生物工程毕业设计（论文）产25万吨酒精工厂的设计.doc

毕 业 论 文作 者： 学 号： 学 院： 专 业： 生物工程 题 目： 年产25万吨酒精工厂的设计 指导者： 2010 年 6 月 吉 林 年产25万吨酒精工厂的设计摘 要本设计为年产25万吨酒精工厂的设计计。依据东北地区的特点选择以玉米为原料，厂址选择在有“玉米黄金带”之称的吉林省吉林市郊区。工艺上的设计为：双酶法液化糖化工艺(提高淀粉利用率)、连续发酵工艺（提高生产效率）、五塔压差蒸馏工艺（保证产品质量及提高热能利用率）、分子筛工艺，通过物料衡算、设备选型计算、水电汽耗的计算等合理优化设计生产工艺过程。其中采出酒精量33205.625kg/h，玉米粉量78773.75 kg/h，闪蒸量9165.825 kg/h，蒸汽消耗量92032.45kg/h，蒸馏工段总耗水量176377.775 kg/h。关键词：食用酒精，液化糖化，发酵，蒸馏With an Annual Output of 10,000 Edible ethyl alcohol Factory DesignSection Key: Topping still Section AbstractThe design for an annual output of 100,000 tons of fuel ethanol plant design, which focuses on section for the topping still. Based on the characteristics of the northeastern region choose to corn as raw material, the site chosen in a “golden maize belt”, said the outskirts of Siping City, Jilin Province. The process is designed to: double-glycosylated enzymatic liquefaction technology（reduced the heat energy loss）, continuous fermentation process（enhanced the production efficiency）, the five towers pressure distillation technology（both guaranteed the product quality and to raise the heat energy use factor）, molecular sieve technology, through the material balance, equipment selection, the water consumption of electrical calculations ,to design a reasonable optimal process.Including：production of alcohol 33205.625kg/h，the amount of corn flour78773.75 kg/h，the amount of flash 9165.825kg/h，Steam consumption 92032.45kg/h， total water consumption of distillation Section 176377.775kg/h.Keyword: Edible ethyl alcohol，Fluid saccharification ，Fermentation ， Distillation 目 录第1章 绪 论21.1 中国酒精工业的发展历史21.2 酒精生产的主要问题21.3 解决酒精生产问题的对策21.4 