【正文】 995m/hr輸送管內(nèi)徑為dˊ=帶入數(shù)據(jù)得：dˊ=可選用的無縫鋼管的規(guī)格為2196，內(nèi)徑d為207mm實際空氣耗量為：V氣=d3600v=163600=H=/V氣=物料加速過程壓頭損失為：H加=（C+H）（C在110間取，現(xiàn)在取C為5）帶入數(shù)據(jù)得：H加=垂直輸料管的壓頭損失為：Hh=dv帶入數(shù)據(jù)得：水平輸料管的壓頭損失為：H平=帶入數(shù)據(jù)得：氣流輸送通過彎頭時的壓頭損失為：H彎=卸料器的設(shè)計與壓頭損失為：H卸=沉降器的主要尺寸如下：圓柱部分直徑：Dˊ= （～，v取10m/s）帶入數(shù)據(jù)得Dˊ=，則有：Hˊ==排料器取dˊ=100mm,外錐角可取60，則圓錐高度為：Hˊˊ=（Dˊdˊ）tg60/2=]排料器直徑為：dˊˊ=排氣風(fēng)速取v氣=12m/s，與空氣系統(tǒng)流速相等，則帶入數(shù)據(jù)得：dˊˊ=離心除塵器的選擇與壓頭損失：取下旋式除塵器，這種形式的阻力系統(tǒng)與其直徑大小無關(guān)，進口風(fēng)速采用10～17m/s，本設(shè)計取為12m/sC=帶入數(shù)據(jù)得：C= 則：D=C/=, d==, b==h1==, h2==e==, a=H==1212/2=492Pa布袋過濾器可按空氣處理能力v=120180m/nm選擇，本設(shè)計選擇布袋面積為：F1=V氣/v=根據(jù)計算結(jié)果，在有關(guān)手冊上查得LD8/18布袋過濾器為兩管套連，數(shù)量為8只，, m，這種布袋過濾器壓頭損失為392Pa空氣管路內(nèi)的壓頭損失計算：=K(+)=(+)=H空=（+）帶入數(shù)據(jù)得：H空=選用風(fēng)機所要克服的總壓降：H= =（+++++492+392+）=設(shè)傳動效率為n=，風(fēng)機所消耗的功率為：N=V氣H/（36001000n）=選用離心式鼓風(fēng)機或營茨鼓風(fēng)機選用功率為3kw的營茨鼓風(fēng)機 粉漿罐已知蒸煮糖化車間有兩個粉漿罐，每個粉漿罐的容積為5 m179。高徑比為1：，每小時生產(chǎn)15625kg的酒精。粉漿流量應(yīng)為：（15625/1000）==179。錐形部分高度為圓筒部分高度的1/3。故總?cè)莘eV有 V = V1 + V2 =π(D/2) 178。H + 1/3[π(D/2) 178。] hD圓筒部分的直徑（m）；H—圓筒部分的高度m；h圓錐部分的高度m，由此可得：D= H= h=設(shè)調(diào)漿時間為3min，則有效流量為：V有效=（3/60）=179。若按要求取5m179。的粉漿罐，則需要臺數(shù)為： n0=若要進行交替使用，則至少要3臺。采用錘式粉碎機，～，采用矩形錘刀，一般矩形錘刀長125～180m,寬和厚分別為40mm和60mm,錘刀和篩網(wǎng)間距約為5～10mm,，當軸子上有k排錘刀時，整個篩網(wǎng)面有2個篩孔，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為： v=60/4d0dHzK總發(fā)酵時間由前面可知大約為62h，所以有效流量為：V有效=62=179。發(fā)酵罐和糖化罐有類似的構(gòu)造，取Φ5000mm的發(fā)酵罐，則單個發(fā)酵罐體積為： V=230m179。①注①：參見《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計概論》P102中國輕工業(yè)出版社2007版。根據(jù)n= V有效/（ηV），則發(fā)酵罐臺數(shù)為：n3= 247。247。230==52時產(chǎn)酒母醪的體積應(yīng)為：（15625/1000）==179。同蒸煮鍋和后熟器一樣，計算可得酒母罐體積： V有效=2247。=179。式中:，2為與蒸煮同步的逗留時間h?？芍颇铬苍泱w積很小，取體積為50m179。的酒母罐一個即可。每個后熟器配2個攪拌器，糖化鍋1個，發(fā)酵罐2個，則至少需要攪拌器為： 24+12+252=114 酒精蒸餾設(shè)備及計算 蒸餾塔的設(shè)計設(shè)酒精發(fā)酵醪選用醛塔、粗塔、精餾塔三塔流程，采用浮閥塔。