10萬噸燃料乙醇廠初步工藝設(shè)計-畢業(yè)論文

1、摘 要摘 要燃料乙醇在人們?nèi)粘Ｉ钜约翱茖W(xué)研究等諸多領(lǐng)域都有很廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計以世界行業(yè)以及我國酒精行業(yè)現(xiàn)狀為背景，以玉米為原料，采用連續(xù)發(fā)酵工藝。主要蒸餾工段采用三塔蒸餾工藝，保證產(chǎn)質(zhì)量并有效利用熱源。本設(shè)計為年產(chǎn)10萬噸燃料乙醇廠初步工藝設(shè)計，在物料衡算的基礎(chǔ)上，進行全廠主要生產(chǎn)設(shè)備的選型和計算，確定生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)格和臺數(shù)，以及水、電、汽、冷消耗計算和重點設(shè)備的設(shè)計合理優(yōu)化生產(chǎn)工藝過程。關(guān)鍵詞：燃料乙醇；連續(xù)發(fā)酵；三塔壓差蒸餾V目 錄Abstract Fuel ethanol are widely used in people's daily life and scientific

2、 research etc. This design is based on the status of alcohol industry in the world and our country as the background.corn was used as raw material and the design use a continuous fermentation process. The three-tower distillation process was use in the main distillation section to ensure product qua

3、lity and effective utilization of heat source. The topic of this design is an annual output of 100000 tons of fuel ethanol plants preliminary process design.The design was base on material balance to carry out selection and calculation of the main production equipment and determine the production eq

4、uipment specifications and number and the design of water, electric, steam, cold consumption calculation and key equipment was reasonably optimize production process.Key words：fuel ethanol;continuous fermentation;three-tower differential pressure distillation目 錄摘 要IAbstractII第1章 緒 論11.1 中國酒精工業(yè)的發(fā)展歷史1

5、1.2 我國酒精工藝和裝備技術(shù)的發(fā)展11.3 酒精生產(chǎn)存在的問題和解決對策21.3.1 酒精生產(chǎn)存在的問題21.3.2 解決對策21.4 國內(nèi)外酒精生產(chǎn)技術(shù)水平比較分析31.4.1 巴西31.4.2 美國31.4.3 中國41.4.4 其他國家4第2章 設(shè)計概論52.1 畢業(yè)設(shè)計的目的52.2 畢業(yè)設(shè)計的題目52.3 畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)52.4 設(shè)計的指導(dǎo)思想52.5 畢業(yè)設(shè)計的依據(jù)62.6 廠址選擇原則62.7 廠址選擇82.7.1 吉林省吉林市82.7.2 吉林省四平市仙馬泉112.8 原料來源、規(guī)格及標準132.9 主要輔料的質(zhì)量標準142.10 水的質(zhì)量標準162.11 成品品種及質(zhì)量標準

6、192.12 主要工藝技術(shù)參數(shù)212.13 生產(chǎn)工作制度212.14 環(huán)保措施212.14.1 CO2回收利用222.14.2 雜醇油回收242.14.3 液體，固體CO2（干冰）的制備和儲運252.14.4 酵母回收262.14.5 酒精糟回收26第3章 酒精生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計及說明293.1 酒精的性質(zhì)、用途及生產(chǎn)方法概述293.1.1 性質(zhì)293.1.2 用途303.1.3 生產(chǎn)方法303.2酒精生產(chǎn)工藝流程的確定313.3 工藝條件及說明313.3.1 玉米粉供應(yīng)工序313.3.2 液化糖化工序323.3.3 發(fā)酵工序343.3.4 酒精蒸餾、脫水工段35第4章 酒精生產(chǎn)過程中的物料和

7、熱量衡算394.1 物料及熱量衡算394.1.1 成熟醪量的計算394.1.2 發(fā)酵工段物料衡算394.1.3 液糖化工段物料衡算474.1.4 蒸餾工段物料衡算504.2 水、電、汽消耗的計算594.2.1 耗水量的計算594.2.2 蒸汽消耗量的計算60第5章 設(shè)備選型的計算615.1原料輸送裝置的選型615.5.1 輸送量的計算615.5.2功率的計算615.2液糖化工段615.2.1糖化罐選型615.2.2閃蒸罐選型625.2.3維持罐625.3發(fā)酵工段635.3.1酒母罐選型635.3.2發(fā)酵罐選型635.4蒸餾工段655.4.1粗餾塔655.4.2精餾塔的設(shè)計68第6章 重點設(shè)備的

8、計算與選型液化罐826.1 淀粉的液化826.2 液化的工藝條件826.3 液化程度的控制836.4 液化罐的選型和計算836.4.1 冷卻設(shè)計846.4.2 攪拌裝置設(shè)計856.4.3 液化罐聯(lián)結(jié)管道的計算866.4.4溫度計，人孔及支座87第7章 總體平面設(shè)計及全廠定員887.1 總體平面設(shè)計的原則及要求887.1.1 依據(jù)887.1.2基本原則887.1.3 要求887.1.4 全廠總平面設(shè)計887.2 全廠定員897.2.1 生產(chǎn)部門897.2.2 動力輔修車間897.2.3 科研部門89參考文獻90致謝92東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第1章 緒 論1.1 中國酒精工業(yè)的發(fā)展

9、歷史中國酒精工業(yè)的發(fā)展已有近百年的歷史，1907年德國人在黑龍江省哈爾濱市建立第一個酒精廠，雖經(jīng)約50年的演變和設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，但全國酒精總產(chǎn)量還不到1萬噸。 19492000年，中國的酒精產(chǎn)量迅速增長到300萬噸，躍居世界第三位。新中國成立后，歷經(jīng)50年的發(fā)展，初步形成了企業(yè)生產(chǎn)、工程設(shè)計、科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、設(shè)備制造、綜合利用、環(huán)境保護、標準制定、檢驗檢測、成品運輸、產(chǎn)品銷售等一個完整的酒精工業(yè)體系。自1989年中國安徽特級酒精廠從法國Speichim公司引進六塔差壓蒸餾全套設(shè)備和技術(shù)投產(chǎn)后，我國酒精質(zhì)量上了一個新臺階。1996年黑龍江華潤酒精有限公司年產(chǎn)24萬噸優(yōu)質(zhì)食用酒精生產(chǎn)線的投產(chǎn)，

