【正文】 用表面冷凝器，減少廢水，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約水資源。 真空泵是維持真空的機(jī)械；目前栲膠廠采用有： ① 往復(fù)式真空泵； ② 水環(huán)式真空泵； ③噴射泵（水、蒸汽）。 往復(fù)式 真空泵：利用活塞在泵缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，真空度高，耗電量少，但對(duì)設(shè)備要求高，抽出的氣體不能帶液滴，否則影響抽氣效率；水環(huán)式真空泵：利用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)形成水環(huán)，結(jié)構(gòu)簡單，操作可靠，但真空度較低，耗電量大；噴射泵（水、蒸汽）：利用高速射流，結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，操作方便可靠，投資費(fèi)與操作費(fèi)均較低，占地面積小，維修方便，但真空度不太高，動(dòng)力消耗大，耗用大量水和蒸汽。 本次設(shè)計(jì)采用往復(fù)式真空泵。 表 26 蒸發(fā)工藝條件一覽 名 稱 單 位 數(shù) 值 加熱蒸汽壓力 kPa 200(絕壓 ) 冷凝 器真空度 kPa 80 14 浸提液濃度 % 濃縮液濃度 % 13 冷凝水出口溫度 ℃ 40～ 50 第一效沸騰溫度 ℃ 二效沸騰溫度 ℃ 84 表 27 蒸發(fā)設(shè)備規(guī)格 名 稱 參 數(shù) 加熱面積 8(m178。) 加熱管道 2(m) 加熱管直徑 ? 252 分離器直徑 ? 1600 材 料 304 干燥工段 濃膠干燥方式有噴霧干燥、薄膜 干燥、真空箱式干燥等。 本設(shè)計(jì)采用噴霧干燥。其優(yōu)點(diǎn)：干燥時(shí)間短，物料的溫度低，適于熱敏性物料的干燥，可直接將溶液噴霧干燥成粉狀成品。省去了蒸發(fā)、粉碎等操作，產(chǎn)品為粉狀，溶解性好，操作時(shí)易于調(diào)節(jié)或控制產(chǎn)品含水量和粒度，產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定，生產(chǎn)連續(xù)化，易實(shí)行自動(dòng)化生產(chǎn)，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。缺點(diǎn)：設(shè)備較多，體積大，能量消耗較大，投資較多，排氣的凈化要求高，要有可靠的氣 固分離裝置，才能減少產(chǎn)品損失，避免環(huán)境污染。 主要設(shè)備有：干燥塔，濃膠噴霧系統(tǒng)，蒸汽加熱系統(tǒng)，成品的排出裝置，細(xì)粉的回收系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)采用氣流噴霧干燥。參數(shù) 如下表： 表 28 干燥工段工藝條件 15 項(xiàng)目名稱 單 位 數(shù) 值 干燥 介質(zhì) 熱空氣 進(jìn)塔溫度 ℃ 160 出塔溫度 ℃ 70 濃 膠 溫 度 由蒸發(fā)來 ℃ 52 經(jīng)預(yù)熱后 ℃ 65 產(chǎn) 品 濃 度 176。 eB? 30 含水率 % 1 出塔溫度 ℃ 65 氣 流 空塔速度 m/s ～ 入口速度 m/s 8～ 10 確定 生產(chǎn)工藝流程路線 3. 物料衡算 物料衡算的計(jì)算基準(zhǔn) : ? 以產(chǎn)量計(jì)算（每噸產(chǎn)品，每 kg產(chǎn)品）； ? 單位時(shí)間產(chǎn)量計(jì)算 kg/h。 由于第二種方法對(duì)設(shè)備、設(shè)計(jì)等更為方便，故設(shè)計(jì)采用第二種計(jì)算方法。 對(duì)單寧酸生產(chǎn)的物料衡算，由于化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜，加上研究分析較少，若進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算較為困難，故采用一些假定和經(jīng)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)值，本設(shè)計(jì)是在假定生產(chǎn)中無化學(xué)變化的前提下進(jìn)行計(jì)算的。 