化工原理课程设计--脉冲气流干燥器设计

化工原理课程设计--脉冲气流干燥器设计
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化工原理课程设计--脉冲气流干燥器设计

化工原理课程设计

题目: 脉冲气流干燥器设计

系别: 化学材料与工程系

专业:_

学号:

姓名:

指导教师:

二零一四年一月二十七日

目录

设计任务书 (5)

1.概述 (5)

1.1气流干燥的特点 (5)

1.2设计方案简介 (5)

2.工艺计算及主体设备设计 (6)

2.1已知的基本条件 (6)

2.2物料衡算和热量衡算 (6)

2.2.1物料衡算 (6)

2.2.2热量衡算 (7)

t (7)

2.2.3校核假设的物料出口温度2m

2.3气流干燥管直径的计算 (8)

2.3.1加速段气流干燥管直径的计算 (8)

2.3.2加速运动段管高的计算 (8)

2.3.3减速段管高的计算 (13)

2.4总的干燥管的高度 (21)

3.辅助设备的选择与计算 (21)

3.1管路的选择与计算 (21)

3.2加料装置 (22)

3.3风机 (22)

3.4热风加热装置 (22)

3.5分离装置 (23)

4.主要符号和单位 (23)

5. 干燥装置的工艺流程 (25)

6.设计评价 (25)

附录 (25)

参考文献 (28)

设计任务书

本次以重油燃烧气为干燥介质,对物料进行干燥,分离,保证品质,在设计过程中涉及工艺计算及主体设备设计,风机的选择,热风加热装置,加料装置的选择等,通过循环让物料及过程中产生的中间物及废料达到最高利用率。

1.概述

1.1气流干燥的特点

气流干燥在我国是一种应用最广发最久远的干燥器,随着不同新型气流干燥器的开发成功,气流干燥我干燥领域方兴未艾。由于干燥时间短适合容易受高温变质物料的干燥;不适合粘性大的物料干燥,管道较厂一般超过20米,安装的限制制约了其发展。

气流干燥器的主要缺点在于干燥管太高,为降低其高度,近年来出现了几种新型的气流干燥器:①多级气流干燥器。将几个较短的干燥管串联使用,每个干燥管都单独设置旋风分离器和风机,从而增加了入口段的总长度。②脉冲式气流干燥器。采用直径交替缩小和扩大的干燥管(脉冲管),由于管内气速交替变化,从而增大了气流与颗粒的相对速度。③旋风式气流干燥器。使携带物料颗粒的气流,从切线方向进入旋风干燥室,以增大气体与颗粒之间的相对速度,也降低了气流干燥器的高度。

在气流干燥器中,主要除去表面水分,物料的停留时间短,温升不高,所以适宜于处理热敏性、易氧化、易燃烧的细粒物料。但不能用于处理不允许损伤晶粒的物料。目前,气流干燥在制药、塑料、食品、化肥和染料等工业中应用较广。

1.2设计方案简介

物料呈颗粒状,圆球形,处理量为3000kg/h,颗粒平均直径在200m 本设计采用脉冲式气流干燥器来干燥物料,可以减少干燥管的高度和节省设备的成本。脉冲式干燥器由于其不断变化的管径,可以使颗粒在管内保持与干燥气流的相对快速运动,增强了干燥的效果并减少了干燥的时间。

2.工艺计算及主体设备设计 2.1已知的基本条件

2.1.1物料的基本参数

干燥介质:空气稀释重油燃烧气 生产能力h kg G /30001= (湿基) 物料颗粒的平均直径m m d 4102200-?==μ 物料颗粒的最大直径m d μ500max = 物料密度3/2000m kg s =ρ

要求物料从%251=X (干基),干燥至%5.02=X (干基) 物料进口温度C t m ?=201

干物料比热C kg kcal C kg kJ c m ??=??=/3.0/26.1 物料的临界含水量%2=c X (干基) 平衡湿含量极小,忽略不计。 2.1.2空气的基本参数

进气流干燥管的空气温度C t ?=4001 其空气湿含量干空气水kg kg X /025.01=

2.2物料衡算和热量衡算 2.2.1物料衡算

气流干燥管内的物料衡算式:)()(2121w w L X X G -=-(*) 绝干物料h kg X G G /240025

.013000

111=+=+=

干燥去除水分h kg X X G W /588)005.025.0(2400)(21=-?=-= 结合(*)式有:)25.0(5882-=w L ①

2.2.2热量衡算

气流干燥管内热量衡算式:

2)()(2211m w m c w m t X c c G LI X c c G LI ++=++

选定空气的出口温度C t ?=952,假设物料出口温度为76C ? 对于空气——水系统,运用下式:w t w I 595)46.024.0(++= 得到进口空气的焓值:

kg kcal I /115025.0595400)025.046.024.0(1=?+??+= 出口焓值:22227.6388.2259595)46.024.0(w w w I +=+?+= 将1I 、2I 值代入热量衡算式:

76

)025.013.0(2400)7.6388.22(20)25.013.0(24001152??+?++?=??++?x L L

解得: 292327.6382.922+=L w L ② 联立 ①、② 式,得:h kg L /5310= kg kg L

w /136.0588

025.02=+

= kg kcal I /109136.07.6388.222=?+= 2.2.3校核假设的物料出口温度2m t

按下式进行校核:

])

())(

()[

(2)

(2

222222w m S t t c X c

w m s w m t t c X X X t t c X t t t t w m S -----=--ρρρ

查得:C t w ?=61 kg kcal s /563=ρ

%2=c X 代入上式得: C t m ?=6.762

与假设的基本一致,不必试算。

2.3气流干燥管直径的计算 2.

3.1加速段气流干燥管直径的计算

由经验假设口空气速度s m u g /5.291=,空气进气流干燥管温度

C t ?=4001,空气 进气流干燥管湿度025.01=w ,查得空气比容

kg m g /98.131=γ,代入下式:

)(356.03600

5.2914.398

.1531045

.2914.336004360041

1

11m L u V D g g g =????=

??=

=

γπ

2.3.2加速运动段管高的计算

(1)预热段干燥管的计算

(a )已知进料温度C t w ?=201,在进气C t ?=4001、干空水kg kg w /025.01=气状态下的湿球温度C t ?=61,故预热段所需热量为:

h

kcal q I /54100)2061()125.03.0(2400=-??+?=

(b )热气的热量衡算:

2515.0025.046.024.0=?+=p c )400(2515.0531054100t -??= 解得:C t ?=360

故在此段内,平均温度C t ave ?=+=3802/)360400(,平均湿度

025.01==H H ave ,查得气体各项性质为 :

21096.2-?=g λ[g λ的定性温度为C ?=+2212/)61380(]

61024.3-?=g μ、92.1273

273)

244.1772.0(=+?+=ave

ave H t H v 干混合气混合湿气3/533.092.1/)025.01(m kg g =+=ρ

(c )加速运动段预热带颗粒与气流间的传热量及Re 的计算

??????---=)Re 1Re 1()Re (Re 7

.2123.1023.127

.027.00r r Ar A q ……(**)

g

t w A g g

???????=μλ360042.0)(634ln

该段内的平均气速s m g /6.28]3600)335.0(4

/[92.153102=??=π

μ

)(35.381

.910

24.3533

.0)(102Re 6

4m g m g r u u u u -=???-??=

--

C t ?=------=?6.318)]61360()61400ln[(/)]61360()61400[()(ln

5

6

21065.681

.91024.336001096.242.06.3182400634?=?????????=--A 81.95)06.28(35.3Re =-?=

将上述各数据代入式(**)中,得 )]81.951Re 1(123)Re 81.95(7.21[

1065.65410023.123.127

.027.05---?=r

r Ar 4.110)1024.3(3)

81.9533.0()81.92000

()102(81.94342

6342

3

=???????=

?????=

--g

g

m p d g Ar μρρ

代入得: 设5.74Re =,则上述等式右边项为:

h

kcal /5410054560)]106548.310980.4(8976.0)2024.34275.3(7

.21

[1065.6335≈=?-?--?-- 故预热带终了的5.74Re =,与其相对应的颗粒运动速度为:

s m u m /36.635

.35

.746.2835.3Re 6.28=-=-=

(d )预热带干燥管的高度计算

预热带自81.95Re 0=、s m u m /0=开始,至5.74Re 1=、s m u m /36.6=结束。

由于Re 数值均处于过渡区,故干燥管高度的计算公式为

)}Re 1Re 1(100)]Re 1Re 1(

200)Re (Re 5[)Re 1Re 1(

5{

340

2

025

.05.005

.005.02

1----

-??--??=ττττρμρμμρg p g g g

p g g

g p

m d Ar Ar

u d u d L

m

L 2392.0)8

.9515.741(533.010210081.91024.34.110)]8.9515.741(2006.284.110)5.748

.95(533

.010251024.3[)8.9515.741(55.28{81.91024.33)102(200044

6225

.05

.0465.05.06241=-??????--?--????--??????=------ (2)表面蒸发带干燥高度计算

本段之所以要分开求干燥管高度,主要是消除由于气温变化过大而使平均气温下的个项气体特性数据和干燥管内气体流速与实际数值相差太大所带来的误差。

物料湿含量自0.25干燥至0.20区间

(a )作热平衡,求物料干燥至湿含量0.20时气体的温度:

)]61(45.0562)[2.025.0(2400)360(252.05310-+-=-??t t

其中 562是C t ?=61的汽化潜热

解得 C t ?≈300

(b )该段内各物理数据: C t ave ?=+=3302/)300360(

物料干燥至0.20时相应的气体湿含量为H '

干混合气水kg kg H /0476.05310/)20.025.0(2400025.0=-?+='

干燥用混合气在C t ave ?=330、0363.02/)025.00476.0(=+=ave H 时的各项物 理性质为:干空气湿气kg m v H /81.1273

330

273)

0363.0244.1773.0(3=+?+=

湿混合气湿混合气3/573.081.1/)0363.01(m kg g =+=ρ 61008.3-?=g μ,

029.0=g λ [定性温度为C ?=+5.1952/)61330(]

(c )该段内气流与颗粒的给热量及e R '的计算

干燥所需要的热量:h kcal q /80287)300360(252.05310=-??=∏ 该段内平均气速:s m u g /97.263600)355.0(4

[)

81.15310(2=???=π

)97.26(79.3)81.91008.3/()97.26(573.0102Re 64m m u u -=??-??=--

故该段开始的2.78)36.697.26(79.3Re 0=-= 传热平均温度:

C t ?=-----=?269)]61300/()61360/[ln()]61300()61360[()(ln

5

6

1079.581

.91008.33600029.042.02692400634?=????????=

-A 4.131)

1008.3(3)

81.9/573.0()81.9/2000()102(81.942

634=???????=--Ar 将上述各数值代入给热量q 的计算公式得:

)]2

.781Re 1(1234.131)Re 2.78(7.21[

1079.58028723.123.127

.027.05---??==∏r r q 设49Re =r ,则上述等式右边项为;

h kcal /80287)]2

.781

491(1234.131)492.78(7.21[

1079.523.123.127.027.05≈---?? 故物料湿含量由0.25到0.20,该段终了的.49Re =

与49相对应的颗粒速度为;

s m u m /04.1479

.349

97.2679.3Re 97.26=-=-=

(d )物料含湿量由0.25到0.20段干燥管的高度计算

该段自2.78Re 0=,s m u m /36.6=开始,到49Re 2=,s m u m /04.14=结束 由于雷诺数数值均处于过渡区,故干燥管的高度的计算公式为:

m L 539.0)}2

.781491(573

.010210081.91008.34.131)]2.781491(20097.264.131)492.78(573

.010251008.3[

)2.7815.491(597.26{81.91008.33)102(20004462

25

.05.046

5.05.06242=-??????--?--????--??????=------

物料含湿量有0.20到0.15区间:

(a )作热平衡方程,求物料干燥至湿含量为0.15是气体的温度:

262.00476.046.024.0=?+=p c

)]61(45.0562[)15.020.0(2400)300(262.05310-?+?-?=-??t t

C t ?=?4.244

(b )该段内各项物性数据为: C t ave ?=+=2.2722/)4.244300(

物料干燥至0.15时相应的气体湿含量为H '为

干混合气水kg kg H /0702.05310/)15.020.0(24000476.0=-?+=' 干混合气水kg kg H ave /0589.02/)0476.00702.0(=+=

干燥用混合气在0589.0,2.272=?=bve bve H C t 时的各项物理性质为:

干空气湿气kg m v H /69.1273

2

.272273)

0589.0244.1772.0(3=+?+=

干空气湿气kg m g /627.069.1/)0589.01(3=+=ρ 81.9/1082.210875.256--?=?=g μ

027.0=g λ [定性温度C ?=+75.1662/)615.272(]

(c )该段内气流与颗粒的给热量及雷诺数的计算:

干燥所需要的热量:h kcal q III /77352)4.244300(262.05310=-??= 该段内平均气速:s m u g /18.25])355.0(4

3600/[69.153102=??

?=π

)18.25(45.41082.2/)18.25(627.0102Re 54g m u u -=?-???=-- 故该段开始时的6.49)04.1418.25(45.4Re 0=-?= 传热平均温度

C t m ?=-----=?210)]614.244/()61300ln[(/)]614.244()61300[()(ln 3

55106.410

82.236000276.042.021********?=???????=

-A 165)

81.9/1082.2(3)

81.9/627.0()81.9/2000()102(81.942

534=???????=--Ar 将上述数值代入给热量的计算公式得 : )]6

.491Re 1(123165)Re 6.49(7.21[

106.47735223.123.127.027.05---??==r III q 设6.24Re =,则上述等式右边项为:

h

kcal /77344)]6.491

6.241(123165)6.246.49(

7.21[106.423.123.127.027.05≈---?

故物料湿含量由0.20→ 0.15,该段终了的6.24Re =。与6.24Re =相应的

颗粒速度为: s m u m /65.1945

.46

.2418.2545.4Re 18.25=-=-

= (d )物料含湿量由0.20到0.15段干燥管的高度计算:

该段自6.49Re 0=,s m u m /04.14=开始,至6.24Re 3=,65.19=m u 结束 故干燥管的高度的计算式为:

m

L 224.1)}6.4916.241(627.010210081.910875.2165)]

6.4916.241(20018.25165)6.246.49(62

7.010*******.2[)6.4916.241(51

8.25{1082.23)102(2000446225

.05.0465

.05.05243≈-??????--?--????--?????=------

(e )当干混合气水kg kg H C t /0702.0,4.244=?=的颗粒沉降速度计算:

干空气湿气kg m v H /63.1273

4

.244273)0702.0224.1772.0(3=+?

?+=

81.9/1072.21077.256--?=?=g μ 湿气湿气)(3/657.063.1/0702.01m kg g =+=γ

该处的风速为:s m u g /29.24]

355.04

3600[63

.153102

=??

?=)(π

而根据阿兰定律:m d p 4102-?=颗粒的沉降速度t u 为:

s

m d g u p g g m t /453.1102657

.01077.281.92000225422544

3162

312

=??????=???=--))(()(γμρ 而物料含湿量为0.15截面处,气流与颗粒的沉降速度为: s m u t /64.465.1929.24=-=

r u 和t u 已相差不大,自此处开始,进行第一次脉冲扩大,加速段总管高为:

m mm L 220022224.1539.0392.0'≈=++=

2.3.3减速段管高的计算:

资料表明:脉冲管的扩大截面与缩小管截面之比一般取4。 湿物料湿含量由0.15→0.10区间:

(a )作热平衡方程,求物料干燥至湿含量为0.10时气体的温度t :

272.00702.046.024.0=?+=p c

)]61(45.0562[)10.015.0(2400)4.244(272.05310-+?-?=-?t t

C t ?=8.192

(b )该段内各项物性数据:

C t eve ?=+=6.2182/)8.1924.244(

物料干燥至0.10时的相应的气体湿含量为'H

干混合气水kg kg H /0928.05310

)

10.015.0(24000702.0'=-?+

=

干燥用混合气在C t cve ?=6.218、0815.02/)0702.00928.0(=+=cve H 时的各

相物理性质为:

干空气湿气kg m v H /575.1273

6

.218273)

0815.010244772.0(3=+?+=

81.9/1065.2107.256--?=?=g μ

]8.1392/616.218[0257.0C g ?=+=)定性温度(λ

(c )该段内气流与颗粒的给热量及‘

Re 的计算:

干燥所需要的热量:h kcal q /74527)8.1924.244(272.05310=-??= 该段内的平均气速:s m u g /04.6]

)7.0(4

3600[575

.153102

=??

