年產(chǎn)1000噸棉籽油的工廠工藝設計

1、目錄前言.2第一部分：設計初論.31.設計方案.32.原始條件.33.工藝參數(shù)34.流程的確定4第二部分：浸出車間的物料衡算41.物料系統(tǒng).42.油系統(tǒng)53.溶劑系統(tǒng)54.混合油蒸發(fā)汽提系統(tǒng)55.濕粕蒸脫系統(tǒng)6第三部分：浸出車間的熱量衡算61.浸出器62.濕粕蒸脫裝置73.混合油蒸發(fā)系統(tǒng)114.溶劑預熱與冷凝系統(tǒng)14第四部分：設備計算及選型.171.浸出器的設計與選型172.濕粕蒸脫裝置設備選型.193.溶劑蒸發(fā)設備選型214.汽提設備選型.235.冷凝器的設計與選型.256.泵的選型31第五部分：尾氣回收部分的熱量衡算及設備選型.331.吸收塔設計計算與選型332.解析塔設計計算與選型363

2、.換熱器換熱面積計算37第六部分：主要管徑和設備載荷計算39第七部分:蒸汽用量.39第八部分:溶劑周轉庫的設計與選型42前言油脂工業(yè)是我國糧油食品工業(yè)的重要組成部分，他是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的后續(xù)產(chǎn)業(yè)，又是食品工業(yè)、飼料工業(yè)、輕工業(yè)和化學工業(yè)的基礎產(chǎn)業(yè)，肩負著滿足人民日益增長的物質需求和為國家經(jīng)濟建設提供積累的雙重任務，在我國國民經(jīng)濟中具有十分重要的地位和作用。我國油脂工業(yè)的發(fā)展和其他工業(yè)一樣，在相當長的時間內(nèi)，受歷史條件的限制，其發(fā)展及其緩慢。至新中國成立前夕，我國植物油料加工在大多數(shù)地區(qū)仍然采用以人力為主的土法榨油，機械化生產(chǎn)的油脂寥寥無幾。具有關資料記載，1946年全國植物油產(chǎn)量只有9萬多噸。植物油

3、廠所有的螺旋榨油機僅30多臺，推廣了李川江大豆榨油法才使大豆出油率提高到12%。1958年我國生產(chǎn)了一大批200型螺旋榨油機，這使我國的油脂制取的出油率大大提高，為國家增產(chǎn)了大量油脂。1972年召開了全國油脂浸出會議，提出大力推廣浸出發(fā)制油。至20世紀80年代，油脂浸出技術被列為國家“六五”重點推廣項目，由此，我國的浸出法制油得到了飛躍的發(fā)展。1983年，我國油脂浸出廠有300多個。1996年我國城鎮(zhèn)以上的食用植物油廠有5846個，油料總加工能力達到7000萬噸。棉籽油浸出車間的工藝流程如下：棉籽料胚經(jīng)刮板輸送機送入浸出器中，在浸出器中，經(jīng)溶劑噴淋后分為混合油和濕粕，混合油沉淀后經(jīng)一蒸，二蒸，

4、汽提得到進一步的凈化，后進入毛油箱，由泵輸入精練車間；濕粕有刮板輸送機進入高料層蒸脫機進行脫溶，脫溶后的粕殘油率較低，再經(jīng)刮板輸送機送入粕庫。1000噸/日棉籽加工廠浸出車間設計第一部分設計初論一棉籽餅膨化浸出工藝設計方案混合溶劑棉籽膨化餅浸出蒸脫冷凝成品粕降溫分離蒸發(fā)汽提毛油蒸發(fā)粗棉酚二原始數(shù)據(jù)：棉籽胚片1000t/d棉籽胚含油率39%棉籽胚含水率11%棉籽胚容重0.57T/m3棉籽餅粕殘油1.0%棉籽餅粕含水率8%成品粕殘溶量500ppm濕粕殘溶量15%20%粕中游離棉酚基0.016%游離棉酚0.0130.014棉酚總量0.32%0.55%毛油殘溶量0.05%工藝參數(shù)：混合油濃度25%浸出

5、溫度4548第一蒸發(fā)溫度4353混合油濃度75%80%真空度40kpa53kpa第二蒸發(fā)溫度6095混合油濃度90%95%真空度53kpa60kpa汽提后混合油濃度99.97%汽提塔溫度100110真空度60kpa80kpa毛油總揮發(fā)度0.2%粕入蒸脫機溫度4555粕出蒸脫機溫度80蒸脫真空度500kpa600kpa時間1520min冷卻水進口溫度25冷卻水出口溫度35三工藝過程（1）棉籽胚片的浸出工藝浸出器：環(huán)形浸出器（2）混合油蒸發(fā)工藝蒸發(fā)系統(tǒng)：負壓蒸發(fā)工藝（3）膨化濕粕蒸脫工藝蒸脫機：高料層蒸脫機（4）混合油汽提工藝（5）溶劑回收工藝（6）尾氣回收：石蠟回收第二部分浸出車間的物料衡算原料

6、：棉仁含油量：390t/d干物質量：500t/d入浸料總重：1000t/d含水率：11%棉酚含量：0.20%含油率：39%含水量：110t/d棉酚總量：2t/d1.混合油中含溶劑量為：M,則一物料系統(tǒng)1.總干物料量=1000（100%-39%-11%）=500t/d2.混合油帶走粕渣量：據(jù)一些廠家實測占粕量的0.4%-1.0%，現(xiàn)取0.7%可帶走粕渣量：10000.7%=70t/d3.進入浸出器的干物料的量（粕渣含水量8%）=500-7092%=435.6t/d4.粕中含油量（干基油1.0%）=435.61%/（1-1%）=4.4t/d5.粕中含水重X(成品粕棉籽含水8%)/含溶重為Y（干粕中