從純度考慮，假定原料的純度為 100%，則經(jīng)浸提后下降到 95%，經(jīng)蒸發(fā)后的純度直升到99%，經(jīng)干燥時(shí)純度基本不變，仍為 100%。 原料 產(chǎn)品 靜置澄清 備料 浸提 蒸發(fā) 干燥 16 實(shí)際生產(chǎn)過程中物料損失：原料經(jīng)粉碎、篩選等處理后損失 5%，浸提工段抽出率為 98%，蒸發(fā)損失 3%，干燥工段損失 %（設(shè)風(fēng)送夾帶 25%，回收效率 97%）。 各車間的純度可由前向后計(jì)算： 每小時(shí)生產(chǎn)能力計(jì)算： 產(chǎn) 量： (400? 1000)/(300? 24)= kg/h 絕干物： ? (112%)= kg/h 安全系數(shù)通常為 10%～ 30%，取 20 % 實(shí)際生產(chǎn)絕干物： ? (1+20%)= kg/h 實(shí)際生產(chǎn)單寧酸： ? (1+20%)= kg/h 畫出生產(chǎn)工藝流程示意圖，標(biāo)出有關(guān)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行計(jì)算： G1 G2 G3 G4 G5 → 備料 → 浸提 → 冷凍 澄清 → 蒸發(fā) → 干燥 → ↓ ↓ ↓ G139。 G339。 G439。 純度計(jì)算： 原料的純度 ： 1P =56/（ 56+） = % 經(jīng)備料后的 純度： %%10012 ??? pp 浸提液的純度 ： %%95% ?????? ppp 17 濃縮液的純度 ： p4 = p2 p439。 = %99% = % 干燥產(chǎn)品的純度 ： p5= p2 p539。 =%99% = % 進(jìn)料各工段物料計(jì)算： 物料總衡算 全年開工 300 天，實(shí)行三班半制，年產(chǎn) 400噸 工業(yè) 單寧酸，日產(chǎn) 噸 單寧酸， 生產(chǎn)安全系數(shù)： 10%～ 30%，取 20%。 則 ： 每小 時(shí) 生產(chǎn)工業(yè) 單寧酸 = 1333 247。 24 （ 1+） = kg/h 絕干 重 ： ? (18%) =含水量（以 8%計(jì)） = 8% = kg 噴霧干燥工段 抽出物 ： G5 = 99% = kg/h 不溶物 ： β5 = % = kg/h 可溶物 ： δ 5 = G5 β5 = = kg/h 單 寧 ： T5 = δ5 p5= % = kg/h 非單寧 ： HT5= = kg/h 水 分 ： W5 = 8% = 干燥工段損失部分的組分和數(shù)量 抽出物 ： G539。 = G5/% G5 = 不溶物 ： β539。 = % = 103 kg/h 可溶物 ： δ539。 = G539。 β539。 = 103 = kg/h 單 寧 ： T539。 = δ539。 % = % = kg/h 非單寧 ： HT539。 = δ539。 T539。 = = kg/h 水 分 ： W539。 = / 99% 8% = kg/h 蒸發(fā)工段 抽出物 ： G4 = G5 + G539。 = + = kg/h 不溶物 ： β4 = % = kg/h 18 可溶物 ： δ4 = G4 β4 = = kg/h 單 寧 ： T4 = δ4 p4 = % = kg/h 非單寧： HT4 = δ4 T4 = = kg/h 水 分 ： W4= G4 / 40% = / 40% = kg/h 浸提工段 抽 出物 ： G3 = G4 / (12%) = / (12%) = kg/h 不溶物 ： β3= G3 3% = 3% = kg/h 可溶物 ： δ3= G3 β3 = = kg/h 單 寧 ： T3 = δ3 p3 = % = kg/h 非單寧 ： HT4 = δ3 T3 = = kg/h 浸提液系數(shù) 取 500% 浸提液量為： 500%G = 500% = kg/h 23GG? / 98% = / 98% = kg/h G1 = G2 / (15%) = / (15%) = kg/h 絕干原料 G0 = G1 / 69% = / 69% = kg/h 原 料 G = G0 / (%) = / (%) = kg/h W3 = 500%G G3 = 500% = kg/h 浸提液濃度 G3 / (W3 + G3) = / ( + ) = % 浸提工段損失部分的組分及數(shù)量 抽出物 ： G339。 = G3 2% = 2% = 2% = kg/h (認(rèn)為是可溶物中非單寧揮發(fā) ) 備料工段 抽出物 ： 23GG? / 98% = / 98% = kg/h 不溶物 ： 4 6 %%522 ????? G? kg/h 可溶物 ： 6 ????? ?? G kg/h 單 寧 ： % ????? PT ? kg/h 19 非單寧 ： ????? THT ? kg/h 水 分 ： 2 7 ???W kg/h 未經(jīng)粉碎的原料的組分和數(shù)量 抽出物 ： %)51/( ???G kg/h 不溶物 ： %% ????? G? kg/h 可溶物 ： 2 ????? ?? G kg/h 單 寧 ： % ????? PT ? kg/h 非單寧 ： ????? THT ? kg/h 水 分 ： %% ????? GW kg/h 絕干原料： %? kg/h 氣干原料： 0 4%)( ?? kg/h 備料工段損失部分的組分及數(shù)量 抽出物 ： 6 4 %%511 ?????? GG kg/h 不溶物 ： 1 8 2 %56 4 %511 ??????? G? kg/h 可溶物 ： ???????? ?? G kg/h 單 寧 ： % ??????? PT ? kg/h 非單寧 ： ???????? THT ? kg/h 水 分 ： % ????W kg/h 原 料 ： % 0 5%500 ?????? GG kg/h %%5 ?????? GG kg/h 4. 設(shè)備設(shè)計(jì)及熱量衡算 備料工段 ： 原料從倉庫到廠房采用翻斗車運(yùn)輸，由皮帶輸送機(jī)送入粉碎。同時(shí)在下料時(shí)也采用皮帶20 輸送。通過斗式提升機(jī)把粉碎的物料通過輸送篩選，下面對(duì)幾種設(shè)備進(jìn)行選取型及能量衡算。 電瓶車： 選型： 2DB 型蓄電池搬運(yùn)車 該車以蓄電池作為動(dòng)力，以半激直流電驅(qū)動(dòng)。操作簡單，維修方便，清潔衛(wèi)生，適用于廠內(nèi)運(yùn)輸。 載重 2T，時(shí)速 8～ 12km，電機(jī)功率 kW，蓄電池型號(hào) DG 外型尺寸： 312012501180 mm，每臺(tái)約 萬元。 皮帶輸送機(jī)：（流程號(hào) — 2） 五倍子輸送帶為普通膠帶，在運(yùn)輸過程中作為承載和牽引構(gòu)件。要求強(qiáng)度高，撓性好，伸長性小，壽命長。 設(shè)輸送高度 H = m，平型托輥，傾斜角 ? = 18176。，《機(jī)械工程手冊(cè)》規(guī)定堆積重 ～ T/m3 的原料，最大容許傾角 ? = 18176。 皮帶長度 ： L = 176。 = m 水平投影： Lh = cos18176。 = m 皮帶寬度： B = [Q/（ KVrC） ]1/2 Q = 380%(1+5%)（ 60/20） （ 1＋ 20％） = T/h B = [（ 1351） ]1/2 = 368 mm 式中： Q：浸提罐 3m3，裝料 80%，經(jīng)粉碎好的原料 r = T/ m3，經(jīng)備料損失 5%，每罐20 min 備料完畢，安全系數(shù) 10～ 30%，取 20%。 B ：皮帶寬度， mm； K ：斷面系數(shù)（靜安息角 ρ = 30176。，動(dòng)安息角 ρ0 = 2 /3, ρ = 20176。 ,K = 135）； V ： 皮帶運(yùn)輸速度 m/s （ V = 1～ m/s） ； r ： 物料堆積重 T/m3（ 未經(jīng)粉碎物料 r = ～ T/m3）； C ：傾斜角修正系數(shù) (? = 18176。 ， C = )； 圓整： B = 500 mm Q = B2KVrC 21 = ()21351 = T/h 傳動(dòng)滾筒功率： N0 = (K1LhV+K2QLh+) K3K4+ΣK5V+K8r = 1+104 +)＋ = kW 式中： Q：皮帶實(shí)際輸送能力計(jì)算 K1：輸送帶與托輥轉(zhuǎn)動(dòng) 部分運(yùn)行功率系數(shù) = K2：物料水平運(yùn)行功率系數(shù) 105 K3：尾部改向系數(shù) K1LhV： 水平方向輸送消耗功率 R2QLh：物料水平運(yùn)輸所需功率 ：物料垂直提升所需功率 K4：改向滾筒功率系數(shù) ，按增長輪考慮 K5：卸料器阻力系數(shù)為 0，尾端卸料，無需卸料器 K8：物料加速功率系數(shù) 電動(dòng)機(jī)功率： N = K N0 /η= 式中： K：功率安全系數(shù)及滿載起動(dòng)功率取 η：總結(jié)傳動(dòng)效率 (膠面?zhèn)鲃?dòng)滾筒 η=) 傾斜角輸送機(jī)最大張力： δmax = K10r ＋ q0H ＋ K11N 0 = 260＋ ＋ = kg 式中： K11 ： 取