f) Tác dụng với NH3:
5.2.3.Chọn nồi hơi và tính nhiên liệu
5.2.3.1. Chọn nồi.
Hiện nay hay dùng loại nồi hơi dùng chất đốt là dầu FO ở đây ta chọn 2 nồi hơi có tên trên thị trường là: KPUP – 2 có các đặc tính sau:
- Năng suất: 2000 kg/h. - Áp suất làm việc: 20 kg /m2. - Hệ số hữu ích: 65÷70 %.
- Nhiệt độ hơi bão hoà cực đại: 1900C. - Kích thước nồi hơi:
• Chiều dài: 5210 mm.
• Chiều cao: 4450 mm.
• Thể tích buồng đốt: 9.5 m3.
5.2.3.2.Tính nhiên liệu cho nồi hơi.
G = .( ).100 . h n d i i qη − (kg/h). Trong đó:
d: Lượng hơi cần dùng trong 1 h là d = 72125.78 kg/h. ih = 657 kcal/kg: Nhiệt hàm của hơi nước ra khỏi lò. in = 28 kcal /kg: Nhiệt hàm của nước vào.
q = 11500 kcal/kg: nhiệt trị của dầu FO. h = 0.75 hệ số hữu ích thiết bị. Thay số vào tính: G = 11174.4 (657 28). 11500 0.75 × − × = 814.92 kg/h = 19558.11 kg/ngày. Tính bình quân cho 1 lít cồn sản phẩm: G’ =19558.11 0.98 20000 = kg/lít cồn. 5.3. TÍNH NƯỚC.
Nước được lấy để sử dụng ở nhà máy có thể lấy từ nguồn nước của khu công nghiệp, có thể dùng giếng khoan sau đó cần xử lý và đưa vào sản xuất. Nước trong nhà máy được sử dụng với các mục đích sau:
- Nước dùng cho sản xuất: hoà bột, nồi hơi, làm mát nồi đường hoá, dùng cho các thiết bị ngưng tụ trong xưởng chưng cất, vệ sinh thiết bị và nhà xưởng.
- Nước dùng cho sinh hoạt của công nhân: nước phục vụ ăn uống, tắm rửa, nhà vệ sinh, nước để tới cây và rửa đường.
hoặc đặt chìm dưới đất.
5.3.1. Tính nước dùng cho sản xuất.
Trong sản xuất, nước được sử dụng trong các khâu sau: - Nấu.
- Đường hóa. - Chưng cất. - Lò hơi.
- Vệ sinh thiết bị nhà xưởng.
5.3.1.1. Nước dùng cho nấu ( hòa bột và nấu).
Theo bảng tính toán cân bằng sản phẩm ta có lượng nước cần cung cấp cho nồi nấu là: W1 = 207761.96 kg/ngày. Hay 8656.75 kg/h.
5.3.1.2. Nước dùng cho đường hóa.
Lượng nước dùng trong đường hóa là dùng để làm nguội dịch cháo sau khi nấu, được chia làm hai lần.
Lượng nước cần để tải nhiệt được tính theo công thức sau:
2 2 ' ' W ' ' Q G C t C t C t × × ∆ = = × ∆ × ∆ Trong đó:
W2: Lượng dịch cháo nấu trong một ngày 284745.19 kg/ngày. T1; T2 : Nhiệt độ dịch cháo lúc trước và sau làm nguội.
t
∆ = T1- T2
T1’; T2’: nhiệt độ nước làm mát trước và sau làm nguội.
'
t (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
∆ = T2’- T1’
C: Nhiệt dung riêng của dịch cháo 0.9 Kcal/kg.độ. C’: Nhiệt dung riêng của nước làm mát 1 Kcal/kg.độ.
Nước làm lạnh: T1’ = 300C, T2’= 600C. t ∆ = 100 – 62 = 380 C. ' t ∆ = 60 – 30 = 300 C. Vậy W21 = 1 284745.19 0.9 38 W 324609.52 1 30 × × = = × kg/ngày.
Làm nguội lần 2: Dịch cháo được làm nguội từ 620C xuống 320C.