?=π

)04.6(185.5)1065.2/()04.6(687.0102Re 54-?=?-???=--m m u u

故该段由s m u m /65.19=,开始的6.70)04.665.19(185.5Re 0=-?= 传热平均温度为C t in m ?=---=?1568

.1314.183ln

)]

618.192()614.244[()(4

55104.31065.236000257

.042.01562400634?=???????=

-A

205)81.9/1065.2(3)

81.9687.0()81.92000

()102(81.942

534=???????=

--r A

将上述各数值代入给热量q 的计算公式得:

)]6.7011(123205)6.70(7.21[

104.37452723.123.127

.027.05-?+-???==er

er IV R R q 设35.34=e R ,则上式右边为

h

kcal /74554.0)]

6.701

35.341(123205)35.346.70(7.21[

104.323.123.127.027.05=-?+-???

故物料的湿含量由0.15→0.10,该段终了Re=34.35

与Re=34.35相应的颗粒速度为:

s m u m /665.12185

.535

.3404.6185.5Re 04.6=+=+=

(d )湿含量由0.15→0.10段干燥管的高度计算:

该段自6.70Re =o ,s m u m /65.19=开始,至35.34Re 4=,s m u m /665.12= 故该段干燥管高度计算式为:

m

L 322.0)}6.70135.341(687.010210081.9107.2205)]6.70135.341(20004.65.20)35.346.70(687

.01025107.2[)6.70135.341(504.6{1065.23)102(2000446225

.05.046

5

.05.05244=-???????--?---?????+-???????=------

湿物料湿含量由0.10→0.05区间:

(a )作热平衡方程,求物料干燥至湿含量为0.05时的气体温度t

283.00928.046.024.0=?+=p c

)]

61(45.0562[)05.010.0(2400)8.192(283.05310-?+?-?=-??t t

解得:C t ?=145

(b )该段内各项物性数据:

C t dve ?=+=9.1682/)1458.192(

物料干燥至0.05时的相应的气体的湿含量'H

干空气水kg kg H /1154.05310

)

05.010.0(24000928.0'=-?+

=

干混合气

水kg kg H dve /1041.02/)0928.01154.0(=+=

干燥用混合气在C t dve ?=9.168,1041.0=dve H 时的各项物理性质为:

干空气湿气kg m v H /46.1273

9

.168273)1041.0244.1772.0(3=+?

?+=

干空气湿气)(kg m g /756.046.1/1041.013=+=ρ 81.9/10492.21054.256--?=?=g μ

]95.1142/619.168[02425.0C g ?=+=)定性温度为(λ

(c )该段内气流与颗粒的给热量及'Re 的计算:

干燥所需的热量:h kcal q v /5.71830)1458.192(283.05310=-??= 该段的平均气速:s m u g /6.5]

)7.0(4

3600[46

.153102

=??

?=π

)6.5(067.610492.2/)6.5(756.0102Re 54-?=?-???=--m m u u

故该段由s m u m /665.12=开始的87.42)6.5665.12(067.6Re 0=-?= 传热平均温度C t m ?=---=?10684

8

.131ln

/)]61145()618.192[(ln )(5 551031.210

492.2360002425.042.010********?=???????=

-A 8.254)

81.9/10492.2(3)

81.9/756.0()81.9/2000()102(81.942

534=???????=--r A 将上述各数值代入给热量q 的计算公式得:

)]87.421

Re 1(1238.254)Re 87.42(7

.21[

1031.25.7183027.023

.127

.027.05-?+-???==r

r v q

设Re=14.75,则上述表达式右边为:

)]87

.421

57.141(1238.254)75.1487.42(7.21[1031.223

.123.127.027.05-?+-??? h kcal /5.71830≈ 故物料含湿量由0.10→0.05,该段终了Re=14.75。与Re=14.75相 应的颗粒速度为:

s m u m /03.8067

.675

.146.5067.6Re 6.5=+=+=

(d )湿含量由0.10→0.05段干燥管的高度计算:

该段自87.42Re 0=,s m u m /665.12=至75.14Re 5=,s m u m /03.8= 故干燥管高度L 的计算式为:

m

L 352.0)}87

.42175.141(756.010210081.91054.28.254)]87.42175.141(2006.58.254)75.1487.42(756.010251045.2[)87.42175.141(56.5{1049.23)102(200044

6225

.05

.04

65.05.05245=-???????--??--?????+-???????=------ (e )C t ?=145,干混合气水kg kg H /1154.0=时颗粒沉降速度计算:

干空气湿气)(kg m v H /4.1273

145

2731154.0244.1772.03=+?

?+= 81.9/10394.21044.256--?=?=g μ

湿气湿气)(3/797.04.1/1154.01m kg g =+=γ

该处的风速为s m u g /37.5)

7.04

3600(4

.153102

=??

?=π

而根据阿兰定律m d p 4102-?=颗粒的沉降速度t u 为:

s m d g u p g g m t /72.0102)797

.01044.281.920002254()2254(4316

2312

=??????=????=--γμρ

而物料在湿含量为0.05的截面处,气流与颗粒沉降速度为:

s m u r /66.203.837.5-=-=

r u 和t u 相差不大,且已经向下,自此处开始,进行第二次脉冲收缩,

以与第一次加速相同的管径来设计,m D 355.03= 湿物料由0.05→0.02区间:

(a )作热平衡方程,求物料干燥至湿含量为0.02时的气体温度t

293.01154.046.024.0=?+=p c

)]61(45.0562[)02.005.0(2400)145(293.05310-?+?-?=-??t t

解得:C t ?=8.117

(b )该段内各项物性数据:

C t eve ?=+=4.1312/)8.117145(

物料干燥至0.05时相应的气体湿含量'H

干空气水kg kg H /1290.05310

)

02.005.0(24001154.0'=-?+

=

干空气水kg kg H eve /1222.02/)1290.01154.0(=+=

干燥用混合气C t eve ?=4.131,1222.0=eve H 时的各项物理性质为:

干空气湿气kg m v H /37.1273

4

.131273)1222.0244.1772.0(3=+?

?+=

干空气湿气)(kg m g /819.037.1/1222.013=+=ρ

81.9/10335.21038.256--?=?=g u

]2.962/614.131[02314.0C g ?=+=)定性温度为(λ

(c )该段内气流与颗粒的给热量及‘

Re 的计算:

干燥所需的热量:h kcal q VI /6.42318)8.117145(293.05310=-??= 该段内平均气速:s m u g /42.20]

)355.0(4

3600[37

.153102

=??

?=π

)42.20(015.7)10335.2/()42.20(819.0102Re 54m m u u -?=?-???=--

故该段由s m u m /03.8=开始的92.86)03.842.20(015.7Re 0=-?= 传热平均温度52.698

.5684

ln /)]618.117()61145[(ln )(6=---=?m t 5

5

1054.110335.2360002314.042.052.692400634?=???????=

-A 4.314)

81.9/10335.12(3)

81.9819.0()81.92000()102(81.942

534=???????=--r A 将上述各数据代入给热量q 的计算公式:

h

kcal q r

r VI /6.42318)]92.861Re 1(1234.314)Re 92.86(7.21[1054.16.4231823.123.127

.027.05≈-?--???==

故物料湿含量有0.05→0.02,该段终了Re=30.815。与Re=30.815相应的

颗粒速度为:

s m u m /03.16015

.7815

.3042.20015

.7Re

42.20=-=-=

(d )湿含量由0.05→0.02段的干燥管高度的计算:

该段自92.86Re 0=,s m u m /03.8=至815.30Re 6=,s m u m /03.16= 故干燥管的高度计算:

(e ) C t ?=8.117,干空气水kg kg H /129.0=时颗粒沉降速度计算:

干空气湿气)(kg m v H /333.1273

8

.117273129.0244.1772.03=+?

?+=

81.9/10276.21032.256--?=?=g μ

湿气湿气)(3/847.0333.1/129.01m kg g =+=γ

该处的风速为s m u g /86.19]

355.04

3600[333

.153102

=??

?=π

而根据阿兰定律m d p 4102-?=颗粒的沉降速度t u 为:

s m g d g u g

g m p g g m t /71.0102)2254()2254(4312

312=?????=????=-γμργμρ

而物料在湿含量为0.02的截面处,气流与颗粒的沉降速度为:

s m u r /53.303.1686.19=-=

r u 和t u 相差不大,自此处开始进行第三次脉冲扩大,以第一次扩大相同的管 径来计算。

湿物料由0.02→0.005区间

(a )此时由于物料湿含量已经达到临界湿含量,进入恒速干燥段。在以传热方法计算中,降速干燥段仅体现为物料温度不再维持湿球温度不变,而是随干燥过程的进行不断升高,故气固两相间的传热温差将大为降低,此段的传热速度也较低,因此需较长的管高。

C t ?=+=4.1062/)958.117(平均

干空气水kg kg H /1358.05310/)005.002.0(24001290.0'=-?+= 干空气水)(平均kg kg H /1324.02/1290.01358.0=+=

干燥用混合气C t ?=4.106平均,1324.0=平均H 时各项物理性质如下:

干空气湿气kg m v H /3.1273

4

.106273)1324.0244.1772.0(3=+?