10、標志著中國酒精行業(yè)初步完成了引進和消化現(xiàn)代國外大型酒精生產(chǎn)技術(shù)。中國政府在2000年決定將燃料酒精的開發(fā)生產(chǎn)、使用列入第十個五年規(guī)劃。燃料酒精規(guī)劃的實施標志著中國酒精產(chǎn)業(yè)還要上一個大臺階，2003年吉林（一期年產(chǎn)30萬噸）大型燃料酒精企業(yè)的投產(chǎn)，說明中國酒精生產(chǎn)能力已接近世界先進水平1。1.2 我國酒精工藝和裝備技術(shù)的發(fā)展1920年福建酒精廠成立，以薯干為原料；1922年山東溥盆酒精廠投產(chǎn)，以甜菜糖蜜為原料；1935年上海中國酒精廠成立，以進口甘蔗糖蜜和薯干為原料，這些是我國第一批酒精廠。解放前，我國的酒精工業(yè)發(fā)展緩慢，到解放前夕，全國總產(chǎn)量不及萬噸，淀粉利用率僅60%左右，生產(chǎn)工藝均為間歇法

11、，糖化劑用的是麥芽，原料不經(jīng)粉碎。解放后，50年代初為恢復(fù)時期，產(chǎn)量逐步發(fā)展。50年代中開始進行技術(shù)革新，首先用微生物糖化劑代替麥芽，用前蘇聯(lián)的三段蒸煮代替間歇蒸煮，進而采用粉碎原料連續(xù)蒸煮；糖化方面采用混合冷卻連續(xù)糖化，進而采用一級真空冷卻連續(xù)糖化；糖蜜發(fā)酵實行了連續(xù)化，淀粉質(zhì)原料的連續(xù)發(fā)酵也在一些工廠開始運轉(zhuǎn)；發(fā)酵醪的蒸餾全部采用連續(xù)工藝。70年代，我國酒精工業(yè)開始采用液體曲，以后又有糖化酶、液化酶問世；80年代中，8085液化和其他低溫蒸煮工藝開始在我國酒精工業(yè)中得到應(yīng)用。近年來高溫-淀粉酶、高糖化力糖化酶、耐高溫酵母、活性干酵母、差壓蒸餾和各種酒糟處理新技術(shù)也開始應(yīng)用，同時引進了國外一

12、些酒精聯(lián)產(chǎn)飼料的成套設(shè)備和技術(shù)，使我國的酒精生產(chǎn)水平上了一個新臺階2。1.3 酒精生產(chǎn)存在的問題和解決對策1.3.1 酒精生產(chǎn)存在的問題隨著國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展，整個社會對酒精的需求量會有所增長，但是酒精最大的需量是作為汽油的代用品，即作燃料。如果按照酒精作為燃料以代替汽油的觀點來看，當(dāng)前的酒精生產(chǎn)普遍存在的問題有以下五方面：（1）發(fā)酵酒精的成本過高，國際市場上酒精的價格要比石油貴一倍，如果成本不降到與石油相近，則很難與石油燃料相競爭。（2）生產(chǎn)過程中能耗過大，尤其是蒸煮和酒精回收過程中能耗特別高。以玉米原料為例，生產(chǎn)1L酒精，耗能約1423518840kJ，而每1L酒精的燃燒熱值約為2344

13、6kJ，能量平衡值較低3。如不大幅度降低能耗，則將在很大程度上失去作為能源的價值。（3）生產(chǎn)酒精的原料受到土地和水資源的限制。拿我國的情況來說，根據(jù)80年代中期有關(guān)部門統(tǒng)計，我國到2000年將需燃料酒精48006000萬噸，以摻入量10%計，則2000年汽車燃料將需要薯干800kg計，將需要新增耕地面積13001600萬畝（1987年酒精產(chǎn)量100萬噸除外），將占全國耕地總數(shù)的1%左右。這幾乎是一個無法承受的壓力。酒精與民掙糧、掙地的情況不解決，要發(fā)展是不可能的。（4）酒糟處理問題是當(dāng)前酒精生產(chǎn)面臨的又一嚴重問題。每生產(chǎn)1t酒精要產(chǎn)生1215t左右的酒糟。一般酒糟的BOD值在250003500

14、0mg/L之間。這樣高濃度的有機廢液，如果不經(jīng)處理就排入自然界，那將產(chǎn)生極為嚴重的污染。一個年產(chǎn)8萬噸酒精的工廠所產(chǎn)生的污染負荷和一個140萬人口的城市產(chǎn)生的生活污水負荷相當(dāng)。（5）酒精發(fā)酵的強度問題。發(fā)酵強度愈大，同樣發(fā)酵罐容積生產(chǎn)的酒精就多。常規(guī)的糖蜜間歇酒精發(fā)酵，其強度只有2g/(L·h)。一旦酒精有可能成為燃料，則其產(chǎn)量要增加幾倍，幾十倍，新建廠的投資就很大，運轉(zhuǎn)過程的經(jīng)費也大。如果能將發(fā)酵強度提高幾倍、幾十倍，那么發(fā)酵車間的投資將大為減少，最終將對成本的降低有利。1.3.2 解決對策針對上述存在的問題，我國和世界各國學(xué)者、工程技術(shù)人員都在研究對策，研究和發(fā)展解決上述問題的新

15、菌種、新工藝、新設(shè)備和新技術(shù)，粗略地可歸納如下：（1）解決發(fā)酵酒精原料的根本出路，在于利用纖維原料（包括纖維素和半纖維素在內(nèi)）來代替糧食原料。這一工藝在美國已基本解決，但成本還比較高，生物技術(shù)的進一步發(fā)展將最終解決這個問題。（2）在節(jié)能方面，主要的努力應(yīng)放在無蒸煮工藝和酒精節(jié)能回收技術(shù)的研究上，將能量消耗降低50%或更多是完全可能的。另外，原料粉碎消耗電力也很大，如何降低粉碎電耗也是應(yīng)引起重視的問題。（3）高發(fā)酵強度酒精發(fā)酵新工藝也將會有突破性的進展，現(xiàn)在實驗室結(jié)果，發(fā)酵強度已超過100g/(L·)，也就是說比間歇發(fā)酵提高了50倍以上。為此，在工業(yè)生產(chǎn)上爭取達到50g/(L·

