目 录
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引言 .................................................................................................................................................. - 1 - 1.1. 总论 .......................................................................................................................................... - 1 - 1.2. 项目建设目的和意义 .............................................................................................................. - 1 - 1.3. 产品需求初步预测 .................................................................................................................. - 2 - 1.4. 产品方案和拟建规模 .............................................................................................................. - 3 - 1.5. 工艺技术初步方案 .................................................................................................................. - 3 - 1.6. 主要原辅料、燃料、动力的供应 .......................................................................................... - 3 - 1.7. 建厂初步方案 .......................................................................................................................... - 3 - 1.8. 环境保护 .................................................................................................................................. - 3 - 1.9. 工厂组织和劳动定员 .............................................................................................................. - 4 - 1.10. 投资估算和资金筹措方案 ...................................................................................................... - 4 - 1.11. 经济效益和社会效益的初步估算 .......................................................................................... - 5 - 1.12. 结论与建议 .............................................................................................................................. - 5 -
厂址选择 .......................................................................................................................................... - 5 - 2.1. 厂址选择的目的与依据 .......................................................................................................... - 5 - 2.2. 厂址条件 .................................................................................................................................. - 6 -
厂区总平面设计 .............................................................................................................................. - 6 - 3.1. 厂区总平面设计的原则 .......................................................................................................... - 6 - 3.2. 厂区平面布置图 ...................................................................................................................... - 6 -
生产工艺的设计 .............................................................................................................................. - 7 - 4.1. 生产方案 .................................................................................................................................. - 7 - 4.2. 工艺流程 .................................................................................................................................. - 7 - 4.3. 工艺特点 .................................................................................................................................. - 8 -
工艺计算 .......................................................................................................................................... - 8 - 5.1. 物料衡算 .................................................................................................................................. - 8 -
