1、1設計任務1.1 設計任務：年產320噸醫藥單寧酸車間工藝設計。1.1.1 項目：醫藥單寧酸生產車問。1.1.2 產品名稱：醫藥單寧酸。1.1.3 產品規格：符合標準GB5308-85（一級）：單寧酸（干基計）含量98%;干燥失重012.0%;水不溶物00.6%;總顏色為2.0。1.1.4 生產能力：年產320噸醫藥單寧酸，年工作日300天，每天三班半制。1.1.5 產品用途：1.1.5.1 醫藥工業在醫藥中單寧酸用作收斂劑，重金屬中毒的解毒劑，也是合成磺胺增效劑的原料，也用于制造糅酸甘油、糅酸油青及用作止血劑I,也可作糅酸蛋白，糅酸苯海拉明、糅酸小英堿等，還用于燙傷中的真菌抑制劑。1.1.5

2、.2 印染工業在印染工業中，單寧酸可作尼龍襪、針織衫、游泳衣等聚合胺類合成纖維用酸性染料的周色劑，用于絲纖維經鹽基染料染色的后處理期。它用于鹽基染料印染棉織物時的媒染劑，亦用于精整紙張和絲綢。1.1.5.3 合成工業單寧酸可用于合成沒食子酸和焦楮酚。沒食子酸與醇類反應，可生成各種酯類。市售的沒食子酸酯有沒食子酸鯨蠟酯（一般工業用）、沒食子酸十八酯（一般工業用）、沒食子酸丙酯（食品用抗氧化劑卜沒食子酸月桂酯（熱敏紙用）等。1.1.5.4 化學試劑工業在化學試劑中單寧酸用于分析微量鈾、社、缽等元素。還用作蛋白質及生物堿的沉淀劑。鑰酸錢滴定鉛時的外指示劑，用于鍍、鋁的沉淀和重量測定，銅、鐵、鉆等的比

3、色測定。1.1.5.5 石油工業單寧酸可用于石油鉆探，制取鉆探石油用泥漿助劑，用作泥漿稀釋劑。1.1.5.6 皮革工業單寧酸可以制造皮革糅劑。由于單寧酸遇到蛋白質或各種膠質時形成不溶物沉淀，與普皮中的生腔質形成不溶性物質，故單寧酸用于糅革時，可提高皮革的柔軟性。1.1.5.7 其它工業上的應用在冶金工業上主要用于稀有金屬的冶煉。還可作為印染油墨用的著色劑，在橡膠工業上單寧酸用作橡膠凝固劑。在選礦藥劑中作選礦抑制劑，它也是糅酸鐵墨水中的主要原料。另外單寧酸亦作酒類澄清劑，可提凈啤酒。1.2設計依據：1.2.1 產品質量的標準：表1.1工業單寧酸GB5308-85技術指標指標一級二級三級單寧()&

4、gt;81.078.075.0干燥失重（%）<9.09.09.0水不溶物（%）<0.60.81.0總顏色號2.03.04.01.2.1.1五倍子：粉碎前五倍子的容積重：r=0.30.6T/m3平均容積重：r1=0.459T/m3表1.2角倍原料物理特性物理特性破碎角破碎后123123大小(mrrKmm)153025453050357101520松散容（kg/m3）291235188642459370靜安息角（度）4143444646494647484950動安息角（度）313228292728343532332930注：安息角（堆積角）是指自然形成的散料堆的表面與水平面的最大夾角，

5、有動、靜安息角之分。（在靜止平面自然形成的叫靜安息角；在運動的平面形成的叫動安息角）1.2.1.2本設計以角倍為主要原料進行設計核算。表1.3中國角倍一般組成及含量名稱單寧沒食子酸鞅花酸纖維素木質素樹膠褐浸色出灑物精淀粉無機蛋鹽白、質糖葉綠素水分含量(%)56.02.02.010.59.02.52.52.01.30.710.5表1.4中國五倍子角倍標準(GB5848-86)指標一級二級個體數(個/500g)100180夾雜物()<0.61.0水分工14.014.0單寧()64.060.01.2.1.3煤表1.5煤(貧煙煤)成分CHOSN灰分水分百分含量40.512.645.980.490

6、.6740.519.2最低發熱值：16256.9kJ/kg1.2.1.4工廠供水水溫：夏天t=26C,冬天t=8C；年平均水溫：22C；水質：硬度7.9od;堿度5.9od;PH值7.4。1.2.2 氣象資料(四川綿陽)氣溫：平均t=16.5C;最熱月平均氣溫26.2C;最冷月平均氣溫2.6C;風向：SW;年平均風速3.1m/s;濕度：相對濕度爐=54%;降水：年均降水數147天；年平均日照數2330h。1.2.3 其它方面：1.2.3.1 粉狀工業單寧酸松散容積重：r=0.459T/m3;1.2.3.2 絕干工業單寧酸比熱：c=1.59kJ/(kgC)；1.2.3.3 溶液比熱：cr=(0.

