年产8万吨酒精工厂的初步设计
设蛇管圈的直径为0.66m，并由水温差得A=6.45
α2=4.186×A(ρω)d0.80.2×(1+1.77dR)
=4.186×6.45×[(0.41×1000)0.8/0.10602]×(1+1.77×0.106/0.33) =8166[KJ/(m2·h·℃)]
R—为蛇管圈半径，R=0.33m
α1值按生产经验数据取2700[KJ/（m
2
·h·℃）]
故传热总系数为：
K=118166+12700+0.004188+11743=1743[KJ/（m2·h·℃）]
式中 1/16750—为管壁水污垢层热阻[（m2·h·℃）/kJ]。 188—钢管的导热系数[kJ/（m2·h·℃）] 0.004—管子壁厚（m） （四）、冷却面积和主要尺寸
F=QK△tm=(6.6882×106)/(1743×5.8)=661.6(m2)
蛇管总长度为：
FπdcpL= =661.6/(3.14×0.110)=1915.5(m)
式中dcp — 蛇管的平均直径（m） 确定一圈蛇管长度： L1=(2πR)2+h2=π×(0.66)2+0.22=2m0 .7()式中R—蛇管圈的半径，为0.33m
h—蛇管每相邻圈的中心距，取0.20m
蛇管的总圈数为：
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NP=L/L1=1915.5/20.7=92.54=93(圈) 蛇管总高度：
H=(NP-1)hP=（93－1）×0.66=60.72（m）
（五）、发酵罐壁厚 1、发酵罐壁厚S
S=PD2[σ]φ -P+C(cm)
式中 P—设计压力，取最高工作压力的1.05倍，现取0.5MPa D—发酵罐内径，D=631cm [σ]—A3钢的许用应力，[σ]=127MPa
φ—焊缝系数，其范围在0.15～1之间，取0.7 C—壁厚附加量（cm） C=C1+C2+C3
式中C1—钢板负偏差，视钢板厚度查表确定，范围为0.13～1.3，取C1=0.8mm C2—为腐蚀裕量，单面腐蚀取1mm，双面腐蚀取2mm，现取C2=2mm C3—加工减薄量，对冷加工C3=0，热加工封头C3=S0×10﹪，现取C3=0
C=0.8+2+0=2.8（mm）
S=[ (631 ×0.5)/(2×127×0.7-0.5)]+0.28=2.06(cm) 查询可知选用30mm厚A3钢板制作。 2、封头壁厚计算
S=PD2[σ]φ -P+C(cm)
式中 P=0.5MPa ， D=631cm ，[σ]=127MPa ，φ=0.7 C=0.08+0.2+0.1=0.38（cm）
S=[ (631 ×0.5)/(2×127×0.7-0.5)]+0.38=2.16(cm) 选用30mm厚A3钢板制作 （六）、进出口管径 1）稀糖液进口管径[10、12]：
根据物料衡算结果可知，每小时进入醪塔体积流量为157950，醪液密度为1200kg/m3,则V=131.7（m3/h）。
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稀糖液体积流量为131.7m3/h，设其流速为0.42m/s，则进料管截面积为：
F物=QV=131.7/36000.42=0.087(m)
F物0.7850.0870.7853F物=0.785d2，管径d=
==0.333（m）
取无缝钢管φ350×10，350mm＞333mm，可适用。 2）稀糖液出口管径
因为出口物料量要比进口物料量大些，按说出口管径应该比稀糖液进口管径大些，所以取φ400×10无缝钢管就可以满足了。
则取无缝钢管φ400×10 3）排气口管径
取φ580×10无缝钢管。
3.2 其它设备的计算和选型
3.2.1 蒸馏设备
蒸馏设备采用差压蒸馏两塔系机组，可以充分利用过剩的温差，也就是减少了有效热能的损失[6、8]。
参照 “上海酒精总厂差压蒸馏两塔系机组方案”，设计蒸馏机组如下：
（1）醪塔：仿法国方形浮阀塔板，塔径3000mm，22板，板间距500mm，塔高14800mm，裙座直径3000mm，高5000mm；
（2）精馏塔：仿法国方形浮阀塔板，塔径2600mm，65板，板间距350mm，塔高26500mm，裙座直径2600mm，高5000mm。 3.2.2 换热器的选型
换热器标准换热管尺寸Ф25×2mm的不锈钢,为正三角形排列,管间距t=32㎜.同时,管壳式换热器的制造简单方便,相对投资费用较低。 3.2.3 稀释器
选用立式错板糖蜜连续稀释器[6.8]。
生产1t酒精需4180kg85°糖蜜,密度为1450kg/ m3,1天需4180×266.7=1114806kg，生产8万吨酒精一天内释至25°糖蜜用量得：
14212×80000/250=4547840kg,密度1200kg/ m3,
V1=4547840/1200=3790.0m3
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又稀释器的近似体积等于：
π4Dl=V2
式中 D—为稀释器的内径，（m） 初选糖蜜按经验选取流速为u=0.35m3/s l=0.35×24×3600=30240（m） 则 D1=0.40m。
糖蜜输送管，流速为0.10m/s
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表3-1 年产8万吨酒精工厂设计主要设备一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
设备名称 种子罐 发酵罐 醪塔 精馏塔 换热器 酒精捕集器 稀释器 糖蜜贮罐 锅炉
台数 4 12 5 2 20 2 2 15 2
规格与型号 500 m3 500 m 浮阀型φ=3m 导向筛板塔 管壳式换热器 泡罩板式 0.65m 1000 m3 YG80/3.82—M7
3
4π×0.05×768.824 3600=0.476m??取?????????
来源 订购 订购 订制 订制 订购 订制 订制 订购 订购
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4 废弃物回收利用设计
4.1 废物总类
酒精工厂主要废物类别按照其形态分为三类： 1）污水废物。
污水废物按照其来源主要有
（1）发酵，蒸馏中经过热交换的冷凝水，其中有部分是封闭运行的，可以循环利用，有部分被热交换器排出，其主要污染危害为热污染。
（2）、各种设备和工艺流程的洗涤用水。其污染物含量低。 （3）、生产工艺过程产生的废水，其中含有大量的有机物等。 （4）、生活污水。员工生活中排放的污水。
2）气体废物
主要为发酵过程中产生的CO2，锅炉煤燃烧产生的尾气，还有各种废物积聚发酵产生的少量恶性气体。
3）固体废物。主要为生产过程中产生的各种沉淀物和杂质等。
4.2 废物利用
酒精发酵行业三废处理总体措施是：首先改进生产工艺，使三废排放含量尽量的减低;然后在此基础上，考虑将废水废渣综合利用，如培养酵母，作为饲料蛋白，种植肥料等。处理回收利用流程如下图：
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