16、;h)是完全有可能的4。（4）在菌種選育方面，常規(guī)的誘變育種技術(shù)加上遺傳工程技術(shù)，將有可能獲得能直接發(fā)酵生淀粉、纖維素、半纖維素的菌種；纖維素酶高產(chǎn)菌株、耐高溫酵母和其他優(yōu)良的酒精發(fā)酵微生物、抗雜菌酒精發(fā)酵菌也將又得到的可能。任何上述一個菌株的獲得都將從根本上改變目前酒精生產(chǎn)的面貌。（5）酒糟處理的指導(dǎo)思想應(yīng)該是將酒糟當(dāng)作一個有用的原料來處理，要將生產(chǎn)SCP、燃料、飼料、肥料或其他生物制劑與酒糟的處理結(jié)合起來進行或在工藝中消除污染源，最終達到無污染排放。1.4 國內(nèi)外酒精生產(chǎn)技術(shù)水平比較分析1.4.1 巴西巴西的酒精主要以糖蜜或甘蔗渣為原料，目前有70%以蔗糖為原料的酒精廠采用間歇發(fā)酵，發(fā)酵能

17、力達150萬升酒精/天，約有350個酒精廠采用連續(xù)發(fā)酵過程。在兩種發(fā)酵過程中，酵母均被從發(fā)酵后培養(yǎng)基中分離出來，經(jīng)稀硫酸沖洗后在用于發(fā)酵過程。發(fā)酵可獲得較高酒精濃度（8%11%）和較高酒精得率（92%93%）及較短發(fā)酵時間（610小時），可使酵母一天回收利用3次，連續(xù)運行200天，由于野生酵母具有極強的發(fā)酵能力，在巴西30個酒精廠已有21個將野生酵母作為接種菌進行發(fā)酵5。1.4.2 美國美國的酒精主要以玉米為原料，美國目前有近60家生產(chǎn)酒精的工廠，其中有5家為在建企業(yè)，其余54家已投產(chǎn)，現(xiàn)擁有年生產(chǎn)能力527萬噸，在建企業(yè)的生產(chǎn)能力為30萬噸。生產(chǎn)中預(yù)處理以濕法為主，發(fā)酵時采用了不同的技術(shù)，有

18、的采用較老的間歇培養(yǎng)技術(shù)，不回收利用酵母，每次都需要添加新鮮的酵母細胞；較現(xiàn)代化的企業(yè)，則廣泛實現(xiàn)計算機控制，應(yīng)用連續(xù)發(fā)酵過程，并采用CIP（Cleaning In Place，原位循環(huán)清洗發(fā)酵罐的原位清洗系統(tǒng)），它是在微機控制下，對單臺或多臺發(fā)酵罐及傳輸管線在生產(chǎn)結(jié)束后開始前，不需拆卸任何設(shè)備，在全封閉情況下，按規(guī)定的程序自動進行清洗操作，該技術(shù)可降低勞動成本，減少設(shè)備損耗。最后，發(fā)酵液送去蒸餾，生產(chǎn)出恒沸混合物-95.5%含水酒精。為了生產(chǎn)無水酒精，用碳水化合物除去水分，近來，已有采用分子篩除去水分。隨著木材水解技術(shù)的進步，美國除用于米外，將建立6家以木材廢料和稻草為原料的酒精廠，估計產(chǎn)量

19、將達36.8萬噸/年，還擬建以城市固體廢物為原料的工廠，酒精產(chǎn)量將為9.1萬噸/年，以充分利用木材，稻草和城市廢物等各種不同的可再生資源5。1.4.3 中國2001年9月國務(wù)院正式批準了在國內(nèi)發(fā)展燃料酒精試點，并于2001年在長春、洛陽、鄭州等啟動燃料酒精試點工作。目前，河南省南陽市已建成年產(chǎn)2萬噸燃料酒精的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品已投放市場，并正在建設(shè)年產(chǎn)20萬噸的生產(chǎn)線；安徽省年產(chǎn)35萬噸燃料酒精項目也正在籌建；經(jīng)國家批準，將在吉林省新建年產(chǎn)80萬噸燃料酒精廠，中國酒精生產(chǎn)一般以富含淀粉的物質(zhì)為原料，采用間歇發(fā)酵，最終酒精濃度通常可達8%10%，酵母不回收。1.4.4 其他國家歐共體酒精產(chǎn)量在175

20、萬噸左右；獨聯(lián)體年產(chǎn)酒精約200萬噸，以谷物、乳清、葡萄糖和糖蜜為原料5；印度是僅次于中國的亞洲第二大酒精生產(chǎn)國，主要原料糖蜜的用量為500萬噸/年，盡管印度的糖蜜資源不足，但印度政府還是準備效法巴西推出“汽油酒精計劃”。第2章 設(shè)計概論2.1 畢業(yè)設(shè)計的目的樹立正確的設(shè)計思想，在技術(shù)上采用先進的生產(chǎn)經(jīng)驗和熟練的科技成果，選擇先進可靠，安全適用的工藝流程和工藝條件及生產(chǎn)設(shè)備；技術(shù)經(jīng)濟指標先進，生產(chǎn)損耗和能量消耗低，在經(jīng)濟上具有合理性；對環(huán)境污染程度低，在環(huán)境保護上具有可行性。對物料、水、電、汽進行平衡計算，對主要生產(chǎn)設(shè)備進行選型與計算，同時進行重點設(shè)備的設(shè)計和重點車間平面布置設(shè)計以及全場平面布