国内外酒精生产技术水平比较分析3第2章 设计概论42.1 毕业设计的目的42.2 毕业设计的题目42.3 毕业设计的任务42.4 设计的指导思想52.5 设计的依据52.6 生产方案的确定和产品方案52.7 厂址选择52.8 原料来源、规格及标准82.9 主要辅料的质量标准92.10 水的质量标准（外观 理化指标及要求）102.11 成品品种及质量标准122.12主要工艺技术参数122.13 生产工作制度132.14 环保措施132.14.1 CO2回收利用132.14.2 杂醇油回收142.14.3 液体、固体CO2 (干冰) 的制备和贮运142.14.4 酵母回收142.14.5 酒精糟回收15第3章 酒精生产工艺流程的设计及说明163.1 酒精的性质、用途及生产方法概述163.1.1 性质163.1.2 用途163.1.3 玉米原料生产酒精流程163.2 酒精生产工艺流程的确定163.3 工艺条件及说明173.3.1 玉米粉供应工序173.3.2液化糖化工序173.3.3发酵工序183.3.4酒精蒸馏19第4章 酒精生产过程中的物料和热量衡算244.1 物料及热量衡算244.1.1 成熟醪量的计算244.1.2 发酵工段物料衡算244.1.3 液糖化工段物料衡算314.1.4蒸馏工段物料衡算344.2 水、电、汽消耗的计算424.2.1 耗水量的计算424.2.2 蒸汽消耗量的计算434.2.3 供电设施的计算43第5章 设备选型的计算455.1 液糖化工段455.1.1糖化罐455.1.2闪蒸罐495.1.3液化罐505.1.4维持罐505.2 发酵工段515.2.1 酒母罐515.2.2 发酵罐515.3 蒸馏工段445.3.1 精馏塔53第6章 重点设备粗馏塔646.1粗馏塔概况646.2粗馏塔板类型及结构646.2.1泡罩塔板646.2.2S（SD）型塔板646.2.3导向筛板656.2.4浮阀波纹筛板656.2.5斜孔塔666.3粗馏塔的计算66第7章 总体平面设计及全厂定员717.1总体平面设计的原则及要求717.1.1 依据717.1.2 基本原则717.1.3 要求717.1.4 全厂总平面设计717.2 全厂定员727.2.1 生产部门727.2.2 动力辅修车间727.2.3 科研部门72参考文献73致谢语74第1章 绪 论1.1 中国酒精工业的发展历史历史上，关于蒸馏酒精的最早描述者是12世纪的Mappae lavicula，他在自己的记述中谈到了酒精可以用作燃料和溶剂。18世纪末，首选报道了无水酒精的生产方法。但是真正的工业化酒精生产时19世纪末开始发展起来的，一直到第二次世界大战期间，发酵酒精生产达到了高峰。在生产发展的同时，有关发酵酒精生产新技术和新工艺的科学研究也得到了迅猛的发展，一度成为了科学研究的中心议题，发酵酒精生产经历了第二次大发展时期。我国现代化酒精工业的历史不长，1907年德国人在哈尔滨建立了第一个酒精厂；1920年福建酒精厂成立。以薯干为原料；1922年山东溥盆酒精厂投产，以甜菜糖蜜为原料；1935年上海中国酒精厂成立，以进口甘蔗糖蜜和薯干为原料，这些都是我国第一批酒精厂。解放前，我国的酒精工业发展缓慢，到解放前夕，全国总产量不及万吨，淀粉利用率仅60%左右，生产工艺均为简写发酵法，糖制剂用的是麦芽，原料不经粉碎，解放后，50年代初是恢复时期，产量逐步发展。50年代中开始进行技术革新，首先用微生物糖化剂代替麦芽；目前苏联的三段蒸煮代替间歇蒸煮，进而采用一级真空冷却连续糖化；糖蜜发酵实行了连续糖化，淀粉质原料的连续发酵也在一些工厂开始采用液体曲，以后又有糖化酶、液化酶、问世；80年代中，8085液化和其他低温蒸煮工艺开始在我国酒精工业中得到应用。近年来高温-淀粉酶、高糖化力酶、耐高温酵母、活性干酵母、差压蒸馏和各种酒糟处理新技术也开始应用，同时引进了国外一些酒精联产饲料的成套装备和技术，使我国的酒精生产水平上了一个新台阶。