【正文】 計算功率準(zhǔn)數(shù)如下： 螺帶式攪拌器的混合時間與 轉(zhuǎn)速的關(guān)。已知葡萄糖的 μ=20 ，攪拌速度 N=50 r/m。 已知攪拌的速度為 5080 r/m，考慮到粘度大，選擇 50 r/m。 常用的攪拌器的類型有以下幾種 渦輪式攪拌器 槳式攪拌器 錨式攪拌器 旋槳式攪拌器 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 24 螺帶攪拌器 計算依據(jù) ： 50%葡萄糖溶液在 90℃ 時的粘度為 [4]20 ,粘度較大。 如按剛性軸設(shè)計，在滿足強度條件下 n/nk≤ 如按柔性軸設(shè)計，在滿足強度條件下 n/nk= 尺 寸 DN、攪拌軸的擱軸型式及壓力等級、選擇安裝底蓋、凸緣底座 ，確定是否配置輔助支承。如果按照實際工作扭矩來選擇減速機，則實際工作扭矩應(yīng)小于減速機許用扭矩。 ，工藝對攪拌混合時間、沉降速度、分散度的控制要求，通過實驗手段和計算機模擬設(shè)計，確定電動機功率、攪拌速度、攪拌器直徑。各種不同的攪拌過程需要由不同的攪拌裝置運行來實現(xiàn)，在設(shè)計選型時首先要根據(jù)工藝對攪拌作業(yè)的目的和要求，確定攪拌器型式、電動 機功率、攪拌速度，然后選擇減速機、機架、攪拌軸、軸封等各部件。 通過計算知道反應(yīng)釜筒體以及封頭的厚度均為 6 mm。 復(fù)核計算的 C1假設(shè)是否合理。 已知 C=6 mm， 查表得出 C1= mm 假設(shè)成立 。 設(shè)備雙面腐蝕，假設(shè)使用年限為 10 年，那么求出腐蝕裕量為 C2=nλ 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 22 其中 λ為腐蝕速率， n表示使用年限 帶入相關(guān)的數(shù)據(jù)可以求出 C2=10*=2 mm 那么 σ1=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。在此，我選擇的設(shè)計工作壓力為 kpa。 反應(yīng)釜體的受力分析，根據(jù)生產(chǎn)過程的相關(guān)要求。 代入數(shù)據(jù)得出 Γ=4057**1000*㏑ 符合 實際的生產(chǎn)要求。飽和蒸汽的溫度為 120℃ ，已知傳熱系數(shù)為 K=16000W/(m2*℃ ),已知反應(yīng)的傳熱面積為 m2。通常 η=— η=—。通常給定裝料系數(shù)，或根據(jù)已知的操作容積和全容積進行計算，即： η=操作容積 /全容積 。 夾套幾何尺寸的計算 [2] 夾套的結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)安裝和工藝兩方面來確定。 通過上述的計算我們可以選擇用兩個內(nèi)徑為 2020 mm 高度為 2077 mm 的反 應(yīng)釜來進行工作。 因此進 行從新計算 ， V1=同上 ， Di=（ 4V/∏i） 1/3 代入數(shù)據(jù)知道 ， Di=2020 mm 圓整到公稱直徑系列標(biāo)準(zhǔn)為 2020 mm 此時的 V 封= m3 ， V1m =。 筒體高度的計算 式 為 H=(VV 封 )/V1m 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 20 式中 V 封 ——封頭容積 V1m ——1m高筒體容積 帶入數(shù)據(jù)計算 ， H=（ ） /5=2660 mm 根據(jù)上面的數(shù)據(jù)可以看出所要選擇的反應(yīng)釜題型較大而且與之對應(yīng)的橢圓封頭較少而且較難制備，其次反應(yīng)釜所具有的傳熱表面積也不大。 代入數(shù)據(jù)得 ， V 實際 =V/υ= 罐體幾何尺寸的計算 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)釜的實際需要容積為 m3。 根據(jù)以上的信息可以算出反應(yīng)釜的容積量 ， V=G/ρ= / 因為反應(yīng)釜中的反應(yīng)為間歇操作，所以一次性投入的物質(zhì)量的總體積就是反應(yīng)的有效容積 V= m3。反應(yīng)釜的設(shè)計包括有：總體結(jié) 構(gòu)的設(shè)計，攪拌容器的設(shè)計，傳動系統(tǒng)的設(shè)計，有關(guān)零部件的設(shè)計。 