21、置設(shè)計，并繪制圖紙。通過畢業(yè)設(shè)計使學(xué)生熟悉酒精生產(chǎn)過程和解決一些工程技術(shù)問題，培養(yǎng)學(xué)生獨立查找，分析和使用技術(shù)資料，獨立編寫設(shè)計文件，熟練使用CAD軟件繪制工藝流程圖和設(shè)備裝配圖的能力。2.2 畢業(yè)設(shè)計的題目年產(chǎn)10萬噸燃料乙醇廠初步工藝設(shè)計，重點設(shè)備液化罐。2.3 畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)本課題是年產(chǎn)10萬噸燃料乙醇廠初步工藝設(shè)計，設(shè)計任務(wù)包括：（1）選擇并確定生產(chǎn)工藝流程和工藝條件，確定技術(shù)經(jīng)濟指標（2）進行全場物料平衡計算（3）主要生產(chǎn)設(shè)備的選型和計算（4）水、點、汽、冷消耗計算（5）重點設(shè)備液化罐的設(shè)計；（6）重點車間平面布置設(shè)計和全廠平面布置設(shè)計；（7）繪制圖紙液糖化工段、發(fā)酵工段、蒸餾工段工

22、藝流程圖各一張，液化罐裝配圖一張，糖化車間平面布置圖一張，全廠平面布置圖一張（CAD繪制）。2.4 設(shè)計的指導(dǎo)思想在技術(shù)上采用先進的生產(chǎn)經(jīng)驗和成熟的科技成果，使其具有現(xiàn)實性和先進性；工藝流程、選用設(shè)備、工藝控制和工藝條件先進可靠、安全適用；生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標先進，生產(chǎn)損耗和能量消耗低，在經(jīng)濟上具有合理性；對環(huán)境污染程度低，在環(huán)境保護上具有可行性；設(shè)計考慮到就經(jīng)常今后的發(fā)展趨勢（如增加品種，擴大產(chǎn)量等），在建筑和平面布置上及設(shè)備選取上，都留有適當(dāng)?shù)挠嗟?，同時又不致于造成現(xiàn)有設(shè)備、場地的太大浪費。2.5 畢業(yè)設(shè)計的依據(jù)本課題的設(shè)計依據(jù)是結(jié)合當(dāng)?shù)卦?、水源、水質(zhì)、能源供應(yīng)及交通運輸狀況的調(diào)查與研究，依

23、據(jù)自然狀況，查閱大量相關(guān)資料，遵從設(shè)計題目要求，用學(xué)過的理論知識與實踐相結(jié)合，進行這次題目的設(shè)計工作。2.6 廠址選擇原則廠址選擇一般包含地點和場地選擇這兩個概念。所謂地點選擇就是所建廠在某地區(qū)內(nèi)的方位（即地理坐標）及其所處的自然環(huán)境狀況，進行勘測調(diào)查、對比分析。所謂場地選擇，就是對所建廠在某地點處的面積大小、場地外形及其潛藏的技術(shù)經(jīng)濟性，進行周密的調(diào)查、預(yù)測、對比分析，作為確定廠址的依據(jù)。（1）自然條件 地理位置選擇廠址時應(yīng)當(dāng)了解廠址的防衛(wèi)及其與城鎮(zhèn)的關(guān)系，周圍地段的地理情況和在該處建廠的有利及不利條件。根據(jù)發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)方式及產(chǎn)品銷售的特點，廠址應(yīng)處在城鎮(zhèn)小曲。通常在工廠設(shè)計中，廠址離主要消

24、費（集散）中心的距離與城市規(guī)模、生產(chǎn)廠規(guī)模成正比。另外，廠址選擇應(yīng)考慮微生物發(fā)酵工廠對環(huán)境因素的特殊要求。發(fā)酵工廠廠址周圍應(yīng)清潔衛(wèi)生，廠區(qū)應(yīng)在居民區(qū)下風(fēng)側(cè)，河流上游，遠離有毒工廠和有機廢料、化學(xué)廢料堆放地區(qū)及傳染病中心地點。 地形、地勢與地質(zhì)現(xiàn)代化的發(fā)酵工廠，從原料、糖化、發(fā)酵、分離、提取、精制、包裝，是一條流水作業(yè)線。車間占地面積較大且為矩形者多，因此要求廠址地形及外形整齊為好，最適宜者為矩形（經(jīng)驗的邊長比例約2.5:1.0為宜）6。這樣，有利于工廠總平面的布置。地勢是用廠址地面的自然坡度和凸凹不平度來描述的。廠址選擇要求地勢平坦，自然坡度最好在5/1000以下，以利于排泄雨水、廠內(nèi)交通運輸

25、及廠房建筑物座落基礎(chǔ)施工。 水文要有豐富的水源，包括地表水、深層水（深井水）、水庫水（雨水）、江河水（露天水）及泉水（有壓水）和城市自來水等。根據(jù)發(fā)酵工廠的特點，水質(zhì)要滿足生產(chǎn)工藝要求，包括滿足飲用水質(zhì)標準及釀造用水標準、硬水及軟化水等。一般深井水及泉水的水量、水溫、水質(zhì)均較適宜；地表水、水庫水、江河水的水量大而水質(zhì)不高；城市自來水來源方便但價格不便宜。使用時要注意其合理性與經(jīng)濟性。 氣象氣象資料是工廠總平面布置的重要依據(jù)之一，也是廠房設(shè)計和排水系統(tǒng)設(shè)計的主要依據(jù)。a. 溫濕度 全年平均氣溫、平均濕度，最熱月及最冷月的平均氣溫、濕度，最高氣溫與濕度和最低氣溫與濕度。b. 降雨量 全年平均降雨量

26、及一次最大降雨量和持續(xù)時間。c. 冬季積雪情況。d. 冰凍期及地層冰凍深度、土壤溫度。e. 風(fēng)玫瑰圖及風(fēng)級表等。f. 最高最低氣壓及全年平均氣壓等。g. 全年日照數(shù)、各月日照分布情況等。（2）技術(shù)經(jīng)濟條件 原料供應(yīng)與產(chǎn)品銷售發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)品品種繁多，原料范圍廣泛，有農(nóng)、林、牧、水等天然原料，也有工業(yè)產(chǎn)品或副產(chǎn)品。選擇廠址時應(yīng)對原料的產(chǎn)地、供應(yīng)、運輸、貯藏（有些品種需要保鮮）及其規(guī)格質(zhì)量、化學(xué)成分等技術(shù)經(jīng)濟性狀進行調(diào)查分析。所選的廠址應(yīng)盡量接近原料產(chǎn)地，異地原料應(yīng)保證供應(yīng)方便，減少運輸損失，進廠后須有相應(yīng)的貯備工藝（貯備量、貯倉面積、貯藏管理等），以保證正常生產(chǎn)，降低原料成本。 能源供應(yīng)電、熱及燃料