7、含溶500ppm）X/(435.6+4.4+X+Y)=8%Y/(435.6+4.4+X+Y)=0.05%解得X=43.24t/dY=0.5727t/d6.成品粕總重500+4.4+43.24+0.5727=548.21t/d二.油系統(tǒng)：1.已知胚中含油種：390t/d粕中帶油：4.4t/d2.進入混合油中的油重：390-4.4=385.6t/d3.浸出混合油出油率：（進入混合油罐的油重-沉渣中油損）/390100%=（385.6-701%）/390100%=98.69%三.溶劑系統(tǒng)設混合油中含油濃度25%，濕粕含溶16%1385.6/（385.6+M+70）=25%M=1086.8t/d112

8、.濕粕中含溶劑重M：則2M/（435.6+4.4+110+M）=16%M=104.76t/d2223.日周轉溶劑量M=M+M=1086.8+104.76=1191.56t/d124.日常生產(chǎn)計算溶劑比I:i=周轉量/處理胚量=1191.56/1000=1.25.浸出級數(shù)計算：已知棉籽仁含油39%，含水11%，粕殘油1.0%濕粕含溶16%，成品粕含水8%，混合油濃度25%0o=39/(100-39-11)=0.78Om=1/(100-1-8)=0.01On=Oo-Om=0.78-0.01=0.77Mm=16/(100-16-8)+Om=0.22Mo=0.77/0.25=3.08(3.08/0.2

9、2)n=(0.78/0.01)(1-0.77/3.08)n=1.55n取2四.混合油蒸發(fā)汽提系統(tǒng)1.第一長管蒸發(fā)器：進料：混合油重量385.6t/d溶劑量1086.8t/d去渣量70t/d混合油濃度25%合計總量1472.4t/d出料：混合油重量385.6t/d溶劑量128.5t/d蒸發(fā)溶劑量958.3t/d混合油濃度75%2.第二長管蒸發(fā)器：進料：混合油重量385.6t/d溶劑量128.5t/d出料：混合油重量385.6t/d溶劑量20.3t/d蒸發(fā)溶劑量108.2t/d混合油濃度95%3.汽提塔進料：混合油重量385.6t/d溶劑量20.3t/d出料：混合油重量385.6t/d溶劑量0.1

10、2t/d蒸發(fā)溶劑量20.18t/d混合油濃度99.97%五.濕粕蒸脫系統(tǒng)：進料：干物質435.6t/d干粕含油4.4t/dC=C+BT=0.471+0.0009555=0.5233kcal/d濕粕含水110-70*8%=104.4t/d濕粕含溶104.76t/d總量：435.6+4.4+104.4+104.76=649.16t/d出料：干物質435.6t/d干粕含油4.4t/d粕含水43.24t/d粕中含溶0.5727t/d第三部分浸出車間的熱量衡算1.浸出器：干物質帶出熱量干物質帶入熱量浸粕中油帶出熱量胚中油帶入熱量出粕中水帶出熱量胚中水帶入熱量器粕中溶劑帶出熱量溶劑帶入熱量混合油帶出熱量設

11、備損失帶入熱量1干物質帶入的熱量Q1：棉籽熱容：50時平均熱容為0.4442kcal/(kg)棉籽粕中干物質的量：435600kg/d進入浸出器的溫度：45Q1=435600450.4442=8707208.4kcal/d2粕中油帶入的熱量Q2粕中油量Pm：390000kg/d45時，Cm=0.4395kcal/(kg)Q2=PmCmt=3900000.439545=7713225kcal/d3.粕中水帶入熱量Q3：水重Pm：110000kg/dCm=1.0kal/kgQ3=PmCmt=1100001.045=4950000kcal/d4.溶劑帶入的熱量Q4：溶劑采用6號溶劑日周轉量：1191

12、560kg/d入浸溫度550+Q4=PmCmt=11915600.523355=34294884.14kcal/d帶出熱量1.粕中干物質帶出的熱量Q5=4356000.4442Tm2.粕中油帶出的熱量Q6=4400（0.47+0.00073Tm）Tm3.粕中水帶出的熱量Q7=432401.0Tm4.粕中溶劑帶出的熱量Q8=104760（0.471+0.00095Tm）Tm5.混合油帶出的熱量油量P1=385600kg/d渣重P2=70000kg/d溶劑重P3=1086800kg/dQ9=P1C1T1+P2C2T2+P3C3T3=1310Tm2+724200Tm6.設備熱量損失按輸入熱量的2%計

13、算Q10=(Q1+Q2+Q3+Q4)2%=1113306.35kcal/d根據(jù)輸入熱量=輸出熱量，得Q1+Q2+Q3+Q4=Q5+Q6+Q7+Q8+Q9+Q10得Tm=52二.濕粕脫溶裝置采用閃蒸脫溶（高料層蒸脫機）濕粕預脫層加熱脫溶層脫溶烘干層烘干冷卻層冷卻（一）參數(shù)：干物質435600Kg/d干粕含油4400Kg/d濕粕含水104400Kg/d濕粕含溶劑104760Kg/d預脫層：粕溫度5072間接蒸汽壓0.4MPa脫溶層：粕溫度7295直接蒸汽壓0.18MPa混合蒸汽出口溫度：7085取80烘干層：粕溫度95105熱風120冷卻層：粕溫度10540冷風2080時，水蒸氣的焓I=2642.

