Проект установки по получению этанола из пшеничного сусла производительностью 4 тыс дал/сут.

Содержание

1. ВВЕДЕНИЕ
2. Глава 1. Теоретические предпосылки процесса производства
   1. 1.1 Обоснование выбора способа производства
   2. 1.2 Характеристика основных обращающихся веществ
   3. 1.3 Физико-химические технологии производства
      1. 1.3.1 Стадия брожения пшеничного сусла
      2. 1.3.2 Стадия перегонки бражки
      3. 1.3.3 Физические основы ректификации
3. Глава 2. Технологическая схема и утилизация сырья
   1. 2.1 Описание технологической схемы производства
      1. 2.1.1 Сбраживание пшеничного сусла
      2. 2.1.2 Термодинамические основы ректификации
      3. 2.1.3 Ректификация спирта из бражки
   2. 2.2 Переработка и утилизация отходов производства
      1. 2.2.1 Характеристика основных загрязняющих веществ
      2. 2.2.2 Мероприятия по очистке сточных вод
      3. 2.2.3 Мероприятия по вторичному использованию барды
4. Глава 3. Моделирование и расчёт технологического процесса
   1. 3.1 Материальный и технологический расчёт
      1. 3.1.1 Исходные данные к расчету и перечень принятых допущений
      2. 3.1.2 Материальный баланс и построение фазовых диаграмм
      3. 3.1.3 Определение рабочего флегмового числа и действительного числа тарелок
      4. 3.1.4 Геометрический расчёт колонны
         1. 3.1.4.1 Расчет диаметра ректификационной колонны
         2. 3.1.4.2 Определение высоты колонны
   2. 3.2 Расчет теплового баланса
      1. 3.2.1 Расчет испарителя
      2. 3.2.2 Определение расхода воды в дефлегматоре
      3. 3.2.3 Расчет тепловой изоляции
5. Глава 4. Подбор оборудования и автоматизация технологического процесса
   1. 4.1 Подбор технологического оборудования
      1. 4.1.1 Подбор опор для колонных аппаратов
      2. 4.1.2 Расчёт и подбор патрубков для подвода и отвода потоков
      3. 4.1.3 Подбор фланцевых соединений
   2. 4.2 Системы контроля и автоматика производства
      1. 4.2.1 Основные контролируемые параметры
      2. 4.2.2 Описание схемы автоматизации
         1. 4.2.2.1 Регулирование уровня
         2. 4.2.2.2 Регулирование расхода
         3. 4.2.2.3 Регулирование температуры
         4. 4.2.2.4 Регулирование вакуума
         5. 4.2.2.5 Регулирование pH
6. Глава 5. Экономико-технический анализ и безопасность производства
   1. 5.1 Экономический анализ производства
      1. 5.1.1 Расчет фонда заработной платы работников предприятия
      2. 5.1.2 Расчет производительности труда
      3. 5.1.3 Технико-экономические показатели производства
   2. 5.2 Охрана труда на предприятии
7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
8. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

В предложенном исследовании установлено, что предельно допустимое напряжение для Ст3 составляет МПа. Из геометрических параметров аппарата известно, что диаметр обечайки составляет 3,2 м, а расчётная толщина её стенки достигает 2,81 мм. При этом технические требования предусматривают минимальное значение толщины стенки не менее 10 мм [10, 11]. Данное несоответствие требует внимания при выборе конструктивных элементов, что подтверждают результаты ряда эмпирических исследований в области химического оборудования.

Для определения опор аппарата необходимо предварительно рассчитать массу и соответствующую нагрузку конструкции. Масса корпуса вычисляется по формуле (4.4), где H – высота аппарата, равная 25 м; π – математическая константа (π = 3,14); D – диаметр колонны, равный 3,2 м; s – толщина стенки, принимаемая равной 0,01 м; ρ – плотность стали, равная 7850 кг/м³. Аналогичным образом масса крышки и днища определяется по формуле (4.5), что отражает их важность в конструкции аппарата, учитывая, что днища представляют собой основные элементы, ограничивающие цилиндрические цельносварные корпуса.

Наиболее распространённой формой днищ, применяемых в сварных химических аппаратах, остаётся эллиптическая конфигурация с отбортовкой на цилиндр. В связи с этим для рассчитываемой колонны подбираются соответствующие элементы, а размеры эллиптических отбортованных стальных днищ с внутренними базовыми диаметрами, установленные по ГОСТ 6533-78, приведены в Таблице 13.

Масса тарелок аппарата рассчитывается по формуле (4.6), где N – действительное число тарелок, а mm – масса одной тарелки, выраженная в килограммах. Учитывая, что диаметр нижней и верхней части колонны совпадает, все тарелки типа ТК-Р имеют диаметр 3190 мм и массу 220 кг [8, 12]. Кроме того, при испытании аппарата определяется масса воды, равная значению, указанному в формуле (4.7), где ρв – плотность воды (1000 кг/м³). Суммарная масса аппарата вычисляется по формуле (4.8) с последующим переводом результата в МН с использованием константы g = 9,8 м/с².

При подборе опор для колонного аппарата учитываются геометрические и конструктивные требования, представленные в Таблице 15, где приведены размеры цилиндрических опор [13, с.12].

Кроме того, для расчёта патрубков, предназначенных для подвода и отвода технологических потоков, применяется методика, основанная на уравнении массового расхода (4.9). При этом внутренний диаметр штуцеров округляется до ближайшего стандартного значения с учетом расчетных параметров, таких как массовый расход продукта и рабочее флегмовое число, определяемое по формулам (4.10)–(4.11). Округление до значения 0,02 м считается наиболее рациональным. Аналогичные расчёты выполняются для входа пара и выхода жидкости, параметры которых определяются уравнениями (4.12)–(4.15).

Список литературы

– 750 с.

– 753 с.

Коптева В.Б. Опоры колонных аппаратов. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та,

Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты. Учебник для вузов. Изд. 2-е. М.: Химия,

Яровенко В.Л., Маринченко В.А., Смирнов В.А. и др. Технология спирта. М.: Колос, «Колос-пресс»,

- 465 с.

Процессы и аппараты химической технологии. Проектирование ректификационных колонн. Часть

Халаим А.Ф. Технология спирта. М.:Пищевая промышленность,

Основы теории расчета и основные конструкции ректификационных колонн. Методические указания к курсовому проектированию для студентов химико-технологического и заочного энерго-механического факультетов. - Томск: Изд. ТПУ, 1997, - 36 с.

Фараджева Е.Д., Федоров В.А. Общая технология бродильных производств. М.: КолосС,

Дытнерский Ю.И. (ред.). Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. - М.: Химия, 1983 г. – 272 с.

- 192 с.

Процессы и аппараты химической технологии. Проектирование ректификационных колонн. Часть

- 54 с.

Основы теории расчета и основные конструкции ректификационных колонн. Методические указания к курсовому проектированию для студентов химико-технологического и заочного энерго-механического факультетов. - Томск: Изд. ТПУ, 1997, - 36 с.

Плановский А.Н, Николаев И.П. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. 5-изд. - М.:Химия, 1987 г. - 847 с.

Павлов К.Ф., Романков П.Г, Малков М.П., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. 9-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия,

Гельфанд Е.Д. Основы технологии биоэтанола. Учебное пособие. АГТУ, Архангельск,

Характеристики зерна - обзорная статья [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://autoklasss.narod.ru/agrosprav/zerno.htm

- 408 с.

Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – 9-е изд. – М.: Химия,

- 560 с.

Химический состав дрожжей [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://edimka.ru/prod234

Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. – Л.: Машгиз,

Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Ч.

- 400с.

– 24 с.