27、供應(yīng)方便是選擇廠址的重要原則之一。首先要對廠址與高壓電網(wǎng)的距離、電源設(shè)備和電壓等情況詳細了解，以便確定輸電方式和廠內(nèi)變壓配電所的位置。發(fā)酵工廠的耗汽量較大，故熱源供應(yīng)量也較大。選擇廠址要考慮供熱方式、汽量及汽壓等情況。如廠址與城市熱電站鄰近，熱汽可由它供應(yīng)。 給排水發(fā)酵工廠用水量較大，而且水質(zhì)標準高。所選擇廠址必須有符合要求的水源。有條件時，廠址應(yīng)盡量靠近水源地，如靠近泉水、江河湖泊水。最好在所選廠址內(nèi)，能自己轉(zhuǎn)井以建造水塔獲得深井水。這樣，水質(zhì)好、水溫低、給水量準確。廠區(qū)生產(chǎn)廢水、污水及雨水的排放量很大，其量超過給水量。其中除部分工藝性廢水可以處理使用外，其余均要排掉，但必須符合廢水排放標準

28、。為此所選廠址應(yīng)盡量靠近城市的排水系統(tǒng)，以便統(tǒng)一處理。如附近無排水系統(tǒng)，則需自行設(shè)置污水處理站排放。 交通運輸現(xiàn)代化的發(fā)酵工廠，以其產(chǎn)品商業(yè)化、社會化為特征，沒有發(fā)達的交通和方便的運輸，是難以取得高效益的。發(fā)酵工廠的運輸量很大，且運出量比運入量大。如果運出與運入失調(diào)，輕者影響工廠生產(chǎn)的正常秩序，重者導(dǎo)致停產(chǎn)而效益猛降。故選擇廠址，必須以交通運輸方便為原則。要求交通運輸方式可靠，鐵路、公路、水路優(yōu)勢明顯，且有發(fā)展的前景。2.7 廠址選擇2.7.1 吉林省吉林市（1）選址地點:吉林省吉林市。 （2）選擇依據(jù)：交通便利、空氣清潔、無污染、水質(zhì)好、水源豐富。 （3）地理狀況 自然條件： a. 地理位置

29、 吉林市為吉林省轄地級市，吉林市地處東北腹地長白山脈，向松嫩平原過渡地帶的松花江畔，三面臨水、四周環(huán)山。東經(jīng)125°40E127°56E，北緯42°31N44°40N。東接延邊朝鮮族自治州，西臨長春市、四平市，北與黑龍江省哈爾濱市接壤，南與白山市、通化市、遼源市毗鄰。 b. 地貌和土壤 地貌特征：吉林市有"遠迎長白，近繞松花"的形勢。由于不同時期的大地構(gòu)造運動，以及江河的侵蝕、剝蝕和堆積，形成了中山山區(qū)-低山丘陵區(qū)-峽谷湖泊區(qū)-河谷平原區(qū)的地貌，地勢由東南向西北逐漸降低的地理景觀。中山山區(qū)，位于吉林地區(qū)中、東部和東南部，是全市主要林區(qū)

30、和特產(chǎn)區(qū)域。南有長白山地龍崗山脈，檔南有龍崗山脈的余脈富爾嶺，東北部和呼蘭嶺。松花湖東有老爺嶺，湖西有摩天嶺、南樓山、肇大雞山，皆為中山山群。山區(qū)中有1000米以上高峰110座。最高山峰南樓山，海拔1404.8米。低山丘陵區(qū)，分布在蛟河、樺甸和舒蘭市、永吉縣的中部。山嶺海拔300400米，少數(shù)山峰高600700米，是開發(fā)較早的區(qū)域7。森林已經(jīng)逐漸減退。除占地1748平方公里的吉林市城區(qū)外，其他區(qū)域是全省重要的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧、漁業(yè)及工礦區(qū)。峽谷湖泊區(qū)，分布在豐滿電站大壩到白山水庫上游金銀別的沿湖、沿區(qū)區(qū)域，是豐滿、紅石、白山三大梯級電站建成后形成的地貌區(qū)域，環(huán)境幽美，景色狀觀，是大有前途的能源

31、、特產(chǎn)、漁業(yè)、旅游綜合性經(jīng)濟開區(qū)和建立良好生態(tài)環(huán)境的重要生態(tài)經(jīng)濟區(qū)。河谷平原區(qū)，分布在松花江中游、永吉縣北部、舒蘭市中部及松花江支流的地段。一般海拔170220米，耕地集中，土壤肥沃，適宜農(nóng)事耕作，是重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟區(qū)。 c. 水文 局部 d. 氣象、溫濕度、降雨等 吉林市的氣候類型屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。春季少雨干燥,夏季溫?zé)岫嘤?，秋季涼爽多晴，冬季漫長而寒冷。氣溫受地形影響，由西、西北向東、東南氣溫逐漸降低。當(dāng)?shù)囟辔髂巷L(fēng)，最小風(fēng)頻東東北（ENE），詳見下列氣象資料：表2-1 自然、氣象條件表8序號自然、氣象要素單位數(shù) 值備 注1海拔m183.83184.092年平均氣溫4.53極端

32、最高氣溫36.64極端最低氣溫-40.25最熱月（七月）平均氣溫22.96最冷月（一月）平均氣溫-17.97最熱月（七月）平均最高氣溫27.98最冷月（一月）平均最低氣溫-28.99年平均相對濕度%7010最熱月（七月）平均相對濕度%8011最冷月（一月）平均相對濕度%7212年平均水氣壓Pa87013年平均氣壓Pa9934214夏季平均氣壓Pa9845215冬季平均氣壓Pa10012516年平均降雨量mm668.417日最大降雨量mm119.318小時最大降雨量mm59.9 19最大積雪深度cm46.920基本雪壓kN/m20.4521年最多風(fēng)向及頻率%14主導(dǎo)風(fēng)向：SW22夏季最多風(fēng)向及頻

