性糖50%）： 2090÷50﹪=4180（Kg ）6、生产1000Kg 无水酒精量（扣除蒸馏损失生产1000kg 无水酒精耗糖蜜量为）： 1858.7÷90﹪÷50﹪=4130.4（kg ） 3.1.2 发酵醪量的计算：酒母培养和发酵过程放出二氧化碳量为：9681841769899.1810000000=⨯⨯单浓度酒精连续发酵工艺，把含固形物88﹪的糖蜜稀释成浓度为25﹪的稀糖液经连续稀释器可得稀糖液量为： 4180×85﹪/25﹪=14212（kg ） 即发酵醪量为：14212kg酒母繁殖和发酵过程中放出968Kg 的二氧化碳，且酒精捕集器稀酒精为发酵醪量的6﹪，则蒸馏发酵醪的量为：（14212-968）×（1.00+6﹪）=14039（kg ） 蒸馏发酵成熟醪的酒精浓度为：00014.7140399899.181000=⨯⨯3.1.3成品与废醪量的计算糖蜜原料杂醇油产量约为成品酒精的0.25～0.35﹪，以0.3﹪计，则杂醇油量为1000×0.3﹪ =3（kg ）醪液进醪温度为t 1=55℃，塔底排醪温度为t 4=85℃，成熟醪酒精浓度为B 1=7.14﹪，塔顶上升蒸汽的酒精浓度50﹪（v ）即42.43﹪（w ），生产1000Kg 酒精则醪塔上升蒸汽量为：V 1=14039×7.14﹪÷42.43﹪=2363（kg ） 残留液量为：W X =14039-2363=11676（kg ） 成熟醪量比热容为：C 1=4.18×（1.019-0.95B 1） =4.18×（1.019-0.95×7.14﹪） =3.98[KJ/（Kg·K）] 成熟醪带入塔的热量为：Q 1=F 1C 1t1=14039×3.98×55=3.08×106（KJ ） 蒸馏残液内固形物浓度为： 0011259.81167614.714039=⨯==XW B F B蒸馏残留液的比热：[])/(04.4)59.8378.01(18.4)378.01(18.40022K kg KJ B C ⋅=⨯-⨯=-=塔底残留液带出热量为：)(1001.48504.411676642'4KJ t C W Q X ⨯=⨯⨯=⋅⋅=查附录得42.43﹪酒精蒸汽焓为2045KJ/Kg 。

故上升蒸汽带出的量为： )(1083.420452363613KJ i V Q ⨯=⨯==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：)(254299)8518.42644(1008.31001.41083.40066641'431kg t C I Q Q Q Q D W n =⨯⨯-⨯-⨯+⨯=--++=若采用直接蒸汽加热，则塔底排出废醪量为：=+1D W X 11676+2542=14218（kg ） 3.1.4 年产量为1万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：10000／250﹦40（t ）每小时酒精量：40×1000÷24=1667（Kg ）=1.667(t)实际年产量（次级酒精忽略不计）：1.667×24×250=10002（t/a ） 主要原料糖蜜用量：日耗量：4180×40==167200（kg）=167.2(t)年耗量：167.2×250=41800（t）每小时产次级酒精：1667×（2÷98）=34.02（kg）实际年产次级酒精：34.02×24×250=204120(Kg)=204.12（t/a）表3-1 200000t/a糖蜜原料酒精厂物料衡算表物料衡算生产1000Kg99.5%酒精物料量每小时（Kg）每天（t）每年（t）燃料酒精1000 1667 40 10002糖蜜原料4180 6967 167.241800次级酒精20 33.34 0.8 200发酵醪14212 23687.8 568.48 142120蒸馏发酵醪14039 23399.45 561.56 140390杂醇油 3 5 0.12 30二氧化碳968 1613.4 38.72 96800醪塔废醪量14218 23701.4 568.7 142178.63.1.5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1万吨酒精每小时需要稀释用水量：10032×1677÷1000=16723.4(kg/h) 生产1万吨酒精一年需要的稀释用水量：10032×10000=1.0032×108（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：41800×1=41800（kg/a）=41.8（t/a）4.18t 4.18kg 41800t日耗量：41800÷250=167.2（kg/d）每小时耗量：167.2÷24=7（kg/h）则生产1万吨酒精一年需要硫酸铵用量：41.8×10000=4.18×105（t/a）3、硫酸用量]稀释酒母稀糖液用酸5Kg/t 糖蜜：年用量：41800×5=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1万吨酒精硫酸铵一年用量：20.9×10000=2.09×105表3-2 稀释工段各物料用量（5万吨产量计算） 物料 用量(t/a) 糖蜜稀释用水量 1.0032×108 营养盐添加量 4.18×105 硫酸用量 2.09×105 3.2 热量衡算 3.2.1 发酵工段现生产10000t/a ，要每小时投入糖蜜量6967kg/h ，则无水酒精量为： 6867×1000÷4130.4=1686.76（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=1170×1667=1.97×106（KJ/h ）发酵酒母冷却水初'1w t =20℃，终温''2w t =27℃，平均耗水量为：)/(4.67327)2027(18.41097.1)(6''2'1h kg ttC Q W w w e =-⨯⨯=-=酒母发酵酒母酒精捕集用水为：（待蒸馏发酵醪液量为F=23399.45kg/h ）5﹪F÷1.06=5﹪×23399.45÷1.06=1103.7（kg/h ） 发酵洗罐用水为：（每15天洗一次）2﹪F÷1.06=2﹪×23399.45÷1.06=441.5（kg/15天）则在发酵工段总用水量W 发酵工段=1103.7+441.5+67327.4=68872.6（kg/h ）3.2.2 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 ）。