【正文】 式 在實(shí)際的傳熱設(shè)備熱量衡算可以總結(jié)為下面的公式 [1]表示 ， Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 Q1——所處理物料帶入設(shè)備的熱量， kj Q2—由加熱劑或者冷卻劑傳給設(shè)備和與物料傳遞的熱量（加熱劑加入的熱量可以規(guī)定為 “+”，冷 卻劑吸收的熱量就為 “—”）， kj Q3—過程的熱效應(yīng)包括物理與化學(xué)學(xué)熱效應(yīng)（過程放出的熱量可以規(guī)定為 “+”，過程吸收的熱量就為 “—”） Q4——物料離開設(shè)備的物料， kj Q5—各部件所消耗的熱量， kj Q6——設(shè)備向周圍散失的熱量， kj 計(jì)算過程中選擇以 273k 為基準(zhǔn)溫度進(jìn)行計(jì)算，并且以液態(tài)為基準(zhǔn)物態(tài) 。s 反應(yīng)釜的實(shí)際容積計(jì)算可以從有關(guān)書上查到計(jì)算式 V 實(shí)際 =V/υ V 實(shí)際 —反應(yīng)釜的實(shí)際需要容積 V——反應(yīng)釜的有效容積 υ—裝料系數(shù) 反應(yīng)釜的一般選擇的裝料系數(shù)為 —，但是一般情況選擇 —，在這里選擇裝料系數(shù)為 。選擇橢圓封頭，查找相關(guān)的手冊可以得到封頭取直徑為 D 封頭 =20xx mm，曲邊高度為 h1=500 mm，直邊高度 h2=25 mm。 已知傳熱面積的計(jì)算式為 Γ=mCp*㏑【 (Tt1)/(Tt2)】 /kA 已知 50%葡萄糖液的平均比熱容為 Cp=*+*= kj/kg℃ 。 復(fù)核計(jì)算的 C1 假設(shè)是否合理。 具體步驟方法如下： 、攪拌目的和要求，選擇攪拌器型式，選擇攪拌器型式時(shí)應(yīng)充分掌握攪拌器的動力特性和攪拌器在攪拌過程中所產(chǎn)生的流動狀態(tài)與各種攪拌目的的因果關(guān)系。 反應(yīng)釜體封頭的厚度計(jì)算 受 的內(nèi)壓時(shí)， σ2=Pc*Di/(2【 σ】 tΦ ) 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得出 σ= mm 同上步驟，可以算出反應(yīng)釜的厚度 σ2=σ+ C2+C1=++2= mm 已知鋼板的常用厚度為（ 2,3,4,6,8,10…… ）圓整到厚度為 6 mm。 夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算 [3] 當(dāng)夾套反應(yīng)釜幾何尺寸確定后，要根據(jù)已知的公稱直徑，設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以確定筒體以及封頭的厚度。夾套內(nèi)徑 D2 可根據(jù)筒體內(nèi)徑D1，按 下表選取 表 11 夾套內(nèi)徑 D2 D1 500——600 700——1800 20xx——3000 D2 D1+50 D1+100 D1+200 夾套高 H2 由傳熱面積決定，不能低于料液的高度。 反應(yīng)釜的筒體直徑可以按照下式計(jì)算 ， Di=（ 4V/∏i） 1/3 其中 Di—筒體內(nèi)徑 V—反應(yīng)釜的有效容積 i—長徑比 帶入相關(guān)的數(shù)據(jù)得出 ， Di=（ 4*） 1/3=2540 mm 圓整到公稱直徑系列標(biāo)準(zhǔn)可以取 Di=2600 mm。已知反應(yīng)過程為吸熱反應(yīng)，而且反應(yīng)熱為 △ H= kj/mol 所以過程的總熱量為 Qr=*1000*4057/180= kj 已知反應(yīng)過程過程的物理熱效應(yīng)有溶解熱，溶度變化熱，混溶熱，汽化熱在過程中主要水蒸氣的汽化熱為主其他反應(yīng)熱可以忽略 ?！?) 公式中 t —表示物料的溫度， ℃ 公 式中 t0—計(jì)算得基準(zhǔn)溫度， ℃ 用 Missenard 法計(jì)算得到葡萄糖的 cp 值 ， cp=（ 5*44++++4*） /180= kj/(kg 出料產(chǎn)物的量有 :加氫產(chǎn)物的量為 4000 kg ， 草酸鈉為 kg 。 10. 配液過程。 8. 正洗過程 正洗過程同運(yùn)行過 程一樣，初級純水閥從閥一進(jìn)入，從閥 2 排出。進(jìn)堿液完成后關(guān)閉進(jìn)溶堿閥，堿噴射器和閥 9. 進(jìn)酸液過程，酸液通過再生水泵和噴射器混合后從底部今年入交換器經(jīng)過交換器后從中部閥 排出。 