根據(jù)工藝要求和物料熱量衡算，有關(guān)物料組成和數(shù)量如下表所示（根據(jù)產(chǎn)品的加料量和塔底排出液濃度求得各自的平均分子量）：表61 精餾塔內(nèi)有關(guān)物料的組成數(shù)量項目產(chǎn)品加料塔底排除液數(shù)量濃度（mol分數(shù)）相對揮發(fā)度氣相密度（kg/m）液相密度（kg/m）745841955排醛塔的計算：每小時平均排酒量為：A=2%P==一般次等酒的數(shù)量為精餾塔成品酒精的2%左右，則次等酒的數(shù)量為：Pe==設(shè)醛塔的回流比為R1，則上升蒸汽量為：V2=(R1+1)A對醛塔進行總的物料衡算，則有：V1+D2+Pe=A+F2(公式1) 對醛塔進行酒精平衡可得：V1y1+Pexp=Axa+F2xf2(公式2)表62 醛塔的物料和熱量衡算清單總表 進入系統(tǒng) 離開系統(tǒng)項目物料（kg/h） 熱量（kj/h）項目物料（kg/h）熱量（kj/h）符號 數(shù)量 符號 數(shù)量符號 數(shù)量符號數(shù)量醪塔來蒸汽V1 Vi 脫醛液F2 F2 精塔來次等酒PePeCeTe醛液A__加熱蒸汽D2D上升蒸汽_(R1+1)Ai回流液RA熱損失_q總計總計一般脫醛液壓的濃度為50%（V）左右，%（W），同時醛酒的濃度x與次等酒的濃度Xp均按95%（V）計算，%（W），則脫醛液的數(shù)量為：Fe=則可知塔底補充的熱量為：D2=A+F2V1Pe=現(xiàn)在排醛塔的熱量衡算式為：=(R1+1)Ai+(F2C+q)i為醛塔的加熱蒸汽熱含量，（表壓）CCe分別為次等酒與醛酒的比熱，可取95%的酒精的比熱、t分別為次等酒與醛酒的進塔溫度，℃若取醛塔熱損失為q與醪塔相同，則可求得醛塔操作回流比為：R=精餾塔：成品酒精為：pˊ=（12%）=，冷凝水和蒸餾殘液CO2一起排出塔外，則物料平衡為：則有：=+mPeH=熱量衡算為: W=則塔底排出廢水含量㎏/h計算蒸餾工段的蒸餾效率為：整個塔內(nèi)上升蒸汽的數(shù)量是幾乎相等的，可以進行如下計算：根據(jù)各部位的氣相平均分子量和氣體重復(fù)計算出相應(yīng)的氣相負荷，精餾段和提餾段的平均負荷為：精餾段：提餾段：各部位的液相負荷： 精餾段：塔頂回流量以千摩爾計，每千摩爾的體積為：回流液逐漸回流，酒精與水蒸汽進行交換，液相酒精濃度逐步變小，但摩爾數(shù)不變，當回流至加料板時，體積：由此可得精餾段平均液相負荷： 提餾段：在入料板上的液相負荷：同理，塔釜排出廢液量為：這樣，提餾段的平均負荷為：表63 計算的結(jié)果精餾塔負荷及其參數(shù)項目精餾段提餾段氣相平均密度液相平均密度900氣相負荷液相負荷（1） 精餾段塔徑：一般取板間距為300㎜，塔板上的液面高度為60㎜，m表面張力查圖，進行表面張力校正為：允許最大氣速取設(shè)計空塔氣速為（2） 提餾段塔徑：動能為 查圖，進行精確表面張力校正為：允許最大氣速為取設(shè)計空塔氣速為：，則提餾段塔徑為，為簡化設(shè)計，實際空塔速度是：，板上各區(qū)尺寸及浮閥塔數(shù)量及其布置擬采用單流型浮閥塔板，浮閥選擇－413，㎏，閥片材料為不銹鋼板，使用弓形溢流裝置。溢流堰長為:溢流強度各為:可用平有堰，查圖可得回流寬為塔板全面積為：弓型回流堰的截面積為 板上各區(qū)尺寸：布閥區(qū)的面積：浮閥數(shù)量的確定和布置重閥片其閥孔臨界氣速為：現(xiàn)取閥孔氣速為：，則閥片要求閥孔直徑為39㎜，故浮閥數(shù)為個閥孔按正三角形排列，中心距f取100㎜，排距㎜，則個，取75個實際閥孔速度為，校核動能因素：， 對照表均在較高效率的范圍內(nèi)，塔板開空率表64 精餾塔內(nèi)有關(guān)物料組成數(shù)量項目產(chǎn)品加料塔底排出液數(shù)量（kg/h）濃度[摩爾分數(shù)]xp=xF=xW=4*105相對揮發(fā)度===氣相密度（kg/m3）===液相密度（kg/m3）===MP=46+18=MF=46+18=MW=464105+18=在飽和液體加料情況下，由于每塊塔板是按等分子氣化規(guī)律進行傳質(zhì)，故整個塔內(nèi)上升蒸汽的千摩爾數(shù)量是幾乎相等的，可用如下方程式計算：Vmol===根據(jù)各部分的氣相平均分子量和氣體重度計算出相應(yīng)的氣相負荷：Vp===VF== =VW= ==精餾段和提餾段平均氣相負荷各為：Vh===Vh‘===根據(jù)等分子回流的原則，求出各部分的液相負荷 