喷雾干燥课程设计(模版)
二、工艺流程确定
（首先应初选你的工艺流程，如：）
选用并流、离心式喷雾干燥法进行奶粉的喷雾干燥。
（接着要论证这一工艺过程的合理性，大致从牛奶的特性，如牛奶属热敏性、高营养等等，以及喷雾干燥的特性或优势，以说明要喷雾干燥这个单元操作是比较适合用来加工牛奶成为奶粉的）
在接着要进行对比论证：
1、为什么要采用并流立式？（优缺点，当然重点要突出优点）
2、为什么要采用离心喷雾（有的的压力喷雾）？（优缺点，当然重点要突
出各自的优点，略述缺点）
最后明确你的选择工艺流程。整个论证过程要突出对比，要充分论述并说明对于任务书提出的产品加工要求你为什么要选择这样的工艺流程，表达的文字要简洁，让别人能够知道你选择的理由。
喷雾干燥流程图：
（此处要给出你确定的工艺流程简图（步骤框图），让别人能够知道生产加工的总体框架，框图以美观、协调、步骤的前后工序明了，图形的画法按自己的理解思考）
三、喷雾干燥装置的计算：
１物料及热量衡算
（这部分主要进行干燥静力学计算，期间要确定一些状态参数，所有公式简单罗列了一下，有的自己可以用公式编辑器重新书写，图形和版面可以作些调整，但应围绕工整简洁，要用适当的语言表述计算过程进行以及逻辑推理关系，所有的公式应标明出处，关键参数的选择要充分说明理由）
１－１空气状态参数的确定
新鲜空气
L t0ф0 H0υH0 I0２
q l 空气加热器冷凝水干燥塔奶粉G2 t M1
物料、热量衡算图
a新鲜空气状态参数：（参化工原理P２１６～２１８）
由设计条件给定：t0＝℃ф0＝
查得２５℃饱和水蒸汽压P s0＝ m/mHg
求湿含量H ＝０.６２２（ф0P s0）／（P-ф0P s0）
＝０.６２２（０.７*２３.７６）／（７６０-０.７*２３.７６）
＝Kg/Kg干
热焓I0 ＝（１.０１+１.８８H0）t0+２４９２H0
＝（１.０１+１.８８*０.０１３９）*２５+２４９２*０.０１３９
＝KJ/Kg干
湿比容υH0 ＝（０.７７３+１.２４４H0）*（２７３+ t0）／２７３
＝（０.７７３+１.２４４*０.０１３９）*（２７３+２５）／２７３
＝m3/Kg 干
b加热后空气的状态参数：
（。。。。。。。。。。１８）
（此处应充分说明预热后的温度t1 是如何确定的，这样确定的依据是什么，要标明依据的来源）
湿度H１＝H0＝Kg/Kg干
热焓I１＝（１.０１+１.８８* H１）* t1+２４９２H1
＝（１.０１+１.８８*０.０１３９）*１５０+２４９２*１５０
＝KJ/Kg干
比容υH１＝（０.７７３+１.２４４H１）*（２７３+ t１）／２７３
＝（０.７７３+１.２４４*０.０１３９）*（２７３+１５０）／１５０
＝m3/Kg 干
c 排风状态参数确定：
（乳粉生产基本知识 P258，乳与乳制品生产P279,273,305）（此处要详细说明出口排风状态如何确定，理由是什么，在确定过程中有哪些注意点，如文献介绍及实际生产中一般控制排气温度在７５～８５℃，相对湿度控制在１０～１３％为好．）
比如选取t2＝８０℃，然后根据所设计干燥塔的具体操作条件求取H2υH2 I2ф２等参数．奶粉出口温度一般比排气温度低１０℃．就整个干燥器作热量衡算，（化工原理下P２３０）
G2C M t M1/W + C l t M1 + l I0 +l(I1-I0) = G2C M t M2 /W + lI2 + q l
C M产品比热，全脂奶粉为２.０９４KJ/Kg℃(P349)
C l水的比热，４.１８７KJ/Kg℃
t M1浓奶温度，给定５５℃
t M2奶粉出口温度，取７０℃
q l每蒸发１千克水干燥室的热损失，
按工业生产经验取２５１KJ/Kg水(P305)
W每小时蒸发水量（见物料衡算）２２８.３Kg
G2每小时奶粉产量（见物料衡算）２０２Kg
l 每蒸发１千克水所需空气量Kg, l＝1/(H2－H1)
将上式整理后可得
C l t M1－（G2C M t M2 /W－G2C M t M1/W+ q l）＝（I２-I１）／(H2－H1)（234）
方程左端表示干燥室补充热量与损失热量之差，用Δ表示．Δ＝4.187*55-(202*2.094*70/228.3-202*2.094*55/228.3+251) ＝KJ/Kg水
Δ＝（I２- I１）／(H2－H1)
＝( (1.01+1.88 H2) t2+2492 H2 - I１)/( H2－H1)
＝( (1.01+1.88 H2) t2+2492 H2–190.0)/ ( H2－0.0139)＝-48.5
解得H2＝ Kg/Kg干
(注意不能用简化式)
热焓I
＝(1.01+1.88 H2) t2+2492 H2
２
＝(1.01+1.88*0.0408)*80+2492*0.0408
＝KJ/Kg干
ф２的求取：由H2＝０.６２２ф２P S2 /（P-ф２P S2）
查得８０℃饱和水蒸汽压P S2＝３５５.１m/mHg
０.０４０８＝０.６２２*３５５.１／（７６０-３５５.１ф
２
）ф２＝
（此处注意，ф
２
的计算结果不能大于13%，否则产品的含水量无法保证，如果计算结果大于13%，则应调整前面的参数选择，重新计算直到结果满意为止，如果计算结果符合小于13%，则也要说明这个要求，并标明出处。这里是计算的一个关键点，请务必注意）
比容υ
H２＝（０.７７３+１.２４４H
２
）*（２７３+ t
２
）／２７３
＝（０.７７３+１.２２４*０.０４０８）*（２７３+８０）／２７３
＝m3/Kg 干
１－２物料衡算：（化工原理P228）
a 每小时需得奶粉量G
2
可由年产量，年工作日，日工作班数及喷雾时间求取．
G
2
＝８*１／*２*＝Kg/h
B 每小时喷雾浓奶量及蒸发水分量W
G
1＝G
2
*（１-W
2
）/(1-W
1
)
＝２０２（１-０.０２）／（１-０.５４）＝ Kg/h
W ＝G
1 - G
2
＝４３０.３-２０２＝ Kg/h
C 每蒸发１Kg水干空气用量（绝干量计）
l＝１／(H2－H1)＝１／（０.０-０.０）