Nước làm lạnh: T1’ = 220C, T2’= 270C t ∆ = 62 – 30 = 320 C. ' t ∆ = 27 – 22 = 50 C. Vậy W2 = 22 284745.19 0.9 32 W 1640123.29 1 5 × × = = × = 1964732.81 kg/ngày.
Tổng lượng nước dùng trong đường hóa là:
W2 = W21 + W22 = 324609.52 1964732.81 + =2289342.33 kg/ngày.
Hay 95389.26 kg/h.
5.3.1.3. Nước dùng trong lên men.
Trong lên men nước được cung cấp để làm mát dịch lên men trong quá trình lên men sinh nhiệt, ở đây hệ thống làm mát kiểu ống lồng ống. Theo tính toán ở phần 4.4.3 ta biết được lượng nước làm lạnh cho một thùng lên men trong giai đoạn lên men mạnh nhất là: 23488 m3. Một ngày có 9 thùng lên men nhưng chỉ có 3 thùng trong giai đoạn lên men mạnh nhất do vậy lượng nước cần làm mát trong thiết bị ống lồng ống trong 1 ngày là W3= 3×23488= 70464 kg/ ngày hay 2936 kg/h.
5.3.1.4. Nước dùng cho chưng cất.
a. Lượng nước cung cấp cho thiết bị ngưng tụ tháp thô.
Lượng nhiệt cần lấy đi để cho hơi ngưng tụ ở tháp thô là: Q41 = 286777.1 Kcal/h. Nước làm lạnh: Vào 250C ra ở 500C; ∆t'= 50 – 25 = 250C
41 41 286777.1 W ' ' 1 25 Q C t = = × ∆ × =11471.08 kg/h.
b. Lượng nước cung cấp cho thiết bị ngưng tụ tháp aldehyt.
Lượng nước cung cấp cho thiết bị hồi lưu tháp aldehyt: Theo như tính toán trên ta đã chọn bình ngưng tụ hồi lưu tháp aldehyt có diện tích truyền nhiệt bằng bình ngưng tụ hồi lưu tháp thô do vậy lượng nước cung cấp để làm mát cũng coi như bằng lượng nước cấp cho bình ngưng tụ hồi lưu tháp thô: W42 = 11471.08 kg/h.
Lượng nước cung cấp cho thiết bị ngưng tụ khí khó ngưng.
Lượng nước này được tính bằng 1/4 lượng nước dùng cho bình ngưng tụ hồi lưu tháp aldehyt: W43 =11471.08 2867.77
4 = kg/h.
c. Lượng nước cung cấp cho thiết bị ngưng tụ tháp tinh.
Lượng nước cung cấp cho thiết bị hồi lưu tháp tinh.
Lượng nhiệt cần lấy đi để cho hơi ngưng tụ trong một giờ là Q44 = 728968 Kcal/h. Nhiệt độ nước làm lạnh: vào 250C, ra 600C; '
t
∆ = 60 – 25 = 350C. Vậy lượng nước cần cung cấp là:
44 44 728968 W ' ' 1 35 Q C t = = × ∆ × =20827.66 kg/h.
Lượng nước cung cấp cho bình ngưng tụ khí khó ngưng của tháp tinh.
Vì bình ngưng tụ khí khó ngưng của tháp tinh giống bình ngưng tụ khí khó ngưng của tháp aldehyt nên lượng nước cung cấp cũng bằng nhau W45 = 20827.66 kg/h
d. Lượng nước cung cấp cho bình làm mát cồn sản phẩm.
Lượng nhiệt cần lấy đi để làm mát cồn sản phẩm trong 1h là: Q46 = 20438.4 Kcal/h Nhiệt độ nước làm mát : Vào 250C, ra 300C; '
t (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vậy lượng nước cần cung cấp là : 46 46 20438.4 W ' ' 5 Q C t = = × ∆ = 4087.68 kg/h.
e. Lượng nước cung cấp cho bình làm mát cồn đầu và dầu fusel.