B 再生過程，在生過程包括反洗分成，來自料液的產(chǎn)物從交換器的底部進(jìn)入上部排出，對混床進(jìn)行反洗分程。選擇蒸發(fā)器制備飽和水蒸氣，然后加熱完的水蒸氣通過回流在進(jìn)入蒸發(fā) 器產(chǎn)生水蒸氣如此循環(huán)。30 符合國家標(biāo)準(zhǔn) 6 鑄 鋁 177。具體 結(jié)果見下表 8 和 表 9 。10，黃銅 177。 相轉(zhuǎn)移劑的種類 反應(yīng)時(shí)間 /h 反 應(yīng) 現(xiàn) 象 冰點(diǎn) PPG200 少量黑色聚合物、粘度中等 50 PPG400 無黑色聚合物、液體色澤 透亮 70 PPG600 有較多黑色聚合物、液體粘稠 35 PEG400 有較多黑色聚合物、液體粘稠 35 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 10 用金屬銹蝕儀測定了防凍液母液對金屬的腐蝕情況（見表 6），實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：性能完全符合并高于國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。 利用銹蝕測 試儀測定產(chǎn)物及所配制的防凍液對金屬的腐蝕情況。 生物質(zhì)基防凍液制備過程 按配比，向帶有加熱控溫、攪拌裝置的反應(yīng)釜中加入質(zhì)量濃度為 % 的葡萄糖或淀粉水溶液，質(zhì)量濃度為 %的甲酸鈉溶液，催化劑醋酸鎳，相轉(zhuǎn)移催化劑，+ H2O R1 HCOH (HCOH)3 R2 [2H] R1 HCH (CHOH)3 R2 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 7 再加入熱穩(wěn)定劑，抗氧化劑，攪拌，在 90110℃ 下反應(yīng) 24 小時(shí)，降溫到 30℃ ， 經(jīng)離子交換后，制得一種生物質(zhì)基防凍液母液，它是微紅色透明的液體，冰點(diǎn)為7075℃ 。 設(shè)計(jì)依據(jù)的技術(shù)說明： 總反應(yīng)式： C6H12O6+NaCOOH 催化劑 C6H13O6+NaOOCCOONa 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 6 生物質(zhì)基防凍液母液的生產(chǎn)原理 采用生物質(zhì)基單糖為原料，在催化劑、相轉(zhuǎn)移劑、氫轉(zhuǎn)移劑及抗氧劑等，用在常壓、低溫下進(jìn)行氫轉(zhuǎn)移催化轉(zhuǎn)化，制備出紅色透明略帶香氣的液體，經(jīng)離子交換處理后，獲得比重 ，冰點(diǎn)－ 70℃ 到－ 75℃ ，沸點(diǎn) 110℃ 到 118℃ ， PH值 7－ 8，中性無腐蝕，可作為配制防凍液的母液，利用此母液進(jìn)行復(fù)配，以調(diào)制不同型號不同標(biāo)準(zhǔn)不同行業(yè)使用的防凍液產(chǎn)品。其中，將大分子多糖降解為可生物利用的還原糖是目前最大的技術(shù)屏障。 1995 年中國城市總數(shù)達(dá) 640 座，垃圾清運(yùn)量 10750 萬噸。 (3)、禽畜糞便 禽畜糞便也是一種 重要的生物質(zhì)能源。世界上的木質(zhì)廢棄物的產(chǎn)生、可再生資源化的狀況 不是很清楚，但是，與《氣候變化框架組織條約》相關(guān)聯(lián)的，針對由于木材的經(jīng)久耐用造成的碳元素儲量變化，有的締約國已經(jīng)采取行動公布其數(shù)據(jù)，從而有可能逐漸了解相應(yīng)木質(zhì)廢料現(xiàn)狀。中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，根據(jù)中國能源網(wǎng)查得的數(shù)據(jù)如下 (1)農(nóng)林廢棄物包括農(nóng)業(yè)廢棄物和林業(yè)廢棄物。生物產(chǎn)品及綠色能源問題已經(jīng)成為世界科技領(lǐng)域的前沿。當(dāng)濃度達(dá)到 99,9%時(shí)，其冰點(diǎn)上升至 ℃ 這就是濃縮型防凍液（防凍液母液）為什么不能直接使用的一條重要原因，必須引起使用者的注意。為此，必須吸收國外的先進(jìn)技術(shù)并結(jié)的實(shí)際，開發(fā)生產(chǎn)多功能的高效防凍液來滿足日益增長的市場需求。因此，汽車行業(yè)也蓬勃發(fā) 展，可是對于汽車至關(guān)重要的發(fā)動機(jī)卻因?yàn)槔鋬鲆旱娜鄙俣艿较拗?。