7、38x+1y)x4.19kJ/(kgC)；1.2.3.4 浸提罐比熱(鋼材比熱):cw=0.481kJ/(kgC)；1.2.3.5 浸提罐重量：G=1.2T;1.2.3.6 浸提罐傳熱系數：k=16.7kJ/(m2n：C)；1.2.3.7 浸提罐物料流動阻力：共約1.5kg/m2(六罐組)與水泵到尾罐間阻力(管垢、閥門、預熱器等)約1kg/m2；1.2.3.8 破碎料問間隔含水：277kg/m3;1.2.3.9 袋裝工業單寧酸比重：d=0.44T/m3。2 .選擇生產方法，確定生產工藝與流程2.1 廠址選擇：在五倍子單寧酸生產中，原料占整個成本的60%以上。因此廠址首先考慮離原料產地的遠近，初

8、步確定在四川省建廠，因為四川省是五倍子主要產地之一，附近還有貴州、云南、湖北、湖南等五倍子產區。經綜合分析，選擇在綿陽建廠，因為綿陽不僅在原料產地，而且水電充足，交通運輸便利，人力資源豐富，四川還是以電子、機械、冶金、化工為主體的綜合性工業基地，可提供大量的煤做燃料。是建立五倍子試劑單寧酸廠的理想地點。對于三廢的處理，在五倍子單寧酸生產過程中的廢水主要是排渣時的水，含有單寧的廢渣壓榨水，夾帶水，還含有機物，則色深，化學耗氧高，因此不宜排入江河。由于廢水量不多，可用石灰處理，冷下來后排入四周的農田，產生的廢渣用作果樹的肥料，或生產過程中的燃料，產生的廢氣在整個生產過程中對環境影響小。選擇廠址必須

9、考慮到環保問題，應充分利用氣象、地形等有利條件，盡可能的減少三廢對環境的污染。氣象因素中，以風向為主。風向直接影響著廢氣的擴散方向，一般污染源應設在下風向，如鍋爐房、備料工段等。影響產品質量及工人的操作與生活的建設應在風向上。風速大有利于污染物的擴散。故建廠一般在迎風向上坡或離開上坡的谷地。2.2 生產方法的選擇目前，我國的單寧酸生產方法主要有四種：4方法一：五倍子原料經粉碎，篩選，凈化等處理后，經浸提得到浸提液，浸提液經蒸發，噴霧干燥而得到產品。方法二：五倍子原料經粉碎，篩選，凈化等處理后，經浸提得到浸提液，浸提液再經冷凍澄清，離子交換，蒸發，噴霧干燥而得到產品。方法三：五倍子原料經粉碎，篩

10、選，凈化等處理后，經浸提得到浸提液，浸提液先經一次蒸發，冷凍澄清，離子交換，蒸發，噴霧干燥而得到產品。方法四：五倍子原料經粉碎，篩選，凈化等處理后，經浸提，再經冷凍澄清，離子交換，蒸發，噴霧干燥而得到產品。不同的是：根據使用部門的要求對浸提與其處理工藝進行調整，生產出符合用戶要求的合格產品。上述方法均為成熟工藝，鑒于本設計生產的產品的用途，同時考慮到五倍子的特性，故決定采用第四種生產方法。浸提冷凍澄清一離子交換一蒸發噴霧干燥產品殘渣合格料上述方法已有研究，較為成熟，國內外均有生產。根據設計任務書的規定，設計的生產能力為年產320噸醫藥單寧酸。本設計擬定：產品為含水12%的粉狀單寧酸，年工作日3

11、00天，每天24小時，三班半制，采用連續式生產工藝。2.3 五倍子原料及單寧產品的特性2.3.1 五倍子原料五倍子是嚶綿財科一些種類的財蟲寄生在漆樹科鹽膚木屬,鹽膚木等植物的葉子上形成的富含單寧物質的各種蟲嚶的總稱。五倍子單寧屬水解類單寧，是一種無定形淡黃至淺棕色粉末，有收斂性和澀味，其水溶液是一種膠體。劃分五倍子種類，應以致嚶財為依據，但習慣依嚶體形狀，質地和單寧含量將五倍子劃分倍子和倍花兩大類。前者除具有明顯角狀突起的角倍外，其余均為不同形狀圓形個體，殼厚，質地較硬，單寧含量高，倍花多分枝，成花狀，殼薄易碎，單寧含量較低，以結倍的更寄主不同，又將倍子劃分角倍類和肚倍類，角倍類倍子產量高，肚

12、倍類倍子質地好，生產上以角倍為主。2.3.2 五倍子單寧酸物理性質分子式：C76H52O46,分子量1701.2（五倍子單寧酸平均值）；性狀：五倍子單寧酸呈淡黃色至淺棕色，粉末狀；溶解性：五倍子單寧酸能溶解于水形成膠體溶液，也能溶解于多種有機溶劑如：乙醇、酮、乙酸乙脂；特別能溶于這些有機溶劑的水溶液中，不溶于無水醴、氯仿、苯、石油醴和二硫化碳等。2.3.3 單寧植物單寧又稱為植物糅質，為無定形固體，極少數為結晶體。溶解于熱水和冷水中，也溶于丙酮、乙酸乙酯、已醇等有機溶劑中成膠體溶液。不溶于其它一般溶劑（如無水乙醴、氯仿、苯、石油醴、二氧化碳等）。味苦澀，有收斂性，能被吸收而使之成革。與過高鐵鹽