1.3 目前酒精生产存在的主要问题随着国名经济的进一步发展，整个社会对酒精的需要量会有所增加，但是，酒精最大的需要量是作为汽油的代用品，即作燃料。发酵酒精的成本过高，国际市场上酒精的价格要比石油贵一倍，如果成本不降到与石油相近，则难与石油相竞争。成产过程中能耗过大，尤其蒸煮和酒精回收过程中能耗特别高。以玉米原料为例，生产1L酒精能耗约1423518840KJ，而每1L酒精的燃烧值约为23446KJ，能量平衡值较低。如果不大幅度降低能耗，则将在很大程度上失去作为能源的价值。生产酒精的原料受到土地和水资源的限制，对于土地较少的国家来说更是如此。拿我国的情况来说，根据80年代中期有关部门统计，我国到2000年汽车燃料将需要48006000万吨，以掺入10%计，则2000年将需要燃料酒精480600万吨。按每亩产薯干800kg计，将需要新增耕地总数的1%左右，这几乎是一个无法承受的压力。酒精与民争粮、争地的情况不解决，要大发展是几乎不可能的。酒精处理问题是当前酒精生产面临的又一严重问题。每生产1吨酒精需要生产1215吨左右的酒糟。一般酒糟的BOD值在2500035000mg/L之间。这样高浓度的有机度液，如果不经过处理就排入自然界，那将成为严重的污染。一个年产8万吨酒精的工厂所产生的污染负荷和一个140万人口的城市产生的生活污水负荷相当。酒精废糟由于最大，加上处理技术没有过关，目前已经成为了轻工业 各行业中第二大污染源。为此，酒精处理问题已成为酒精工业能否存在和发展的头等大事。酒精发酵的强度问题 发酵强度愈大，同时发酵罐容积生产地酒精就多。常规的糖蜜问题间歇酒精发酵，其强度只有2g/（L·h）。一旦酒精有可能成为燃料，则其产量增加几倍、几十倍，建新厂投资就很大，运转过程中的经费也大。如果能将发酵强度提高几倍几十倍，发酵投资将大为减少，最终对成本的降低有利。因此，酒精发酵强度的提高问题，是当今世界上科学家研究的一个热门课题。1.3 解决酒精生产问题的对策当今我国酒精行业面临的最大课题是原料、成本和污染等三个问题，针对述存在的问题，我国和世界各国的学者、工程技术人员都在研究对策，研究和发展解决上述问题的新菌种、新工艺、新设备和新技术解决发酵酒精原料的根出路，在于利用纤维原料（包括纤维素和半纤维素在内的）来代替粮食原料。这一工艺在美国已基本解决，但是成本还较高，生物技术的进一步发展将最终解决这个问题，我们在这方面也应跟上，以免到时被动。将粮食原料酒精生产与酒精糟处理结合起来，使得酒精生产与饲料生产合，实现饲料粮先酿酒精,酒糟作饲料的战略目标是部分解决酒精生产原料的有效途径。据计算，全国的饲料粮如果都先酿酒精，则可得到600万吨酒精和近600万吨干蛋白质饲料。而后者的总饲料报酬要比全部饲料粮直接作饲料高。在节能方面，主要的努力应放在无蒸煮工艺和酒精节能回收技术的研究上，将节能消耗降低50%或更多是完全可能的。另外，原料粉碎耗电也很大，如何降低粉碎电耗也是应引起重视的问题。高发酵强度酒精发酵新工艺也将会有突破性的进展，现在实验室结果，发酵强度已超过100g/（L·h），也就是说比间歇发酵提高了50倍以上。为此，在工业生产争取达到50g/（L·h）是完全有可能的。在菌种选育方面，常规的诱变育种技术加上遗传工程技术，将有可能获得能直接发酵生淀粉、纤维素、半纤维素的菌株；纤维素酶高产菌株，耐高温酵母和其他优良的酒精发酵微生物、抗杂酒精发酵菌也将有得到的可能。任何上述一个菌株的获得都将从根本上改变目前酒精生产地面貌。1.4 国内外酒精生产技术水平比较分析目前国内外酒精加工生产技术发展呈现四大趋势。采用先进的发酵工艺 系有瑞典阿拉法公司发明，即将发酵醪液经过滤去除纤维渣，再经分离机分离酵母和醪液，酵母回到发酵罐，醪液进入蒸馏工序，可减少酵母培养，缩短发酵周期，提高产量，减少废液排放。