?+=

干空气湿气)(kg m g /871.03.1/1324.03=+=ρ 81.9/1022.21026.256--?=?=g μ

该段的平均气速为s m D v D v u u H H g /98.4)7.0355.0()37.13.1(42.202

2

7

62

67

6=??=???= C t m ?=---=?52.3419

8

.56ln

/)]7695()618.117[(ln )(7 43766761005.8)26

.238

.2()52.6952.34(1054.1)()(?=???=????≈g g m m t t A A μμ

352)26

.238

.2()819.0871.0(4.314)()(

76676=??=??=g g g g r r A A μμρρ )98.4(85.781.91026.2/871.0)98.4(102Re 64-?=???-??=--m m u u

74.86)98.403.16(85.7Re 0=-?=

(b )该段内热量计算:Q=物料自身升温q+蒸发水汽q+本身含水升温q

h kg Q /31474)6176(005.02400]5541)6176[()005.002.0(2400)6176(3.02400=-??++?-?-?+-??= 其中:0.3——物料比热容C kg kcal ??/

1.000——70C ?时水的比热,约为76C ?时水的比热C kg kcal ??/ 554.0——75C ?时饱和水蒸汽的汽化热,约为76C ?时水蒸汽的汽化

热 kcal/kg

将上述各项数值代入气固相间给热量计算公式:

)]74

.861

Re 1(123352)Re 74.86(7.21[1005.83147423

.123

.127

.027.04-

?+-???==r r VII q

设4.25=e R ,则上述式的右边为:

h

Kcal /31474)]74.861

4.251(123352)4.2574.86(7.21[

1005.823.123.127.027.04≈-?+-???

固物料含湿量由0.02→0.005,该段终了4.25=e R 。与4.25=e R 相对应的

颗粒速度为:

化工原理课程设计任务书 zong (修复的)共32页

2012年 06月 工业背景及工艺流程 乙醛是无色、有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点20.8℃,易挥

发、易燃烧且能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶,因其分子中具有羰基,反应能力很强,容易发生氧化,缩合,环化,聚合及许多类型加成反应。乙醛也是一种重要的烃类衍生物在合成工业有机化工产品上也是一种重要的中间体。其本身几乎没有直接的用途,完全取决于市场对它的下游产品的需求及下游产品对生产路线的选择,主要用于醋酸、醋酐、醋酸乙烯等重要的基本有机化工产品,也用于制备丁醇、异丁醇、季戊四醇等产品。这些产品广泛应用于纺织、医药、塑料、化纤、染料、香料和食品等工业。 国内乙醛生产方法有乙烯氧化法、乙醇氧化法和乙炔氧化法三种技术路线。工业上生产乙醛的原料最初采用乙炔,以后又先后发展了乙醇和乙烯路线。乙炔水化法成本高,因其催化剂——汞盐的污染难以处理等致命缺点,现以基本被淘汰。乙醇氧化或脱氢法制乙醛虽有技术成熟,不需要特殊设备,投资省,上马快等优点,但成本高于乙烯直接氧化法。乙烯直接氧化法制乙醛。由于其原料乙烯来源丰富而价廉,加之反应条件温和,选择性好,收率高,工艺流程简单及“三废”处理容易等突出优点,深受世界各国重视,发展非常迅速,现以成为许多国家生产乙醛的主要方法。 精馏方案的确定: 精馏塔流程的确定; 塔型的选择; 操作压力的选定; 进料状态选定; 加热方式等

所选方案必须: (1)满足工艺要求; (2)操作平稳、易于调节; (3)经济合理; (4)生产安全。 包括:流程的确定;塔型的选择;操作压力的选定;进料状态选定;加热方式等 操作压力选择 ●精馏可在常压、加压或减压下进行。 ●沸点低、常压下为气态的物料必须选用加压精馏;热敏性、高沸点 物料常用减压精馏。 进料状态的选择 ●一般将料液预热到泡点或接近泡点后送入塔内。这样可使: ● (1)塔的操作比较容易控制; ● (2)精馏段和提馏段的上升蒸汽量相近,塔径相似,设计制造比 较方便。 加热方式: ●(1)间接蒸汽加热 ●(2)直接蒸汽加热 ●适用场合:待分离物系为某轻组分和水的混合物。 ●优点:可省去再沸器;并可利用压力较低的蒸汽进行加热。操作 费用和设备费用均可降低。

化工原理课程设计

《化工原理》课程设计报告精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师

目录 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3) 一.设计题目 (3) 二.操作条件 (3) 三.塔设备型式 (3) 四.工作日 (3) 五.厂址 (3) 六.设计内容 (3) 设计方案 (4) 一.工艺流程 (4) 二.操作压力 (4) 三.进料热状态 (4) 四.加热方式 (4) 精馏塔工艺计算书 (5) 一.全塔的物料衡算 (5) 二.理论塔板数的确定 (5) 三.实际塔板数的确定 (7) 四.精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 五.塔体工艺尺寸设计 (10) 六.塔板工艺尺寸设计 (12) 七.塔板流体力学检验 (14) 八.塔板负荷性能图 (17) 九.接管尺寸计算 (19) 十.附属设备计算 (21) 设计结果一览表 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (26)

苯-氯苯精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务 一.设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.6%的氯苯140000t,塔顶馏出液中含氯苯不高于0.1%。原料液中含氯苯为22%(以上均为质量%)。 二.操作条件 1.塔顶压强自选; 2.进料热状况自选; 3.回流比自选; 4.塔底加热蒸汽压强自选; 5.单板压降不大于0.9kPa; 三.塔板类型 板式塔或填料塔。 四.工作日 每年300天,每天24小时连续运行。 五.厂址 厂址为天津地区。 六.设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 2. 精馏塔的物料衡算; 3.塔板数的确定; 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 5.精馏塔主要工艺尺寸;

化工原理课程设计样板

课程设计 课程名称化工原理课程设计 题目名称热水泠却器的设计 专业班级XX级食品科学与工程(X)学生姓名XXXX 学号XXXXXXXX 指导教师 二O一年月日

锯齿形板式热水冷却器的设计任务书一、设计题目: 锯齿形板式热水冷却器的设计 二、设计参数: (1)处理能力:7.3×104t/Y热水 (2)设备型式:锯齿形板式热水冷却器 (3)操作条件: 1、热水:入口温度80℃,出口温度60℃。 2、冷却介质:循环水,入口温度30℃,出口温度40℃。 3、允许压降:不大于105Pa。 4、每年按330天,每天按24小时连续运行。 5、建厂地址:蚌埠地区。

目录 1 概述 (1) 1. 1 换热器简介 (1) 1. 2 设计方案简介 (2) 1. 3 确定设计方案 (2) 1. 3. 1 设计流程图 (3) 1. 3. 2 工艺流程简图 (4) 1. 3. 3 换热器选型 (4) 1. 4 符号说明 (4) 2 锯齿形板式热水冷却器的工艺计算 (5) 2.1 确定物性数据 (5) 2.1.1 计算定性温度 (5) 2.1.2 计算热负荷 (6) 2. 1. 3 计算平均温差 (6) 2. 1. 4 初估换热面积及初选板型 (6) 2. 1. 5 核算总传热系数K (7) 2. 1. 6 计算传热面积S (9) 2. 1. 7 压降计算 (10) 2.2 锯齿形板式热水冷却器主要技术参数和计算结果 (10) 3 课程设计评述 (11) 参考文献 (12) 附录 (13)

1 概述 1.1 换热器简介 换热器,是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛,日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等,都是换热器。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度,同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器种类很多,若按换热器传热面积形状和结构可分为管式换热器和特殊形式换热器。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各一相同,故换热器的类型很多,特点不一、可根据生产工艺要求进行选择。 1.2 设计方案简介 根据设计要求:用入口温度30 ℃,出口温度40℃的循环水冷却热水(热水的入口温度80℃,出口温度60℃),通过传热量、阻力损失传热系数、传热面积的计算,并结合经验值确定换热器的工艺尺寸、设备型号、规模选定,然后通过计算来确定各工艺尺寸是否符合要求,符合要求后完成工艺流程图和设备主体条件图,进而完成设计体系。 设计要求:选择一台适宜的锯齿形换热器并进行核算。下图中左面的为板式换热器外形,右边的是板式换热器工作原理图。