13、能產生蘭黑色反應或沉淀。能與醋酸鉛、醋酸銅、氯化亞錫、濃重銘酸鉀溶液。能與許多生物鉛鹽類和有機鹽類的水溶液結合生成不溶于水的沉淀。植物糅質為強還原劑，在空氣中能吸收氧，在鉛性溶液中能更快地吸收氧而轉變為暗色。2.3.4 五倍子單寧溶液五倍子單寧溶液成分較復雜，為多分散體系，整個水溶液是一種膠體，表現出膠體的一系列化學性質，同時可溶物中以單寧為主要成分，非單寧為輔。故單寧酸溶液又表現出單寧的一系列化學性質和非單寧的一些理化性質等；單寧屬于熱敏性物質，高溫下穩定性降低，可引起單寧分解；隨著溫度的降低，濃度的提高都會導致單寧酸溶液的粘度急劇的增加。單寧與Fef乍用顏色加深；單寧酸溶液靜置在空氣中極易

14、變色。通過微生物作用發醇成酸，造成單寧的分解，純度降低，質量下降；單寧酸溶液長期靜置，粒子會增大，鹽析程度會增加，發生自發改變自己分散程度的老化現象。2.4 主要工段工藝條件：表2.1浸提工段工藝條件浸提罐原料粒度mm溫度c罐數/組小時h出液系數抽出率浸提次數壓力式五倍子1.01.54575681820450600971723表2.2蒸發工藝條件一覽名稱單位數值加熱蒸汽壓力kPa200（絕壓）冷凝器真空度kPa80浸提液濃度%6.67濃縮液濃度%13冷凝水出口溫度C4050第一效沸騰溫度C99.2二效沸騰溫度c84表2.3蒸發設備規格名稱參數加熱面積4m2加熱管長3m加熱管直徑©32

15、X2分離室直徑*1200材料304表2.4干燥工段工藝條件項目名稱單位數值干燥介質熱空氣進塔溫度C160出塔溫度C70濃膠溫度由蒸發來C52經預熱后C65產品濃度Be，30含水率%1出塔溫度C65氣流空塔速度m/s0.30.5入口速度m/s8102.5 生產工藝流程:五倍子生產過程包括備料（原料粉碎、篩選和輸送）、浸提、冷凍澄清、離子交換、蒸發、干燥。2.5.1 備料工段：備料是指對進廠原料在浸提之前的一系列處理過程，直接關系到產品的產量、質量以及產品的成本。備料通常包括原料的貯存、粉碎、篩分、凈化、除鐵等的工藝，以及原料的裝卸、輸送、計量等。備料工段的特點：處理的均為固體物料，處理量大，勞動

16、強度大，衛生條件差。因此在設計時要考慮好以下幾方面問題：首先要貯備好足夠的原料，避免和減少貯存中的變質和損失，保證連續不斷地滿足浸提生產的需要；其次是對原料進行初步加工，給浸提提供粉碎度合格的、凈化了的原料，以提高浸提效率和產品質量。在設計時還應合理解決貯運工藝，減少搬運環節，降低能耗與成本組成備料整體，有序的機械化、自動化的生產線，還應注意解決降塵問題。備料過程：由于五倍子原料為人工采摘，泥砂雜質較多，質量不均，特別是生產要求把倍子殼中的蟲尸去掉，因此備料過程不是單一的物料搬運，而是重要的加工過程。原料經過二次風選、二次篩選、二次破碎等凈化措施，保證了質量。原料粉碎：粉碎是指在外力的作用下，

17、將大塊物料變成小塊物料的過程。在五倍子單寧酸生產中，它是加速浸提過程，提高質量的重要手段。原料粉碎后粒度變小，縮短了溶質的擴散距離，增大了原料和水的接觸面積，從而加快了浸提過程，得到高質量的浸提液。選擇粉碎物料的方法，主要根據物料的物理性質、物料大小、粉碎程度，特別注意物料的硬脆性。目前有對輾破碎機、滾筒破碎機、錘式粉碎機。由于五倍子原料較脆，擠壓和沖擊比較有效，選用對輾破碎機較適宜。原料篩選：篩選是將顆粒大小不一的原料通過具有一定孔徑的篩面，分成不同粒度級別的過程沉。篩選的目的，一是改善碎料的粒度；二是除去塵粒雜質，凈化原料。五倍子單寧酸生產所采用的篩選設備有：滾筒篩、振動篩和搖動篩。原料輸

18、送：固體原料的輸送關系到改善勞動條件、提高工作效率、特別是滿足連續化生產的要求，因此它在生產上占有重要的地位。目前再植物單寧酸生產中較普遍采用的原料輸送裝置有：皮帶輸送機、斗式提升機、螺旋輸送機、氣力輸送設備及機動車等。本工藝采用皮帶輸送機和斗式提升機輸送。在五倍子單寧酸生產中貯料不僅起緩沖、計量等作用，而且是種重要的節能裝置，它可以充分發揮粉碎篩選輸送等設備的最大生產能力，節省人力，節省時間。五倍子又為散裝顆粒物料，它在料斗種的流動是非常重要的，因為它具有固態和液態流動特性，又具有呆滯性。因此解決料斗的排放問題，消除搭擠和掛料現象，對貯料的結構一般做多方面的考慮。2.5.1.1 原料的貯藏：