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 I 中文摘要 針對目前 我國 防凍液緊缺以及防凍液的質(zhì)量 不能滿足現(xiàn)實(shí)的要求 等問題 ，本設(shè)計(jì) 提出 基于以葡萄糖為原料經(jīng)加氫制備的產(chǎn)物為基礎(chǔ)來生 產(chǎn) 生物質(zhì)基防凍液 ， 本設(shè)計(jì) 進(jìn)行了年產(chǎn)一萬噸生物質(zhì)基防凍液的生產(chǎn)工廠的工藝設(shè)計(jì) 。 作者簽名： 日 期： 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交 的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。這樣而來，中國私家車也越來越普遍。雖然近年來國產(chǎn)防凍液生產(chǎn)增長很快，但不少產(chǎn)品由于缺乏嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)和統(tǒng)一的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2）其冰點(diǎn)隨著乙二醇在水溶液中的濃度變化而變化，濃度在 60%以下時(shí)，水溶液中乙二醇 濃度升高冰點(diǎn)降低，但濃度超過 60%后，隨著乙二醇濃度的升高，其冰點(diǎn)呈上升趨勢，粘度也會隨著濃度的升高而升高。以其為原料生產(chǎn)環(huán)境友好的化工產(chǎn) 品和綠色能源是人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。甚至可以解決環(huán)境污染?，F(xiàn)在和將來每年在生產(chǎn)和廢棄物時(shí)也可能產(chǎn)生相同程度的廢料量。利用混合菌種產(chǎn)氫技術(shù)逐步成熟，并取得了較大成果。 1991 和 1995 年，全國工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量分別為 億噸和 億噸，同期城鎮(zhèn)生活垃圾量以每年 10%左右的速度遞增。 根據(jù)我國農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)資源特點(diǎn)，可建設(shè)以甜高粱和林區(qū)廢棄物為主體的東北綠色油田、以旱生灌草和甜高粱為主體的西北綠色油田、以甜高粱為主體的華北綠色 油田、以麻瘋樹和甜高粱為主體的西南綠色油田，以及以多種木本和草本能源植物為主體的東南綠色油田 在生物質(zhì)生物利用過程中，國際公認(rèn)的 3 個(gè)需要解決的重大技術(shù)問題是：克服木質(zhì)纖維素分子對生物轉(zhuǎn)化的抗性，將大分子多糖降解為可發(fā)酵糖；通過微生物代謝工程和基因工程研究，由可發(fā)酵糖進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化；簡捷、高效的下游過程技術(shù)產(chǎn)物分離。 日本盡管生物質(zhì)資源匱乏，但在生物質(zhì)利用技術(shù)研究方面所取得的專利已占世界的 52%，其中生物能源領(lǐng)域的專利占了 81%。 本項(xiàng)目發(fā)明的常壓低溫氫轉(zhuǎn)移催化氫解技術(shù)，對比玉米加工生產(chǎn)多元醇普遍使用的高壓反應(yīng)加氫的技術(shù)，有著明顯的優(yōu)勢：主要體現(xiàn)在設(shè)備投資少，工藝簡捷容易實(shí)現(xiàn)，實(shí)施過程安全，不存在易燃易爆危險(xiǎn)，生產(chǎn)成本低。 利用比重計(jì)測定母液的比重。 表 5 不同相轉(zhuǎn)移劑對 反應(yīng)過程的影響 反應(yīng)條件：淀粉 100 g， 50%甲酸鈉溶液： 50 g ， 相轉(zhuǎn)移劑： g 抗氧劑 4010NA： g， 催化劑醋酸鎳的加入量為： g，反應(yīng)溫度 105110℃ . 4 抗氧化劑的 篩選 抗氧劑選用 4 010NA .吩噻嗪或硝基苯酚等。