14、3KJ/Kg=631.1Kcal/kg溶劑氣體的焓I=525.6Kcal/kg0.4MPa（絕對壓強），水蒸氣（間接汽）T=143.4,I=2742.1KJ/Kg=510.77Kcal/kg0.18MPa（絕對壓強）,直接汽T=116.6,I=2703.7KJ/Kg=645.77Kcal/kg（二）預脫層熱量衡算帶入熱量1.干物質帶入熱量Q=4356000.444255=10642143.6kcal/d12.粕中油帶入熱量Q=4400(0.47+0.0007355)55=123456.3kcal/d23.粕中溶劑帶入的熱量Q=104760(0.471+0.0009555)55=3014861.

15、85kcal/d34.粕中水帶入的熱量Q=1044001.055=5742000kcal/d45.間接汽帶入熱量Q,設間接汽的量為G5Q=2742.1G=510.77GKcal/kg5帶出熱量1.干物質帶出熱量Q=4356000.444272=13931533.44kcal/d62.粕中油帶出熱量Q=4400(0.47+0.0007372)72=165547kcal/d73.粕中溶劑帶出熱量Q=104760(0.471+0.0009572)72=4068543.17kcal/d84.粕中水帶出的熱量Q=1044001.072=7516800kcal/d9根據(jù)輸入熱量=輸出熱量，得間接蒸汽量G=

16、12060.15Kg/d（三）脫溶層熱量計算1.80時，水的蒸氣壓為355.3mmHg，取飽和系數(shù)=0.8則混合蒸汽的分壓為355.30.8=284.2mmHg溶劑蒸汽的壓力為760-284.2=475.8mmHg溶劑的分子量為93設混合氣中水蒸氣量為G,則（G/18）/284.2=(104760/93)/475.8得，G=12111.13Kg/d2.熱量計算加熱干物質需要熱量Q=4356000.4442(95-72)=4450351kcal/d1加熱粕中水需要熱量Q=1044001.0(95-72)=2401200kcal/d2加熱粕中油需要熱量Q=4400(0.471+0.0009595)

17、95-165547=69055.5kcal/d3溶劑從72蒸發(fā)到80所需要熱量Q4Q=104760525.6/4.1868-(0.471+0.0009572)72=9019836kcal/d4需要總熱量Q=Q+Q+Q+Q=15940442.5kcal/d12343.所用蒸汽量計算0.4Mpa間接汽用來加熱水，干物質和油0.18Mpa116.6過熱直接汽用來蒸發(fā)溶劑間接汽用量G=15940442.5/510.77=31208.65Kg/d1直接汽用量G，一部分過熱蒸汽變?yōu)?0水蒸氣放出熱量2Q=12111.13（645.77-631.1）=177670.28a另一部分116.6過熱氣冷凝為95水

18、放出熱量為Q=（G-12111.13）（645.77-398.1/4.1868）=550.69（G-12111.13）b22Q=Q+Q,則G=28167.7Kg/d4ab2(四)烘干層計算先將20，=0.7空氣加熱到120，熱空氣再將粕中水分烘干到8%并使粕溫達到1051.去水量計算進烘干層水量=濕粕含水量+過熱蒸汽轉變?yōu)樗魵獾牧?104760+28167.7=132927.7Kg/d出粕含水量為8%，即X/(435600+4400+X)100%=8%粕含水量X=38260Kg/d去水量=烘干層總水量-粕含水量=132927.7-38260=94667.7Kg/d2.空氣用量計算T=20I=

19、46KJ/KgH=0.010Kg/kg000T=120I=150KJ/KgH=0.010Kg/kg111帶入熱量干物質帶入熱量Q=4356000.444295=18381884kcal/d1粕中油帶入熱量Q=4400(0.47+0.0007395)95=225448.3kcal/d2粕中水帶入熱量Q=132927.71.095=12628131.5kcal/d3熱空氣量為L,則Q=IL41帶出熱量干物質帶入熱量Q=4356000.4442105=20316820kcal/d5粕中油帶入熱量Q=4400（0.47+0.00073105）105=252552.3kcal/d6粕中水帶入熱量Q=38

20、2601.0105=4017300kcal/d7空氣放出熱量Q=I*L82.輸入熱量=輸出熱量，得(18381884+225448.3+12628131.5)/4.1868+IL=(20316820+252552.3+4017300)/4.1868+IL12.L=W/(H+H)I=(1.01+1.88H)T+2492H122222其中T=105，I=150KJ/Kg=35.83Kcal/kgW=94667.721可得，H=0.018KJ/KgL=3380989.3Kg/dI=152.6622所需20空氣體積流量V=3380989.3/1.205=2805800.3M3/d(五)冷卻層計算1.熱

21、量計算干物質放出熱量Q=4356000.4442(105-40)=12577079kcal/d1水降溫放出熱量Q=382601.0(105-40)=2486900kcal/d2油降溫放出熱量Q=4400(0.47+0.00073105)1053-(0.47+0.0007340)40=164693.1kcal/d放出總熱量Q=Q+Q+Q=15228672kcal/d1232.風量計算20時，=0.7的干空氣H=0.010I=46KJ/Kg11出口冷風溫度35，冷卻過程按等溫過程H=H=0.010I=62KJ/KgL=Q/(I-I)=15228672/(62-46)=95179221221空氣量為

22、L(I+H)=951792(1+0.010)=961310120空氣密度為=1.205Kg/m3空氣的體積流量V=9613101000/1.205=797767460m3/d三混合油蒸發(fā)系統(tǒng)熱量衡算混合油油濃度%總量kg/d油重kg/d溶劑重kg/d蒸發(fā)溶劑kg/d蒸發(fā)前2514724003856001086800一蒸后75514100385600128500958300二蒸后9540590038560020300108200汽提后99.9738570038560012020180(一)第一蒸發(fā)器混合油進口溫度為43，出口溫度為53，真空度為40kpa用于加熱的蒸脫機混合氣溫度80，其中溶劑氣

