【正文】 雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的不成熟，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。培養(yǎng)了獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)、工作生活有非常重要的影響。因此，本設(shè)計(jì)可靠、可行。在整個(gè)過程中的廢渣只有硫酸鈣，也可以回收利用，本設(shè)計(jì)突出的特點(diǎn)就是它的廢液對(duì)環(huán)境無(wú)害。⑤布置設(shè)備時(shí)，要避免建筑物的主梁、柱子和窗戶，設(shè)備不應(yīng)布置在建筑物的沉降縫和伸縮縫處。通常將計(jì)量罐、高位槽布置在高層，主要設(shè)備如反應(yīng)釜、過濾器等布置在中層，后處理設(shè)備如儲(chǔ)罐布置在底層，這樣，既能利用位差進(jìn)出物料，又減少樓面北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29的負(fù)荷，降低廠房造價(jià)。②進(jìn)行多層廠房的設(shè)備布置時(shí)，要特別考慮物料的輸送要求，要優(yōu)先布置靠重力流動(dòng)的設(shè)備；輸送干、濕固體物料的管道要垂直或近于垂直向下布置，以防堵塞。⑦布置設(shè)備時(shí)，要考慮到設(shè)備間的管線走向，要滿足轉(zhuǎn)送粘度大的物料管線盡量短。⑤有毒、有粉塵和有氣體腐蝕的設(shè)備，應(yīng)各自相對(duì)集中布置并加強(qiáng)通風(fēng)設(shè)施和防腐、防毒措施。③設(shè)備布置盡量采用露天布置或半露天框架式布置，以減少占地面積和土建投資，比較安全又間歇操作和操作頻繁的設(shè)備一般布置在室內(nèi)。②對(duì)于結(jié)構(gòu)相似、操作相似或操作經(jīng)常發(fā)生聯(lián)系的設(shè)備一般集中布置或靠近布置，有些可通用的，要有相互調(diào)換使用的方案，以充分發(fā)揮設(shè)備的潛力。 設(shè)備配置與布置設(shè)計(jì) 滿足的要求①應(yīng)滿足安全要求，要符合國(guó)家的有關(guān)法規(guī)，妥善處理防火、防爆、防腐、防毒等問題，以確保生產(chǎn)安全②應(yīng)滿足工藝設(shè)計(jì)的要求③應(yīng)滿足操作、檢修和施工的要求④應(yīng)滿足該車間總體規(guī)劃的要求⑤應(yīng)適應(yīng)所在地區(qū)的自然條件（包括氣候、風(fēng)向、地形、地質(zhì)等）⑥應(yīng)該力求經(jīng)濟(jì)上合理⑦應(yīng)滿足用戶要求⑧應(yīng)注意美觀北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28 設(shè)備布置設(shè)計(jì)的一般原則①設(shè)備布置一般流程式布置，使由原料到產(chǎn)品的工藝路線最短，投資也最少。⑨ 符合國(guó)家有關(guān)衛(wèi)生、放火、個(gè)人安全等的要求。⑦ 對(duì)外交通相適應(yīng)，合理組織人流、物流。⑤ 綜合考慮建筑物朝向，充分利用自然光和自然通風(fēng)，注意建筑物間距。③ 滿足工藝情況下作到經(jīng)濟(jì)合理。北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27 廠區(qū)概貌根據(jù)任務(wù)要求，在某植酸廠的一個(gè)年生產(chǎn) 42 噸的車間，綜合考慮：① 符合植酸總體規(guī)劃與附近的工業(yè)、企業(yè)相配合。北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26表 61 設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算與選型結(jié)果匯總表酸化罐 筒體直徑 筒體高度 料層高度 Z1m 酸化罐攪拌器 葉輪數(shù)目 距釜底高度 槳葉直徑 轉(zhuǎn)速 攪拌器直徑 功率1 73r/min 中和罐 全容積 筒體直徑 筒體高度 料層高度1082L 中和罐攪拌器 葉輪數(shù)目 距釜底距離 槳葉直徑 轉(zhuǎn)速 攪拌器直徑 功率1 67r/min 廠址選擇的原則擬建在某植酸公司廠內(nèi)，作為獨(dú)立車間。交換罐，濃縮罐的設(shè)計(jì)和選型與中和罐的一樣，設(shè)計(jì)計(jì)算和選型從略。(4)料層高度 Z 的計(jì)算中和罐填料體積為： 2gi0VDh+4??封頭高度為： ??新標(biāo)準(zhǔn) JB/T47462022 中規(guī)定橢圓封頭指標(biāo)高度只有 25mm 和 40mm 兩種根據(jù)本設(shè)計(jì)任務(wù)的需要選用直邊高度 =25mm0h取標(biāo)準(zhǔn)封頭為： iD2h?標(biāo)準(zhǔn)封頭高度為： 料液層實(shí)際高度為： .+.7=???(5)攪拌器的設(shè)計(jì)與選型①葉輪數(shù)目的確定料層高度/釜徑 = ?從《化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中，攪拌器的相關(guān)規(guī)定，即葉輪數(shù)目和以及粘度的關(guān)系表中，查得葉輪數(shù)目為：n = 1iZD②葉輪距釜底距離的計(jì)算選用推進(jìn)時(shí)攪拌器 葉輪距釜底距離 = ?③槳葉直徑 D 初算按《化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中，攪拌器的相關(guān)規(guī)定，釜徑與槳徑的比值，一般在 之間，取 = iD北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25即，實(shí)際槳葉直徑?。?iD==??④攪拌器轉(zhuǎn)速計(jì)算本設(shè)計(jì)攪拌級(jí)別選用 5 級(jí)，并取轉(zhuǎn)速系數(shù)為 ???植酸鈉（100 目）顆粒平均直徑?。翰榈脴O限沉降速度為： t ,F= 。(4)料液層高度 Z 的計(jì)算 料液體積為： 2gi0VDh+4??