Vì chọn bình làm mát cồn đầu và bình làm mát dầu fusel có công suất thiết kế bằng 1/3 năng suất của bình làm mát cồn sản phẩm nên lượng nước cung cấp bằng:
W47 = 4087.68 2
3 × = 2725.12 kg/h.
Vậy lượng tổng lượng nước dùng cho phân xưởng chưng cất là :
W4 = W41 + W42 + W43+ W44 + W45 + W46 + W47 =
= 11471.08 + 11471.08 + 2867.77 + 20827.66 + 20827.66 + 4087.68 + 2725.12 W4 = 74278.05 kg/h.
5.3.1.5. Lượng nước cấp cho lò hơi
Theo kinh nghiệm cứ 1 kg nước khi bốc hơi sẽ được 1 kg hơi. Biết rằng cần cung cấp lượng hơi là: 72125.78 kg/h.
Do vậy lượng nước cần cung cấp cho lò hơi là: W5 = 72125.78 kg/h.
5.3.1.6. Lượng nước dùng cho vệ sinh thiết bị, nhà xưởng.
Lượng nước dùng cho vệ sinh thiết bị, nhà xưởng được tính băng 10% lượng nước dùng cho chưng cất.
W6 = 0.1×74278.05 =7427.8 kg/h
Tổng lượng nước dùng cho sản xuất là: Wsx = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 + W6
Wsx = 8656.75 + 95389.26 + 2936 + 74278.05 +72125.78 + 7427.8 Wsx = 255813.64 kg/h.
Nhưng trong thực tế lượng nước đi ra từ các thiết bị làm lạnh của nồi đường hóa, lên men và hệ thống chưng cất được tận dụng để cấp vào nồi hơi và để vệ sinh nhà xưởng, thiết bị do vậy lượng nước cung cấp thực tế cho sản xuất là:
Wsxtt= 255813.64 – (72125.78 + 7427.8) = 176260.06 kg/h.
5.3.2. Tính nước dùng cho sinh hoạt.
Nước cấp cho sinh hoạt trong nhà máy thường lấy bằng 1 % so với nước dùng cho sản xuất vậy.
Wsh = 0,01× Wsx = 0,01×255813.64 = 2558.14 kg/h. Vậy tổng lượng nước tiêu thụ của nhà máy là:
W = Wsxtt + Wsh = 176260.06 + 2558.14 =178818.2 kg/h. Hay 178.82 m3 /h.
Hệ số tiêu hao nước trên 1 lít cồn sản phẩm: Kw = 178.82 24 0.21
20000 × =
m3/lít.
Bảng 5.3: Tổng hợp nước sử dụng trong nhà máy.
STT Công đoạn Lượng nước
1 Hòa bột 8.66
2 Làm lạnh dịch đường hóa 95.39
3 Làm lạnh dịch lên men 2.936 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4 Chưng luyện 74.28
5 Lò hơi 72.12
6 Vệ sinh thiết bị, nhà xưởng 7.43
7 Vệ sinh, sinh hoạt 2.66
CHƯƠNG VI - TÍNH TOÁN XÂY DỰNG
6.1. Giới thiệu sơ bộ luận chứng xây dựng nhà máy.
Nhà máy sản xuất rượu cồn từ sắn lát với năng suất 20000 lít cồn 100%V mỗi ngày được thiết kế xây dựng trên khu công nghiệp Bỉm Sơn, thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa.
6.1.1. Vị trí địa lý.
Khu công nghiệp Bỉm sơn cách Hà Nội 120 km về phía Bắc, cách thành phố Thanh Hóa 34 km về phía Nam, nằm trên mạng lưới giao thông vận tải Bắc Nam (quốc lộ 1A), có tuyến đường sắt Bắc-Nam chạy qua.
Khu công nghiệp Bỉm Sơn được giới hạn như sau: - Phía Đông giáp đường Lê Lợi.
- Phía Tây giáp: xã Hà Long, huyện Hà Trung.
- Phía Nam giáp: đường Trần Hưng Đạo và đường Lam Sơn.
- Phía Bắc giáp khu đồi núi xã Hà Long, Hà Trung và dãy Tam Điệp.