33、率%13 風(fēng)向：SE23年最多風(fēng)向及頻率%11.8 風(fēng)向：SW24最大風(fēng)速m/s27距離地面10米25年平均風(fēng)速m/s3.426基本風(fēng)壓kN/m20.50距離地面10米27最大凍土深度cm- 19028凍結(jié)日期11月22日29解凍日期3月31日續(xù)表2-1 自然、氣象條件表8序號自然、氣象要素單位數(shù) 值備 注30年日照時數(shù)2454.7時31年平均雷暴日數(shù)41天32年均蒸發(fā)量135.6mm通過以上的調(diào)研分析可見，建設(shè)項目所在地的地理位置、地形地貌、氣候、水文地質(zhì)無不良影響，能夠滿足建廠條件。2.7.2 吉林省四平市仙馬泉（1） 選址地點位于松遼平原世界主要玉米產(chǎn)區(qū)吉林省四平市仙馬泉。（2）選擇依據(jù)

34、：交通便利、空氣清潔、無污染、水質(zhì)好、水源豐富。（地點：方位。場地：面積外姓及潛藏技術(shù)經(jīng)濟性） （3）地理狀況自然條件：a. 地理位置：四平市為吉林省轄地級市，四平市位于東北中部、吉林省的西南部、東遼河下游，遼、吉、蒙三?。▍^(qū)）交界處，北緯42°5745 43°1445，東經(jīng)124°1545124°3440。地處吉東低山丘陵與遼河平原過渡地帶，東依大黑山，西接遼河平原，北鄰長春，南近沈陽，以京哈鐵路為界，東部屬丘陵地區(qū)，西部為松遼平原的一部分，地勢稍有起伏，吉林哈達嶺在境東部9。境內(nèi)主要河流為東遼河及其支流，邊緣地區(qū)還有西遼河、伊通河、輝發(fā)河等。四平市區(qū)

35、處市域南部端點，北臨條子河，東有大黑山，中部地勢十分平坦；東南高，為低山丘陵地帶，西北低，為波狀平原地帶，城區(qū)被北、東、南三面丘陵環(huán)繞，形成簸箕形盆地，“簸箕口”朝西。市區(qū)分為鐵東、鐵西兩個區(qū)。轄公主嶺市、雙遼市、梨樹縣、伊通滿族自治縣。b. 地貌、土壤和氣候四平市地勢由東南向西北緩降，東部和南部為長白山余脈低山陵地帶，中部和北部多為平原和波狀平原，西部大部分系沙丘崗地及少數(shù)平原和洼地。全域海拔高度一般在120440m之間。最高峰伊通青天頂子山為661.14m；最低處為雙遼市王奔鎮(zhèn)三江村海拔107m。全區(qū)均屬于北中溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候。主要特點是大陸性明顯，四季分明，春季干燥多風(fēng)，夏季濕熱

36、多雨，秋季溫和涼爽，冬季漫長寒冷。全年年平均氣溫46，其中7月最熱平均23左右。無霜期平均144天左右。年均日照時數(shù)在2380h至2790h之間。全市平均積溫為3020.9, 太陽總幅射的強度年平均為128kcal/cm2。年降水在495575mm之間，夏季降水量占全年降水量的60%以上10。秋季，可形成持續(xù)數(shù)日的晴朗而溫暖的天氣，溫差較大，風(fēng)速也較春季小。境內(nèi)土壤以第四紀地層為主體，主要分布在梨樹縣、公主嶺市產(chǎn)糧區(qū)；局部分布在雙遼市、伊通滿族自治縣和四平市區(qū)沿河地域。平原土壤多為黑土、黑鈣土；低山丘陵區(qū)多為灰棕壤、棕壤；西部雙遼市境內(nèi)風(fēng)沙土占較大比例，兼有部分鹽堿土。 c. 水文 計劃使用仙

37、馬泉的水。鐘天地之靈氣的仙馬泉，是計劃使用的取水地。仙馬泉天然礦泉水天然純凈、品質(zhì)優(yōu)良、無污染，是釀制酒精的絕好佳品。d. 氣象、溫濕度、降雨等四平屬于季風(fēng)氣候，降水量不但季節(jié)性變化非常明顯，就是年際之間差異也很懸殊。全年降水量主要集中在68月，年平均四平市區(qū)在這3個月中共降水425.1mm，占全年降水量的64。技術(shù)經(jīng)濟條件：a. 原料供應(yīng)與銷售四平農(nóng)業(yè)發(fā)達，地處世界著名的玉米黃金帶上，素有東北大糧倉之一的美譽。是全國重點商品糧基地和農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工基地。玉米出口量居全國第一位。大豆、水稻、玉米、高粱等雜食始終保持穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。三元雜交豬、肉牛、東北細毛羊、肉食、犬遠近馳名，人參、鹿茸、蘋果梨正逐步

38、成為出口創(chuàng)匯的拳頭產(chǎn)品。公司產(chǎn)品可銷售于東北三省，并遠銷華北地區(qū)及全國各地。 b. 能源供應(yīng)、電熱及燃料供應(yīng) 四平是一座新興的工業(yè)城市。機械、食品工業(yè)為兩大支柱產(chǎn)業(yè)，能源、化工、建村、電子工業(yè)具有明顯優(yōu)勢，醫(yī)藥、紡織、冶金工業(yè)潛力很大。生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品1500多噸主要產(chǎn)品500多種。國家重點和省重點項目雙遼發(fā)電廠兩臺30萬千瓦機組和四平熱電廠兩臺5萬千瓦機組已建成投產(chǎn)，雙遼浮法玻璃生產(chǎn)線等一批重點工業(yè)項目相繼建成投產(chǎn)。軸承、鎢制品、膨潤土、硅灰石等名優(yōu)特產(chǎn)品產(chǎn)量顯著增加，在國內(nèi)同行業(yè)中占有重要地位。 c. 交通運輸四平地理位置優(yōu)越，交通十分便利，是東北地區(qū)中部的重要交通樞紐。京哈、哈大、平齊、平梅