袍罩的設(shè)計根據(jù)一般升氣管面積為塔橫截面積的10%～20%，考慮到蒸汽上升管內(nèi)的流速一般為3～，故用20%計算，則：F塔==升氣管橫截面積為：20%F塔== m若在塔板上布置8只泡罩，這時泡罩升氣管的直徑為：d2=q 取d2=150mm相應(yīng)升氣管截面積應(yīng)占塔截面積的百分數(shù)為18%泡罩其余的尺寸如下：升氣管頂端到泡罩頂?shù)木嚯x為：(泡罩內(nèi)徑為)式中為升氣管壁厚，由不銹鋼制，㎜左右，,則尖縫數(shù)為：尖縫高度取為400㎜升氣管高度決定于塔的溢流裝置。 溢流裝置的設(shè)計溢流堰高度決定了齒縫的靜液封，一般尖縫的靜液封取大于或等于12㎜，則堰高可由下式算得：h4為泡罩底縫，現(xiàn)取38mm,取方形溢流長堰為為75%塔徑則為：堰液頭h0ˊ由固流液量ls方形流堰長度如下，回流液ls，其單位為m/s取回流液的平均分子量為m2=，其密度為，則有：ls=h0ˊ=h1=l/=()塔板液面高為：hl=110mm尖縫上緣到液面的距離為：hˊ=32mm這樣袍罩厚度為：z=52mm根據(jù)前面的計算可以得到升氣管的高度比溢流長堰高為97mm，符合袍罩要求。溢流長堰底距離下塊板的距離為：hc=,對醪塔其值應(yīng)取大一點，則取為32mmh0hc=9032=5813,故設(shè)計合理塔板的布置：塔板上共有8個袍罩，按正三角形排列，由于醪塔和大袍罩間距應(yīng)取上限，即75mm，則袍罩中心距為：L=這樣半軸排袍罩離塔壁的距離為：tˊ=(D塔2ld2)/2=,本設(shè)計取為100mm一般設(shè)寬度為155mm的攔液擋板，高度為2h0為180mm，袍罩離溢流堰長度可由上面的公式求的，有效鼓泡區(qū)的寬度為：b=D塔則得:tˊ=cos30d)=，符合大于75mm，有足夠的泡沫分離區(qū) 塔板數(shù)的確定（1） 回流比的校核：現(xiàn)在取3，符合范圍以內(nèi)。（2） 理論板數(shù)的確定快由于＜，可用下式求理論板數(shù)N，快參考作圖法取16快，現(xiàn)求提餾段最小理論板數(shù)，塊快，多取一塊做塔釜。（3） 實際板數(shù)的確定浮閥塔實際按板效率的60%計，則精餾段實際板數(shù)為塊考慮后精餾段取33快，成本在第五快上取。提餾段實際塔板數(shù)為塊，取16塊。 塔板的溢流裝置和流體力學(xué)計算（1） 溢流堰高及塔板實際液層高度計算精餾段提餾段精餾堰高㎜提餾堰高㎜為統(tǒng)一取堰高50㎜，這樣板上實際液層高度為精餾段提餾段（2） 回流液在管內(nèi)停留時間及管下端與下板間距在液體在降液管內(nèi)停留時間為：，則管下端與下板間距分別為取兩端統(tǒng)一值為18㎜（3） 回流管內(nèi)液面高度與板間距的驗算板壓降，以浮閥全開時為準塔板有效液層的壓降由于克服表面張力的壓強很小，由此每層塔板的壓力降為：回流液自回流管流出的壓降溢流管內(nèi)液面高度為：＜＜故所取的300㎜的板間距合乎要求。（4） 弓形回流寬度與溢流從堰上拋出距離的驗算回流管上空間高度為溢流液從堰上被拋出的距離為＞，＞，設(shè)計符合要求塔的總壓降與高度精餾段33塊總壓降為提餾段16塊塔板總壓降為塔總壓降為設(shè)塔頂壓力為3千帕，則塔底為，加料處應(yīng)為19千帕都與前面設(shè)計相近。塔頂應(yīng)設(shè)有一層分離空間取1米高，塔釜貯液以15㎜計，相應(yīng)塔頂高為：，則總塔底：一般將分為八段，~，放4~5塊塔板，法蘭連接，連放支柱上。 塔的有效操作范圍與安全操作范圍（1）有效操作范圍：以動能因素8~17塊定，精餾塔有效操作上限以閥孔氣速計：相當于空塔速度為精餾有效操作下限，提餾段操作上限提餾段操作范圍下限考慮全塔情況，以產(chǎn)品計分別是：（2）安全操作范圍液柱限漏泄限霧沫夾帶限溢流上限溢流下限回流液在回流管內(nèi)停留時限：動液封下限：精餾塔的主要接口管的尺寸分別如下：塔頂蒸汽出口管：加料口接口管：塔底廢液排出口管：，取45㎜回流管接口管：，取第7章 重點工段的設(shè)計與計算由于后熟的時間比蒸煮時間短，所以這里取蒸煮鍋計算。 蒸煮鍋和后熟器的體積是相等的，每小時生產(chǎn)15625kg的酒精對應(yīng)經(jīng)過噴射