＝Kg干／ Kg水
每小时干空气量
L＝W/(H2－H1)＝＝Kg干／h
新鲜空气体积流量
V 0=Lυ
H０
＝８４*０.８６３＝m3/h
热空气体积流量
V １=Lυ
H１
＝８４７*１.２２５＝m3/h
新鲜空气体积流量
V ２=Lυ
H２
＝８７*１.０６５＝m3/h
１－３热量衡算
a输入系统热量
新鲜空气输入：Q1=LI0= 8487×60.5 = KJ/h 加热器输入热量：
Q2＝L（I
２- I
１
）＝8487×(190-60.5)=KJ/h
浓奶带入的热量：
Q3= G2C M t M1+WC l t M1＝202×2.09×55+228.3×4.187×55＝KJ/h
ΣQ
入
＝Q1+ Q2+ Q3＝5.13×105+1.099×10６+0.76×105
＝KJ/h
B 输出系统的热量
排气带出的热量: Q’1=LI2= 8487×188.7 =KJ/h
产品奶粉带出的热量：
Q’2＝G2C M t M2＝202×2.09×70=KJ/h 干燥室热损失：
Q’3= W q l＝228.3×251=KJ/h
ΣQ
出
＝Q’1+ Q’2+ Q’3=1.6015×106+0.296×105 +0.573×105
＝KJ/h
可见热量收支平衡。（此处要说明整个系统的热量基本是平衡的，有的同学算出来如果差异比较大，则要注意调整前面的参数选择）
C 干燥过程的热效率：表示每蒸发1公斤水分，干燥器内所需加入的热量中用于汽化水分所耗热量的百分率。
η=((r 0+C W t 2)-C l t M1)/l (I 2－I 1)
=(2492+1.88*80-4.187*55)/37.17(190.0-60.5)= 即 50.1% d 空气加热器蒸汽消耗量：（喷雾干燥 P266） 选取加热用饱和水蒸气温度T= t 1+10=160+10= ℃
查得其饱和蒸汽压为 6.303 Kgf/cm2(绝压)，汽化潜热为 2087.1KJ/kg 并取热效率ηk =95%
蒸汽消耗量: D k =Q 2/r ηk =1.099×10６ /2087.1*0.95= Kg/h
2、离心式雾化器的计算：
根据现有的定型设备LP150，用其有关数据进行参考设计。 G 1’=432.45kg/h ρ=1120kg/m 3
V 1=h l G /12.38611201045.4323
1'
1=?=ρ 故需生产能力为400l/h 的离心雾化器。
要使喷孔流速U 孔在0.5~1m/s 之间，可增大孔径至5mm ，仍采用6个 喷孔。 核算U 孔=
2
/36001000
/06
4
m s π
?=??在0.5~1m/s 间，适用选LP400：
LP400：参数如下：
生产能力：400l/h
主要性能参数：离心盘喷嘴外径：280mm
喷嘴个数： 6个 喷嘴孔径： 5mm 离心盘转速： 7275rpm 离心盘线速度： 104m/s
（上述采用的是参考性设计，因为离心雾化器结构比较复杂，不可能重新进行设计，因此我们可以用现有型号的雾化器，只是在生产能力方面作些调整，上述我们是通过扩大喷孔的孔径，但喷孔内的液流速度应在合理范围内，所以随后进行了校核，最后列出了主要性能参数。下面的计算要标明公式出处）
2-1 液滴直径ζ的计算 δ=98.5×
ρ
σ
R n 1 n ：离心盘转速7275rpm R ：离心盘外半径140mm ρ：浓奶密度1120kgf/m 3 ζ：浓奶表面张力0.005kgf/m
δ
=98.5m =
2-2 液滴离开转盘的初速度
A=0.098.025
.035
.0)/(Z G r k μ r k ：喷孔半径 m
=0.098
.025
.0335
.0)63600/386.0()
11201015(0025.0???- μ：浓奶运动粘度
z ：喷嘴个数
=4.21 G ：浓奶体积流量m 3/s G=
h m G /386.01120
45
.43231
'
1==
ρ
ω=s n /84.76160
72752602弧度=?=ππ U r =)35.01(43
.142
.095
.04
.04
.08.0R
A
A
R ω
ω-
=
)14.084.76121.435
.01(21.414.084.76143
.142.095.04.04.08.0?-? R ：离心盘外半径m =49.84m/s
U t =ωR=76 1.84×0.14=106.66m/s U H
1/m s == 2-3 喷洒液滴射程（喷距半径） S=
k
H B u u ln 34?ρδρ
ρB ：进出口空气平均密度
ρB =12
312
1211/2
22
H H H H v v kg m ρρB B +++++===
μB ：平均粘度
μB =1
222
b b cp μμ++
== 雷诺数R e =56
7.10.1
210
h B B u δρμ--??== 阻力系数
0.60.6
18.5150631
e R ?∴=
==
设液滴重力沉降时为层流。
则：U K =226
()(7)(11)9.81
181820B B g δρρμ--=
? =0.m/s
56
70050.1
0.822
k B e B u R δρμ--??===< 为层流 ∴U K =0. m/s
S=5447.010 1.7
ln ln 1330.50.10.5
H B K U m U δρ?ρ-?=?=?
2-4 离心喷雾器所需功率
N=G V g GV 202
0001125.0210225.2=?
V 0——液滴线速度 m/s
G ——浓奶质量流量 kg/s
∴N=0.001125×106.662×
kw 54.1360045
.432= 3、喷雾干燥塔主要尺寸的计算 3-1 塔径D
D= 2.25S=2.25×1.523=m 圆整为D=m
验算塔内空气平均流速U ，应在0.1~0.3m/s 之间。
（此处要验算塔内空气流速，若不在范围则要调整前面的参数）
U=12221.0167
220.1/3600
3600
44
H H v v L m s D π
π
++?==???