那么，已知過程氣化得水蒸氣為 kg 水蒸氣在 110℃ 的汽化熱可以通過下面的公式計算得出 ， △ H vb=Tb*（ ㏒ Tb） /M 其中 Tb為沸點溫度 M 為物質(zhì)的相對分子質(zhì)量 帶入數(shù)據(jù)計算 △ Hvb=373*（ *㏒ 10373 *373） = kj/kg 所以過程的物理熱效應(yīng)為 Qp=*=723178 kj Q3=Qr+Qp= kj+（ 723178 kj） （ 4） 通過 Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6知道 ， Q2= Q4+Q5+Q6（ Q1+Q3） 并且結(jié)合（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）可以計算得出 ， Q2= (Q4Q1Q3)/= kj 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 19 第 5 章 反應(yīng)釜的設(shè)計 反應(yīng)釜的機械設(shè)計是在工藝設(shè)計之后進行的，設(shè)計依據(jù)是工藝提出要求和條件?！?) 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)時間 ,s 因為過程中的傳熱復(fù)雜，在本設(shè)計中假設(shè) ， Q5+Q6= Q2 （ 3） 過程熱效應(yīng)的計算式 ， 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?！?) 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 18 式中 t1 —表示部件的初溫度， ℃ 式中 t2—部件的終溫度， ℃ Q6的計算式可以用下面的公式來表示： Q6=∑Aɑt（ twt0） τ*103 A—設(shè)備散熱的表面積， m2 ɑt—散熱表面向四周介質(zhì)的聯(lián)合給熱系數(shù) ,kj/(m2℃ ) 草酸鈉的比熱容為 cp= kj/(kg℃ ) 查表得出 25℃ 甲酸鈉的比熱容為 cp= kj/(kg 計算衡算公式中各項的計算如下 ， 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這樣才能對加熱和冷卻設(shè)備進行選型以及確定加熱介質(zhì)的或冷卻介質(zhì)的 量。 通過計算可以知道蒸發(fā)量為 *1/20= kg 最后帶入數(shù)據(jù)計算得 G 進 =G 出 +G 損 公式成立 ， 總的物料守恒 。 年出產(chǎn)量加氫產(chǎn)物為 10000000 kg， 年出產(chǎn)量草酸鈉為 3775000 kg。 所以計算出總含水量為 kg。 年需要的葡萄糖原料量為 10142500kg年需要的甲酸鈉原料量為 3832020kg 年需要的催化劑為 65000kg?？偡磻?yīng)次數(shù) 7500/3=2500 次 所以每批次產(chǎn)品的產(chǎn)量應(yīng)該為 10000 噸 /2500=4 噸 =4000kg 考慮在反應(yīng)結(jié)束的處理過程中的損失，假設(shè)損失按應(yīng)得產(chǎn)物量的 2%來計算，那么損失量 G 損 =4000*2%=80kg。 得到的母液與水通過不同比例進行混合，然后加入必要的抗氧劑，防繡劑、緩蝕劑、消泡劑等助劑，通過攪拌器進行攪拌可以得到防凍液產(chǎn)品。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。 9. 回收系統(tǒng)。混床出水 ph值的控制通過氨水計量泵加入純氨水來實現(xiàn)。水從上而下通過交換樹脂層進入 ， 然后進行清洗，正洗水量一般按照運行流量的三分之二左右進行控制，正洗終點是：設(shè)備出水電導(dǎo)率合格。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。用 ph試紙測試中排出水中性為置換合格。進酸完成后關(guān)閉進酸閥，酸噴射器和閥 6. 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 14 反應(yīng)釜 6. 置換過程。自上而下通過陽離子樹脂層置換樹脂中吸附的離子，為避免酸液進入到陰離子樹脂層污染陰離子樹脂，應(yīng)當(dāng)稍微打開進料閥進入少量的料液頂住酸液。進堿液過程保持 45 分鐘為適宜。第二個過程為進堿液過程。一般情況下可以由視鏡處看到樹脂分層（陰樹脂在上層）為止。目的是較徹底地清除樹脂壓脂層的污物和樹脂分層，反洗產(chǎn)物根據(jù)分層的效果決定。當(dāng)混合離子交換器超過了一定的電導(dǎo)率就要進行再生過程。 5. 