气流干燥器设计说明书(1)

第一章气流干燥的设计原则 (2) 干燥的目的及各种不同干燥方式 (2) 气流干燥过程及适用范围 (2) 气流干燥过程 (2) 气流干燥器适用对象 (3) 对流干燥流程、设备和某些操作条件的确定 (3) 干燥流程的主体设备 (4) 干燥对象氯酸钠的特性 (4) 第二章气流干燥器的设计基础 (5) 颗粒在气流干燥管中的运动 (5) 加速运动与等速运动及其特征 (5) 球形颗粒在气流中的运动速度 (5) 颗粒在气流干燥器中的对流传热系数 (6) 颗粒在气流干燥器中的对流传热速率 (6) 加速运动阶段 (6) 等速运动阶段 (7) 第三章气流干燥器的设计计算 (8) 物料、热量衡算 (8) 设计条件 (8) 干燥器的物料衡算 (9) 干燥器的热量衡算 (9) 气流干燥管直径和高度的计算 (11) 干燥管管径的计算 (11) 干燥管高度计算 (12) 气流干燥管的压降 (14) 气固相与干燥管壁的摩擦损失 (14) 克服位能提高所需压降 (14) 颗粒加速所引起的压降损失 (14) 局部阻力损失 (14) 辅助设备的选型 (15) 风机 (15) 预热器 (15) 及壁厚的核算 (15) 第四章后记 (17) 设计心得体会 (17) 符号说明 (17) 附录 (19) 参考文献 (19)

第一章气流干燥的设计原则 气流装置的设计内容包括干燥介质的选择,流程的确定,搜集和整理有关数据,干燥过程的物料和能量的衡算,干燥管结构类型和主要工艺尺寸的确定,干燥条件的确定以及主要辅助设备类型选型及设计,绘制表明物料流向﹑流量﹑组成﹑主要控制点和各设备之间相互个关系的工艺流程图和干燥装置主要设备总装置图等。 干燥的目的及各种不同干燥方式 干燥的目的主要是便于物料的储藏﹑运输和加工,通过干燥使产品或半成品达到要求的含湿标准。 将湿物料中的湿分(常见的为水分)除去的方法很多,如压榨﹑过滤﹑离心﹑冷冻及利用干燥剂等等。但综合除湿程度﹑操作的可靠性﹑经济性和处理能力,干燥是工业生产中应用最普遍的除湿方法。就干燥而言,根据传递方式的不同可分为传导干燥﹑对流干燥﹑辐射干燥和介电加热干燥。 气流干燥过程及适用范围 1.2.1 气流干燥过程 气流干燥装置是连续常压干燥器的一种。颗粒状或粉末状湿物料通过带式供料器从干燥器底部进入,同时高温干燥介质也从干燥器底部进入,并达到一定的流速将湿物料分散和悬浮于气流中,在物料和热介质气流一并沿干燥管向上流动的同时,发生高效的传质传热,达到快速干燥的目的。 适当的安装风机在系统中的位置,气流干燥器可以在正压下操作,对于有毒或粉尘污染可能较大的情况,采用真空操作,产品不宜泄露,有利于保持生产环境;同时也有利于降低水分汽化温度,保护热敏性物料。但此时风机处于抽气工作状态,所抽的气体温度较高,并可能含有一些颗粒和

化工原理课程设计最终版

青岛科技大学 化工课程设计 设计题目:乙醇-正丙醇溶液连续板式精馏塔的设计指导教师: 学生姓名: 化工学院—化学工程与工艺专业135班 日期:

目录一设计任务书 二塔板的工艺设计 (一)设计方案的确定 (二)精馏塔设计模拟 (三)塔板工艺尺寸计算 1)塔径 2)溢流装置 3)塔板分布、浮阀数目与排列 (四)塔板的流体力学计算 1)气相通过浮阀塔板的压强降2)淹塔 3)雾沫夹带 (五)塔板负荷性能图 1)雾沫夹带线 2)液泛线 3)液相负荷上限 4)漏液线 5)液相负荷上限 (六)塔工艺数据汇总表格 三塔的附属设备的设计 (一)换热器的选择 1)预热器 2)再沸器的换热器 3)冷凝器的换热器 (二)泵的选择 四塔的内部工艺结构 (一)塔顶 (二)进口 ①塔顶回流进口 ②中段回流进口 (三)人孔 (四)塔底 ①塔底空间 ②塔底出口 五带控制点工艺流程图 六主体设备图 七附件 (一)带控制点工艺流程图 (二)主体设备图 八符号表 九讨论 十主要参考资料

一设计任务书 【设计任务】设计一板式精馏塔,用以完成乙醇-正丙醇溶液的分离任务 【设计依据】如表一 表一 【设计内容】 1)塔板的选择; 2)流程的选择与叙述; 3)精馏塔塔高、塔径与塔构件设计; 4)预热器、再沸器热负荷及加热蒸汽消耗量,冷凝器热负荷及冷却水用量,泵的选择; 5)带控制点工艺流程图及主体设备图。 二塔板的工艺设计 (一)设计方案的确定 本设计的任务是分离乙醇—正丙醇混合液,对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程,运用Aspen软件做出乙醇—正丙醇的T-x-y 相图,如图一:

图一:乙醇—正丙醇的T-x-y相图 由图一可得乙醇—正丙醇的质量分数比为0.5:0.5时,其泡点温度是84.40o C (二)精馏塔设计模拟 1.初步模拟过程 运用Aspen软件精馏塔Columns模块中DSTWU模型进行初步模拟,并不断进行调试,模拟过程及结果如下:

气流干燥器设计说明书(1)

第一章气流干燥的设计原则 (2) 1.1干燥的目的及各种不同干燥方式 (2) 1.2 气流干燥过程及适用范围 (2) 1.2.1 气流干燥过程 (2) 1.2.2气流干燥器适用对象 (3) 1.3对流干燥流程、设备和某些操作条件的确定 (3) 1.3.1 干燥流程的主体设备 (4) 1.4干燥对象氯酸钠的特性 (4) 第二章气流干燥器的设计基础 (5) 2.1颗粒在气流干燥管中的运动 (5) 2.1.1加速运动与等速运动及其特征 (5) 2.1.2 球形颗粒在气流中的运动速度 (5) 2.2 颗粒在气流干燥器中的对流传热系数 (6) 2.3 颗粒在气流干燥器中的对流传热速率 (6) 2.3.1加速运动阶段 (6) 2.3.2等速运动阶段 (7) 第三章气流干燥器的设计计算 (8) 3.1物料、热量衡算 (8) 3.1.1设计条件 (8) 3.1.2干燥器的物料衡算 (9) 3.1.3干燥器的热量衡算 (9) 3.2气流干燥管直径和高度的计算 (10) 3.2.1干燥管管径的计算 (10) 3.2.2干燥管高度计算 (11) 3.3气流干燥管的压降 (13) 3.3.1气固相与干燥管壁的摩擦损失 (13) 3.3.2克服位能提高所需压降 (13) 3.3.3颗粒加速所引起的压降损失 (13) 3.3.4局部阻力损失 (13) 3.4辅助设备的选型 (14) 3.4.1风机 (14) 3.4.2预热器 (14) 3.4.3及壁厚的核算 (14) 第四章后记 (15) 4.1设计心得体会 (15) 4.2符号说明 (16) 附录 (16) 参考文献 (16)

第一章气流干燥的设计原则 气流装置的设计内容包括干燥介质的选择,流程的确定,搜集和整理有关数据,干燥过程的物料和能量的衡算,干燥管结构类型和主要工艺尺寸的确定,干燥条件的确定以及主要辅助设备类型选型及设计,绘制表明物料流向﹑流量﹑组成﹑主要控制点和各设备之间相互个关系的工艺流程图和干燥装置主要设备总装置图等。 1.1干燥的目的及各种不同干燥方式 干燥的目的主要是便于物料的储藏﹑运输和加工,通过干燥使产品或半成品达到要求的含湿标准。 将湿物料中的湿分(常见的为水分)除去的方法很多,如压榨﹑过滤﹑离心﹑冷冻及利用干燥剂等等。但综合除湿程度﹑操作的可靠性﹑经济性和处理能力,干燥是工业生产中应用最普遍的除湿方法。就干燥而言,根据传递方式的不同可分为传导干燥﹑对流干燥﹑辐射干燥和介电加热干燥。 1.2 气流干燥过程及适用范围 1.2.1 气流干燥过程 气流干燥装置是连续常压干燥器的一种。颗粒状或粉末状湿物料通过带式供料器从干燥器底部进入,同时高温干燥介质也从干燥器底部进入,并达到一定的流速将湿物料分散和悬浮于气流中,在物料和热介质气流一并沿干燥管向上流动的同时,发生高效的传质传热,达到快速干燥的目的。 适当的安装风机在系统中的位置,气流干燥器可以在正压下操作,对于有毒或粉尘污染可能较大的情况,采用真空操作,产品不宜泄露,有利于保持生产环境;同时也有利于降低水分汽化温度,保护热敏性物料。但此时风机处于抽气工作状态,所抽的气体温度较高,并可能含有一些颗粒和粉