0.1m/s 3-2 塔高 D H 1=1.2D=1.2×=m H 2 =D=4m 选鼓形阀d=400mm 45.04 2 .022/2/2 2=-=-= H d D tg α 2 ∴α=48.5°<60°合适（此处要注意为什么要 下面锥体的顶角要小于60°） H=H 1+H 2= =m d 有效容积2221 4.806244 V D H m ππ ==??= 蒸发强度322430/62W q kg m h V ===核算水 q 经验=0.03t 1-1=0.03×160-1=3.8kg 水/m 3h 二者近似相等 ∴合适 2、压力式雾化器计算 在此选用M 型雾化器而不用S 型，。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。，喷孔不易堵塞。 （此处要论述选择M 型雾化器的原因及其特点） 液体通过内插头完成旋转运动，然后由嘴喷喷出。具有使液体旋转的内插头喷嘴，称为离心型压力喷嘴。 旋转型压力喷嘴和离心压力喷嘴在雾化机理方面，没有什么差别。 2-1 喷咀孔截面积、孔径及喷头个数的确定 （1）喷咀孔截面积 为使塔径不至过大，且与气流良好接触,根据经验,雾化角控制在60~70℃ 在此选°。（出处？） 由θ=°，查图3-44可查，得A ’= 再由A ’=2.5查图3-42，可得流量系数C D = 据公式：ρ P g C Q F D ?= 2 ρ——浓奶密度1120kg/m 3 Q ——喷嘴流量 '431 4.5 1.0(/)36001103600 G Q m s ρ-===?? △P ——压力式雾化器的操作压力，应在100~150 kgf/cm 2之间， 选取120kgf/cm 2 C D ——孔板系数 C D =0.25 故 4 2m -= （2）孔径 选取喷嘴孔径do ，根据经验一般为1~1.5mm ，选1.2mm 。 （3）喷头个数的确定 6 23 2 2.9610 ()(1.210) 4 4 F n d π π --?= = =??个 此值需圆整为 个。 2-2 喷咀旋转室的尺寸确定 由式：1 A R r A o π= A 1= nbh ∵A ’=2 /11 0)( R r A ∴可得A 1= 2/11 , 0)('R r A R r π A ’ ——喷咀的结构参数 A ’=2.5 r 0 ——喷咀孔半径 R ——旋转室半径，取R=3mm b ——液体入口宽度，取b=0.4mm ，b 太大，不会粘在壁上，分散开， b 太窄，阻力大。 A 1 ——切向通道总的截面积 R 1 ——R 1=R-=2b 3-24 .0=3-0.2=2.8mm n ——增向通道个数 n=4 h ——液体入口高度 A 1=33 323 1.10/2310 1.0/2()().5 2.0 m π----????= 6 13 1.04710()40.410A h m nb --?∴===?? 圆整取0.7 mm 根据经验校核 2R/b=2×3/0.4=15 其值在6~30之间 h/b=7×10-4/0.4×10-3=1.75 其值在1.3~3.0之间 2-3 喷嘴的生产能力 A ’=A(2 /11 002/110)()( R r nbh R r R r π=) =2.34 查图3-42，可得C D ’=0.26 查图可得θ=630 ∴实际的Q ’ =F ·C D ’ r p g ?2 =3.396 43100.26110(/)m s --?? 大于1.073 m 3/s 符合要求 由p p Q Q ??= 1 1 可用来调节流量。 2-4 进旋转室切向通道长度L 的计算 如图可知 22 2 1R R L -= R 2 ——空气心外半径一般取 R 2=4~4.5mm ，取 R 2=4mm R ——旋转室半径，R=3mm )(65.234221mm L =-= 2222 2 2)()(b R R b R R L -----= =mm 54.1)4.03(3)4.03(42222=----- L= mm L L 10.22 65.254.1221=+=+ L ——入口长度 经验校核 25.54 .010 .2== b L 在0.9~7之间 L/b 在0.9~7时对流量系数没多大影响，其值过大时，压头损失过大，过 小时，液体进入旋转室后就会出现散乱流动不能在室内均匀旋转。 2-5 喷咀芯结构 厚度为6~7mm ，喷嘴孔长度取孔直径1.2mm 。 3、干燥室（塔）主要尺寸的确定（曹255、汇编2-20、30~31） 因立式喷雾设备较卧式有如下优点： 干燥塔生产能力大，占地面积小，设备蒸发强度大，干燥时间长，有利于提高设备的热效率等，故选择立式。 采用多喷头式n=3，呈多边三角形布置。 其中心距为1000mm 。 喷头与塔壁间距可取1000~1200mm ，在此取1100mm ，可减少周壁的沾粉现象，气流的截面速度下降，有利于设备热效率提高。 q=0.03t 1-1=0.03×160-1=3.8 V= q W V ——干燥室的有效容积 W ——干燥室的水分蒸发 q ——干燥强度 t 1——进入干燥室的热风温度 V=)(1.608.35.2283m = F V D V H ==24π H ——立式干燥室的有效高度 F ——干燥室的截面积 D ——干燥室的直径 D=)(3355)110030cos 500 (20 mm =+? 经园整 D=3.5m ∴m H m D V H 7)(8.6)5.3(4 1 .604 12 2 1=→== =圆整π π H 2=D=3.5（m ） 取d=0.4~0.5m 在此d=0.4m 夹角应小于60°，使产品不易堵塞。 通过几何计算tg 46 .02 .02/=α α=47°<60°符合要求。 四、辅助设备的选型计算（汇编4-1、曹277、乳品工业手册492） 1、空气过滤器的选型计算 此处应说明选用什么过滤介质以及其特点，过滤面积F=m Lv Ho m 为滤层过滤强度，一般为4000~8000m 3/m 2 h 选m= m 3/m 2h 2313.15000863 .07610m m Lv F O H =?= = 圆整为1.6m 2 核算m= 32703 44.6/1.6 O H Lv m m h F ?= = 空气阻力H f =0.5sv 1.8 S ：滤层厚度，通常取10 cm V ：过渡速度为 s m m /3600 H f =0.5 1.8 244.610( )623600 o mmH ??= 过滤时一部分孔被堵，导致H f 上升，至一定程度（O mmH 220~15>）时取下清洗。（注意说明清洗条件） 2、空气加热器的选型计算(汇编4-2~4，乳品工业手册493~502) 此传热过程，换热器两（此处要说明为什么选用翅片式换热器及其特点或 操作中的注意事项）。。。。。。。。。。。。。。。。。。。少该侧热阻。 （1）需要加热量Q 需 Q 需= 10() 70(2.768) 16/0.5 L I I KJ h η -?