5.1.1. 全厂总物料衡算主要内容 ...................................................................................... - 8 - 5.1.2. 工艺技术指标及基础数据 ...................................................................................... - 8 - 5.1.3. 原料消耗计算 .......................................................................................................... - 8 - 5.1.4. 成品与发酵醪量的计算 .......................................................................................... - 9 - 5.1.5. 10000吨/年燃料乙醇工厂总物料衡算 ................................................................. - 9 - 5.2. 热量衡算 ................................................................................................................................ - 10 -
5.2.1. 热量衡算 ................................................................................................................ - 10 - 5.2.2. 水平衡 .................................................................................................................... - 10 - 5.2.3. 耗电量计算 ............................................................................................................ - 11 - 设备计算与选型 ............................................................................................................................ - 11 - 6.1. 酒精生产主要设备的选择 .................................................................................................... - 11 - 6.2. 10000吨/年燃料乙醇设备一览表 ....................................................................................... - 13 -
生产车间平面布置 ........................................................................................................................ - 15 - 7.1. 生产车间工艺设计 ................................................................................................................ - 15 - 7.2. 生产车间非工艺设计 ............................................................................................................ - 15 - 7.3. 车间设计对卫生的要求 ........................................................................................................ - 15 -
工厂组织与劳动定员 .................................................................................................................... - 16 -
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8.1. 工厂组织 ................................................................................................................................ - 16 - 8.2. 劳动定员 ................................................................................................................................ - 16 - 9. 三废处理与综合利用 .................................................................................................................... - 18 -
9.1. 环保治理工艺的设计原则： ................................................................................................ - 18 - 9.2. 二氧化碳的综合利用 ............................................................................................................ - 18 - 9.3. 酒糟及废水的处理 ................................................................................................................ - 18 - 9.4. 酒精酵母的利用 .................................................................................................................... - 19 - 10. 经济技术与概算 ............................................................................................................................ - 19 -
10.1. 产品利润估算 ........................................................................................................................ - 19 - 10.2. 副产品年收入估算 ................................................................................................................ - 19 - 10.3. 总收入估算 ............................................................................................................................ - 20 - 10.4. 投资和回收率估算 ................................................................................................................ - 20 - 11. 