23、體104760kg/d水蒸氣為12111.13kg/d80時，水蒸氣的焓I=2642.3KJ/Kg溶劑氣體的焓I=525.6KJ/Kg油帶入的熱量Q1=385600(0.47+0.0007343)43=8313447.3kcal/d溶劑帶入的熱量Q2=1086800(0.471+0.0009543)43=23919979kcal/d油帶出熱量Q3=385600(0.47+0.0007353)53=10395996kcal/d溶劑帶出的熱量Q4=128500(0.471+0.0009553)53=3550654.2kcal/d蒸發(fā)的溶劑蒸汽帶走的熱量Q5:I=r+C液*T沸+C氣（T過熱-T沸）

24、r溶劑蒸發(fā)潛熱,C液液態(tài)溶劑的比熱（68.74）0.506Kcal/kgT沸-68.74C氣氣態(tài)溶劑的比熱0.494Kcal/kgI=81+0.50668.74+0.494(75-68.74)=118.9Kcal/KgQ5=WI=958300118.9=113941870kcal/d一蒸所需要加入的熱量Q=(Q3+Q4+Q5)-(Q1+Q2)=95655093.9Kcal/d蒸脫機混合氣溶劑氣冷凝放熱（設第二次蒸汽出一蒸時的溫度為65）混合氣中溶劑蒸發(fā)氣放出的熱量QQ=104760525.6/4.1868-(0.471+0.0009565)65=9516398.4Kcal/d混合氣中水蒸氣放量

25、Q”Q”=12111.13(2642.3-280)/4.1868=6833410.34kcal/d(二)第二蒸發(fā)器混合油進口溫度為60，出口溫度為95，真空度58KPa帶入熱量1.油帶入的熱量Q=385600(0.47+0.0007360)60=11887276.8Kcal/d12.溶劑帶入的熱量Q=128500(0.471+0.0009560)60=4070880Kcal/d23.間接蒸汽帶入的熱量:查化工工藝設計表知，過熱蒸汽在2個大氣壓下，飽和溫度為119.6，蒸汽焓為646.9kcal/kgQ=646.9Gkcal/d3帶出熱量1.油帶出的熱量Q=385600(0.47+0.00073

26、95)95=19757469.2Kcal/d42.溶劑帶出的熱量Q=20300(0.471+0.0009595)95=1082370.6Kcal/d53.蒸發(fā)溶劑帶走熱量Q6I=a(4-)-73.84A=50.2+0.109t+0.00014t2=59.82I=59.82(4-0.6732)-73.84=125.14kcal/kgQ=GI=125.14108200=13540148Kcal/d64.間接蒸汽冷凝水帶走的熱量Q7查化工工藝設計表得，在2個大氣壓下，95時的飽和水蒸氣焓值119.9kcal/kg，Q=119.9G75.熱損失（按需要蒸汽量的3%計算）Q=Q3%=646.9G3%=1

27、9.4G83輸入熱量=輸出熱量，得G=9643.86Kg/d(三)汽提塔真空度為70kpa,進口溫度為100，進口濃度為95%，出口濃度為99.97%1.汽相操作溫度的確定由于混合油中溶劑含量低，設油基本不揮發(fā)，故混合油的沸騰溫度可按其氣相分壓參考葵花籽油的計算式（濃度按95%）代入T=0.13510-50.953.57560(0.73-0.00043*95)=118.67按實際操作溫度條件取120，顯然溫度較高不利于油脂的保證，因此汽提最好在真空下進行好處在于：沸點降低能最大限度的回收溶劑；避免增加毛油的水分；蒸發(fā)溫度控制在82；節(jié)省能量，氣體溶劑潛熱有時只須降溫即可滿足2.直接蒸汽用量（S

28、）的計算汽相操作溫度的確定由于混合油中的溶劑含量低，設油基本不揮發(fā)，故混合油的沸騰溫度可按其氣相分壓的數(shù)值作為參考，以葵花油的計算方法為樣本（濃度為70%），即按濃度為95%計算，代如公式t=0.13510-5C3.57P(0.73-0.00043c)=0.13510-5C3.57560(0.73-0.00043c)=118.6按實際操作條件可取105顯然，溫度較高不利于油脂品質保證參照微量蒸汽的公式：S=PO(V/V)/(Expr)12P：氣相總壓力，P=560mmHgPr：t時純?nèi)軇┱羝麎?參考己烷值,Pr=2250mmHg(110時)O：混合油中油的公斤摩爾數(shù)D=385600/870=4

29、43.22V：進入混合油中溶劑的公斤數(shù)目V=20300/93=218.2811V：出去混合油的溶劑的公斤數(shù)目V=120/93=1.2922E：汽化效率E=0.450S=1257.84Kmol/d則按實際需求量按130%計算S=1257.84130%=1635.19Kmol/d3.熱量衡算：混合油的進口溫度為95，出口溫度為105，真空度為74Pa溶劑氣的沸騰溫度為47，直接和間接蒸汽在2個大氣壓下的沸騰溫度為119.6帶入的熱量：油帶入的熱量：Q=385600(0.47+0.0007395)95=19757469.2Kcal/d1溶劑帶入的熱量:Q=20300(0.471+0.0009595)