化工原理课程设计简易步骤

《化工原理》课程设计说明书 设计题目 学生姓名 指导老师 学院 专业班级 完成时间

目录 1.设计任务书……………………………………………() 2.设计方案的确定与工艺流程的说明…………………() 3.精馏塔的物料衡算……………………………………() 4.塔板数的确定………………………………………() 5.精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算………() 6.精馏段的汽液负荷计算………………………………() 7.精馏段塔体主要工艺尺寸的计算…………………() 8.精馏段塔板主要工艺尺寸的计算…………………………() 9.精馏段塔高的计算…………………………………() 10.精馏段塔板的流体力学验算…………………………() 11.精馏段塔板的汽液负荷性能图………………………() 12.精馏段计算结果汇总………………………………() 13.设计评述……………………………………………() 14.参考文献………………………………………………() 15.附件……………………………………………………() 附件1:附图1精馏工艺流程图………………………() 附件2:附图2降液管参数图……………………………()附件3:附图3塔板布孔图………………………………()

板式塔设计简易步骤 一、 设计方案的确定及工艺流程的说明 对塔型板型、工艺流程、加料状态、塔顶蒸汽冷凝方式、塔釜加热方式等进行说明,并 绘制工艺流程图。(图可附在后面) 二、 精馏塔物料衡算:见教材P270 计算出F 、D 、W ,单位:kmol/h 三、 塔板数的确定 1. 汽液相平衡数据: 查资料或计算确定相平衡数据,并绘制t-x-y 图。 2. 确定回流比: 先求出最小回流比:P 266。再确定适宜回流比:P 268。 3. 确定理论板数 逐板法或梯级图解法(塔顶采用全凝器)计算理论板层数,并确定加料板位置:P 257-258。(逐板法需先计算相对挥发度) 确定精馏段理论板数N 1、提馏段理论板数N 2 4. 确定实际板数: 估算塔板效率:P 285。(①需知全塔平均温度,可由 t-x-y 图确定塔顶、塔底温度,或通过试差确定塔顶、塔底温度,再取算术平均值。②需知相对挥发度,可由安托因方程求平均温度下的饱和蒸汽压,再按理想溶液计算。) 由塔板效率计算精馏段、提馏段的实际板层数N 1’,N 2’:P 284式6-67。 四、 精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 1. 操作压力m p :取2 F D m p p p += 2. 精馏段平均温度m t :查t-x-y 图确定塔顶、进料板温度,再取平均值。或由泡点方程试差法确定塔顶、进料板温度。 3. 平均摩尔质量M Vm 、M Lm :由P 8式0-27分别计算塔顶、进料板处的摩尔质量,再分别 取两处的算术平均值。汽相的摩尔分率查t-x-y 图。 4. 平均密度Vm ρ、Lm ρ: Lm ρ:用P 13式1-7分别计算塔顶、进料板处液相密度,再 取算术平均值。m Vm m Vm T R M p ??= ρ 5. 液体表面张力m σ:由B B A A m x x σσσ+=分别计算塔顶mD σ与进料板mF σ,再取 平均值。 6. 液体粘度m μ:与表面张力的计算类似。 五、 精馏段汽液负荷(Vs 、Ls )计算 V=(R+1)D L=RD

烘干机计算说明书

烘干机计算说明书 1. 应知参数 ① 原料情况 状态:形状、颗粒大小; 初水份:干基水份=物料重量水份重量 湿基水份=水份 物料水份重量+ 一般情况下初水份是指湿基水份。 ② 烘干系统 气流干燥系统:颗粒较小或水份较小; 回转滚筒干燥系统:颗粒较大或水份较大(30%以上); ③ 成品要求 终水份要求; ④ 进风温度情况 气流干燥:木屑类的进风温度控制在180℃-200℃,以180℃为基准,水份在30%-40% 或以上,温度可以控制在180℃以上; 回转滚筒干燥:水份较高时(30%-40%或以上)温度可控制在200℃以上(木屑类); 低水份类温度可控制在160℃以下; 注意:设计时,气流干燥和回转滚筒干燥系统在干燥木屑类物料时进风温度可控制在200℃, 木塑行业中的木粉不得超过180℃。 ⑤ 出风温度 终水份在10%以上,回转滚筒干燥系统控制在60℃,气流干燥系统控制在80℃; 终水份在5%下,回转滚筒干燥系统控制在70℃,气流干燥系统控制在90℃; 2. 计算 ① 蒸发量计算(单位:kg/h ) 型号按蒸发量选 蒸发量=初水份 终水份)(产量--11*-产量 产量单位:kg/h ② 系统风量 系统风量=出风温度 进风温度蒸发量-3000* 选用鼓风机; ③ 回转滚筒干燥系统 直径=风速 引风机风量*14.3*3600*2 风速为1.5m/s 左右,一般取中间值;按引风机风量计算。 长度=直径*(6-10)倍 气流干燥系统 直径=风速 系统风量*14.3*3600*2 风速为16-20m/s ,一般取中间值; 长度=直径*(60-100)倍 ④ 热源计算(单位:kCa ) 热量=系统风量*0.25*(进风温度-20℃)

化工原理课程设计样本

成绩 化工原理课程设计 设计说明书 设计题目:万吨/年苯—甲苯连续精馏装置工艺设计 。 姓名陈端 班级化工07-2班 学号 006 】 完成日期 2009-10-30 指导教师梁伯行

化工原理课程设计任务书 (化工07-1,2,3,4适用) 一、设计说明书题目: — (万吨/年) 苯 - 甲苯连续精馏装置工艺设计说明书 二、设计任务及条件 (1).处理量: (3000+本班学号×300) Kg/h (每年生产时间按7200小时计); (2). 进料热状况参数:( 2班)为, (3). 进料组成: ( 2班) 含苯为25%(质量百分数), (4).塔底产品含苯不大于2%(质量百分数); (5). 塔顶产品中含苯为99%(质量百分数)。 装置加热介质为过热水蒸汽(温度及压力由常识自行指定), 装置冷却介质为25℃的清水或35℃的循环清水。 三、【 四、设计说明书目录(主要内容) 要求 1)前言(说明设计题目设计进程及自认达到的目的), 2)装置工艺流程(附图) 及工艺流程说明 3)装置物料衡算 4)精馏塔工艺操作参数确定 5)适宜回流比下理论塔板数及实际塔板数计算 6)精馏塔主要结构尺寸的确定 7)精馏塔最大负荷截面处T-1型浮阀塔板结构尺寸的确定 8)、 9)装置热衡算初算确定全凝器、再沸器型号及其他换热器型号 10)装置配管及机泵选型 11)适宜回流比经济评价验算(不少于3个回流比比较) 12)精馏塔主要工艺和主要结构尺寸参数设计结果汇总及评价 13)附图 : 装置工艺流程图、装置布置图、精馏塔结构简图(手绘图)。 五、经济指标及参考书目 1)6000元/(平方米塔壁)(塔径~乘, 塔径~乘, 塔径以上乘, 2)4500元/(平方米塔板), 3)# 4)4000元/(平方米传热面积), 5)16元/(吨新鲜水), 8元/(吨循环水), 6)250元/(吨加热水蒸汽), 设备使用年限10年, 7)装置主要固定资产年折旧率为10% , 银行借贷平均年利息%。 8)夏清陈常贵主编《化工原理》(上. 下) 册修订本【M】天津; 天津大学 出版社2005 9)贾绍文《化工原理课程设计》【M】天津; 天津大学出版社2002