19、考慮到節約成本，減少占地面積，倉庫只貯存半年原料，其余原料隨到隨用。庫房面積：F=Q(1.31.5)ZHXRo原料：含水率020%。庫房和料堆不漏雨，通風良好，貯藏時間不易過長(一般不超過一年)。原料貯藏方式：a:五倍子原料的貯存為室內堆垛貯存，水泥地上鋪木質墊板，距地0.2m,堆頂1m,室內通風設施齊全，堆間有通氣筒，保持上下透氣。b:庫存：簡易相同，簡易倉庫，機械化原料庫。國內多數榜膠廠設置原料倉庫若干個，每個倉庫堆存300t左右原料，倉庫內每隔56m設通道，寬1.5m,倉頂和四周保持良好通風，倉頂和四周防止滲水，庫內用地臺板，并有防火措施。2.5.1.2 原料的粉碎a：車間內原料的運輸全

20、部實行機械化。原料的運輸通常采用：風送；皮帶-斗式提升機；風送-皮帶。本設計采用皮帶-斗式提升機”組合，皮帶輸送機適用于輸送堆積重度為0.20.75T/m3的粒狀、塊狀等散狀物料，能長距離輸送，輸送量大，功率消耗小，噪音小，運輸可靠，維護方便。但占地面積大，爬升高度也有一定的限制，密封較困難。斗式提升機，占地面積小，輸送量大，機體一般采用封閉式，可以防止灰塵，適用于散料垂直提升，不易磨損，運輸效率高。b:粉碎設備：五倍子角倍具有脆性大主要設備：對輾破碎機：它的特點是結構簡單、維修容易、調節方便，主要缺點是生產能力小。五倍子應選用壓條不銹鋼輾，雙傳動，一軸周定另一軸可調的對輾破碎機。采用對輾破碎

21、機，具設備簡單，緊湊，生產能力高，適用于脆性大的物料，運輸可靠，生產能力大，節省勞力，易維修，灰塵少，但機械磨損大。為方便浸提，保證質量，原料經粉碎、篩選處理，原料的粉碎粒度為1015mm。c：篩選設備：采用萬能懸掛式振動篩和搖動篩，其結構簡單。篩面利用率高，占地少，輕便，成本低，生產能力和篩分效率高，篩孔不易堵塞，操作方便，動力消耗少，但篩網壽命短，需及時更換，噪音較大，灰塵飛揚，需吸塵措施。表2.5振動篩的規格技術規格2WXS-1萬能懸掛篩生產能力（t/h）34篩網層數2篩網尺寸（mm（mm）1250X2500篩孔尺寸（mm）上層20,下層1.83.0每分振動次數（n/min）1200振幅

22、（mm）26電動機型號JO2-42-6電動機功率（kW）4102.5.1.4 原料輸送:榜膠生產中選用皮帶輸送、斗式提升機等實現水平、傾斜和垂直輸送物料圖2-1備料工段工藝流程總圖2.5.2 浸提工段：浸提過程：浸提過程是用水浸泡五倍子原料，把有效成分從固體轉移到浸體液中去的過程。評價浸提的好壞，主要是以優質、高產、低消耗等指標為依據，即在保證浸提液質量的前提下，達到抽出率高、濃度高、產量高的標準。螺帶式連續浸提器，平轉型浸提器，生產連續、操作安全、機械化程度高，浸提時間短，浸提液質量好，設備緊湊，結構比較簡單，占地面積小，金屬材料省，但對原料的適應性不如罐組。壓力式金屬浸提罐組：浸提溫度高，

23、浸提時間較短，生產效率及抽出率較高，產品質量較好，原料消耗較低，對原料的適應性強，轉液、加料、出渣等操作比較方便，勞動強度小，熱損失少，可避免單寧與空氣接觸氧化，壽命長，易維修，但較難造，造價高，對廠房要求高，對使用不銹鋼要求較高，對原料粒度要求比較嚴格，出液系數大。國內工廠尚有使用轉鼓連續浸提和木桶罐組浸提的。目前用于五倍子浸提有平轉型浸提和罐組浸提，目前大多數單寧酸廠用罐組式逆流浸提，工藝條件成熟可行，抽出率高，所以本設計采用此工藝。由于五倍子單寧含量高，采用罐組逆流浸提法，正常操作時，尾罐只加一次清水，收罐只放一次浸體液離開罐組，以六罐組為例，每罐浸泡11次具體工藝參數如下：六罐生產有一

24、罐備料，每罐投料271.2千克，新料投入后，打開下部排污閥用冷水噴淋10分鐘，然后關閉排污閥進行正常轉液。加水量規定加至距桶口20cm處，每罐新料浸提11次。每罐放出頭罐液1.52m3,50C時濃度為3Be±02.5.3 冷凍澄清為了提高單寧酸質量，增加單寧酸品種，通常采用冷凍澄清、離子交換等手段，以達到消除與五倍子單寧一起溶入水的物質。五倍子單寧酸溶于水，形成了膠體溶液，其中單寧締合成大小不同的粒子，在溶液中做布朗運動，溫度對其穩定性的影響比較明顯。當單寧酸溶液冷卻到-30c時，較大的粒子布朗運動減慢，因而產生沉淀，這樣單寧酸溶液就發生分層，上層清溶液為單寧11酸膠體分散系，下層沉