• Tổng diện tích quy hoạch của khu công nghiệp: 540 ha.
• Hướng gió chủ đạo: Đông – Nam.
• Khí hậu:
Một năm có 2 mùa rõ rệt là mùa nóng (từ tháng 4 đến tháng 10), mưa nhiều và mùa lạnh (từ tháng 11 đến tháng 3), mưa ít.
Ngoài ra khu vực còn chịu ảnh hưởng một phần nhỏ của gió lào, nên thời tiết vào mùa hè thường nóng và khô. Trung bình hàng năm nhiệt độ không khí 270C, độ ẩm 80%.
6.1.2. Địa chất công trình.
Khu vực thị xã Bỉm Sơn nằm trong vùng địa chất tốt, thuận lợi cho xây dựng phát triển đô thị.
• Địa chất thuỷ văn:
Với địa hình chung của khu vực là địa hình đồi núi bán sơn địa, có sông Mã và sông Tam Điệp chảy qua tạo cho khu vực có một cảnh quan môi trường mang sắc thái riêng biệt.
• Cơ sở hạ tầng:
Hiện nay thị xã đã và đang tiếp tục xây dựng và phát triển các dự án lớn + Dự án xây dựng thị xã Bỉm Sơn trở thành thành phố công nghiệp. + Dự án xây dựng khu dân cư Bắc Bỉm Sơn.
+Dự án xây dựng bệnh viện đa khoa
+ Dự án xây dựng trường dạy nghề quân đội
+ Dự án xây dựng tàu điện ngầm từ Nhổn tới ga Hà Nội.
Trên địa bàn huyện còn có một số đầu mối giao thông quan trọng cấp Thành phố: + Ga đường sắt quốc gia Bỉm Sơn
+ Bến xe khách Bắc Bỉm Sơn.
Qua đây ta thấy hệ thống giao thông của địa bàn rất thuận lợi cho việc thông thương đi lại, trao đổi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Mạng lưới điện và chiếu sáng:
Trong khu công nghiệp có hệ thống cấp điện có tổng công suất 55.753 KVA. Lắp một trạm biến áp 110/22 KV.
- Cấp nước sạch:
Hệ thống cấp nước sạch của toàn thị xã được phân phối theo hình thức mạng vòng khép kín, đảm bảo cấp nước an toàn.
- Hệ thống thoát nước:
Khu công nghiệp có hệ thống thoát nước mưa, thoát nước thải riêng biệt. Nước thải được xử lý cục bộ tại nguồn, sau đó thu gom về khu vực xử lý chung. Sau khi nước thải xử lý đạt tiêu chuẩn mới được thải ra hệ thống thoát nước chung của thị xã
Dựa vào tất cả những điểm nêu trên, khu công nghiệp Bỉm Sơn, thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa đủ điều kiện để xây dựng nhà máy sản xuất cồn năng suất 20000 lít cồn 100%V/ ngày.
6.2. Thuyết minh về khu đất và bố trí tổng mặt bằng nhà máy.6.2.1. Nguyên tắc thiết kế tổng mặt bằng. 6.2.1. Nguyên tắc thiết kế tổng mặt bằng.
Theo thực tế của các nhà máy thực phẩm hiện nay ở nước ta thì phương pháp phổ biến nhất là thiết kế mặt bằng nhà máy theo phương pháp phân vùng. Vì vậy trong đồ án của mình em cũng lựa chọn phương pháp này vì nó có nhiều ưu điểm phù hợp với dây chuyền sản xuất và đảm bảo cảnh quan, môi trường cho toàn khu công nghiệp.
Theo phương pháp này chia diện tích nhà máy thành 4 vùng chức năng chính:
- Vùng trước nhà máy: Là nơi bố trí các dãy nhà hành chính, phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào, nhà để xe máy, xe đạp, gara ô tô, cây xanh cảnh quan.
- Vùng sản xuất: Là nơi bố trí các nhà xưởng và công trình nằm trong dây chuyền sản xuất chính: Phân xưởng nghiền, nấu, đường hóa, lên men, chưng cất, phân xưởng rượu mùi.