-= = （2）传热效率10015 00417.35 S t t T T --= ==--∑ （3）表面风速V a 的选取 由ε查[4-3] V a -ε图的V a =1.8m/s ，N=8排。 GLII 型钢制空气热交换器比GLI 型散热排管的传热系数高，比I 型散热排管重量轻，体积小，消耗金属少，且造价比S 、U II 型钢制散热排管便宜。故选用GLII 型空气加热器。 （4）受风面积F a a a V G F 3600' = G ’：校正至20℃，latm 时空气的体积流量[m 3/h] = 27320293 7600.832732529836003600 1.8 O H a hv v +?? +=? =0. m 2 （5）选型：据F a =0.9965m 2，8排查[4-4]表选GLII 2-15-78。 GLII 2-15-78的主要参数： 散热面积F 0：37.62m 2 受风表面积F a ：1.192m 2 通风净截面积F f ：0.632m 2 总传热面积F o =4×37.62=150.48m 2 （6）核算传热量：Q 供=KF O △t m K 无具体计算公式，故借用S 、U II 型公式。 K=19.77(V r )0.608×10-3 V r = 2(1)70(10.0) 3/36000.63600 O f L H kg m s F +?+==??? K=19.77×3.3920.608×10-3=0.0415kw/m 2k △t m =1212 (1.325)(17.3160) 514.325ln /ln 1.310 t t t t ?-?---==-??-℃ Q 供=KF O △t m =015×1.48×57.55=kw =1295144.8kJ/h Q 供>Q 需 富裕15.6%<20~30% 故在原有基础上加一组，即10排。 （7）空气阻力 △P=0.0853×（V r ）1.862×10=mmH 2O （压力喷雾的粉尘回收采用袋滤） 3、粉尘回收装置的选型和计算（喷） a 、选用布袋过滤器，因为（为什么选用布袋过滤器而不用旋风分离器，则应说明理由）旋风式分离效果不好。 （1）q v q LV F H == 2 V ——通过布袋过渡器的空气量 q ——布袋的允许通过负荷，一般150~200m 3/m 2h ，选1。 F= 277.1 1.076 ()10m ?= （2）确定规格、只数、组数 Z=dl F π Z ——运行时的只数 d ——布袋直径，150~200mm ，选180mm 。 l ——布袋长度，2m~3.5m ，选3m 。 Z= 48.34 20.183 π=??只 圆整为30只 一般有二组、一组使用，一组备用。 （3）核算q q=2276.1 1.076 0.18330H H LV LV F dlz ππ?== =??? 在150~200范围内，故可。 （4）计算阻力 △P=（K 0Zp+a 0）qb 0 △P ——空气通过布袋时的阻力 Z P ——织物的沾尘度，对乳粉而言：Z P =500g/m 2 k 0、a 0、b 0是常数，对棉织绒布而言。 k 0=2.45×10-4 a 0=7.56×10-3 b 0=1.14 △P=（2. 5×10-4×50+7.56×10-3）×111.14 = (mmH 20) △P 上升到一定程度，如80 mmH 20，应更换、清洗。 （离心雾化的粉尘回收选用旋风分离器） b 、粉尘回收装置的选型和计算（化） （1）选型：采用干式法回收，（为什么要选用旋风分离器，及其特点）。。。。。。。。选用标准型切线入口的旋风分离器、离心式喷雾机乳粉粒度谱。 粒径μm 0~60 60~120 120~180 180~240 >240 离心式 分布百分率 2.0 31.2 24.0 18.6 24.0 压力式 分布百分率 66.4 24.6 5.4 2.2 1.5 （2）分离器尺寸及进口风速和阻力计算 进口风速u i 一般可取15~25m/s ，取ui=20m/s 进口截面积F= 2270 1.076 3600203600 H hv m ui ?==?? F=2 248 D D D A?B =?= = 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。 封面（按要求的格式制作） 食品工程原理课程设计任务书 专业：XXX 班级：XXX 姓名：XXX 一、计题目：年产全脂奶粉——奶粉喷雾干燥 二、设计条件： 1、生产任务：年产全脂奶粉750吨（学号：1--9）； 800吨( 例） 850吨（学号：10--18）； 900吨（学号：19--24）； 950吨（学号：25--30） 以年工作日310天（例），300（学号尾号为单数）；330天（学号尾数为双号），日工作二班，班实际喷雾时间6小时计。产品质量符合国家“全脂奶粉质量标准”。 2、进料状态：浓缩奶总固形物含量48%（例） 46%（学号5,6,11,12,17,18,23,24,29,30） 50%（学号：3,4,9,10,15,16,21,22,27,28） 52%（学号：1,2,8,7,13,14,19,20,25,26）温度55℃、密度1120kg/m2、表面张力0.049N/m、黏度15cp。 成品奶粉含水量≯2.5%（一级品）、密度600 kg/m2、比热2.1kJ/kg.K。 3、新鲜空气状态：t 0=20℃、ф =50%（例） t 0=22℃、ф =52%（学号1—10）； t 0=23℃、ф =55%（学号11—20）； t =25℃、ф =60%（学号21—30） 大气压760mmHg 4、热源：饱和水蒸气。 三、设计项目： a)工艺流程的确定 b)喷雾干燥装置的计算 c)辅助设备的选型及计算 d)绘制工艺流程图（涉及各设备平面图） e)编制设计说明书 四、设计时间和设计要求 时间：1周 要求：根据设计任务，确定方案合理，论证清楚，计算正确，简述简明，图纸整洁无误，书写整齐清洁。 《化工原理》课程设计水吸收氨气填料塔设计 学院医药化工学院 专业化学工程与工艺 班级 姓名姚 学号 090350== 指导教师蒋赣、严明芳 2011年12月25日 目录 前言 (1) 1. 水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介 (4) 1.1任务及操作条件 (4) 1.2设计案的确定 (4) 1.3填料的选择 (4) 2. 工艺计算 (6) 2.1 基础物性数据 (6) 2.1.1液相物性的数据 (6) 2.1.2气相物性的数据 (6) 2.1.3气液相平衡数据 (6) 2.1.4 物料衡算 (7) 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (7) 2.2.1 塔径的计算 (7) 2.2.2 填料层高度计算 (9) 2.2.3 填料层压降计算 (12) 2.2.4 液体分布器简要设计 (13) 3. 辅助设备的计算及选型 (15) 3.1 填料支承设备 (15) 3.2填料压紧装置 (16) 3.3液体再分布装置 (16) 4. 