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中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第25页
式中 i—95%（体积分数）酒精的蒸汽焓，为1189KJ/kg
消耗的热量 塔底采用0.2MPa（表压）蒸汽直接加热，蒸汽焓为2723.83KJ/kg；设蒸馏过程中热损失Qn取为传递总热量的1%。根据热量横算，则消耗的热量为：
D2?Q2?Q3?Qn?Q1
I?cwt
5.58?105?1.182?106?8.23?105?
(2723.83?4.18?103)?99%?403.90(kg) 精馏塔排出的废液量为：
Wx?D2?1296.49?403.90?1700.39(kg)
由上述生产1000kg95%酒精的物料衡算结果，可求得50000t/a食用酒精厂总的物料平衡计算。具体计算结果如表3-2所示。
表3-2 50000t/a木薯原料食用酒精厂物料衡算表 物料 食用酒精 次品酒精 木薯原料 需蒸煮粉浆 成熟蒸煮醪 糖 化 酶 糖 化 醪 酒 母 醪 发酵成熟醪 杂 醇 油 二氧化碳 硫 酸 铵 硫 酸 醛塔的废醪 精馏的废水 生产1000kg95% 酒精物料量（kg) 984.00 16.00 2494.17 9976.68 10885.18 18.71 11151.45 1042.20 10676.90 4.00 892.90 1.04 5.00 10735.01 1700.39 每小时数量 （kg） 6406.25 104.17 16238.09 64952.34 70867.06 121.81 72600.59 6785.16 69511.07 26.04 5813.15 6.77 32.55 69889.39 11070.25 每天数量 （t） 153.75 2.50 389.71 1558.86 1700.81 2.92 1742.41 162.84 1668.27 0.63 139.52 0.16 0.78 1677.35 265.69 每年数量 （t） 49200.00 800.00 124708.50 498834.00 544259.00 935.50 557572.50 52110.00 533845.00 200.00 44645.00 52.00 250.00 536750.50 85019.50 3.2热量衡算
3.2.1原料处理及液化工序热量衡算
淀粉浆量 由物料衡算可知，日投产木薯389.69吨。采用24h连续液化，即每小时处理量为：389.69÷24=16.24(t/h)。液化调浆时原料与水配比为1:3，则原料
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浆量为：16.24×4=64.96(t/h)。
配料二次蒸汽耗用量 用200C水调浆，并用1050C二次蒸汽将原料浆预热到650C，则二次蒸汽耗用量为：
W'蒸汽64.96?103?3.625?(65?20)?
2682.5?273.8594(9kg/h) ?42.式中 3.625—蒸煮醪的比热容[kJ/(kg?K)]，由物料衡算可知
2682.5—1050C的蒸汽焓（kJ/kg） 273.85—630C的液体焓（kJ/(kg) 预热后蒸煮醪的量为：
.49(kg/h) 64960?4339.4?6902蒸煮耗用蒸汽量 预热后的蒸煮醪经加热器一次加热到1350C后进行连续蒸
煮，采用0.4MPa（表压）蒸汽加热（蒸汽热焓为2748.9 kJ/kg）。此过程中蒸汽的损失量为1%，则耗用蒸汽量为：
W蒸汽1?
69029.4?3.625?(135?65)
(2748.9?135?4.18)?99%?8099.03(kg/h)
3.2.2酒母培养工序热量衡算
酒母培养采用连续培养工艺。将糖化醪在550C保温50min，再加热到760C进行巴斯德灭菌20min，再冷却到240C后进行培养10h。
W蒸汽2?3.97?1042.2?(76?55)
(2748.9?4.18?76)?99% ?36(kg/t酒精)
式中 3.97—糖化醪的比热容，[kJ/(kg?K)] 则每小时耗用蒸汽量为：36×156.25÷24=234.38(kg/h) 3.2.3蒸馏工序热量衡算
醪塔蒸汽耗用量 由物料衡算可知每生产1000kg食用酒精，醪塔蒸汽耗用量为2267.82kg，则每小时醪塔蒸汽耗用量为：
W蒸汽3?2267.82?156.25?24
?14788.08(kg/h)
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醛塔蒸汽耗用量 由物料衡算可知每生产1000kg食用酒精，醛塔蒸汽耗用量为96.65kg，则每小时醪塔蒸汽耗用量为：
W蒸汽4?96.65?156.25?24 ?629.23(kg/h)
精馏塔蒸汽耗用量 由物料衡算可知每生产1000kg食用酒精，精馏塔蒸汽耗用量为403.90kg，则每小时醪塔蒸汽耗用量为：
W蒸汽5?403.90?156.25?24
?2629.56(kg/h)
甲醇塔提取的合格酒精量 甲醇塔取头等杂质约为成品酒精0.5%，即5kg。同时有约1%的酒回流进入醛塔。则得到合格的成品酒精为（温度为800C）：
(993.87?5)?(1?1%)?998.86(kg)
甲醇塔蒸汽耗用量 甲醇塔使用0.2MPa的蒸汽进行间接加热，使塔底蒸馏液的温度达到800C。甲醇取杂质较少，机会为全回流，回流液的平均温度为580C。蒸馏过程中蒸汽损失约1%，则蒸汽耗用量为：
W蒸汽6?998.86?2.99?(80?58)
2165.42 ?30.34kg 则每小时蒸汽耗用量为：
W蒸汽6?30.34?156.25?24
?197.53(kg/h)
由上述生产1000kg95%酒精的热量衡算结果，可求得50000t/a食用酒精厂的总热量平衡计算。具体计算结果如表3-3所示。
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表3-3 50000t/a食用酒精厂热量衡算表 使用蒸汽工序 调浆二次蒸汽 蒸 煮 酒母培养 醪塔蒸馏 醛塔蒸馏 精馏塔蒸馏 甲醇塔蒸馏 总 计 每小时消 耗量(kg/h) 4299.40 8099.03 234.38 14788.08 629.23 2629.56 197.53 30877.21 每吨产品消 耗量(kg/t) 660.39 1244.01 5.63 2271.45 96.65 403.90 30.34 4742.74 每天消耗量 (t/d) 103.19 194.38 1800.04 354.91 15.10 63.11 4.74 741.05 年消耗量 (t/a) 33019.39 62200.55 36.00 113572.45 4832.49 20195.02 1517.03 237136.97 3.3水衡算
3.3.1原料预处理及糖化工序水衡算
调浆用水量 由物料衡算可知需用水量为7482.51kg，则实际每小时调浆需水量为：
W水1?7482.51?156.25?24?100?48.71(t/h)
喷淋冷却用水量 冷却水进口温度150C，出口温度400C。糖化液进入冷却器温度为600C，离开时温度为300C。则喷淋冷却用水为：
W水2?c糖m糖?t4.18?(40?15)
?3.97?10421.91?(60-30)
4.18?(40?15)?1000?11.88t
式中 m糖—需冷却的糖化液量，m糖=11151.45-1042.2×70%=10421.91kg c糖—糖化液的比热容为3.97[kJ/(kg?K)]
实际每小时喷淋冷却用水量为：
W水2?11.88?156.25?24?77.34(t/h)
蒸煮醪的稀释用水量 由物料衡算可知为266.27kg，则每小时用水量为： W水3?266.27?156.25?24?1000?1.73(t/h) 3.3.2发酵工序水衡算
发酵液体积为：
V?11464.1?1.03?1000?11.13(m3)