39、鐵路在市區(qū)交匯，哈大鐵路電氣化改造已經(jīng)開始。京哈、集錫、沈明三條國道在境內(nèi)貫穿，哈大高速公路長春至大連段已經(jīng)開通，到長春僅用40min，到沈陽70min，到大連5個小時，是吉林省通向大連港最近的城市。2.8 原料來源、規(guī)格及標準（1）來源：玉米采購在吉林省四平市（2）規(guī)格及標準，外觀 指標玉米粉（玉米渣、玉米糝）是由脫皮、脫胚的優(yōu)質(zhì)玉米精制而成。無有害、有毒物質(zhì)，無沙子或其它不純物，質(zhì)量一致且符合食品級，無任何添加劑和抗氧劑。 外觀：（色澤、氣味、口味）正常、無霉變、無雜物，白色至黃色自由流動的顆粒，沒有其它雜質(zhì)。 氣味/味道：具有特有的玉米香味，沒有酸味、霉變的味道及其它異味。表2-2 理化

40、指標11項目單位指標細菌總數(shù)Cfu/mg50,000大腸菌數(shù)MPN/100mg100霉菌及酵母數(shù)Cfu/mg2,000磷化物定性陰性氰化物定性陰性堿性金屬物含量0.003汞mg/kg以Hg計0.02黃曲霉毒素B1µg/kg5表2-3 技術(shù)指標 (雜糧)11等級粗細度水分皮胚含量含砂量磁性金屬物脂肪酸值鉛(pb)單位目數(shù)%干基%g/kgmgKOH/100gmg/kg普通玉米粉（國標）通過10145.00.030.003800.5精制玉米粉（國標）通過10142.00.020.003800.5表2-4 玉米的化學(xué)組成(%)12 水分 淀粉 蛋白質(zhì) 粗纖維脂肪 灰分 716 60

41、75 810 1.3 3.15 1.72.9 主要輔料的質(zhì)量標準（1）活性干酵母（外觀 指標）表2-5 活性干酵母性質(zhì)13 項 目性 質(zhì)色 澤淡黃至淺黃色形 狀顆?；驐l狀氣 味具有酵母特殊氣味，無異味雜 質(zhì)無 異 物無 異 物48%酵母活細胞率80%保 存 率85%水 分5.0%致病菌（沙門）不得檢出重金屬(以Pb計)20（2） 淀粉酶（外觀 指標）表2-6 耐高溫-淀粉酶性質(zhì)14項 目標 準最適pH值5.57.0最適作用溫度90以上Ca2+濃度5070mg/kg液化力120KNU/g或800.000mwu/g(3)糖化酶A. 技術(shù)要求：外觀：固體時,粉狀,無結(jié)塊。液體時,黃褐色,允許有少量凝

42、集物。B.質(zhì)量標準見表2-7。表2-7糖化酶質(zhì)量標準15項目標準酶活力,u/g(mL)60000,80000，100000,150000,200000水分,不小于8.0 細度(通過40目銅網(wǎng)篩)不小于80 酶活力保存率(室溫,半年),不小于80 重金屬(以Pb計),不超過0.004 鉛,不超過0.001砷(以As計),不超過0.0003 黃曲霉毒素B1,不超過0.0000005 大腸菌群,個/100g(ml)不超過30 沙門氏菌不得檢出2.10 水的質(zhì)量標準在酒精廠里水的主要用途是：工藝過程用水，成品和半成品冷卻用水，鍋爐用

43、水和各種洗滌用水。工藝用水要求符合飲用水標準。水的硬度不應(yīng)超過7毫克當(dāng)量/L，即中等硬度的水。不符合要求的水要經(jīng)過必要的處理才能應(yīng)用。硬度過高的水不能用于酒精生產(chǎn)，因為所有的酒精生產(chǎn)工藝過程都是在弱酸性的條件下進行的（pH4.55.5）。冷卻用水硬度也不能過高，否則容易引起設(shè)備和管道表面結(jié)垢，影響冷卻效果。鍋爐用水應(yīng)符合鍋爐用水標準，硬度超標一定要進行軟化處理。生活飲用水水質(zhì)標準見表2-9水的硬度一般用1。d=10mg CaO/L或7.19mg MgO/L表示，即1L水中含10mg CaO/L或7.19mg MgO/L為1°d（德國標準），按此標準可將原水按硬度分為如下幾類，見表2-

44、8。表2-8 水的硬度分類16水質(zhì)類別硬度值堿性離子濃度（mmol/L H2O）較軟水04.001.44軟水4.18.01.452.88中硬水8.112.02.894.21較硬水12.118.04.336.48硬水18.130.06.4910.80極硬水31.010.81表2-9 生活飲用水水質(zhì)標準16 項目標準感官性狀和 一般化學(xué)指標色渾濁度臭和味肉眼可見pH 總硬度（以碳酸鈣計）鐵錳銅鋅揮發(fā)酚類（以苯酚計）陰離子合成洗滌劑硫酸鹽氯化物 溶解性總固體色度不超過15度并不得呈現(xiàn)其他異色 不超過3度，特殊情況不超過5度 不得有異臭、異味不得含有6.58.5450mg/L0.3mg/L0.1mg/

45、L 1.0mg/L1.0mg/L 0.002mg/L0.3mg/L250mg/L 250mg/L1000mg/L毒理學(xué)指標氟化物 氰化物砷 硒 汞 鎘鉻(六價)鉛銀硝酸鹽(以氮計)氯仿*四氯化碳*苯并(a)芘滴滴涕六六六1.0mg/L0.05mg/L 0.05mg/L 0.01mg/L0.001mg/L0.01mg/L0.05mg/L 0.05mg/L 0.05mg/L 20mg/L60g/L3g/L0.01g/L1g/L5g/L續(xù)表2-9 生活飲用水水質(zhì)標準16 項 目標 準細菌學(xué)指標細菌總數(shù) 總細菌總數(shù)游離余氟100個/mL3個/L 在與水接觸300后應(yīng)不低于0.3 mg/L。集中式給水除

46、出廠水應(yīng)符合上述要求外,管網(wǎng)末梢水不應(yīng)低于0.05 mg/L。放射性指標總放射性總放射性0.1Bq/L1Bq/L2.11 成品品種及質(zhì)量標準酒精質(zhì)量標準是檢驗酒精蒸餾技術(shù)水平和管理的核心，一個國家的酒精質(zhì)量標準是這個國家酒精產(chǎn)業(yè)能力和水平的標志。酒精質(zhì)量國家標準是整個酒精企業(yè)生產(chǎn)活動的最重要的法規(guī)，酒精質(zhì)量是酒精企業(yè)的生命線，不斷提高酒精質(zhì)量是酒精企業(yè)永恒的主題。表2-10 食用酒精國家標準GB 10343-2002感官和理化指標規(guī)定值簡表17項 目單 位特 級優(yōu) 級普通級外觀無色透明氣味具有乙醇固有的香氣、無異味無異臭口味純凈、微甜純正、微甜較純正乙醇（20）%（體積）96.095.595.