设计一览表 (17) 5. 后记 (18) 6. 参考文献 (10) 7. 主要符号说明 (10) 8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图） 前言 在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门，塔设备属于使用量大应用面广的重要单元设备。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。 在化学工业中，经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离，其主要目的是回收气体混合物中的有用物质，以制取产品，或除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理，或除去工业放空尾气中的有害成分，以免污染空气。吸收操作是气体混合物分离方法之一，它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。 塔设备按其结构形式基本上可分为两类；板式塔和填料塔。以前在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采用填料塔。近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小、性能稳定等特点。因此，填料塔已经被推广到大型气、液操作中，在某些场合还代替了传统的板式塔。如今，直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。 综合考察各分离吸收设备中以填料塔为代表，填料塔技术用于各类工业物系的分离,虽然设计的重点在塔体及塔内件等核心部分,但与之相配套的外部工艺和换热系统应视具体的工程特殊性作相应的改进。例如在DMF回收装置的扩产改造项目中,要求利用原常压塔塔顶蒸汽,工艺上可以在常压塔及新增减压塔之间采用双效蒸馏技术,达到降低能耗、提高产量的双重效果，在硝基氯苯分离项目中;改原多塔精馏、两端结晶工艺为单塔精馏、端结晶流程,并对富间硝基氯苯母液进行精馏分离,获得99%以上的间硝基氯苯,既提高产品质量,又取得了降低能耗的技术效果。 过程的优缺点：分离技术就是指在没有化学反应的情况下分离出混合物中特定组分的操作。这种操作包括蒸馏，吸收，解吸，萃取，结晶，吸附，过滤，蒸发，干燥，离子交换和膜分离等。利用分离技术可为社会提供大量的能源，化工产品和环保设备，对国民经济起着重要的作用。为了使1填料塔的设计获得满足分离要 广东工业大学课程设计任务书 一、课程设计的内容 1．设计任务与要求 设计一喷雾干燥装置以干燥某种物料悬浮液。干燥介质为空气，热源为蒸气和电；雾化器采用旋转型压力喷嘴，选用热风-雾滴（或颗粒）并流向下的操作方式。 2．概述、原理、优点、流程 通过查阅喷雾干燥有关资料，熟悉喷雾干燥基本原理、优点和工艺流程。 3．根据计算的最主要尺寸绘制流程示意图 二、课程设计的要求与数据 料液处理量1G ＝300h kg / 料液含水量1ω＝80％（湿基，质量分数） 产品含水量ω=2%(湿基，质量分数) 料液密度L ρ=11003/m kg 产品密度D ρ=9003/m kg 热风入塔温度 t 1＝300℃ 热风出塔温度t 2=100℃ 料液入塔温度1θ=20℃ 产品出塔温度2θ＝90℃ 产品平均粒径dp =125μm 干物料比容热m c =2.5kJ/(kg.·℃) 加热蒸汽压力（表压）0.4MPa 料液雾化压力（表压）4MPa 年平均空气温度12℃ 年平均空气相对湿度 70％ 注意：以上数据仅作为例子，每个学生设计时应按下表要求独立自选参数3个，并登记入点名册，所选参数完全一致的学生无效，上述示例数据不能选。 三、课程设计应完成的工作 1、通过查阅喷雾干燥有关资料，熟悉喷雾干燥基本原理、优点和工艺流程。 2、工艺计算 3、主要设备尺寸的设计 4、绘制工艺流程 5、撰写课程设计说明书 四、课程设计进程安排 五、应收集的资料及主要参考文献 陈英南刘玉兰主编. 常用化工单元设备的设计. 华东理工大学出版社2005年第一版。 发出任务书日期：2009年6月22日 指导教师签名： 目录 设计任务书.................................................................................................................. II 第一章概述 (2) 1.1流化床干燥器简介 (2) 1.2设计方案简介 (6) 第二章设计计算 (8) 2.1 物料衡算 (8) 2.2空气和物料出口温度的确定 (9) 2.3干燥器的热量衡算 (11) 2.4干燥器的热效率 (12) 第三章干燥器工艺尺寸设计 (13) 3.1流化速度的确定 (13) 3.2流化床层底面积的计算 (13) 3.3干燥器长度和宽度 (15) 3.4停留时间 (15) 3.5干燥器高度 (15) 3.6干燥器结构设计 (16) 第四章附属设备的设计与选型 (19) 4.1风机的选择 (19) 4.2气固分离器 (19) 4.3加料器 (21) 第五章设计结果列表 (22) 附录 (24) 主要参数说明 (24) I 设计任务书 一、设计题目 2.2万吨/年流化床干燥器设计 二、设计任务及操作条件 1.设计任务 生产能力（进料量） 2.2万吨/年（以干燥产品计） 操作周期260 天/年 进料湿含量13%（湿基） 出口湿含量1%（湿基） 2.操作条件 干燥介质湿空气（110℃含湿量取0.01kg/kg干空气） 湿空气离开预热器温度（即干燥器进口温度）110℃ 气体出口温度自选 热源饱和蒸汽，压力自选 物料进口温度15 ℃ 物料出口温度自选 操作压力常压 颗粒平均粒径0.4 mm 3.设备型式流化床干燥器 4.厂址合肥 三、设计内容： 1、设计方案的选择及流程说明 2、工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计 （1）硫化床层底面积的确定； （2）干燥器的宽度、长度和高度的确定及结构设计 4、辅助设备选型与计算 5、设计结果汇总 6、工艺流程图、干燥器设备图、平面布置图 7、设计评述 II 《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 化工原理课程设计 题目：乳浊液物料的干燥 专业： ： 指导老师： 一、设计题目：乳浊液物料的干燥——奶粉喷雾干燥 二、设计条件： 1、生产任务：年产全脂奶粉920吨。 以年工作日310天，日工作二班，班实际喷雾时间6小时计。产品质量符合国家“全脂奶粉质量标准”。 2、进料状态：浓缩奶总固形物含量50%。 温度55℃、密度1120kg/m3、表面力0.049N/m、黏度15cp。 成品奶粉含水量≯2.5%（一级品）、密度600 kg/m3、比热2.1kJ/kg·K。 