30、95=1082370.6Kcal/d2噴入的直接蒸汽所帶入的熱量：蒸汽焓=646.9kcal/kgQ=S646.9=1635.19646.9=1057804.4Kcal/d3間接蒸汽輸入的熱量：Q=646.9Gkcal/d4帶出熱量：油帶出熱量Q=385600（0.47+0.00073105）105=22132765.2Kcal/d5溶劑帶出熱量Q=120（0.471+0.00095105）105=7191.5Kcal/d6蒸發(fā)的溶劑蒸汽帶出的熱量Q=GI=20180125.14=2525325.2Kcal/d7水蒸汽帶出的熱量Q=1635.19641.3=1048647.3Kcal/d8間接

31、蒸汽凝結水帶走的熱量：105飽和水蒸汽液焓為104.8kcal/kgQ=104.8G9(6)熱損失（按需要量的3%來計算）Q=Q3%=649.9G30%=19.4G101因為輸入熱量=輸出熱量，則G=7301.1Kg/d四溶劑預熱及冷凝系統(tǒng)（一）新鮮溶劑預熱器1.冷溶劑帶入熱量Q=1191560(0.471+0.0009525)25=14738107.8Kcal/d12.輸出溶劑熱量Q=1191560(0.471+0.0009555)55=34291607.4Kcal/d23.需要輸入熱量Q=Q-Q=19553499.6Kcal/d321（二）浸出器冷凝器的設計1.有關數(shù)據(jù)料胚帶入浸出器的空氣

32、量為3m3/h2.V=10000003/24=125000m3/h溶劑量按總溶劑量的5%計算故輸出溶劑量11915605%=59578kg/d，溫度為55輸入的溶劑量為59578kg/d，溫度為38T=55時，溶劑的焓為28.78kcal/dkgT=38時，溶劑的焓為19.27kcal/dkg熱量衡算：Q=59578(28.78-19.27)=566586.78kcal/d（三）一蒸冷凝器1.輸入熱量：混合溶劑帶入熱量：Q=113941870kcal/d1冷卻水帶入熱量：Q=WI=20Wkcal/d22.輸出熱量：出口溶劑帶出的熱量Q=958300(0.471+0.0009538)38=184

33、66249.3Kcal/d3冷卻水帶出的熱量Q=35W4由輸出熱量=輸入熱量W=6365041.4Kg/d所需熱量Q=Q-Q=95475620.7kcal/d13（四）二蒸冷凝器1.輸入熱量：混合蒸汽帶入的熱量:Q=13540148kcal/d1冷卻水帶入的熱量：Q=WI=20W22.輸出熱量：出口溶劑帶出的熱量：Q=108200（0.471+0.0009538）38=2084992.4Kcal/d3冷卻水帶出的熱量Q=35W4由輸入熱量=輸出熱量，得W=763.68Kg/d所需熱量Q=Q-Q=11455155.6Kcal/d13（五）汽提塔冷凝器1.輸入的熱量：（1）溶劑蒸汽帶入的熱量：Q=

34、2525325.2kcal/d1（2）水蒸汽帶入的熱量：Q=1048647.3kcal/d2（3）冷卻水帶入的熱量：Q=20w32.輸出的熱量：（1）溶劑液體帶出熱量：Q=20180(0.471+0.0009538)38=388864.6Kcal/d4（2）冷凝水液體帶出的熱量:Q=1635.19（1-5%）35=54370.1kcal/d5（3）冷卻水帶出的熱量：Q=35w6由輸入熱量=輸出熱量W=208716.2Kg/d所需熱量Q=Q+Q-Q-Q=3130742.4Kcal/d1245（六）節(jié)能器的計算假設來自蒸脫機的二次蒸汽經(jīng)一蒸全部冷凝到65，其中水蒸氣有80%被冷凝為水，溶劑有X被冷

35、凝為溶劑液體T=65時，溶劑蒸汽的焓為500Kj/Kg,水蒸氣的焓為2615.5Kj/Kg溶劑的焓為142.9Kj/KgT=80時，溶劑蒸汽的焓為526.2Kj/Kg,水蒸氣的焓為2642.3Kj/Kg溶劑的焓為334.94Kj/Kg因為一蒸所加入的熱量Q=95655093.9Kcal/d而二次蒸汽放熱情況如下：水蒸氣放熱：12111.13(2642.3-2615.5)+12111.1380%(2615.5-272.1)=324578.3+22704977.6=23029555.9=5500514.9Kcal/d溶劑放熱：104760(526.2-500)/4.1868+104760(500-

36、142.9)/4.1868(1-X)=655563.2+8935176.3(1-X)5500514.9+655563.2+8935176.3(1-X)=95655093.9X=90%故輸入節(jié)能器的熱量為：溶劑蒸汽帶入的熱量Q=10476010%500/4.1868=1251074.8Kcal/d1水蒸氣帶入熱量Q=12111.1320%2615.5/4.1868=1513168.1Kcal/d2高低位真空泵帶入熱量Q=5002685.0=1342500Kcal/d3低溫溶劑帶入的熱量（一蒸和二蒸溶劑冷凝液）Q=20551241.7Kcal/d4（七）蒸脫機冷凝器的計算1.有關數(shù)據(jù)：來自節(jié)能氣溶

37、劑蒸汽溫度為55，溶劑蒸汽量為10476010%50%=5238Kg/d水蒸氣量為12111.1320%20%+5002420%=484.4+2400=2884.4Kg/dT=55時，溶劑蒸汽的焓為481.64Kj/Kg,水蒸氣的焓為2596.8Kj/KgT=40時，溶劑蒸汽的焓為85.89Kj/Kg，水的焓為167.47Kj/Kg2.熱量計算：Q=5238(481.64-85.89)+2884.4(2596.8-167.47)/4.1868=2072938.5+7007159.5/4.1868=2168744.1Kcal/d冷卻水用量W=2168744.1/(35-20)=144582.9K