47、0氧化時間（15）min 403020色度號 10硫酸試驗101060甲醇mg/L 25050醛（以CH3CHO計）1330正丙醇235100異戊醇+異丁醇1230酸（CH3COOH計）71020酯（CH3COOC2H5）101825不揮發(fā)物102025重金屬（以Pb計）1氰化物（以HCN計）5（用木薯為原料產(chǎn)品）表2-11 變性燃料乙醇國家標準GB18350-2001理化規(guī)定值簡表17項目單位指標外觀清澈透明、無肉眼可見懸浮物和沉淀物乙醇%（體積）92.1水分0.8甲醇0.5實際膠質(zhì)mg/100mL5.0無機氯（以Cl計）mg/L32酸度（以CHCOOH)56銅0.08pH值6.59.0注：

48、燃料乙醇在20時密度應(yīng)在0.79180。7893g/cm3；加入燃料乙醇的變性劑，應(yīng)符合GB17930-1999車用無鉛汽油的要求，但不得加入含氧化合物；燃料乙醇與變性劑的體積混合比例應(yīng)為5:120:1，即變性劑在變性燃料乙醇中的體積百分含量為1.96%4.76%（體積）。2.12 主要工藝技術(shù)參數(shù)表2-12 主要工藝技術(shù)參數(shù)項目參數(shù)項目參數(shù)玉米原料淀粉含量75%淀粉出酒率55.34%淀粉利用率91.45%加水比1:3.52.13 生產(chǎn)工作制度采用“三班倒”工作制度，即每天24h分成早中晚三班，每班8h，輪換上班的工作制度。2.14 環(huán)保措施2.14.1 CO2回收利用酒精發(fā)酵經(jīng)過程產(chǎn)生的CO

49、2是食用級優(yōu)質(zhì)CO2基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，高純度食用級CO2氣體的需求越來越大，工業(yè)生產(chǎn)對高純度的CO2需要增幅更加巨大，CO2的大量排放，不僅造成資源嚴重浪費，而且作為一種主要的溫室效應(yīng)氣體，引起的公害舉世矚目。CO2的液化過程的實質(zhì)就是對CO2氣體同時進行加壓和冷卻使其迅速液化，根據(jù)CO2在不同溫度下具有不同的飽和蒸汽壓的性質(zhì)，可將溫度和壓力這兩個狀態(tài)函數(shù)之一處于常態(tài)下，而強化另一個狀態(tài)函數(shù)以使CO2液化過程在工業(yè)中容易實現(xiàn)，這就是目前低溫低壓回收CO2和常溫回收CO2的兩種工藝。（1）CO2低溫低壓液化工藝低溫低壓在國外已普遍使用，其優(yōu)點是在低溫條件下液化壓力比較低，降低了設(shè)備耐壓要求和

50、減少投資費用，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模大幅度提高，同時方便了運輸（盡管低溫儲運），我國近年來已有一些酒精企業(yè)進行CO2生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備改造，建造低溫低壓液體CO2生產(chǎn)線擴大了市場。從CO2的熱力學(xué)性質(zhì)可知，隨著液體CO2溫度的降低，其飽和蒸汽壓亦隨之降低，且CO2的溫度越低，所需液化壓力越小。圖2-1為丹麥Union公司生產(chǎn)8000t CO2低溫低壓高純度液體CO2工藝流程。來自發(fā)酵罐回收的CO2除塵器水洗塔1KMnO4洗滌塔水洗塔2儲氣囊（25m3）二級壓縮機活性炭吸附塔（雙塔蒸汽再生）分子篩干燥塔（雙塔電熱再生）蒸餾塔（再沸器）成品CO2冷凝器不凝氣體排空制冷機回流廢水除塵器水洗塔1三次水水水

51、洗塔2二次水一次水圖2-1 CO2靜化逆流水示意圖工藝說明：從發(fā)酵罐排出的氣體CO2中總含水量達1.44%（質(zhì)量濃度）左右，主要含有醇，醛，酸等溶于水的雜志，CO2在水中溶解度極小，約1.25g/ml，根據(jù)這一性質(zhì)設(shè)計水洗塔和KMnO4洗滌塔來吸收和氧化上述雜質(zhì)，然后通過氣水分離裝置出去CO2中的水分。（2）CO2常溫高壓液化工藝CO2常溫高壓液化工藝是指提高壓力使CO2在常溫條件下變?yōu)橐后w的過程。氣體CO2溫度為31.16，壓力7.16MPa時開始液化，壓縮機按壓縮比有三級壓縮或四級壓縮，每級壓縮后通過冷卻器和氣水分離器，在夏季氣溫升高時，壓縮機的壓力可高達8.1MPa或更高方能液化，液體C

52、O2貯存在壓力為15MPa，容積為38 42L的高壓鋼瓶內(nèi)（鋼瓶的充裝系數(shù)0.6，即每個鋼瓶可灌裝25的液體CO2）。我國CO2的質(zhì)量標準及前蘇聯(lián)不同用途液體CO2標準分別見表2-13和表2-14所列。表-13高純度CO2的質(zhì)量18項目單位低壓工藝高壓工藝項目單位低壓工藝高壓工藝CO2純度（體積）99.9899.50氣味無異味無異味CO2含水mg/L3050油分無異味無異味醇類530酸度符合試驗符合實驗表-14前蘇聯(lián)不同用途液體CO2標準18指標單位焊接用食品用工業(yè)用CO2含量99.598.898.5礦物油mgL0.1通過實驗鋼瓶內(nèi)含水通過實驗0.1.水蒸氣含量g/m0.184不控制2.14.2 雜醇油回收在酵母菌的酒精發(fā)酵過程中，除了生產(chǎn)主產(chǎn)品乙醇外，還會生產(chǎn)碳原子數(shù)在2個以