25、淀為單寧酸膠體分散部分和粗分散部分，其中包括樹脂、植物蛋白及淀粉等物質。五倍子單寧酸溶液濃度在68波美度時，產生的沉淀物較多。因此，生產上常用6-8波美度的浸提液進行冷凍。對于生產規模較小的冷凍澄清，首先將五倍子浸提液放入冷凍罐中澄清2530小時，即可達到分層目的。上層清液制試劑單寧酸，下層沉淀物用水解方法制沒食子酸。2.5.4 離子交換離子交換和吸附過程相似，它是通過離子交換樹脂來完成，離子交換樹脂是不溶于水的固體顆粒，帶有活性離子的高分子化合物，有陰、陽兩種。因生產試劑單寧酸中含有鈣、鎂、鐵等陽離子和沒食子酸、多縮沒食子酸、色素等陰離子，用陰離子、陽離子交換樹脂和陰陽離子混合床，就可以消除

26、上述物質。離子交換操作通常在交換柱內進行。目前用的最多的是固定床操作。溶液由上而下透過固定床，進床溶液稱為流入液，出床溶液稱流出液。離子交換循環主要包括兩個步驟：第一步為交換階段或吸附階段”；第二步為再生或淋洗階段。再生是將交換柱恢復到交換前的狀態，即除去所吸附的離子。固定床交換柱可分陽離子交換柱、陰離子交換柱及混合離子交換柱，后者是將陽、陰兩種離子交換樹脂按一定比例充填而成的交換柱，俗稱混合床。混合床裝置具有設備少，裝置集中，便于操作等優點。缺點是數值交換容量利用率低，樹脂磨率大，在柱內分層再生時，操作條件要求較嚴格。為了盡可能地除去鈣、鎂陽離子以及有機酸陰離子，常采用聯合式離子交換，通常稱

27、為復床系統。或者將復合床和混合床串聯使用，稱為復-混床系統，這種形式的優點是交換液質量好，pH值穩定，但流程復雜，再生不方便。2.5.5 蒸發工段浸提液的濃度低于10%,需要用蒸發的方法，除去其中大量的水，盡可能提高濃度以利于噴霧干燥。浸提液的蒸發量是利用飽和水蒸氣加熱浸提液，使其沸騰，水分不斷汽化，產生二次蒸汽，不斷被排出，使其濃度提高。采用低溫、真空、多效、并流”蒸發，可減少對單寧的破壞，保證單寧的質量，節約生蒸汽用量，且可以自動平衡。目前生產所用的蒸發器有：外加熱式蒸發器；液膜式蒸發器；刮板式蒸發器。本設計采用外加熱式蒸發器12蒸發過程：借助加熱的作用使溶液中一部分溶劑汽化，因而獲得濃縮

28、溶液的過程叫蒸發。對蒸發過程的評價，主要反映在濃膠質量和濃度。蒸發消耗和蒸發強度等四個指標上。外加熱式蒸發器主要由加熱室、分離室、循環管組成，其中加熱室和分離室分開安裝，可以減少蒸發器總高度。循環管裝在加熱室外部，可以提高溶液循環速度，提高蒸發的傳熱系數和蒸發強度。浸提液經列管式換熱器預熱后，進入蒸發器，濃膠排入濃膠槽，末效二次蒸汽經表面冷凝器和混合式冷凝器完全冷凝后排入冷凝水槽，不凝性氣體由真空泵排出。混合式冷凝器由于直接換熱，熱效率高，結構簡單，耗材料少，但該設備會使水受到污染，水不能循環使用，對水的消耗很大。表面冷凝器由于采用間接換熱，放冷凝水與冷卻水均可使用，但結構復雜，耗材多，投資高

29、，對清潔水和清潔度要求高。為達到最好效果我們采用表面冷凝器，減少廢水，保護環境，節約水資源。真空泵是維持真空的機械；目前榜膠廠采用有：往復式真空泵；水環式真空泵；噴射泵（水、蒸汽）。往復式真空泵：利用活塞在泵缸內往復運動，真空度高，耗電量少，但對設備要求高，抽出的氣體不能帶液滴，否則影響抽氣效率；水環式真空泵：利用轉子旋轉形成水環，結構簡單，操作可靠，但真空度較低，耗電量大；噴射泵（水、蒸汽）：利用高速射流，結構簡單，性能穩定，操作方便可靠，投資費與操作費均較低，占地面積小，維修方便，但真空度不太高，動力消耗大，耗用大量水和蒸汽。本次設計采用往復式真空泵。表2.6蒸發工藝條件一覽名稱單位數值加

30、熱蒸汽壓力kPa200（絕壓）冷凝器真空度kPa80浸提液濃度%6.67濃縮液濃度%13冷凝水出口溫度C4050第一效沸騰溫度C99.2二效沸騰溫度c8413表2.7蒸發設備規格名稱參數加熱面積4(m2加熱管道3(m)加熱管直徑632X2分離器直徑*1200材料3042.5.6干燥工段濃膠干燥方式有噴霧干燥、薄膜干燥、真空箱式干燥等。本設計采用噴霧干燥。具優點：干燥時間短，物料的溫度低，適于熱敏性物料的干燥，可直接將溶液噴霧干燥成粉狀成品。省去了蒸發、粉碎等操作，產品為粉狀，溶解性好，操作時易于調節或控制產品含水量和粒度，產品質量較穩定，生產連續化，易實行自動化生產，勞動生產率高。缺點：設備較