目前澳大利亚、印度等国已采用这种先进的发酵工艺；我国酒精加工企业多采用固定化酵母提高发酵效率。推广节能技术 我国推广的糖化节能技术主要是低温蒸煮和糖化，操作温度从140下降到80，热能消耗下降40%；蒸馏节能技术主要是气相过塔、压差蒸馏等，可节约蒸汽30%以上。应用分子筛脱水和膜蒸发技术 传统的精馏方法只能获得大约96%的酒精，以往的解决方法是恒沸技术，现在美国则采用分子筛脱水和膜蒸发技术。其优点是无夹带物，无化学物、可用简单的计算机操作、操作费用低廉。应用领域不断扩展 酒精作为一种可再生能源，作为一种清洁的无硫燃料，除用作汽车燃料外，目前已开始与柴油混合进入消费市场，燃料乙醇电池现也开始研制。第2章 设计概论2.1 毕业设计的目的树立正确的设计思想，在技术上采用先进的生产经验和成熟的科技成果，选择先进可靠、安全适用的工艺流程和工艺条件及生产设备；技术经济指标先进，生产损耗和能量消耗低，在经济上具有合理；对环境污染程度低，在环境保护上具有可行性。对物料、水、电、汽进行平衡计算，对主要生产设备进行选型与计算，同时进行重点设备的设计和重点车间平面布置设计以及全厂平面布置设计，并绘制图纸。通过毕业设计使学生熟悉酒精生产过程和解决一些工程技术问题，培养学生独立查找、分析和使用技术资料，独立编写设计文件，熟练使用CAD软件绘制工艺流程图和设备装配图的能力。2.2 毕业设计的题目年产25万吨食用酒精工厂初步设计。2.3 毕业设计的任务(1)确定建厂的意义；(2)厂址选择、建厂规模及布置方案；(3)对所给设计题目进行总体构思，包括工艺流程选择、工艺批次及工艺参数的选取等。(4)就设计题目的规格进行全厂的物料衡算：包括所有的原辅料、半成品及成品（以1000kg原料为基准）(每批次产量、每天产量、月产量、年产量)。(5)在物料衡算基础上，进行全厂的设备设计，计算选型，对全厂的所有标准设备通过生产能力的计算，选出型号功率、设备总量、材料及主要动力设备，最后列出全厂设备一览表。(6)对全厂水、电、汽等进行计算，列出衡算表。(7)重点设备、工艺的设计及讨论。(8)重点车间平面布置设计和全厂平面布置设计；（9）绘制图纸；(10)全厂经济技术指标的校核、计算。(11)厂区的交通状况、能源供应、水源情况、原料来源综合分析。(12)建厂总投资估算。(13)其他。2.4 设计的指导思想设计以传统的酒精生产工艺为蓝本，综合毕业实习时，收集的资料及查阅的大量相关资料，力求在技术上采用先进的生产经验和成熟的科技成果，使其具有现实性和先进性；工艺流程、选用设备、工艺控制和工艺条件先进可靠、安全适用；生产技术经济指标先进，生产损耗和能量消耗低，在经济上具有合理性；对环境污染程度低，在环境保护上具有可行性。（1）在工艺上的选择和设备的选用上为确保工艺稳定、可靠和产品质量，部分采用了传统式，同时进行了革新改造，引进了一部分国外较先进的技术和设备。（2）设计中考虑尽量降低操作费用及啤酒的单耗量，使其具有上马快、收效大的特点。（3）设计考虑到食用酒精厂今后的发展趋势（如增加品种、扩大产量等），在建筑和平面布置上及设备选取上，都留有适当的余地，同时又不致于造成现有设备、场地的太大浪费。（4）设计考虑到工人劳动条件的改善及劳动强度的降低，采用了一些新工艺、新设备，同时又确保酒精质量。（5）考虑到食用酒精厂的环境，进行了污水处理、CO2回收等综合利用，不但改善了环境污染，同时增加工厂的收入。（6）设计采用部分自动化仪表控制，使本厂在机械化、自动化水平上与国外先进水平差距缩短了。2.5 设计的依据依据国家和地方政府的经济计划，综合国内、国际市场情况，当地原料、水源、水质、能源供应及交通运输状况的调查与研究，依据自然状况、查阅大量相关资料，遵从设计的题目要求，用学过的理论知识与实践知识相结合，进行此题目的设计工作。2.6 生产方案的确定和产品方案从投资能力、销售量、水源、能源供应、供电状况、技术状况等方面综合考察，决定设计建造一座年产25万吨的酒精食用厂，产品质量达到国家优质食用酒精标准，浓度为95.5%（V）。