化工原理课程设计任务书

(封面) XXXXXXX学院 化工原理课程设计任务书 题目: 院(系): 专业班级: 学生姓名: 指导老师: 时间:年月日

目录 1、工艺生产流程线 (4) 2、流程及方案的说明和论证 (4) 3、换热器的设计计算及说明 (5) 4、计算校核 (6) 5、设计结果概要表 (9) 6、设计评价及讨论 (11) 参考文献 (11) 附图:主体设备结构图和花版设计图

化工原理课程设计任务书 一、设计题目:列管式换热器设计。 二、设计任务:将自选物料用河水冷却至生产工艺所要求的温度。 /d; 三、设计条件:1.处理能力:G=29*300 t 物料 2. 冷却器用河水为冷却介质,考虑广州地区可取进口水温度为 20~30℃; 3.允许压降:不大于105 Pa; 4.传热面积安全系数5~15%; 5.每年按330天计,每天24小时连续运行。 四、设计要求:1.对确定的工艺流程进行简要论述; 2.物料衡算、热量衡算; 3.确定列管式换热器的主要结构尺寸; 4.计算阻力; 5.选择适宜的列管式换热器并进行核算; 6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构图(3号图纸)、花板布 置图(4号图纸)。 7.编写设计说明书(包括:①封面;②目录;③设计题目(任务 书);④流程示意图;⑤流程及方案的说明和论证;⑥设计计 算及说明(包括校核);⑦主体设备结构图;⑧设计结果概要 表;⑨对设计的评价及问题讨论;⑩参考文献。) 备注:参考文献格式: 期刊格式为:作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号(期号):起止页码 专著格式为:作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码 例:潘继红等.管壳式换热器的分析和计算.北京:科学出版社,1996,70~90 陈之瑞,张志耘.桦木科植物叶表皮的研究.植物分类学报,1991,29(2):127~135 1.工艺生产流程: 物料通过奶泵被送入冷却器后,经管盖进行多次往返方向的流动。冷却后由出料管流出,不合格的物料由回流阀送回冷却器重新冷却,直至符合要求。经过处理的河水由冷却器的进口管流入,由出口管流出,其与牛奶进行逆流交换热量。 牛奶灭菌后温度高达110~115℃,然后进行第一阶段的冷却,冷却到均质温度55~75℃,而后进行均质。无菌均质后,牛奶经过第二阶段的冷却,最终由冷却水冷却至所需的出口温度。本实验所设计的就是第一阶段冷却的列管式换热器。

化工原理课程设计范例

专业:化学工程与工艺 班级:黔化升061 姓名:唐尚奎 指导教师:王瑾老师 设计时间: 2007年1月 前言 在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中,气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。 塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔,后者的代表则为填料塔,在各种塔型中,当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。 筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上,但由于对筛板的流体力学研究很少,被认为操作不易掌握,没有被广泛采用。五十年代来,由于工业生产实践,对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践,形成了较完善的设计方法。筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点:生产能力大于10.5%,板效率提高产量15%左右;而压降可降低30%左右;另外筛板塔结构简单,消耗金属少,塔板的造价可减少40%左右;安装容易,也便于清理检修。本次设计就是针对水乙醇体系,而进行的常压二元筛板精馏塔的设计及其辅助设备的选型。由于此次设计时间紧张,本人水平有限,难免有遗漏谬误之处,恳切希望各位老师指出,以便订正。 目录 一、设计任务 二、方案选定 三、总体设计计算-------------------------------05 3.1气液平衡数据------------------------------ 05 3.2物料衡算------------------------------------- 05 3.3操作线及塔板计算------------------------- 06 3.4全塔Et%和Np的计算----------------------06 四、混合参数计算--------------------------------07 4.1混合参数计算--------------------------------07 4.2塔径计算--------------------------------------08 4.3塔板详细计算-------------------------------10 4.4校核-------------------------------------------12 4.5负荷性能图----------------------------------14 五、筛板塔数据汇总-----------------------------16 5.1全塔数据-------------------------------------16 5.2精馏段和提馏段的数据-------------------17 六、讨论与优化-----------------------------------18 6.1讨论-------------------------------------------18 6.2优化--------------------------------------------18

玻璃器皿气流烘干器使用说明书

玻璃仪器气流烘干器使用说明书 一·玻璃气流烘干器 玻璃仪器气流烘干器,又称为玻璃仪器烘干器、玻璃器皿烘干器,玻璃仪器气流烘干器,玻璃烘干器,气流烘干器、试管烘干器等,是使用玻璃仪器的各类实验室、化验室干燥玻璃仪器的必备烘干器材。 二·功能 玻璃仪器气流烘干器具有快速、节能、无水渍、使用方便、维修简单等优点。该烘干器分B、C型两种型号。B型为改进新型,有调温自动控制装置(可调温40-120℃),C型为全不锈钢调温型。 三·规格 (1) 12孔20孔30孔可依据需要任意选择。 (2)标准管、异形管、粗细长度不等。 四·参数

外形尺寸:(外径×高度,风管不计mm):φ400×400 五·操作方法 (1)根据需烘干的玻璃器皿的大小,将相应规格的风管接插到上盖的出风口上。 (2)将需烘干器皿的水滴甩干,试管口朝下插入支架内烘干。 (3)将温度设定旋钮旋到所需要的温度。使用时将电源插头插入220V交流电源,接通电源开关,则冷风指示绿灯亮,电机工作吹出冷风,再接通热风开关,则热风指示红灯亮,电机工作吹进热风。 (4)当气流温度升至设定温度附近时,热风指示灯灭,加热停止(吹风电机继续工作),当气流温度降到设定温度以下时,热风指示灯亮,继续加热。 (5)当玻璃器皿被烘干后,先关掉热风开关,等玻璃器皿被吹凉后取下,并确定吹出的气流为冷风时,再最后关闭电源开关,切断电源。 六·清洁 每次使用前后对仪器表面做好清洁工作。 七·维护 需按照操作规程正确使用。 八·注意事项 (1)仪器在使用过程中不宜剧烈振动,以免待干燥玻璃器皿损坏。 (2)严禁烘干后直接关闭电源开关,以免剩余热量滞留于设备内部,烧坏电机和其他部件。 (3)电源插座要安装地线,以确保安全。

化工原理课程设计换热器设计

化工原理 课 程 设 计 设计任务:换热器 班级:13级化学工程与工艺(3)班 姓名:魏苗苗 学号:90 目录 化工原理课程设计任务书 (2) 设计概述 (3) 试算并初选换热器规格 (6) 1. 流体流动途径的确定 (6)

2. 物性参数及其选型 (6) 3. 计算热负荷及冷却水流量 (7) 4. 计算两流体的平均温度差 (7) 5. 初选换热器的规格 (7) 工艺计算 (10) 1. 核算总传热系数 (10) 2. 核算压强降 (13) 设计结果一览表 (16) 经验公式 (16) 设备及工艺流程图 (17) 设计评述 (17)

参考文献 (18) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目: 设计一台换热器 二、操作条件:1、苯:入口温度80℃,出口温度40℃。 2、冷却介质:循环水,入口温度℃。 3、允许压强降:不大于50kPa。 4、每年按300天计,每天24小时连续运行。 三、设备型式:管壳式换热器 四、处理能力:109000吨/年苯 五、设计要求: 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。

4、设备简图。(要求按比例画出主要结构及尺寸) 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 六、附表: 1.设计概述 热量传递的概念与意义 热量传递的概念 热量传Array递是指由于 温度差引起 的能量转移, 简称传热。由 热力学第二 定律可知,在 自然界中凡 是有温差存 在时,热就必 然从高温处 传递到低温 处,因此传热

是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作,多需要进行加热和冷却,例如:化学反应通常要在一定的温度进行,为了达到并保持一定温度,就需要向反应器输入或输出热量;又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中,都要向这些设备输入或输出热量。此外,化工设备的保温,生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题,由此可见;传热过程普遍的存在于化工生产中,且具有极其重要的作用。总之,无论是在能源,宇航,化工,动力,冶金,机械,建筑等工业部门,还是在农业,环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。 应予指出,热力学和传热学既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢,它仅研究物质的平衡状态,确定系统由一个平衡状态变成另一个平衡状态所需的总能量;而传热学研究能量的传递速率,因此可以认为传热学是热力学的扩展。 传热的基本方式 根据载热介质的不同,热传递有三种基本方式: 热传导(又称导热)物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。热传导的条件是系统两部分之间存在温度差。