筒體高度為：???按新標(biāo)準(zhǔn)《JB/T47462022》中所規(guī)定的橢圓封頭，標(biāo)準(zhǔn)高度有 25mm 和40mm 兩種，根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要，選用直邊高度為： =25mm0h又標(biāo)準(zhǔn)封頭取： iD2h?則： 料液層高度為： ????（5）攪拌器的選型和計(jì)算①料層高度/釜徑 = 從葉輪數(shù)目和 以及粘度的關(guān)系表中，查得葉輪數(shù)目 n=1iZ北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22②選用推進(jìn)時(shí)攪拌器， 距釜底為： ?③初算槳葉直徑 D的值一般在 ， = iD槳葉直徑?。?i==??④攪拌器轉(zhuǎn)速的計(jì)算攪拌級(jí)別選用 3 級(jí)， ?植酸鈣位顆徑約為 80m()差的極限沉降速度為： t ,().647r/in9?????????A⑤對(duì)攪拌器直徑進(jìn)行粘度校正：攪拌器直徑： ?⑥計(jì)算攪拌器所需的功率： ????⑦ 在酸化罐中酸化時(shí)間為 8 小時(shí)，故釜的反應(yīng)周期為 8 小時(shí) 。 由于酸化罐、中和罐兩反應(yīng)罐里的溶液黏度不大，剪切力較小并且溶液中有懸浮的顆粒，因此本工藝選用推進(jìn)式的攪拌器。（3）按攪拌器對(duì)液體粘度適應(yīng)性分類 按攪拌器對(duì)液體粘度適應(yīng)性可分為兩類，即適用于低、中粘度的有槳式、渦輪式等，適用于高粘度的有大葉片，低轉(zhuǎn)速攪拌器。槳式、渦輪式等攪拌器的槳葉為平直或折葉，而推進(jìn)式、螺帶式和螺桿式攪拌器槳葉則為螺旋面葉。 主體設(shè)備及輔助設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)針對(duì)工藝流程中的主體設(shè)備 —— 酸化罐與中和罐，輔助設(shè)備 —— 攪拌器為例進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算和選取型。⑶、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19⑵、設(shè)備結(jié)構(gòu)上的要求。其一些基本的要求有：⑴、滿足工藝要求?；ぴO(shè)備不同，提供的條件不一樣，對(duì)工程項(xiàng)目的生產(chǎn)能力、作業(yè)的可靠性、產(chǎn)品的成本和質(zhì)量等，有著重大影響。所 以60℃ 80℃ ??????總同 理 ：兩換熱器換熱量計(jì)算結(jié)果匯總見表 51 所示。 物料衡算匯總圖 mk綜上計(jì)算結(jié)果，匯總見表 41 所示。剩余：北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16 樹脂交換植酸鈉→（轉(zhuǎn)化）植酸植酸摩爾數(shù)： ??植 酸 鈉植 酸 鈉 .?植 酸 植 酸 過濾器Ⅲ取濾液設(shè)損失量為 %，則，濾液里實(shí)際植酸量為：植酸的質(zhì)量(1損失率)=（%）= 脫色過濾設(shè)損失量為 %，則植酸的實(shí)際量為：植酸的質(zhì)量(1損失率)=（%）= 濃縮罐設(shè)濃縮罐損失的溶液量忽略不計(jì)。n =CH+V 總 =763mol/m3(+)m3=721molHH + OH = H O??2（721mol） （ 721mol）所用 NaOH 溶液的量為：北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1572140()()/???????純NaOH 溶液的體積： ??在中和罐里總液體的體積： ?? 過濾器 Ⅱ進(jìn)入過濾器的流量以 30kg/min 工作時(shí)間： ()????植 酸 溶 液流 量植酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： %m??植 酸 鈉植 酸 鈉 總123 223 30%%.87/min13FFFFkg???????? ??損失的植酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：F3X3==得到植酸鈉的質(zhì)量為：m 植酸鈉 m 損失 =(39)kg= 洗滌每次洗滌都 %損失,洗滌 2 次第一次洗滌損失：m 植酸鈉 損失率=%=。 = =V水 ?水水m33904kg7L=?設(shè)最后酸化罐的溶液 pH= 4，所以， C（H ） =602mol/m3?鈣離子摩爾量： 2Ca ????植 酸 鈣植 酸 鈣形成硫酸鈣所消耗的硫酸為：所需硫酸的總體積為：C(H+)(V 濃硫酸 +V 水 )=C 濃硫酸 V 硫酸 2（V+ ）=9400V2即硫酸的總體積為：V= 3反應(yīng)釜所有的混合液的體積為：V=V 水 +V 硫酸 = + =北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13 過濾器Ⅰ硫酸鈣固體質(zhì)量為： ?????硫 酸 鈣 硫 酸 鈣 硫 酸 鈣m = 硫酸 V 硫酸 =1500kg/m3=57kg24HSO?硫酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： %????總圖 42 過濾器Ⅰ物流示意圖→｛ 12323FXFX??23230/%kg=F95%+F1F?????→｛?過濾器Ⅰ工作時(shí)間：t = /d1m+904+5==.8in30/in3kg/inFkg?水 植 酸 鈣 硫 酸總?cè)? 損失量 =F25%= 5%=剩余植酸的質(zhì)量為過濾器ⅠL 硫酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %設(shè)流量F =30kg/min1X濾餅中會(huì)有 5%的濾液F X22F3 濾液 1%的固體 X 3北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14=m 植酸 m 損失 =(84－ )kg/天= kg/dm?出來(lái)的植酸溶液質(zhì)量 = m