2.7 厂址选择（1）厂址选择的总原则厂址选择必须符合工业布局，符合所在地区，城市规划的要求，按照国家有关法律、法规及建设前期工作的规定进行。充分利用各地区的有利条件，避开或克服不利条件；充分利用当地人力、物力、财力和自然资源、保护环境、节约用地、不占用粮田及经济效益高的土地，并符合国家现行土地管理、环境保护、水土保持等法规有关规定。尽量远离风景游览区和自然保护区。（2）厂址选择的具体条件 自然条件地理位置：方位与城镇关系地形：简单、整齐、矩形 面积：满足工厂总平面布置要求地势：基本平坦，略有坡度 平原0.5% 山区5%地质条件a.避开危害地区：矿藏区、采空区、古井、古墓、坑穴b.地基承载力120180KN/m2c.寒冷地区，注意冻土层d.尽可能不在地震7度或7度以上地区建厂气象条件（风向、风景、雨量、温度）a.搜集十年以上气相资料b.雨量和温度有最高、最低和平均数据c.冰冻线对建筑基础和管线的影响水文条件水资源：地下水（涤井水）、自来水、地表水（江、河、水库）、泉水a.了解蓄水量、水量供产量、水价、取水点、水层条件b.靠近水资源丰富的水源地c.生物制药厂：原水提纯工艺水：靠近水源丰富、水质优良的水源环境卫生条件 a.周围环境较清洁、含尘含菌浓度低、无有害气体污染 b.在居民区的下风侧（3）技术经济条件原料、辅料等供应条件：靠近原料、燃料基地、产品销售地动力供应条件：靠近水源、电源交通运输条件：交通运输便利协作条件拟建年产25万吨食用酒精工厂 布置方案： 按功能区分为厂前办公区、生产装置区、生产辅助区、热能动力区、净水处理区、污水处理区、原料仓储区、成品罐装区、铁路、发远区等。厂区主干道、次干道。左 侧 区厂前区生产区厂后区右 侧 区（1）选址地点：位于送花江畔的吉林省吉林市（2）选择依据：交通便利、空气清洁、无污染、水质好、水源丰富（3）风玫瑰图 （1）地理状况自然条件a.地理位置吉林市地处东北腹地长白山脉，向松嫩平原过渡地带的松花江畔，三面临水，四周环山。东经12540-12756，北纬4231-4440，东接延边朝鲜族自治区，西临长春市、四平市，北与黑龙江升接壤，南与浑江市、通化市毗邻。b.地貌和气候吉林市右“远迎长白，近绕松花“的形势。由于不同时期的大地构造运动，以及江河的侵蚀、剥蚀和堆积，形成了中山地区低山丘陵区峡谷湖泊去河谷平原区的地貌，地势由东南向西北逐渐降低的地理景观。吉林省处于北半球的中纬地区，欧亚大陆的东部，相当于我国温带的最北部，接近亚寒带。气候干燥，全省形成了显著的温带大陆性气候特点，并有明显的四季更替。春季干燥多风，夏季温热多雨，秋季温和凉爽，冬季漫长寒冷。全年平均气温为3-5，全年日照2200-3000小时，秋季可形成持续数日的晴朗而温和的天气。c.水文吉林市境内水系发达，流域面积超过500平方公里的河流18条，20平方公里以上的河流372条，由松花江、拉林河、牡丹江3条水系的部分河段和支流组成，计划由松花江水。d.降雨吉林市境内多年平均水资源量166.61亿立方米，据1999年统计，当年全市平均降水量597.2毫米。技术经济条件a. 原料供应 吉林市农业发达，地处世界著名的玉米黄金带上，是全国重点商品粮基地和农产品加工基地。吉林省播种面积为395.9万公顷，粮食人均占有量、粮食商品率、粮食调出量、玉米出口连续多年居全国首位，是我国最大的商品粮基地，生产玉米、大豆、睡到等。b.能源供应城市的水源蕴藏总量达170亿平方米，是全国少有放入不缺水的城市之一。工业基础雄厚，“一五”时期国家156个重点工程有7项在吉林市建设。峡谷湖泊区分布在丰满电站大坝到白山水库上游金银别的沿湖、沿区区域，是丰满、红石、白山三大梯级电站建成后形成的地貌区域。c.交通运输公路、铁路四通八达。铁路年旅客发送量320514万人，民用航空已达5266万人。