3、新鲜空气状态：t0=25℃、ф0=60%，大气压760mmHg 4、热源：饱和水蒸气。 三、设计项目： a)工艺流程的确定 b)喷雾干燥装置的计算 c)辅助设备的选型及计算 d)绘制工艺流程图 e)编制设计说明书 目录 一、工艺流程确定及论证 (4) 1.1论证 (4) 1.2喷雾干燥流程图 (8) 二、喷雾干燥的计算 (8) 2.1物料及热量衡算 (8) 2.1.1空气状态参数的确定 (8) 2.1.3热量衡算 (13) 2.2离心式雾化器的计算 (14) 2.2.1液滴直径ζ的计算 (15) 2.2.2液滴离开转盘的初速度 (15) 2.2.3液滴水平飞行距离 (17) 2.2.4离心喷雾器所需功率 (18) 2.3喷雾干燥塔主要尺寸的计算 (18) 2.3.1塔径D (18) 2.3.2塔高H (19) 三、辅助设备的选型计算 (19) 3.1空气过滤器的选型计算 (19) 3.2空气加热器的选型计算 (20) 3.3粉尘回收装置的选型和计算 (22) 3.4风机的选型计算 (24) 3.5其他辅助设备选用 (25) 四、设计结果总汇 (26) 4.1主要工艺参数 (26) 4.2干燥装置及主要辅助设计一览表 (27) 五、设计说明 (28) 六、结束语 (30) 流化床干燥器设计说明书 设计者： 学号： 班级： 指导老师： 设计日期： 第一节 概述 将大量固体颗粒悬浮于运动着的流体之中，从而使颗粒具有类似于流体的某些表观特性，这种流固接触状态称为固体流态化。 流化床干燥器就是将流态化技术应用于固体颗粒干燥的一种工业设备，目前在化工、轻工、医学、食品以及建材工业中都得到了广泛应用。 一、 流态化现象 空气流速和床内压降的关系为： 空气流速和床层高度的关系为： Press ure drop U mf 流化床的操作范围：u mf ~u t 二、 流化床干燥器的特征 优点： （1）床层温度均匀，体积传热系数大（2300~7000W /m3·℃）。生产能力大，可在小装置中处理大量的物料。 （2）由于气固相间激烈的混合和分散以及两者间快速的给热，使物料床层温度均一且易于调节，为得到干燥均一的产品提供了良好的外部条件。 （3）物料干燥速度大，在干燥器中停留时间短，所以适用于某些热敏性物料的干燥。 （4）物料在床内的停留时间可根据工艺要求任意调节，故对难干燥或要求干燥产品含湿量低的过程非常适用。 （5）设备结构简单，造价低，可动部件少，便于制造、操作和维修。 （6）在同一设备内，既可进行连续操作，又可进行间歇操作。 缺点： （1）床层内物料返混严重，对单级式连续干燥器，物料在设备内停留时间不均匀，有可能使部分未干燥的物料随着产品一起排出床层外。 （2）一般不适用于易粘结或结块、含湿量过高物料的干燥，因为容易发生物料粘结到设备壁面上或堵床现象。 （3）对被干燥物料的粒度有一定限制，一般要求不小于30、不大于6mm 。 （4）对产品外观要求严格的物料不宜采用。干燥贵重和有毒的物料时，对回收装量要求苛刻。 （5）不适用于易粘结获结块的物料。 三、流化床干燥器的形式 1、单层圆筒形流化床干燥器 连续操作的单层流化床干燥器可用于初步干燥大量的物料，特别适用于表面水分的干燥。然而，为了获得均匀的干燥产品，则需延长物料在床层内的停留时间，与此相应的是提高床层高度从而造成较大的压强降。在内部迁移控制干燥阶段， Velocity Heigh t 0f bed Fixed Fluidized A D B C E U mf （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。 目录 一、课程设计目的和任务 (2) 设计目的 (2) 二、控制对象喷雾干燥塔的分析 (2) 喷雾干燥塔背景描述 (2) 喷雾干燥塔工艺流程简介 (3) 燃烧系统 (3) 干燥系统 (4) 投料系统 (4) 除尘系统 (4) 三、控制系统的硬件设计 (5) 喷雾干燥塔控制功能描述 (5) 控制网络拓扑图 (6) 控制系统的 I/O清单 (6) PLC的选型报告 (8) PLC的I/O端子接线图 (10) 四、控制系统的软件设计 (10) 软件说明书 (10) 控制系统软件程序 (13) 五、控制系统流程图 (15) 燃烧系统流程图 (15) 投料系统流程图 (17) 燃烧系统流程图 (19) 除尘系统流程图 (20) 六、控制系统调试报告 (21) 系统准备阶段 (21) 点火启动过程 (21) 投料系统进入工作过程 (21) 除尘系统进入工作 (21) 手自切换系统 (21) 安全保护系统 (21) 报警系统 (21) 真实调试结果 (21) 七、心得体会 (22) 一、课程设计目的和任务 设计目的 PLC课程设计A教学的主要任务是在学生修完《可编程序控制器 A》理论课程后，进行的实践教学。通过课程设计既能验证所学的基本理论知识，同时也可以培养学生的基本操作技能与设计能力，使课堂上所学理论知识得以在实践中运用，做到“学以致用”的教学目标。主要做到以下几点： 1）掌握可编程序控制器在本专业上具体应用的设计过程和实现方法； 2）加深对可编程序控制器原理、应用、编程的进一步理解； 3）结合对有关顺序控制系统和保护控制系统的可编程序控制器的实现过程加深对 PLC控制系统的理解与掌握； 4）拓展可编程序控制器及其在相关行业中应用的相关知识。 设计任务 本次设计的主要任务是在研究喷雾干燥塔系统的工艺流程的基础上，基于 M340 PLC 对喷雾干燥塔控制系统硬件设计，编写喷雾干燥塔控制系统下位机软件，并对控制系统进行调试。本课程设计为后续实践课程《计算机控制系统课程设计》的下位机部分，并与《计算机控制系统课程设计》的上位机程序设计组成一套完整的计算机控制系统实践环节体系。 二、控制对象喷雾干燥塔的分析 喷雾干燥塔背景描述 喷雾干燥塔将液态的料浆经喷枪雾化后喷入干燥塔内，干燥塔利用燃料燃烧的能量将鼓风机送入的空气进行加热;热空气在干燥塔内将雾化的料浆干燥为超细颗粒粉态成品。粉状成品在塔内利用旋风分离原理从热空气中分离出来，有塔的底部翻版阀定期排入收集袋中的合格原料。热空气则通过布袋除尘器除尘后排除。喷雾干燥塔控制系统主要由燃烧、干燥、投料、除尘等几个主要部分组成。主要用于把液态原料制备成固体粉末原料的设备。它被广泛得使用于化工、食品、陶瓷等诸多行业，作为原料或成品加工的设备，该设备一般都作为一套相对独立 化工原理课程设计 一、化工原理课程设计的目的和要求P1 设计不同于文学创作；设计不同于平时作业；设计不同于一般的理论计算。二、化工原理课程设计的内容 P1 P2 P3 1．设计方案简介： 确定设计方案原则：满足工艺要求且有一定适应性；经济合理性；安全生产要求：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。 2．主要设备的工艺设计计算： 包括工艺参数的选定、物料、热量衡算、设备工艺尺寸计算及结构设计。3．典型辅助设备的选型和计算： 典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。 