结论 ................................................................................................................................................ - 20 - 参考文献 ........................................................................................................................................................ - 21 - 致谢 ................................................................................................................................................................ - 21 - 附图一 厂区总平面布置 ............................................................................................................................ - 21 - 附图二 设备工艺流程图 ............................................................................................................................ - 21 - 附图三 生产车间平面布置图 .................................................................................................................... - 21 -
年产10000吨燃料乙醇工厂设计
1. 引言
1.1. 总论
1、项目名称：燃料乙醇工厂的建立 2、项目地址：湖南望城经济开发区 3、项目总投资：6000万人民币
4、项目内容：新建10000吨燃料乙醇工厂 5、建厂规模：年产10000吨燃料乙醇工厂 6、项目的依据和原则：
（1）认真执行国家及有关部门制定的标准规范。。
（2）以科学的求实精神对项目的技术方案进行多方论证和比较，选出技术先进、经济合理、安全可靠的设计方案，为投资决策提供依据。
1.2. 项目建设目的和意义
汽车的发展给人类生活带来了巨大的变化。然而，所谓的―汽车文明‖也带来了交通拥堵、石油短缺、尾气污染等一系列问题。资料显示汽车消耗的石油占世界石油消耗总量的二分之一，汽车尾气是大城市空气中最大的污染源，而全球汽车数量仍在日益增加。根据联合国能源组织评估，50年后全球石油资源将告罄。
众所周知，石油是不可再生资源。从1973年石油危机之后，石油资源的利用受到重视。建立国家独立的能源安全体系，保证汽车有足够的燃料，已成为当今世界不可回避的问题，许多国家都在组织专家、学者和汽车生产商研究开发汽车能源的替代问题。国际上，巴西有―绿色能源‖之国的美称。美国、泰国、法国、南非等国家都在积极加入乙醇汽油的推广。中国是世界石油生产和消费大国，原油年产量从1980年1.06亿吨增加到2001年1.63亿吨。由于资源的限制，中国未来原油产量在2亿吨左右，而石油产品消费量则高达3亿吨左右。石油作为国民经济的―血液‖，与粮食和水资源被列为影响国民经济和社会可持续发展的三大战略资源。从国家能源战备出发，在中国―车增油缺‖和环境污染的严酷现实对替代燃料发出了强烈的呼唤，引起了高度重视。因此，发展高效率、可再生、无污染的新能源逐步替代石油，是解决能源危机的唯一出路，迫在眉睫[8]。
用生物质资源制取燃料乙醇，是当今国际社会能源产业又一热点之，也是可再生能源开发利用领域里解决当今液体燃料最可行的途径。特别是在个别霸权国家对我国进行石油遏制、能源短缺已明显制约我国当前经济社会发展的情况下，大力发展拥有自主知识产权的、以甜高粱生产乙醇为代表的可再生清洁能源产业，对调整我国农业种植结构、增强我国粮食安全能力，提高农民收入、保证车用乙醇汽油的供应、减少环境污染、维护我国能源安全、改善环境质量等方面，都具有重要战略意义和现实意义，符合我国产业发展规划。
生物燃料乙醇在原料选择上，分淀粉类和糖类作物两种，本项目采用甜高粱秸杆中的糖液作原料。甜高粱是普通高粱的一个变种，作为一种能源作物，具有太阳能转换效率高、单位面积生物学产量多、适应性强（耐旱、耐涝、耐盐碱、耐瘠薄）等诸多优点，每亩可产4—8吨鲜秸秆，秸秆榨汁含糖量高达14%—22%（品种不同），还可产200—400公斤高粱米，被中外专家一致认定为―生物能源系统中最有力的竞争者‖，是最有希望率先实现产业化的生物质能源作物之一。
甜高粱产业化生产生物质能源，主要是利用甜高粱秸秆生产乙醇，其实质首先是充分利用占甜高粱鲜秆总量75%以上的糖液（水分和糖分）进行发酵生产乙醇，其次才是利用秸秆中的纤维素等成分进行水解产生可发酵糖生产乙醇。与利用淀粉质原料生产乙醇比较，利用甜高粱秸秆生产乙醇具有以下优
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势：
（1）乙醇产量高。以种植一亩（667m2）甜高粱产鲜秸秆平均5吨计算，可榨汁3.5吨（按70%计），净糖量595公斤（按17%含糖计），可生产乙醇303公斤（按单糖产乙醇率51%计）；高粱米按亩均产量300公斤计，可产乙醇102公斤；合计每亩平均产乙醇400多公斤。甜高粱生长期140—160天，比甘蔗（240—270天）占地时间短，可和小麦、油菜、蚕豆、豌豆等越冬作物可上下茬种植。
（2）加工容易，设备投资低，甜高粱秸秆生产乙醇，是糖质原料生产乙醇，工艺最简单，设备最节省，不像淀粉质原料，发酵需要糊化、糖化。甜高粱秸秆榨汁稍加处理即可清液发酵，其基本工艺流程是：秸秆→粉碎榨汁→加酸沉淀→（加酵母）清液发酵→过滤（去酵母）→醪液蒸馏→成品（燃料乙醇）。燃料级乙醇不需去甲醇、醛、杂醇等杂质，因此蒸馏设备相对简单。
（3）节能减污。据美国能源部数据，乙醇发酵产生的净能量=（生产的能量—消耗的能量）/消耗的能量×100%、高粱米为5%、甘蔗为143%、木薯为10%、甜高粱秸秆为80%—100%，由此可见甜高粱秸秆生产乙醇的节能增能效益。甜高粱秸秆生产乙醇产生的糟水，其COD约为1.5—2万mg/L，比淀粉质原料生产乙醇产生的糟水减小一半以上，稍作处理即可作为耕地用水。
（4）利用甜高粱秸秆榨汁生产燃料乙醇，其下脚料还可生产饲料、食用菌、有机肥、板材、一次性环保餐具、工业用气体等。
总之，燃料乙醇对于缓解能源危机[9]，减轻环境污染，延长发动机的使用寿命等具有很大的社会意义，而且本产品的大量使用，必将增加乙醇的用量，而乙醇又是用农作物秸秆加工而成，这又会带动农业的发展。这一有效的结合，把农业、能源两个不同的行业紧密地联系在一起，给广大的农民开辟了一个全新的广阔天空，也正好符合党中央、国务院关于调整和改善农业结构，增加农民收入的政策和精神，这一举措也完全符合国际社会的―可持续发展‖和―绿色经济‖的总趋势，将会给中国经济带来一个极大的增长点和发展趋势。
1.3. 产品需求初步预测
世界石油市场的风云变幻无常，国际油价在2006年4月18日前后飙升到75美元一桶，目前的价格已经升到83美元一桶，其趋势是需求量激增，资源量枯竭造成价格不断上涨。不论从资源枯竭还是环保需求上论证再生的乙醇燃料将是未来能源市场的主角。
在国外，乙醇汽油的生产和使用技术已十分成熟。巴西和美国是目前世界上主要的燃料乙醇生产和消费国。美国生产燃料乙醇的原料主要是玉米，主要推广使用10％乙醇含量的乙醇汽油。巴西则以甘蔗为原料生产燃料乙醇，主要推广使用15％至50％乙醇含量的乙醇汽油。继巴西和美国分别在20世纪70年代初推广应用乙醇汽油后，欧洲一些国家和印度、泰国、津巴布韦、南非等国于90年代也开始实施乙醇汽油计划。
作为能源需求大国，中国每年石油进口超过需求量50％以上，能源油料成为制约中国经济发展的瓶颈。因此寻求替代能源已箭在弦上，神州大地正孕育着资源战略大转移!现我国国家有关部门已开始启动酒精燃料工程，如果向汽油中填加10%的酒精，则这一项年需要燃料酒精近300万吨以上(目前不到100万吨)。随着我国加入WTO进程的加快，我国汽车行业得到更快速的发展，对燃料酒精的需求将会大幅度增加。中国现在生产燃料乙醇的原料主要是陈化粮，它不但生产成本高，而且中国的陈化粮毕竟是有限的，即使国家不再批准以粮食为原料生产乙醇项目，目前已获批准的四家生产企业使用商品粮生产乙醇，已经给粮食及相关产品的市场造成不继的涨价。
中国是一个有13亿人口的大国，人均耕地面积小，而且由于地大物博，疆域辽阔，各地市种植的农作物各不相同，因此在生产燃料乙醇时，各工厂就地取材，什么农作物丰富且适合提炼乙醇，就用什么农作物，才是正确的做法。本企业就是基于此，才选择把工厂建在既适宜种甜高梁生物的地区并使用生物质原料甜高粱秸秆来生产燃料乙醇。用生物质能源高粱秸杆生产燃料乙醇既能解决能源危机问题，又能利用大量的盐碱地，加上乙醇产量高，工艺流程简单、成本低等优点，可以说是生物能源系统中最有力的竞争者，发展前景非常广阔。
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