毕 业 设 计（论 文）中 文 摘 要随着化石燃料的即将耗尽以及传统燃料价格日益增长，世界各国正面临着能源危机，进行能源方面的战略转向已经是一个不可避免的问题。用生物质能替代传统能源，大力发展生物质能并改进生物技术进行生物质燃料的生产将会是一个最好的发展方向。其中，丁醇无疑是生物质能的热点，引起了高阶层科学研究人员的兴趣和国家的支持。生产丁醇来缓解能源危机使得丁醇产迎来发展的热潮。本次设计为年产12万吨纤维素燃料丁醇工厂设计，预计全年生产300天，每天工作时间为16 h。厂址选择在江苏省淮安市淮安区，交通极为便利，且接近农业区，原料价格低廉且丰富易获取。本设计每年采购130万吨玉米秸秆，291.6吨纤维素酶；年耗水量为5000万吨；年耗电量为9万兆瓦时。需要10台粉碎机、11个调浆罐、15个发酵罐、10个种子罐。固定投资费用为1.6亿元，每年所需生产费用8.09亿元，产品收入8.64亿元，税金0.11亿元，利润0.44亿元，约四年回本。毕 业 设 计（论 文）外 文 摘 要
目录
1 引言 1
1.1 丁醇简介 1
1.2 丁醇的重要性 1
1.3 设计的意义 2
1.4 设计的内容 2
2 厂址选择与工厂总平面设计 3
2.1 厂址选择 3
2.2 工厂总平面设计 4
3 工艺流程设计 6
3.1 工艺设计参数 6
3.2 工艺流程 6
3.3 干燥和粉碎处理 6
3.4 预处理工艺 7
3.5 液糖化工艺 8
3.6 发酵工艺 9
4 工艺计算 10
4.1 物料衡算 10
4.2 热量衡算 11
4.3 水衡算 12
4.4 电衡算 12
4.5 劳动力估算 13
5 设备的设计与选型 13
6 管道设计与布置 16
7 车间布置设计 17
8 公用工程 18
9 清洁生产与末端治理 18
10 经济效益概算 19
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结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
1 引言
1.1 丁醇简介
丁醇是一种无色但是具有酒味的液体，可与乙醇、乙醚及其他多种有机溶剂混溶。丁醇主要用于制造邻苯二甲酸、脂肪族二元酸及磷酸的正丁酯类增塑剂，它们广泛用于各种塑料和橡胶制品中，也是有机合成中制丁醛、丁酸、丁胺和乳酸丁酯等的原料。一般以玉米为原料，发酵生产得到正丁醇、丙酮和乙醇[12]。
丁醇是含有四个碳原子的饱和醇类，包含四种异构体：正丁醇，异丁醇，仲丁醇，叔丁醇。
表1 丁醇质量标准
项目
优极品
一级品
合格品
检验方法
色度≦
5
10
15
GB 3143
密度
0.8090.811
0.8090.811
0.8080.81
GB 4472
丁醇含量(%)≧
99.5
99
98
GB/T 6027
酸度(%)≦
0.003
0.005
0.01
GB/T 6027
硫酸显色≦
20
40
/
GB/T 6027
水分(%)≦
0.1
0.1
0.2
GB 6283
蒸发残渣(%)≦
0.003
0.005
0.01
GB 6324
1.2 丁醇的重要性
丁醇作为燃料方面优于乙醇，这主要体现在以下几个方面[34]：
(l)乙醇的热值比丁醇低了25%左右，甚至说丁醇的热值一定程度上高于生物柴油；
(2)丁醇燃点高，工业生产时更安全；
(3)丁醇更易溶于汽油和柴油，而不易溶于水；
(4)丁醇腐蚀性小，对于工厂生产来说节约了巨大的运输成本，可直接成为机动车动力能源。
因此，丁醇作为新型生物燃料，随着生产技术的改进和完善，将会成为第一能源，将石油完全替代。利用秸秆等生物质发酵生产丁醇将具有乐观的前景[57]。
表2 20012010年国内丁醇的供需情况
年份
产量
(万吨/年)
进口量
(万吨/年)
出口量
(万吨/年)
自给率
(%)
2001
17.43
22.28
0.07
44.0
2002
17.4
24.3
0.06
41.8
2003
20.2
29.6
0.1
40.6
2004
21.0
29.4
0.2
41.8
2005
35.0
24.0
0.2
59.5
2006
40.5
23.6
0.1
63.3
2007
45.0
29.0
0.1
60.9
2008
43.7
24.5
0.2
66.9
2009
50.0
48.7
0.1
50.7
2010
53.2
62.4
0.5
48.6
1.3 设计的意义
现今社会人口众多，人们对能源的使用越发依赖，导致环境污染严重。与此同时，化石燃料的日益消耗使我们面临能源危机。所以，为了解决环境污染问题与能源危机问题，寻找可以替代传统燃料的新能源迫在眉睫。现如今，农业生产所产生的秸秆带来了很多环境问题，大量玉米秸秆随意堆放，占用土地的同时也造成了环境污染。因此，我们要有效利用玉米秸秆，提高玉米秸秆利用技术，使其替代玉米生产丁醇。这样，很大程度上降低原料的花费，当然也可以无形之中的支持国家新能源政策，对实现可再生资源的能源化和缓解环境污染问题具有重要的意义[89]。

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