- Vùng các công trình phụ trợ: Là nơi bố trí các công trình cung cấp năng lượng cao gồm các công trình cung cấp điện, hơi, nước và xử lý nước thải và các công trình bảo quản kỹ thuật khác như: Xưởng cơ điện, phòng thí nghiệm phân tích.
- Vùng kho tàng và phục vụ giao thông: Vùng này bố trí các hệ thống kho tàng, bến bãi, các cầu bốc dỡ hàng hóa: Kho nguyên liệu, kho thành phẩm, kho chứa chai lọ. Sau khi phân vùng thì dựa vào hướng gió để phân phối các vị trí sao cho thỏa mãn các nguyên tắc sau:
- Khu vực sản xuất chính làm nền tảng, liên hệ mật thiết với nhau tạo thành sự liên tục trong dây chuyền sản xuất được thuận tiện, các đường ống dẫn ngắn nhất và hợp lý nhất, đạt hiệu quả kinh tế cao, chi phí sản xuất và tổn hao thấp nhất. Cụ thể bố trí như sau:
• Khu sản xuất chính như nghiền, nấu, đường hóa, lên men, chưng luyện và hoàn thiện sản phẩm được bố trí thành một khối, nằm giữa nhà máy. Không có đường giao thông nào ngắt qua đảm bảo dây chuyền liên tục và đảm bảo an toàn cho sản xuất.
• Các công trình phụ trợ như: Kho nguyên liệu, kho thành phẩm, các công trình phục vụ sinh hoạt: nhà ăn, phòng y tế, lò hơi, trạm điện… bố trí nằm xung quanh khu sản xuất chính theo thế liên hoàn khép kín.
• Khu vực hành chính bao gồm các phòng ban, hội trường, phòng kỹ thuật, phòng khách, phòng thường trực… bố trí phía trước nhà máy, ở ngay hướng gió chủ đạo.
• Khu lò hơi, khu xử lý nước thải thường được bố trí cuối hướng gió chủ đạo.
• Kho nguyên liệu nằm bên cạnh ngay phân xưởng nghiền nấu, kho thành phẩm đặt gần phân xưởng chưng cất và phân xưởng rượu mùi để thuận tiện cho vận chuyển và phụ trợ cho nhau trong quá trình sản xuất.
• Đường giao thông trong nhà máy được bố trí hợp lý nhất sao cho khu sản xuất chính không bị cắt ngang, đảm bảo an toàn, và lưu thông luồng hàng luồng người. Vỉa hè giành cho người đi bộ rộng, đảm bảo tầm nhìn tại các điểm rẽ.
• Hệ thống cây xanh, thảm cỏ được bố trí xung quanh và xen kẽ các khu sản xuất, các khu phụ trợ và sinh hoạt nhằm giảm thiểu sự ô nhiễm, tăng độ thông thoáng không khí, đồng thời tăng mỹ quan chung của nhà máy.
6.2.2. Tính diện tích nhà máy.6.2.2.1. Khu sản xuất. 6.2.2.1. Khu sản xuất.
a. Nhà nghiền- nấu - đường hoá
Phân xưởng chia thành hai khu vực như sau: Khu vực nấu, đường hóa.
Gồm có: 2 thùng chứa bột + 2 nồi nấu + 2 nồi đường hoá + 2 máy nghiền. Ta có:
Spx = Stbị + Sthao tác + Sgiao thông + Sdự trữ
Trong đó: Stbị = 2. 4 . 2 D π = 2. 2 4.2 . 4 π = 27.7m2 Sthao tác = (15 ÷ 20)% Stbị Chọn Sthao tác = 20% Stbị = 0,2×27.7 = 5.54m2 Sgiao thông = (15 ÷ 20)% Stbị Chọn Sgiao thông = 20% Stbị = 5.54m2
Sdự trữ = (15 ÷ 20)% Stbị
Chọn Sdự trữ = 20% Stbị = 5.54m2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vậy Spx = 27.7 + 5.54×3 = 44.32 m2
Em sắp xếp các thùng đường hoá dọc theo phân xưởng. Do đó em chọn chiều rộng của phân