地理位置优越，交通十分便利，是东北地区中部的重要交通枢纽。2.8 原料来源、规格及标准(1)来源：玉米采购在吉林省吉林市(2)规格及标准，外观 指标玉米粉（玉米渣、玉米糁）是由脱皮、脱胚的优质玉米精制而成。无有害、有毒物质，无沙子或其它不纯物，质量一致且符合食品级，无任何添加剂和抗氧剂。 外观：（色泽、气味、口味）正常、无霉变、无杂物，白色至黄色自由流动的颗粒，没有其它杂质。 气味/味道：具有特有的玉米香味，没有酸味、霉变的味道及其它异味。表2-1 玉米理化指标项目单位指标细菌总数Cfu/mg50,000大肠菌数MPN/100mg100霉菌及酵母数Cfu/mg2,000磷化物定性阴性氰化物定性阴性碱性金属物含量0.003汞mg/kg以Hg计<0.02黄曲霉毒素B1µg/kg<5表2-2 技术指标 (杂粮)等级粗细度水分皮胚含量含砂量磁性金属物脂肪酸值铅（pb）单位目 数%干基%g/kgmgKOH/100gmg/kg普通玉米粉（国标）通过10145.00.030.003800.5精制玉米粉（国标）通过10142.00.020.003 800.5表2-3 玉米的化学组成(%)3水分淀粉蛋白质粗纤维脂肪灰分71660758101.33.151.72.9 主要辅料的质量标准（1）淀粉酶（外观 指标）表2-4 耐高温-淀粉酶性质3项 目标 准最适pH值5.57.0最适作用温度90以上Ca2+浓度5070mg/kg液化力120KNU/g或800.000mwu/g(1) 活性干酵母（外观 指标）表2-5 活性干酵母性质 项 目性 质色 泽淡黄至浅黄色形 状颗粒或条状气 味具有酵母特殊气味，无异味杂 质无 异 物无 异 物48%酵母活细胞率80%保 存 率85%水 分5.0%致病菌（沙门）不得检出重金属(以Pb计)202.10水的质量标准（外观 理化指标及要求）在酒精厂里水的主要用途是：工艺过程用水，成品和半成品冷却用水，锅炉用水和各种洗涤用水。工艺用水要求符合饮用水标准。水的硬度不应超过7毫克当量/L，即中等硬度的水。不符合要求的水要经过必要的处理才能应用。硬度过高的水不能用于酒精生产，因为所有的酒精生产工艺过程都是在弱酸性的条件下进行的（pH4.55.5）.冷却用水硬度也不能过高，否则容易引起设备和管道表面结垢，影响冷却效果。锅炉用水应符合锅炉用水标准，硬度超标一定要进行软化处理。生活饮用水水质标准见表2-6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为1°d（德国标准），按此标准可将原水按硬度分为如下几类，见表2-7。表2-6 生活饮用水水质标准 项目标准感官性状和 一般化学指标色浑浊度臭和味肉眼可见pH 总硬度（以碳酸钙计）铁锰铜锌挥发酚类（以苯酚计）阴离子合成洗涤剂硫酸盐氯化物 溶解性总固体色度不超过15度并不得呈现其他异色 不超过3度，特殊情况不超过5度 不得有异臭、异味不得含有6.58.5450mg/L0.3mg/L0.1mg/L 1.0mg/L1.0mg/L 0.002mg/L0.3mg/L250mg/L 250mg/L1000mg/L毒理学指标氟化物 氰化物砷 硒 汞 镉铬(六价)铅银硝酸盐(以氮计)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细菌学指标细菌总数 总细菌总数游离余氟100个/mL3个/L 在与水接触300后应不低于0.3 mg/L。集中式给水除出厂水应符合上述要求外,管网末梢水不应低于0.05 mg/L。