4．工艺流程简图（附录二 P216）： 以单线图的形式绘制，标出主体设备和辅助设备的物料流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点。（P2-8） A．生产工艺流程草图 目的是为了方便进行物料衡算和热量衡算。 要求定性标出物料由原料转化为产品的过程、流向以及所采用的各种化工过程及设备。 B．带控制点的工艺流程图 包括：# 物料流程 1）设备示意图大致依设备外形尺寸比例画出，标明设备的主要管口，适当考虑设备的合理相对位置。 2）设备流程号 3）物料及动力管线及流向箭头 4）管线上的主要阀门、设备及管道的必要附件等 5）必要的计量、控制仪表等 6）简要的文字注释 # 图例将物料流程图中画出的有关管线、阀门、设备附件、计量—控制仪表等图形用文字予以说明。 # 图签写出图名、设计单位、设计人员、制图人员、审核人员（签名）、图纸比例尺、图号等项目内容表格，位于流程图右下角。 5．主体设备工艺条件图（附录三 P217）： 包括设备的主要工艺尺寸、技术特性表和接管表。（P3-8） A．设备图形包括主要尺寸（外形、结构、连接）、接管、人孔等 B．技术特性装置的用途、生产能力、最大允许压强、最高介质温度、介 质的毒性和爆炸危险性等。 C．设备组成一览表 要求：2号图纸 设计条件对照表（2008级） 条件1 条件2 条件3 2100 A1 A2 A3 B1 B2 B3 2400 C1 C2 C3 2700 3000 D1 D2 D3 3300 E1 E2（空缺）E3 注： 设计任务学生班级顺序号 A1 制药1班1－6 B1 制药1班7－12 C1 制药1班13－18 D1 制药1班19－24 E1 制药1班25－29 A2 制药2班1－6 B2 制药2班7－13 C2 制药2班14－20 D2 制药2班21－27 E2（空缺） A3 过控1班1－6 B3 过控1班7－12 C3 过控1班13－19 D3 过控1班20－26 E3 工程与工艺 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。 二、工艺流程确定 （首先应初选你的工艺流程，如：） 选用并流、离心式喷雾干燥法进行奶粉的喷雾干燥。 （接着要论证这一工艺过程的合理性，大致从牛奶的特性，如牛奶属热敏性、高营养等等，以及喷雾干燥的特性或优势，以说明要喷雾干燥这个单元操作是比较适合用来加工牛奶成为奶粉的） 在接着要进行对比论证： 1、? 2、为什么要采用并流立式（优缺点，当然重点要突出优点） 3、为什么要采用离心喷雾（有的的压力喷雾）（优缺点，当然重点要突出 各自的优点，略述缺点） 最后明确你的选择工艺流程。整个论证过程要突出对比，要充分论述并说明对于任务书提出的产品加工要求你为什么要选择这样的工艺流程，表达的文字要简洁，让别人能够知道你选择的理由。 喷雾干燥流程图： （此处要给出你确定的工艺流程简图（步骤框图），让别人能够知道生产加工的总体框架，框图以美观、协调、步骤的前后工序明了，图形的画法按自己的理解思考） ) 三、喷雾干燥装置的计算： １物料及热量衡算 （这部分主要进行干燥静力学计算，期间要确定一些状态参数，所有公式简单罗列了一下，有的自己可以用公式编辑器重新书写，图形和版面可以作些调整，但应围绕工整简洁，要用适当的语言表述计算过程进行以及逻辑推理关系，所有的公式应标明出处，关键参数的选择要充分说明理由） １－１空气状态参数的确定 G1 t M1 新鲜空气蒸汽热空气浓奶排气 ~ L t 0ф0 H0υH0I0 ２ 热损失q l 空气加热器冷凝水干燥塔奶粉G2 t M1 物料、热量衡算图 \ a 新鲜空气状态参数：（参化工原理P２１６～２１８） 由设计条件给定：t0＝℃ф0＝ 查得２５℃饱和水蒸汽压P s0＝ m/mHg 求湿含量H ＝０.６２２（ф0P s0）／（P-ф0P s0） 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 一、课程设计目的和任务 1.1 设计目的 PLC课程设计A教学的主要任务是在学生修完《可编程序控制器 A》理论课程后，进行的实践教学。通过课程设计既能验证所学的基本理论知识，同时也可以培养学生的基本操作技能与设计能力，使课堂上所学理论知识得以在实践中运用，做到“学以致用”的教学目标。主要做到以下几点： 1）掌握可编程序控制器在本专业上具体应用的设计过程和实现方法； 2）加深对可编程序控制器原理、应用、编程的进一步理解； 3）结合对有关顺序控制系统和保护控制系统的可编程序控制器的实现过程加深对 PLC控制系统的理解与掌握； 4）拓展可编程序控制器及其在相关行业中应用的相关知识。 1.2 设计任务 本次设计的主要任务是在研究喷雾干燥塔系统的工艺流程的基础上，基于 M340 PLC 对喷雾干燥塔控制系统硬件设计，编写喷雾干燥塔控制系统下位机软件，并对控制系统进行调试。本课程设计为后续实践课程《计算机控制系统课程设计》的下位机部分，并与《计算机控制系统课程设计》的上位机程序设计组成一套完整的计算机控制系统实践环节体系。 二、控制对象喷雾干燥塔的分析 2.1喷雾干燥塔背景描述 喷雾干燥塔将液态的料浆经喷枪雾化后喷入干燥塔内，干燥塔利用燃料燃烧的能量将鼓风机送入的空气进行加热;热空气在干燥塔内将雾化的料浆干燥为超细颗粒粉态成品。粉状成品在塔内利用旋风分离原理从热空气中分离出来，有塔的底部翻版阀定期排入收集袋中的合格原料。热空气则通过布袋除尘器除尘后排除。喷雾干燥塔控制系统主要由燃烧、干燥、投料、除尘等几个主要部分组成。主要用于把液态原料制备成固体粉末原料的设备。它被广泛得使用于化工、食品、陶瓷等诸多行业，作为原料或成品加工的设备，该设备一般都作为一套相对独立的系统进行成套供应。 2.2 喷雾干燥塔工艺流程简介 化工原理课程设计 目录 设计任务书................................................................. 第一章概述................................................................. 3.. 1.1流化床干燥器简介................................................... 3. 1.2设计方案简介........................................................ 7.第二章设计计算............................................................. 9. 2.1物料衡算............................................................ 9. 2.2空气和物料出口温度的确定......................................... 