31、多，體積大，能量消耗較大，投資較多，排氣的凈化要求高，要有可靠的氣-固分離裝置，才能減少產品損失，避免環境污染。主要設備有：干燥塔，濃膠噴霧系統，蒸汽加熱系統，成品的排出裝置，細粉的回收系統。本次設計采用氣流噴霧干燥。參數如下表：表2.8干燥工段工藝條件項目名稱單位數值干燥介質熱空氣進塔溫度C160出塔溫度C70濃膠溫度由蒸發來C52經預熱后C65產品濃度Be30含水率%1出塔溫度C65氣流空塔速度m/s0.30.5入口速度m/s810142.6 確定生產工藝流程路線原料3 .物料衡算3.5 物料衡算的計算基準：以產量計算(每噸產品，每kg產品)；單位時間產量計算kg/ho由于第二種方法對設備

32、、設計等更為方便，故設計采用第二種計算方法。對單寧酸生產的物料衡算，由于化學反應比較復雜，加上研究分析較少，若進行準確計算較為困難，故采用一些假定和經驗實驗數值，本設計是在假定生產中無化學變化的前提下進行計算的。從純度考慮，假定原料的純度為100%,則經浸提后下降到98%,經蒸發后的純度直升到99%,經干燥時純度基本不變，仍為100%。實際生產過程中物料損失：原料經粉碎、篩選等處理后損失2%,浸提工段抽出率為98%,蒸發損失1%,干燥工段損失0.5%(設風送夾帶25%,回收效率97%)。各車間的純度可由前向后計算：3.6 每小時生產能力計算：產量：(320x1000)/(300x24)=44.

33、44kg/h絕干物：44.4(1-12%)=40.44kg/h安全系數通常為10%30%,取20%實際生產絕干物：40.44(1+20%)=48.53kg/h實際生產單寧酸：44.44(1+20%)=53.33kg/h3.7 畫出生產工藝流程示意圖，標出有關數據，然后進行計算：15p3=98%p4=95%p5=99%p6=99%0.75%成品R=100%p2=98%3.4純度計算:3.4.1原料的純度:R=56/(56+8)=87.5%3.4.2經備料后的純度:P2=PiX100%=87.5%3.4.3浸提液的純度:P3=P2>P2'=87.5%X98%=85.75%3.4.4濃

34、縮液的純度:p4=p2Xp5'=3.4.5干燥產品的純度:p5-p2p6=88.81%99%=87.92%3.5進料各工段物料計算:3.5.1物料總衡算全年開工300天，實行三班半制，年產240噸試劑單寧酸，日產1670千克試劑單寧酸，生產安全系數：10%30%,取20%。則：每小時生產試劑單寧酸=167024洶1+0.2）=53.3kg/h絕干重：53.3(1-9%)=48.5kg/h含水量（以9%計）=53.39%=4.8kg3.5.2噴霧干燥工段抽出物：G5=53.3>99%=52.8kg/h單寧：T5=XP5=93%X40X93.11%=34.64kg/h水分：W5=40

35、>9%=3.6kg/h3.5.3干燥工段損失部分的組分和數量抽出物:G5'=G5/99.5%-G5=52.8/99.5%-52.8=0.265kg/h單寧:T5'=怎X87.92%=2.2577kg/hW5'=0.265/99%x9%=0.024kg/h163.5.4蒸發工段抽出物：G4=G5+G5'=52.8+0.265=53.065kg/h單寧：T4=&XP4=53.065X99%X94.05%=49.41kg/h水分：W4=G4/33%=53.065/33%=160.803kg/h3.5.5 浸提工段抽出物：G3=G4/(1-2%)=53.0

36、65/(1-2%)=54.15kg/h單寧：T3=G3XP3=54.15X85.75%=46.43kg/h絕干原料：G0=G1/67%=55.26/67%=82.48kg/h原料G=Go/(1-10.5%)=92.16kg/hW3=500%G-G3=500%X92.16-54.15=406.65kg/h3.5.6 浸提工段損失部分的組分及數量抽出物：G3=G3X2%=54.15X2%=1.083kg/h(認為是可溶物中非單寧揮發)3.5.7 備料工段抽出物：G2=G3/98%=54.15/98%=55.26kg/h單寧：T2=XXP2=55.26X87.5%=48.35kg/h水分：W2=55

37、.26/10.5%=5.8kg/h3.5.8 未經粉碎的原料的組分和數量抽出物：G1=55.26/(1-5%)=58.17kg/h單寧：Ti=&XPi=58.17X87.5%=50.90kg/h水分：W1=GX10.5%=92.16X10.5%=9.68kg/h絕干原料：58.17/79.1%=73.54kg/h3.5.9 備料工段損失部分的組分及數量抽出物：G2'=G2X2%=58.17X2%=1.16kg/h單寧：T1'=&'XP1=58.17x17.5%=9.68kg/h水分：W1'=9.68X2%=0.1936kg/h原料：G0'