放射性指标总放射性总放射性0.1Bq/L1Bq/L表2-7 水的硬度分类3水质类别硬度值碱性离子浓度（mmol/L H2O）较软水04.001.44软水4.18.01.452.88中硬水8.112.02.894.21较硬水12.118.04.336.48硬水18.130.06.4910.80极硬水31.010.812.11成品品种及质量标准表2-8 食用酒精国家标准GB 10343-2002感官和理化指标规定值简表3项 目单 位特 级优 级普通级外观无色透明气味具有乙醇固有的香气、无异味无异臭口味纯净、微甜纯正、微甜较纯正乙醇（20）%（体积）96.095.595.0氧化时间（15）min 403020色度号 10硫酸试验101060甲醇mg/L 25050醛（以CH3CHO计）1330正丙醇235100异戊醇+异丁醇1230酸（CH3COOH计）71020酯（CH3COOC2H5）101825不挥发物102025重金属（以Pb计）1氰化物（以HCN计）5（用木薯为原料产品）2.12主要工艺技术参数主要工艺技术参数见表2-9表2-9 主要工艺技术参数项目参数项目参数玉米原料淀粉含量75%淀粉出酒率55.34%淀粉利用率91.45%加水比1：3.52.13生产工作制度全年生产日320天连续生产。2.14 环保措施2.14.1 CO2回收利用 目前,世界上不少国家对CO2的回收利用深为关切。CO2已在化学工业、石油开采、机械工业、食品工业等领域有广泛的应用,特别是在食品在冷藏、保鲜中具有潜在的优越性。工业生产排放的CO2气,其浓度常常较低或含有其他杂质, 所以在其回收利用中, 首先碰到的是CO2的浓缩问题。CO2的浓缩精制化学吸收法该法是利用CO2和吸收液之间的化学反应将CO2从混合气体中分离浓缩的方法。常用吸收剂为有机胺类, 所以也叫胺吸收法。其原理是弱碱(胺) 和弱酸反应生成一种溶于水的盐。化学吸收法是目前常使用的方法, 特别适用于从CO2 浓度低的混合气体精制浓缩CO2。膜分离法有两种膜技术,即气体分离膜和气体吸收膜法,是新近发展起来的技术。气体吸收膜法的主要元件是一种微孔疏水膜,它把气体和液体吸收剂分隔开。混合气沿膜的一侧流入,待分离组分通过充满在微孔中的气体向另一侧扩散, 被吸收液吸收。最理想的膜是中空纤维膜。气体吸收膜工艺流程与化学吸收法相同, 只是在吸收塔内使用了中空纤维膜, 其设备成本比化学吸收法降低30% ,整个吸收再生装置的投资下降10%。化学氧化法高锰酸钾法和重铬酸钾法是两种典型的化学氧化精制法, 它们能从CO2混合气体中脱除硫化氢、烯烃等, 将其转化成SO 2、CO2和水。该法操作比较简单, 但因试剂价格较贵, 且不能回收再生, 废液造成二次污染, 对设备的腐蚀也很严重, 因此限制了该法的应用。应气、烯烃氧化气中分离CO2的精制技术由于使用了特效催化剂, 在全部精制过程中, 只需预热一部分排放气, 使其达到催化反应起始温度, 以后靠反应放热就可以维护反应继续进行下去, 因此它是一种节能技术。CO2混合气中的有机杂质发生氧化反应生成CO2和水, 所在不存在二次污染。精馏吸附联合工艺大连理工大学和北京燕山石化公司联合开发的乙二醇车间乙烯氧化副产CO2精制回收新技术已通过了石化总公司发展部组织的中试鉴定, 鉴定会认为该工艺流程简单, 设备少, 工艺条件缓和。中试采用精馏和吸附联合的工艺路线, 以空气为脱附介质, 以MS为吸收剂, 吸收CO2中微量的烯烃。中试每小时进CO2气体为0.5m3。此外还有直接燃烧法, 物理吸附法等精制技术, 可针对二氧化碳中杂质的种类和数量不同, 以及对产品的质量要求和生产规模选择适宜的精制工艺。2.14.2 液体、固体CO2 (干冰) 的制备和贮运在二氧化碳的回收利用中, 除生产工艺外, 贮存和运输也是很重要的环节。因为气体CO2的体积是液体的365倍, 是固体CO2的764倍,气体CO2的存贮和运输费用很高,因此,气体CO22的使用在CO22的应用中只占很小比例。国内外液体CO2和干冰的制备工艺大同小异,都围绕临界温度(31.1),临界压力(7512/cm2) 上作文章。基本工艺路线是洗涤,压缩,氧化,干燥,活性炭吸附,冷凝制成液体CO2,液体CO2节流膨胀制干冰。