離子交換過程， A 反應(yīng)產(chǎn)物通過泵加壓，打開進料液閥，將產(chǎn)物送入到混合離子交換器的頂部，物料通過混合離子交換器后從底部流出進入到脫鹽水槽即為產(chǎn)品加氫產(chǎn)物。反應(yīng)進行兩小時后，反應(yīng)完成，往反應(yīng)釜中加入冷卻水，冷卻產(chǎn)物到 25 攝氏度，放出反應(yīng)釜中的物料進入到過濾機中進行過濾，然后重復(fù)前面的過程準(zhǔn)備第二次的反應(yīng)。 3. 反應(yīng)過程，向反應(yīng)釜中加入已知量的 50%的葡萄糖溶液，然后通過水蒸氣加熱使得溫度升高到 90 攝氏度，加熱過程還要一邊攪拌這樣有助于加熱作用，當(dāng)溫度達到 90 攝氏度后往兩個反應(yīng)釜中加入另一種物質(zhì)即 30%的甲酸鈉溶液。 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。 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 13 第 2 章 生產(chǎn)基防凍液的工藝流程 工藝流程中的步驟 1. 配置好溶液，主要有溶液 為 50%葡萄糖，往配料槽中加入 已知 量的葡萄糖，然后 往槽中加水，攪拌使葡萄糖完全溶于水中 ， 測定葡萄糖的一些性質(zhì)。 雖然利用生物質(zhì) (主要是廢棄物 )生產(chǎn)生物基產(chǎn)品依舊存在著許多的問題，但是生物基產(chǎn)品具有其他能源所不可相提并論的優(yōu)點，發(fā)展前景廣闊。30 20 符合國家標(biāo)準(zhǔn) 最后，隨著化石能源的迅速耗竭，世界上全球變暖問題的趨勢日益明顯。10 符合國家標(biāo)準(zhǔn) 5 焊 錫 177。10 符合國家標(biāo)準(zhǔn) 3 鋼 177。片 1） 序號 檢驗項目 技術(shù)要求 檢驗結(jié)果 單項結(jié)論 1 紫 銅 177。 表 8 防凍液的技術(shù)指標(biāo)表 序號 檢驗項目 技術(shù)要求 檢驗結(jié)果 單項結(jié)論 1 顏 色 有醒目的顏色 紅色 符合標(biāo)準(zhǔn) 2 氣 味 無異味 符合 符合標(biāo)準(zhǔn) 3 密 度（ 20℃ ）kg反應(yīng)溫度：105 ~110 ℃ ，反應(yīng)時間： ， 所得產(chǎn)物的冰點為 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： 75℃ 沸 點 : 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)督檢驗院檢驗，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。30） 30/70 深紅() 7 9 75 118 紫銅 ，黃銅 ，鋼 ，鐵，焊錫 ，鑄鋁 13 40/60 棕紅() 7 9 63 115 紫銅 ，黃銅 ，鋼 ，鐵，焊錫 ，鑄鋁 17 50/50 橙紅() 7 9 51 112 紫銅 ，黃銅 ，鋼 ，鐵，焊錫 ，鑄鋁 20 60/40 橙黃() 7 9 39 110 紫銅 ，黃銅 ，鋼 ，鐵，焊錫 ，鑄鋁 22 70/30 黃色() 79 28 108 紫銅 ，黃銅 ，鋼 ，鐵，焊錫 ，鑄鋁 24 中試制備過程 在反應(yīng)釜中加入葡萄糖 30 公斤，控制攪拌速度 ，將混合液加溫到 90℃ ，均勻加入配比好的甲酸鈉溶液，升溫到 110℃ 時加入催化劑 187 g，相轉(zhuǎn)移劑 400 g，恒溫反應(yīng) 2 小時后取出樣品，自然降溫到 25℃ ，過濾后，用離子樹脂交換去除鈉鹽、催化劑及雜質(zhì)等，制成生物質(zhì)基防凍液母液。10，焊錫177。10，鋼 177。30 20 符合國家標(biāo)準(zhǔn) 5 產(chǎn)品的冰點曲線 按不同比例向母液中添加純凈水，并進行冰點和沸點測試，根據(jù)冰點及沸點檢測數(shù)據(jù)獲得冰點 濃度關(guān)系曲線如 圖 ： 圖 2 母液的濃度與冰點的關(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： 75 ℃ 沸 點 : 118 ℃ 比 重 : 6 由母液配制防凍液的實驗過程及產(chǎn)品檢驗 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)試驗檢驗指標(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/℃ 沸點/℃ 銹蝕情況（標(biāo)準(zhǔn)：紫銅 177。10 符合國家標(biāo)準(zhǔn) 5 焊 錫 177。10 高于國家標(biāo)準(zhǔn) 3 鋼 177。 表