38、=G0X2%=82.48X2%=1.6496kg/hG=Gx2%=92.16X2%=1.8432kg/h174.設備設計及熱量衡算4.1 備料工段：原料從倉庫到廠房采用翻斗車運輸，由皮帶輸送機送入粉碎。同時在下料時也采用皮帶輸送。通過斗式提升機把粉碎的物料通過輸送篩選，下面對幾種設備進行選取型及能量衡算。4.1.1 電瓶車：選型：2DB型蓄電池搬運車該車以蓄電池作為動力，以半激直流電驅動。操作簡單，維修方便，清潔衛生，適用于廠內運輸。載重2T,時速812km,電機功率2.5kW,蓄電池型號DG-250。外型尺寸：3120X1250X1180mm,每臺約1.3萬元。4.1.2 皮帶輸送機：(流程

39、號一1)五倍子輸送帶為普通膠帶，在運輸過程中作為承載和牽引構件。要求強度高，撓性好，伸長性小，壽命長。設輸送高度H=3.5m,平型托輾，傾斜角=18°,機械工程手冊規定堆積重0.350.53T/m3的原料，最大容許傾角=18°。4.1.2.1 皮帶長度：L=3.5/sin18=11.33m水平投影：Lh=11.33C0s18°=10.77m4.1.2.2 皮帶寬度：_一，一、1/2B=Q/(KVrC)Q=380聆0.459(1+2%)X(60/20)X(1+20%)=4.0451T/hB=4.0451/(135M>0.30.85)1/2=358mm式中：Q:

40、浸提罐3m3,裝料80%,經粉碎好的原料r=0.459T/m3,經備料損失5%,每罐20min備料完畢，安全系數1030%,取20%。B:皮帶寬度，mm；K:斷面系數(靜安息角p=30；動安息角pc=2/3,p=20°,K=135);V:皮帶運輸速度m/s(V=11.5m/s);r:物料堆積重T/m3(未經粉碎物料r=0.2860.4T/m3);C:傾斜角修正系數(P=18°,C=0.85);18圓整：B=500mmQ=B2KVrC=(0.5(M35M>0.3處.85=8.6063T/h4.1.2.3 傳動滾筒功率：N0=(KiLhV+K2QLh+0.00273QH)

41、乂K3K4+2K5V+K8r_-5_=0.01341>0.771+10.89105>8.606310.77+0.002738.60633.5)K061.014+0.030.3=0.2634kW式中：Q:皮帶實際輸送能力計算K1：輸送帶與托輾轉動部分運行功率系數=0.0134K2：物料水平運行功率系數10.89X0-5K3：尾部改向系數1.06KLhV:水平方向輸送消耗功率R2QLh：物料水平運輸所需功率0.00273Q：物料垂直提升所需功率K4：改向滾筒功率系數1.014,按增長輪考慮K5：卸料器阻力系數為0,尾端卸料，無需卸料器K8：物料加速功率系數0.034.1.2.4 電動機

42、功率：N=KN0/4=1.42634/0.88=0.419kW式中：K:功率安全系數及滿載起動功率取1.4邛總結傳動效率(膠面傳動滾筒刀=0.884.1.2.5 傾斜角輸送機最大張力：max=K10r+q0H+K11N0=2600.3+9.28.5+8.20.2634=112.3599kg式中：K11:取8.2,V<1.25m/s；6max傾斜輸送機最大張力19K10=260q0=1.2B(1.1Xi+Sj+&)=1.20.樂(1.13+5+7)=9.2即每米皮帶自重為9.2kg/m4.1.2.6膠帶層數：1 =6maxm/(B-o)=112.359910/(50>56)=

43、0.4013<3故初選i=3層m：硫化接頭10mu帶芯強度，普通型橡膠帶取56kg/(cm.層)4.1.2.7選型：普通型橡膠帶：B=500mm；L=12m；0=18;°i=3層選HQ69-154.1.3 旋風分離器(流程號-11)參考書化工原理上選用CLP/A型選風分離器，兩臺串聯使用。4.1.4 錘直粉碎機(流程號-4)五倍子粒度比較均勻，性質易脆，選用壓條不銹鋼輾，雙傳動，一軸固定另一軸可調的對輾破碎機，使用于脆性物質的破碎。它的特點是結構簡單、維修容易、調節方便，主要缺點是生產能力小。本機適用于在水泥，化工，電力，冶金，建材，耐火材料等工業部門破碎中等硬度的物料，如石灰

44、石，爐渣，焦碳，煤等物料的中碎，細碎作業。20表4.1對輾破碎機參數項目參數型號小2PG400<250電子直徑，mm400輾子直徑，mm250最大進料，mm32出料粒度，mm28輾子轉速，rpm200產量，t/h510電動機功率，kw11電動機轉速，r/min970外形尺寸（長儂S）1430X1481X816重量，kg13004.1.5振動篩（流程號-3）選型：萬能懸掛式振動篩2WXS-1型特點：構造簡單，其生產能力和篩分效率高，占地少，輕便，成本低，由于篩分強烈震動，所以篩孔不易堵塞。操作方便，動力消耗少，但篩網壽命短。主要缺點：噪音較大，灰塵飛揚現象比較嚴重，工作環境差。主要作用：用