38、g/d第四部分設備計算及選型1浸出系統(tǒng)：棉籽胚片刮板輸送機封閉絞龍溶劑周轉庫溶劑泵溶劑預熱器浸出器濕粕混合油（一）進料刮板輸送機：棉籽胚片的容重r=0.57t/m3=570/m3輸送量Q=1000000/d=41666.67kg/h因為Q=3600Bhvrv鏈條速度，取0.2m/s輸送速率,=0.7；刮板截面積：S=Bh=Q/(3600rv)=41666.67/(36005700.20.7)=0.145m2取刮板寬度B=500mm,則h=S/B=290mm故選用MC50型刮板輸送機B=500mmh=300mm配備11kw電機，型號為YB2-160M-4，轉速為1440（二）浸出器的設計（環(huán)形浸

39、出器）1.已知參數(shù)入浸量曲率半徑噴淋時間瀝干時間41666.67kg/h2000mm35min8min2.浸出器計算進料體積V=41666.6735/(0.57100060)=42.64m3假設料格總長為a,寬為b,高為h,料層高取700mmV=abh=42.64,則b=3000mm,h=700,則a=21m浸出段長度a35/(35+8)=2135/(35+8)=17.1m瀝干段長度25-20.35=3.9m浸出器共設8個油斗，上水平段5個，下水平段3個混合油體積為385.6/24/0.923=17.4m3上水平段長度為17.15/（5+3）=10.7m下水平段長度為17.13/（5+3）=6

40、.4m選取瀝干段傾角為8，則瀝干段實際水平長度為3.9cos8=3.86m選取料格高度為1000mm，油斗高為1000mm，柱高取1000mm浸出器總高度=料格高度2+油斗高度+彎曲段直徑+柱高=10002+1000+4000+1000=8000mm浸出器總長度=10700+2000+1000=13700mm浸出器有關設計數(shù)據(jù)：料格長度21000mm油斗個數(shù)8料格寬度3000mm浸出器總長度13700mm料格高度1000mm浸出器總高度8000mm油斗高度1000mm浸出器柱高1000mm浸出器采用鏈傳動，配備7.5kw電機7臺。其型號為YB2-225M-4，轉速為1480r/min。（三）濕

41、粕輸送刮板機進料量：Q=649.16t/d=649160kg/d=27048.3kg/h因棉籽坯有較大的空隙度，溶劑會占據(jù)這部分空間，故濕粕的容重近似等于未浸出時棉籽坯容重的1.75倍。濕粕體積：V=Q/r=27048.3/(5701.75)=27.12m3/h刮板鏈速v：0.2m/s刮板裝滿系數(shù)=80%刮板截面積：S=Bh=V/(3600v)=0.047m2取刮板寬度B=250mm，則h=S/B=188mm配備MC25型埋刮板輸送機，盛料深度380mm。配備11kw電機，型號為YB2-160M-4，轉速為1440二濕粕蒸脫系統(tǒng)（一）蒸脫機：濕粕量為649.16t/d=649160kg/d=2

42、7048.3kg/h容重：0.57t/m3蒸脫機蒸脫時間取30min(預熱5min蒸脫25min)，干燥冷卻時間取10min蒸脫機實際存料量：Q實=27048.3(30+10)/60=18032.2kg/h裝滿系數(shù)取0.8蒸脫機容量V=Q/2430/(60R0.8)V=649160/2430/(605700.8)=29.7m3（二）預脫層計算預脫層傳熱量：Q=510.7712060.15/245/60=21388.8kcal/kgT1=143.4T2=143.4t1=55t2=72T=T1t2=143.4-72=71.4t=T2t1=143.4-55=88.4tm=(Tt)/ln(T/t)=8

43、5選取總傳熱系數(shù)K=150kcal/m2h傳熱面積S=Q/Ktm=1.7m2預脫層容積VV=Q/()其中V：蒸脫層容積(m3)Q：蒸脫層實際進料量(kg/h)：濕粕容重(kg/m3)：蒸脫層的充滿系數(shù)V=18032.25/60/(5700.6)=4.4m3預脫層設置為一層，考慮滿足傳熱面積的要求，預脫層直徑取為3.5m則有預脫層高度H1=V/S=4.4/9.6=0.46m取0.5m傳熱面積S=D2/4+Dh=5.1m21.7m2（三）脫溶層計算脫溶層傳熱量：Q=15940442.5/2425/60=276743kcal/kgT1=116.6T2=116.6t1=72t2=95T=T1t2=11

44、6.695=21.6t=T2t1=116.672=44.6tm=(Tt)/ln(T/t)=31.5選取總傳熱系數(shù)9K=200kcal/m2h傳熱面積S=Q/Ktm=43.93m2脫溶層容積V=Q/()其中，V：蒸脫層容積(m3)Q：蒸脫層進料量(Kg/h)：濕粕容重(kg/m3)：蒸脫層的充滿系數(shù)V=18032.225/60/(5700.8)=16.5m3脫溶層設置為三層，脫溶層直徑為2.5m則有脫溶層高度H=V/S=16.5/4.9=3.4m2蒸脫機單層高度h=3.4/3=1.13m取1.2m傳熱面積S=5D2/4+DH=51.19m243.93m2（四）烘干層計算烘干層進料量Q=(4356

45、00+4400+104400)/24(5/60)=1890.3kg/h干燥層容積V=Q/()其中，V：蒸脫層容積(m3)Q：蒸脫層進料量(kg/h)：濕粕容重(kg/m3)：蒸脫層的充滿系數(shù)V=1890.3/(6000.6)=5.25m3干燥層設置為一層，則有干燥層高度H3=V/S=5.25/4.9=1.07m取1.2m（五）冷卻層計算冷卻層進料量Q=(435600+4400+38260)/24(5/60)=1660.625kg/h冷卻層容積V=Q/()其中，V：蒸脫層容積(m3)Q：蒸脫層進料量(kg/h)：濕粕容重(kg/m3)：蒸脫層的充滿系數(shù)V=1660.625/(5800.6)=4.