30 20 符合國家標(biāo)準(zhǔn) 5 產(chǎn) 品的冰點(diǎn)曲線 按不同比例向母液中添加純凈水，并進(jìn)行冰點(diǎn)和沸點(diǎn)測試，根據(jù)冰點(diǎn)及沸點(diǎn)檢測數(shù)據(jù)獲得冰點(diǎn) 濃度關(guān)系曲線如 圖 ： 圖 2 母液的濃度與冰點(diǎn)的關(guān)系曲線 防凍液母液的產(chǎn)品指標(biāo)： 外 觀：深紅色透明液體 PH值： 7 9 冰 點(diǎn)： 75 ℃ 沸 點(diǎn) : 118 ℃ 比 重 : 6 由母液配制防凍液的實(shí)驗(yàn)過程及產(chǎn)品檢驗(yàn) 將生物質(zhì)基防凍液母液按比例加入凈軟水，再加入一定比例防銹劑、緩蝕劑、消泡劑等助劑，制成生物質(zhì)基防凍液產(chǎn)品，經(jīng)試驗(yàn)檢驗(yàn)指標(biāo)見表 7： 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 11 表 7 防凍液母液與水配比對產(chǎn) 物的性質(zhì)對的影響 水 /液比例 助劑添加量 /% 外觀(比重 ) PH值 冰點(diǎn)/℃ 沸點(diǎn)/℃ 銹蝕情況（標(biāo)準(zhǔn)：紫銅 177。反應(yīng)溫度：105 ~110 ℃ ，反應(yīng)時(shí)間： ， 所得產(chǎn)物的冰點(diǎn)為 70~75 ℃ 中試產(chǎn)品的質(zhì)量 最佳中試條件下獲得的防凍液母液的產(chǎn)品指標(biāo)： 外觀： 深紅色透明液體 PH 值： 冰 點(diǎn)： 75℃ 沸 點(diǎn) : 118℃ 比 重 : 由中試產(chǎn)品配制的防凍液的技術(shù)指標(biāo)： 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 12 將中試生產(chǎn)的防凍液母液，按照配方和工藝制備的防凍液經(jīng)吉林省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院檢驗(yàn)，防凍液產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和性能完全符合 SH05211999 防凍液國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。10 符合國家標(biāo)準(zhǔn) 5 焊 錫 177。 2. 加熱裝置，選擇用飽和蒸汽來加熱反應(yīng)釜 ， 為反應(yīng)裝備提供能量。當(dāng)混合離子交換器超過了一定的電導(dǎo)率就要進(jìn)行再生過程。進(jìn)堿液過程保持 45 分鐘為適宜。打開閥 5，將交換器內(nèi)的水排放至樹脂層以上 300mm處，關(guān)閉排放閥，用壓縮空氣將陰離子樹脂和陽離子樹脂充分混合，約為 5 分鐘。其中還有來自過濾過程中的雜質(zhì)都要經(jīng)過廢水處理之后。 所以計(jì)算出總含水量為 kg。 計(jì)算衡算公式中各項(xiàng)的計(jì)算如下 ， Q1（ Q4） =∑micpi（ t t0） 公式中的 mi—第 i種物料的質(zhì)量， kg 公式中 cpi—第 i種物料平均等壓比熱容， kj/(kg℃ ) tw—器壁向四周散熱的表面溫度 ,℃ t0周圍介質(zhì)溫度 ,℃ τ_過程連續(xù)時(shí)間 ,s 因?yàn)檫^程中的傳熱復(fù)雜，在本設(shè)計(jì)中假設(shè) ， Q5+Q6= Q2 （ 3） 過程熱效應(yīng)的計(jì)算式 ， 設(shè)化學(xué)熱效應(yīng)為 Qr，物理熱效應(yīng)為 Qp，即 Q3=Qr+Qp 其中 Qr=1000*qr*mA/MA qr 表示化學(xué)反應(yīng)熱 MA表示物質(zhì)的相對分子質(zhì)量 Qp 可以由物理熱效應(yīng)來來 確定，對于復(fù)雜反應(yīng)可以用蓋斯定律來求。 代入數(shù)據(jù)得 ， V 實(shí)際 =V/υ= 罐體幾何尺寸的計(jì)算 確定反應(yīng)釜中的反 應(yīng)物料為液 —液類型，因此可以選擇的 H/D 為 1—，在這里選擇 ，反應(yīng)釜的實(shí)際需要容積為 m3。 夾套幾何尺寸的計(jì)算 [2] 夾套的結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)安裝和工藝兩方面來確定。 代入數(shù)據(jù)得出 Γ=4057**1000*㏑ 符合 實(shí)際的生產(chǎn)要求。 已知 C=6 mm， 查表得出 C1= mm 假設(shè)成立 。 ，工藝對攪拌混合時(shí)間、沉降速度、分散度的控制要求，通過實(shí)驗(yàn)手段和計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)，確定