畢業(yè)論文答辯年產(chǎn)1800噸活性氧化鋁的制備工藝設(shè)計-文庫吧
2025-01-16 05:01 本頁面
【正文】 物料衡算 ? 目的是根據(jù)物料與產(chǎn)品之間的定量轉(zhuǎn)化關(guān)系，計算原料的消耗量，各種中間產(chǎn)品、產(chǎn)品和副產(chǎn)品的產(chǎn)量，生產(chǎn)過程中各階段的消耗量以及組成，進(jìn)而為能量衡算、其他工藝設(shè)計及設(shè)備計算打基礎(chǔ)。 ? 物料衡算是以質(zhì)量守恒定律為基礎(chǔ)對物料平衡進(jìn)行計算。物料平衡是指“在單位時間內(nèi)進(jìn)入系統(tǒng)（體系）的全部物料質(zhì)量必定等于離開該系統(tǒng)的全部物料質(zhì)量再加上損失掉的和積累起來的物料質(zhì)量”。 ? 年產(chǎn) 1800 t，每年的操作時間是 8000小時（部分為連續(xù)操作，部分是間歇操作）。設(shè)產(chǎn)品純度為%；含水為 %；雜質(zhì)為 %。則：活性氧化鋁的流量為 225kg/h ﹦ ∕h。 ? 經(jīng)焙燒爐時損失 2%，則：管道 8中產(chǎn)品的流量為（ 1+2%） =。 ? 經(jīng)干燥器損失量為 %，則：管道 7中產(chǎn)品的流量為 （ 1+%） =。 ? 經(jīng)第二個過濾器損失為 3％，則：管道 4中產(chǎn)品的流量為 ﹙ 1＋ 3％ ﹚ ＝ ∕h ? 經(jīng)過第一個過濾器損失為 3％，則：管道 2中產(chǎn)品的流量為 ﹙ 1＋ 3％ ﹚ ＝ ∕h ? 設(shè)反應(yīng)收率為 %，則：反應(yīng)釜中理論產(chǎn)量為。 ? 最后得到各個管道中物料流量 能量衡算 能量衡算定義 根據(jù)能量守恒定律 ， 利用能量傳遞和轉(zhuǎn)化的規(guī)則 ， 用以確定能量比例和能量轉(zhuǎn)變的定量關(guān)系的過程稱為能量衡算 。 ∑Q入 = ∑Q出 ∑Q損 式中 :∑Q入 一輸入設(shè)備熱量總和； ∑Q出 —輸出設(shè)備熱量總和； ∑Q損 —損失熱量總和 ? 容器消耗能量 Q1= ﹙ 1＋ 5％ ﹚ ＝ ? 反應(yīng)釜消耗能量 Q2= ﹙ 1＋ 5％ ﹚ ＝ ? 干燥器消耗能量 Q3=? 消耗低壓蒸汽量 系統(tǒng)中用 1MPa低壓水蒸汽加熱， 1MPa低壓水蒸汽的潛熱為r=，則所需蒸汽量為消耗能量與水蒸氣潛熱之比。 ∴ 容器 1所需的蒸汽量為 m1=； 反應(yīng)器所需的蒸汽量為 m2= kg/h； 干燥器所需的蒸汽量為 m3=； 則：總的蒸汽消耗量為： m=m1+m2+m3=++=。 設(shè)備選型計算 ? 工藝設(shè)備選擇應(yīng)遵循以下原則： ； ； ，以減少設(shè)備體積和投資； ； 、節(jié)能、可靠、易于操作、便于維修的要求； ，以減少投資、降低成本和便于實現(xiàn)自動控制； ； 。 反應(yīng)器計算與選型 釜式反應(yīng)器是一種低高徑比的圓筒形反應(yīng)器，用于實現(xiàn)液相單相反應(yīng)過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應(yīng)過程，器內(nèi)常設(shè)有攪拌裝置。在反應(yīng)過程中物料需加熱或冷卻時，可在反應(yīng)器壁處設(shè)置夾套，或在器內(nèi)設(shè)置換熱面，也可通過外循環(huán)進(jìn)行換熱。 按操作方式不同釜式反應(yīng)器可分為：間歇釜式反應(yīng)器、連續(xù)釜式反應(yīng)器和半連續(xù)釜式反應(yīng)器。 本論文中用到的是間歇釜式反應(yīng)器。其特點(diǎn)是操作靈活，易于適應(yīng)不同操作條件和產(chǎn)品品種，適用于小批量、多品種、反應(yīng)時間較長的產(chǎn)品生產(chǎn)。間歇釜的缺點(diǎn)是：需有裝料和卸料等輔助操作，產(chǎn)品質(zhì)量也不易穩(wěn)定。 ? 估算反應(yīng)釜體積 因為該反應(yīng)為液 固相物料反應(yīng)且需要攪拌，所以反應(yīng)釜種類為一般攪拌反應(yīng)釜。 該反應(yīng)的反應(yīng)物總體積為 V，設(shè)反應(yīng)時間為 ，采用間歇反應(yīng)， 8個小時的物料同時加入。管道 1總的 AlCl3溶液密度取 103kg/m3；氨水的密度為 103kg/m3；（表觀密度 103kg/m3， LAS70%）。 AlCl3溶液體積 V1==，氨水體積為V2==， ∴ 反應(yīng)釜的操作容積V0≈V1+V2=+= 取裝料系數(shù) η=，操作容積 V0=ηV（ V為反應(yīng)釜體積），則反應(yīng)釜體積 V= m3。 ? 估算反應(yīng)釜直徑 Di、高度 H 忽略封頭容積， Di= m 將 Di的計算結(jié)果圓整成壓力容器的公稱直徑，則Di=2600 mm。 查 JB/T47462023得 Di=2600 mm時橢圓封頭的曲面 高度 h1=650 mm；直邊取 40 mm； VF= m3；得： H=。 對 H的計算結(jié)果圓整成壓力容器的標(biāo)準(zhǔn)高度 H= m， 滿足液固相物料反應(yīng)釜 =1~。 該釜的裝料系數(shù) η= ∴ 該反應(yīng)釜的裝料系數(shù) η滿足有泡沫產(chǎn)生或成沸騰狀
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