46、77m3冷卻層設置為一層，則有干燥層高度H4=V/S=4.77/4.9=0.96m取1m（六）蒸脫機尺寸蒸脫機高度H=H1+H2+H3+H4=0.5+1.23+1.2+1=6.3m蒸脫機夾層厚度取80mm，則蒸脫機總高度為6.8m圓整蒸脫機總高度，H=7000mm柱高為2000m蒸脫機外型尺寸為25009000(8層)（七）蒸脫機技術參數(shù)主軸轉速：14r/min配備動力：132kw電機轉速：740r/min傳動比：53:1（八）成品粕輸送刮板進料量：Q=(435.6+4.4+43.24+0.5727)1000/24=20158.3kg/h成品粕的容重近似等于棉籽坯的容重，取=550kg/m3成

47、品粕體積：V=Q/r=20158.3/550=36.65m3刮板鏈速v：0.2m/s刮板裝滿系數(shù)=80%刮板截面積：S=Bh=V/(3600v)=0.064m2取刮板寬度B=250mm，則h=S/B=256mm配備MC25型埋刮板輸送機，盛料深度380mm。配備7.5kw電機，型號為YB2-160M-4，轉速為1460r/min。三溶劑蒸發(fā)系統(tǒng)設備計算及選型（一）混合油罐混合油中含油濃度25%，則含溶劑濃度為75%，總混合油重385.6t/d棉籽油的密度為0.923t/m3，溶劑的密度為0.627t/m3混合油濃度為0.92325%+0.62775%=0.701t/m3=701kg/m3混合油

48、體積=385600/24/701=22.92m3,設混合油罐的直徑為2.5mV=3.141.252h+1/3/42.52h=22.92m3,則h=4.4m,h=0.8m1212混合油罐的尺寸為25005500（二）第一長管蒸發(fā)器設計傳熱面積計算Q=95655093.9Kcal/d=3985628.9Kcal/h選取總傳熱系數(shù)K=500kcal/m2hT1=80T2=65t1=43t2=53T=T1-t1=80-43=37T=T2-t2=65-53=12T/T21212T=(T-T)/ln(T/T)=22.2m1212S=Q/KT=3985628.9/(50022.2)=359.06m2m設備用

49、系數(shù)為1.2則S=S1.2=430.88m2取管長為L=7m，管徑為383.5mm的無縫鋼管，列管根數(shù)n為：n=S/dL=430.88/(3110-37)632蒸發(fā)器殼體直徑：D=t(nc-1)+2d其中，D：蒸發(fā)器殼體直徑，mt：管中心距，mnc：穿過管束中心線的管數(shù)d：列管外徑取列管排列方式為三角形排列，則t=1.25d=0.0475mnc=1.1n0.5=27.7D=0.0475(27.71)+23810-3=1.37m圓整蒸發(fā)器直徑，取D=1.4m（三）閃發(fā)箱的設計計算蒸發(fā)溶劑量：Q=958300kg/d=39929.17kg/h查氣體比重圖，溶劑蒸汽的比重：=3.5kg/m3溶劑氣體

50、的體積：V=Q/=11408.3m3取溶劑氣體在分離器內(nèi)上升的速度v=0.5m/s，則分離器直徑為：D=V/(3600v/4)0.5=2.84m圓整分離器直徑，取D=3.00m分離器高度H=1.5D=4.50m（四）第二長管蒸發(fā)器系統(tǒng)設計傳熱面積計算Q=(646.9-119.9)9643.86/24=211763kg/hT1=119.6T2=119.6t1=60t2=95T=T1-t1=119.6-60=59.6t=T2-t2=119.6-95=24.6tm=(T-t)/ln(T/t)=39.77取總傳熱系數(shù)K=150kcal/m2h蒸發(fā)器傳熱面積S=Q/Ktm=211763/(39.7715

51、0)=35.5m2取管長為L=6m，管徑為252.5mm的無縫鋼管，列管根數(shù)n為：n=S/dL=35.5/(2010-36)=94.3取100蒸發(fā)器殼體直徑：D=t(nc-1)+2d其中，D：蒸發(fā)器殼體直徑，mt：管中心距，mnc：穿過管束中心線的管數(shù)d：列管外徑取列管排列方式為三角形排列，則t=1.25d=0.0475mnc=1.1n0.5=11D=0.0475(111)+23810-3=0.551m圓整蒸發(fā)器直徑，取D=0.8m（五）閃發(fā)箱的設計計算蒸發(fā)溶劑量：Q=108200kg/d=4508.3kg/h查氣體比重圖9，溶劑蒸汽的比重：=1.0kg/m3溶劑氣體的體積：V=Q/=4508