化工原理课程设计计算示例

化工原理壳程设计计算示例 一浮阀塔工艺设计计算示例 拟设计一生产酒精的板式精馏塔。来自原料工段的乙醇-水溶液的处理量为48000吨/年,乙醇含量为35%(质量分率)原料温度为45℃。 设计要求:塔顶产品的乙醇含量不小于90%(质量分率),塔底料液的乙醇含量不大于0.5%。 一、塔形选择及操作条件的确定 1.塔形:选用浮阀塔 2.操作条件: 操作压力:常压;其中塔顶:1.013×105Pa 塔底:[1.013×105+N(265~530)Pa] 进料状态:饱和液体进料 加热方式:用直接水蒸气加热 热能利用:拟采用釜残液加热原料液 二、工艺流程

三、有关工艺计算 首先,根据题目要求,将各组成要求由质量分率转换为摩尔分率,其后由 2 3971.1/H O kg m ρ=,3735/kg m ρ=乙醇 参考资料(一),查出相应泡点温度及计算平均分子量。 同理求得0.779D x = 0.0002 W x = (1)0.17646(10.176)1822.3/f f f M x M x M kg kmol =+-=?+-?=乙醇水 同理求得:39.81/D M kg kmol =,18.1/D M kg kmol = 1. 最小回流比及操作回流比的确定 由于是泡点进料,x q =x f =0.174过点e(0.174,0.174)作x=0.174直线与平衡线交与点d ,由点d 可以读得y q =0.516,因此, min(1)0.7790.516 0.7690.5160.174 D q q q x y R y x --= = =-- 又过点a (0.779,0.779)作平衡线的切线,可得切点g 由切点g 可读得' 0.55q x =,' 0.678q y =,

化工原理课程设计换热器的设计

中南大学《化工原理》课程设计说明书 题目:煤油冷却器的设计 学院:化学化工学院 班级:化工0802 学号: 1505080802 姓名: ****** 指导教师:邱运仁 时间:2010年9月

目录 §一.任务书 (2) 1.1.题目 1.2.任务及操作条件 1.3.列管式换热器的选择与核算 §二.概述 (3) 2.1.换热器概述 2.2.固定管板式换热器 2.3.设计背景及设计要求 §三.热量设计 (5) 3.1.初选换热器的类型 3.2.管程安排(流动空间的选择)及流速确定 3.3.确定物性数据 3.4.计算总传热系数 3.5.计算传热面积 §四. 机械结构设计 (9) 4.1.管径和管内流速 4.2.管程数和传热管数 4.3.平均传热温差校正及壳程数 4.4.壳程内径及换热管选型汇总 4.4.折流板 4.6.接管 4.7.壁厚的确定、封头 4.8.管板 4.9.换热管 4.10.分程隔板 4.11拉杆 4.12.换热管与管板的连接 4.13.防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型) 4.14.膨胀节的设定讨论 §五.换热器核算 (21) 5.1.热量核算 5.2.压力降核算 §六.管束振动 (25) 6.1.换热器的振动 6.2.流体诱发换热器管束振动机理 6.3.换热器管束振动的计算 6.4.振动的防止与有效利用 §七. 设计结果表汇 (28) §八.参考文献 (29) §附:化工原理课程设计之心得体会 (30)

§一.化工原理课程设计任务书 1.1.题目 煤油冷却器的设计 1.2.任务及操作条件 1.2.1处理能力:40t/h 煤油 1.2.2.设备形式:列管式换热器 1.2.3.操作条件 (1).煤油:入口温度160℃,出口温度60℃ (2).冷却介质:循环水,入口温度17℃,出口温度30℃ (3).允许压强降:管程不大于0.1MPa,壳程不大于40KPa (4).煤油定性温度下的物性数据ρ=825kg/m3,黏度7.15×10-4Pa.s,比热容2.2kJ/(kg.℃),导热系数0.14W/(m.℃) 1.3.列管式换热器的选择与核算 1.3.1.传热计算 1.3. 2.管、壳程流体阻力计算 1.3.3.管板厚度计算 1.3.4.膨胀节计算 1.3.5.管束振动 1.3.6.管壳式换热器零部件结构 §二.概述 2.1.换热器概述 换热器是化工、炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。在化工厂,换热器的费用约占总费用的10%~20%,在炼油厂约占总费用35%~40%。换热器在其他部门如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此,设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的作用。 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,即简称换热器,是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。 换热器的类型按传热方式的不同可分为:混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛,如表2-1所示。 表2-1 传热器的结构分类

化工原理课程设计模板123

目录 第一章前言 (1) 1.1 精馏及精馏流 (1) 1.2 精馏的分类 (2) 1.3精馏操作的特点 (2) 1.3.1沸点升高 (2) 1.3.2物料的工艺特性 (2) 1.3.3节约能源 (2) 1.4 相关符号说明 (4) 1.5相关物性参数 (6) 1.5.1苯和甲苯的物理参数............................... .6 第二章设计任务书. (7) 第三章设计内容 (8) 3.1设计方案的确定及工艺流程的说明 (8) 3.2全塔的物料衡算 (8) 3.2.1原料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (8) 3.2.2原料液及塔顶底产品的平均摩尔质量 (8) 3.2.3料液及塔顶底产品的摩尔流率 (9) 3.3塔板数的确定 (9) 3.3.1平衡曲线的绘制 (9) 3.4塔的精馏段操作工艺条件及计算 (12) 3.4.1平均压强p m (12) 12 3.4.2平均温度t m..................................... M (13) 3.4.3平均分子量 m 3.4.4 液体的平均粘度和液相平均表面张力 (14) 3.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (16)

3.5.1塔径的计算 (16) 3.5.2精馏塔有效高度的计算 (18) 3.6塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (18) 3.6.1溢流装置计算 (18) 3.6.2塔板布置 (19) 3.6.3气象通过塔板压降的计算 (21) 3.7塔板负荷性能图 ................................ ..23 3.7.1漏液线 (23) 3.7.2 雾沫夹带线 (23) 3.7.3 液相负荷下限线 (24) 3.7.4 液相负荷上限线 (24) 3.7.5液泛线 (25) 第四章附属设备的选型及计算 (27) 4.1接管——进料管 (27) 4.2法兰 (27) 4.3筒体与封头 (27) 4.4 人孔 (28) 4.5热量衡算 (28) 参考文献 (31) 课程设计心得 (32)

干燥机设计说明书

摘要 筒体是卧式滚筒软化干燥机的机体。筒体内既进行热和质的传递又输送物料,筒体的大小标志着卧式滚筒软化干燥机的规格和生产能力。筒体应具有足够的刚度和强度。在安装和运转中必须保持轴线的直线性和截面的圆度。筒体的材料一般用Q235钢和普通低合金钢。提高了传热效率,充分发挥了蒸汽的潜能,降低了蒸汽消耗;提高了滚筒软化干燥机加热列管的管壁温度,增加设备处理量,提高物料软化效率。应根据油料的种类和含水量的不同,制定软化温度;当油料含水量低时,软化温度应相应高些,反之,应低些。根据油料含水量的不同,可进行加热润湿或加热去水。根据轧呸效果调整软化条件。轴的设计工作中的另一个重要方面是一根轴与另一根轴之间的直接联接方法。这由刚性或者弹性联轴器来实现的。联轴器是用来把相邻的两个轴端联接起来的装置。在机械结构中,联轴器被用来实现相邻的两根转轴之间的半永久性联接。 关键词:滚筒;软化;效率; 联轴器

Title The Softening kettle Abstract:T he tube body is the machine body that the softening kettle. The tube body inside since carry on heat and qualities' deliver and transport the material, the size of the tube body symbolizes the specification and the production ability that the softening kettle. The tube body should have enough of just degree and strength.Must keep the straight line of the stalk line and cut a degree of the noodles in install and revolve.The material of the tube body uses the low metal alloy steel of Q235 steel and commonness generally. Raised to transmit heat the efficiency, developed the potential of the steam well, lower the steam to eliminate Consume; raised the roller to soften the tube wall temperature of a pot of heating row tube, increase the equipments processing quantity, raise the material to soften the efficiency. Should according to the category and dissimilarity with amount of waters that oil anticipate, draw up to soften the temperature;When the oil anticipates to contain the amount of water low, soften the temperature and should correspond a little higher, whereas, should be a little lower. Anticipate the dissimilarity with amount of water according to the oil, can carry on heat smooth wet or heat to the water. A djust to soften the condition according to the force result. Another important aspect of shaft design is the method of directly connecting one shaft to another. This is accomplished by devices such as rigid and flexible couplings. A coupling is a device for connecting the ends of adjacent shafts. In machine construction, couplings are used to effect a semi permanent connection between adjacent rotating shafts. Keywords:Rotary Drum;Softening;efficiency; coupling

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