液体CO2和干冰的制备方法可分为高压法和低压法。高压法其液化温度为30左右,CO2经四段压缩,压缩至80巴压力,用水冷却到30而制得液体CO2,液体CO2节流膨胀制干冰。低压法是将常压CO2压缩到25巴, 冷却至-20,CO2即可液化.液体CO2可能装罐或用糟车贮运。固体CO2可以用木制的或隔热塑料容器贮运。2.14.3 杂醇油回收利用酒精蒸馏时，从蒸馏塔抽提出的杂醇油是一种由淡黄色到红褐色的透明液体。杂醇油中所含高级醇和酯类的用途很广，可作溶剂使用，可用来制造油漆与香精，也可作为选矿时所需的浮选剂，也可作测定牛乳中脂肪的一种试剂。因此，杂醇油是酒精生产中一种有价值的副产品。在酒精蒸馏过程中抽提出杂醇油还能提高酒精的质量，稳定蒸馏塔的操作。所以在酒精生产中设法多抽提出杂醇油回收利用是非常必要的。对杂醇油的综合利用可分为二种主要途径: 对杂醇油进行精制分馏得到C2C3 低碳混合醇、C4 醇和异戊醇。它们可作燃料、溶剂及有机合成的原料； 通过酯化得到相应的酯类或混合酯。它们可作油漆溶剂, 香精香料、选矿药剂、医药品及塑料增塑剂、橡胶硫化剂等。2.14.4 酵母回收 采用酵母细胞循环工艺，增加酵母细胞在发酵醪中的浓度，提高发酵速度，缩短发酵时间，提高了设备利用率，扩大了酒精的产量； 酵母细胞的回流工艺的应用，为酒精生产全自动化，稳定生产，提高产量创造了良好的条件； 酵母细胞的回流工艺为酒精行业浓醪发酵提供了可靠的保证4。2.14.5 酒精糟回收经过研究表明，酒精糟中除了含有蛋白质外，还含有不同性质的碳水化合物，他们就成为培养菌体蛋白或生产其他生物活性物质的碳源。迄今为止，酒糟综合利用的途径有：酒糟干燥生产饲料，酒糟滤液生产菌体蛋白，酒糟滤液全回流，酒糟或酒糟渣生产其他生物活性物质，沼气发酵和其他用途3。利用酒精糟渣生产饲料糟液经过立式旋转糟液分离机可将其40%纤维素有机物滤出（余下60%去沼气发酵），即每1m3糟液中50Kg绝干物质，可滤出20KgCOD。将空气经过立式热风换热器强制热交换送入气升式干燥塔中，将分离机滤出含水分80%的稠酒精糟进行强制烘干，然后经旋风分离器分离，年可收取分状饲料2万吨，以400-600/吨计，可新增产值。利用酒精糟液厌氧发酵制取沼气，并用沼气废渣生产高效有机肥，酒糟液经立式旋转分离机取走COD 2万mg/l的糟渣生产饲料后，分离出的糟液中尚有COD 3万mg/l，进入沼气发酵池经过发酵，生产沼气后，COD由3万mg/l升至8000mg/l，去除率75%，BOD由15000mg/l降至2300mg/l，去除率85%，PH值由4.2升至7.2-7.5，年转化为沼气的COD总量为17285吨以上，沼气发酵后的消化液中含N3.32%，P（以P2O5计）3.57%,K(K2O计）2%，有机物44%，发酵液经过滤，滤饼颗粒成型可制得有机肥12000吨，相当于化肥6000吨/年。酒精废液处理污水据来源分工业污水和生活污水，据含有的化学物质分为无机物污水和有机物污水。目前，国内外已成功应用的酒糟液处理方法很多，把他们大致分类，有物理处理、物理化学处理、化学处理和生物处理。按污水净化程度可将处理分为三级：一级处理，主要除去油类、酸碱物质以及可以截留的悬浮物；二级处理，主要除去可溶性有机物和部分可溶性无机物，以及以及处理残留的悬浮物；三级处理，主要除去难降解的有机物和较高程度的降除可溶性N和P等无机物。第3章 酒精生产工艺流程的设计及说明3.1 酒精的性质、用途及生产方法概述3.1.1 性质酒精的化学名称是乙醇，分子式为C2H5OH，相对分子质量46.07。分析纯级的无水乙醇是无色透明，易挥发，具有特殊芳香和强烈刺激味的易燃液体。相对密度0.7893，沸点78.3，凝固点-117.3，闪点14，自燃点390430，乙醇蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，爆炸极限为3.3%