52、.3m3取溶劑氣體在分離器內(nèi)上升的速度v=0.5m/s，則分離器直徑為：D=V/(3600v/4)0.5=1.79m圓整分離器直徑，取D=1.8m分離器高度H=1.5D=2.7m四汽提塔的設計計算采用層碟式汽提塔已知：Q=240870.25kcal/h取K=500kcal/m2.h.t=119.6-95=24.6t=119.6-105=14.612t/t21212T=(T-T)/(T/T)=11.74m1212F=Q/kT=566586.78/11.7415024=13.4m取備用系數(shù)為1.2，故A=1.213.4=16.082.實際結構尺寸的確定：列管數(shù)n:取流速為V=0.1m/s走管程取2

53、52.5D=25mm,L=4m,N=16.08/(0.0204)=64.0根取70根實際傳熱面積為F=350.0204=8.79殼徑：取t=1.3d=1.30.025=0.0325m0b=1.1n0.5=9.2mb,=1.8d=1.80.025=0.045m0D=t(b-1)+2b,=0.0325(9.2-1)+20.045=0.36m取500mm,取D5004000（二）蒸脫機冷凝器的設計1.已知條件：現(xiàn)按三階段計算溶劑蒸發(fā)冷卻（11072）冷凝（7272）溶劑冷凝（7238）2.分階段換熱量計算假設常壓下溶劑蒸汽平均冷凝溫度t=72，此時溶劑蒸汽焓I=121.78kcal/kg.第一階段換

54、熱器Q=10476098%（135-121.78）=1357228.656kcal/d1第二階段換熱器72時溶劑液體焓I=(0.471+0.0009572)72=38.84kcal/kg.Q=10476098%(121.78-38.84)=8511018.5kcal/d2第三階段換熱器Q=10476098%(38.84-19.2)=2016336.7kcal/d33.平均溫度的求?。航粨Q處溫度t,t按下式求得:abQ/(Q+Q)=(t-t)/(t-t)1232bb11357228.656/10527355.2=（33-t）/（t-25）故t=32.08bbbQ/Q=(t-t)/(t-t)23b

55、aa18511018.5/2016336.7=(32.08-t)/(t-25)t=26.36aaa4.傳熱面積F的確定K取120分別計算下值，即：t=t+t/2=(80-33)+(72-32.08)/2=43.46m112F=Q/Kt=1357228.656/(12043.4624)=10.8m211m1t=t+t/2=(72-32.08+72-26.36)/2=42.78m212F=Q/Kt=8511018.5/(12042.7824)=69.1m222m2t=t+t/2=(72-26.36+72-25)/2=46.32m312F=Q/Kt=2016336.7/(1202446.32)=15

56、.1m233m3理論總面積：F=F+F+F=95m2123取備用系數(shù)為1.2A=1.2F=114m25.蒸脫冷凝器實際結構尺寸確定：管子數(shù)：取382.5，長5m，則n=114/(0.0335)=220取225根實際加熱面積:F=3.140.0335225=116.5m2殼徑：t=1.3d=0.0494b=1.1n0.5=16.5b=1.8d=0.068400D=t(b-1)+2b=0.0494(16.5-1)+20.0684=0.903m取D=950mm取9505000（三）蒸發(fā)系統(tǒng)冷凝器設計1.第一蒸發(fā)器溶劑冷凝器傳熱面積的求取：Q=95475620.7kcal/d,k取500kcal/hT

57、=67-25=42,T=38-35=3,T/T21212故T=(T-T)/2.3T/T=14.78m1212F=Q/kT=95475620.7/(5002414.78)=538.3m取備用系數(shù)為1.2故A=1.2538.3=645.98列管數(shù)n：取流速為V=0.1m/s,走管程;L=6m取382.5D=20mmL=8mn=A/(0.0338)=645.98/(0.0338)=779.3根取n=780根2.第二長管蒸發(fā)器溶劑冷凝器已知：Q=11455155.6kcal/d,G=108200/dQ=10820019.27=2085014kcal/d出按三階段進行計算，即：a.溶劑蒸汽冷卻（9572

58、）b.冷卻（7272）c.溶劑冷卻（7238）分階段換熱計算：a.第一階段換熱：Q=11455155.6108200121.78=1721440.4kcal/d1b.第二階段換熱：Q=108200(121.7838.83)=8975190kcal/d2c.第三階段換熱：Q=108200(38.8318.27)=2224592kcal/d33平均溫度的求?。篴.交換處溫度t,t的求法：Q/(Q+Q)=(t-t)/(t-t)ab1232bb1即1721440.4/(8975190+2224592)=(33t)/(t25)t=31.9bbbQ/Q=(31.9-t)/(t-25)23aa8975190

59、/2224592=(31.9-t)/(t-25)t=26.39aaab.分別為平均溫度差：t=(t+t)/2=(95-33)+(72-31.9)/2=51.05m112t=(t+t)/2=(72-31.9)+(72-26.39)/2=42.86m212t=(t+t)/2=(72-26.39)+(38-25)/2=29.31m312c.傳熱面積的確定：F=1721440.4/3002451.05=4.681F8975190/3002442.86=29.082=F=2224592/3002429.31=10.543理論總面積：F=F+F+F=44.3123取備用系數(shù)1.2，A=1.244.3=53

60、.16d.列管數(shù)n：取流速V=0.1m/s，走管程；取252.5D=20mm,L=8mmN=A/(0.0208)=53.16/(0.0208)=105.8根取110根e.把一蒸、二蒸冷凝器合為一個冷凝器n=780+110=890根總f.實際傳熱面積：F=8000.0204=200.96殼徑：t=1.3d=1.30.025=0.0325m0b=1.1n0.5=32.82m,b,=1.8d=1.80.025=0.045m0D=t(b-1)+2b,=0.032531.82+20.045=1.12m取D=1200mm，即120040003.汽提氣混合蒸汽冷凝器1已知條件：Q=Q+Q=2525325.2