1.0 2.3干燥器的热量衡算 (12) 2.4干燥器的热效率.................................................... 1.3第三章干燥器工艺尺寸设计 (14) 3.1流化速度的确定.................................................... 1.4 3.2流化床层底面积的计算 (14) 3.3干燥器长度和宽度 (16) 3.4停留时间.......................................................... 1.6 3.5干燥器高度........................................................ 1.6 3.6干燥器结构设计 (17) 第四章附属设备的设计与选型 (20) 4.1风机的选择 (20) 4.2气固分离器 (20) 4.3加料器 (22) 第五章设计结果列表 (23) 附录 (25) 主要参数说明 (25) 设计任务书 一、设计题目 2.2万吨/年流化床干燥器设计 二、设计任务及操作条件 1?设计任务 生产能力（进料量）22万吨/年（以干燥产品计） 操作周期__________ 260 天/年 进料湿含量_______ 13% （湿基） 出口湿含量1% （湿基） I 化工原理课程设计任务书 一、设计题目：年产万吨苯冷却器的工艺设计 二、设计条件 1.生产能力（2、、3、、4、、5、、6）4 吨每年粗苯 10 2.设备型式：列管换热器 3.操作压力：常压 4.苯的进出口温度：进口 80℃,出口35℃ 5.换热器热损失为热流体热负荷的% 6.. 7.每年按330天计，每天24小时连续生产 8.建厂地址：兰州地区 9.要求管程和壳程的阻力都不大于104Pa, 10.非标准系列列管式换热器的设计 三、设计步骤及要求 1.确定设计方案 （1）选择列管换热器的类型 （2）选择冷却剂的类型和进出口温度 ！ （3）查阅介质的物性数据 （4）选择冷热流体流动的空间及流速 （5）选择列管换热器换热管的规格 （6）换热管排列方式 （7）换热管和管板的连接方式 （8）选择列管换热器折流挡板的形式 （9）材质的选择 2.初步估算换热器的传热面积A 3.{ 4.结构尺寸的计算 （1）确定管程数和换热管根数及管长 （2）平均温差的校核 （3）确定壳程数 （4）确定折流挡板，隔板规格和数量 （5）确定壳体和各管口的内径并圆整 5. 校核 （1）核算换热器的传热面积，要求设计裕度不小于10%,不大于20%. · （2）核算管程和壳程的流体阻力损失 （3）管长和管径之比为6～10 如果不符合上述要求重新进行以上计算. 6. 附属结构如封头、管箱、分程隔板、缓冲板、拉杆和定距管、人孔或手孔、法兰、 补强圈等的选型 7. 将计算结果列表（见下表） 四、设计成果 1. 设计说明书（A4纸） （1）内容包括封面、任务书、目录、正文、参考文献、附录 ^ （2）格式必须严格按照兰州交通大学毕业设计的格式打印。 2. 换热器工艺条件图（2号图纸）（手绘） 五、时间安排 （1）第十九周～第二十二周 （2）第二十二周的星期五（7月20日）下午两点本人亲自到指定地点交设计成果，最迟不得晚于星期五的十八点钟. 六、设计考核 （1）设计是否独立完成； （2）设计说明书的编写是否规范 " （3）工艺计算与图纸正确与否以及是否符合规范 （4）答辩 七、参考资料 1、《化工原理课程设计》贾绍义柴诚敬天津科学技术出版社 2、《换热器设计手册》化学工业出版社 3、化工原理夏清天津科学技术出版社 化工原理课程设计任务书 专业： 班级： 姓名： 一、设计题目：奶粉喷雾干燥 二、设计条件： 1、生产任务：年产全脂奶粉840吨（学号：13--18）； 以年工作日330天，日工作二班，班实际喷雾时间6小时计。产品质量 符合国家“全脂奶粉质量标准”。 2、进料状态：浓缩奶总固形物含50% 温度55℃、密度1120kg/m2、表面张力0.049N/m、黏度15cp。 成品奶粉含水量≯2.5%（一级品）、密度600 kg/m2、比热2.1kJ/kg. 3、新鲜空气状态：t 0=23℃、ф =55% 大气压760mmHg 4、热源：饱和水蒸气。 三、设计项目： a)工艺流程的确定 b)喷雾干燥装置的计算 c)辅助设备的选型及计算 d)绘制工艺流程图 e)编制设计说明书 四、设计时间和设计要求 时间：1.5周 要求：根据设计任务，确定方案合理，论证清楚，计算正确，简述简明，图纸整洁无误，书写整齐清洁。 目录 一、工艺流程确定及论证 (3) 1.1论证 (3) 1.1.1.本工艺采用喷雾干燥技术制备乳粉。 (3) 1.1.2本工艺采用压力式喷雾干燥 (4) 1.1.3本工艺采用并流型喷雾干燥 (5) 1.2喷雾干燥流程图 (6) 二、喷雾干燥装置的计算： (7) 2.1物料及热量衡算 (7) 2.1.1空气状态参数的确定 (7) 2.1.2排风状态参数确定： (8) 2.1.2物料衡算： (10) 2.1.3热量衡算 (11) 2.2.压力式雾化器计算 (12) 2.2.1 喷咀孔截面积、孔径及喷头个数的确定 (14) 2.2.2 喷咀旋转室的尺寸确定 (15) 2.2.3 喷嘴的生产能力 (16) 2.2.4 进旋转室切向通道长度L的计算 (16) 2.2.5 喷咀芯结构 (17) 2.2.6 干燥室（塔）主要尺寸的确定 (17) 三、辅助设备的选型计算（汇编4-1、曹277、乳品工业手册492） (18) 3.1空气过滤器的选型计算 (18) 3.2空气加热器的选型计算(汇编4-2~4，乳品工业手册493~502) (19) 3.2.1需要加热量Q需 (19) 3.2.2传热效率 (20) 3.2.3表面风速Va的选取 (20) 3.2.4受风面积F a (21) 3.2.5选型 (21) 3.2.6核算传热量 (21) 3.2.7空气阻力 (22) 3.3 粉尘回收装置的选型和计算 (22) 3.4 风机的选型计算 (23) 3.5高压泵（汇编4-18、乳品414） (24) 3.6其它辅助设备选用 (24) 四、设计结果的汇总： (25) 4.1主要工艺参数 (25) 4.2干燥装置及主要辅助设计一览表 (26) 五、带控制点的工艺流程图 (27) 六、设计说明 (27) 七、结束语 (28) 八、参考文献 (28)化工原理课程设计任务书 zong (修复的)共32页
食品工程原理课程设计奶粉喷雾干燥
化工原理课程设计---水吸收氨气-资料
喷雾干燥器设计计算
化工原理课程设计流化床干燥器汇总
化工原理课程设计简易步骤
化工原理课程设计_乳浊液的干燥
化工原理课程设计流化床干燥器
化工原理课程设计任务书
喷雾干燥塔控制系统设计 PLC总课程设计报告
化原课程设计—干燥篇
化工原理课程设计换热器设计
喷雾干燥课程设计(模版)
化工原理课程设计换热器的设计
PLC课程设计完整版DOC
化工原理课程设计流化床干燥器
化工原理课程设计任务书
化工原理课程设计 奶粉喷雾干燥