45、于粉碎前原料的篩選，去塵，達到初級篩選和利于粉碎的目的。4.1.6 初級振動篩的吸塵裝置選型：噴淋式旋風分離器一套。4.1.7 貯灰斗用來收集備料工段的粉塵、灰沙等。4.1.8 回轉吸鐵機用來吸收備料工段的鐵類物質。4.1.9 斗式提升機（流程號-5）4.1.9.1 生產能力：Q=Q實XK=380%X0.459代1+20%）X（60/20）說.4=5.5521T/h4.1.9.2 料斗的選擇:21io/a=Q/(3.6Vr帥3=5.5521/(3.6X0X1>0.4590.75)=4.48L/m式中：io/a：每米容納料的容積L/m；Q:生產能力；r：物料的堆積重度T/m3;V:料斗提升

46、速度m/s(V=12m/s);山：填充系數(粉碎物料三20mm,小=0.750.95,取0.75);a料斗間距m；i:料斗容積L。選PL型，斗寬250mm,料斗制法：三角式斗間距d=200mm,料斗容積3.314.1.9.3 功率計算：N0=1.15QH/367+K3q0HV/367=QH(1.15+K2K3V)=0.552120X1.15+1.10.80.5)/367=0.479kWN=N0/(4K=0.479/(0.91.25)=0.426kW式中：1.15QH/367:物料提升所耗功率kw;K3q°HV/367:提升機空載運行所耗功率kW;K?:牽引件重量kg/m；尾部改向滾筒

47、系數；K':10m<H<20m,K'=1.25刀：傳動裝置總效率(刀二枝”皮=0.94父0.95=0;“器：LQ型減速器的傳動功率(刀器=0.94);刀皮：三角皮帶的傳動功率(刀皮=0.95)。4.1.9.4 選型選用PL250-X1J2-K1Z2-L1-C2-20右裝提升機4.1.10 粉碎機原料篩選裝置(流程號-7)選型：萬能懸掛式振動篩2WXS-1不合格的原料返回粉碎機，合格原料送浸提缸加料斗以供浸提。224.1.11 斗式提升機的吸塵裝置選型：噴淋式旋風分離器，除塵設備一套。4.2浸提工段設備設計選型：4.2.1 閥門組（流程號-13）4.2.2 水力開啟器

48、（流程號-14）用于各物料的管線閥門控制。4.2.3 梨形卸料器（流程號-8）結構簡單，適用于輸送能力小的帶式輸送機，安裝在卸料口處兩側，卸料動作采用電控。4.2.4 浸提罐加料斗（流程號-15）每個浸提罐上對應一個加料斗，容積與罐相同，為3m3錐體角600V：=1.52>0.9=2.205m3Vn=1.2（2>0.32+2X1.52+2>0.3>1.5）/6=1.116m3V總=2.205+1.116=3.141m3錐體下部安有桿板閥門可控制出料。4.2.5 浸提罐（流程號-12）采用壓力式金屬浸提灌在密封條件下高溫浸提，適用于多種原料的浸提，特別適用難浸提原料的浸提

49、，抽出率高，原料單耗低，單寧不易氧化，溶液質量好，可連續轉動，壓力出渣，罐體不容易損壞，使用壽命長。設每兩小時裝一罐料，每罐0=2X92.16=184.32（kg/罐）原料體積V=184.32/459=0.4m3采用3m3壓力式金屬浸提罐組，浸提罐為圓柱形，長徑比為3.8:1,取圓筒直徑為1m,則圓筒高度為3.8m,采用8mm的不銹鋼304,工作壓力為0.4MPa左右。浸提罐頂部的加料斗口與錐體相連，錐頂角為40。左右，斜錐體一側為直立面廢渣在直立面處受到的向上托力為最小，而利于先從此排出，故易排渣。采用罐組逆流浸提法，正常操作時，尾罐只加一次清水，收罐只放一次浸體液離開罐組，則浸提次數與罐組

50、罐數的關系是：n=2m-1式中：n：浸提次數，11次;m：每組缶I數，6個。23采用分別轉液。浸提浸提時間安排：抽尾部水5分鐘一卸料5分鐘一裝料5分鐘一轉液20分鐘45分鐘一放頭部水40分鐘為保證抽出率采用6罐，周期2X6=12小時，五罐生產有一罐備料，每罐投料184.32千克，新料投入后，打開下部排污閥用冷水噴淋10min,然后關閉排污閥進行正常轉液。加水量規定加至距桶口20cm處，每罐新料浸提11次。表4-2浸提溫度控制如下:首罐至尾罐1234567891011溫度(C)4550505560754.2.6 浸提過濾篩傾斜角：a=2°篩網尺寸：1450渴00,800目，不銹鋼網4.

51、2.7 浸提加料皮帶輸送機(流程號-9)設輸送距離Lh=20m,傾斜角一：=0°,平型托輾。工作條件：少量塵埃，正常溫度，采用含油軸承，平滑橡膠帶，硫化接頭，光滑滾筒。4.2.7.1 皮帶寬度：_，_、1/2B=Q/(KVrC)_、1/2=3.9658/(135M>0.4591)=253mm圓整取：B=500mm式中：Q=3>0.88.459X(60/20)><1+20%)=3.9658T/hK=135V=1m/s3r=0.459T/m3C=14.2.7.2 傳動滾筒功率：No=(K1LhV+K2QLhi0.00273QH)K3K4+2K5V+K8r=(0.0

52、13420M+10.8910-5刈.965820如)M.5X.014+0.31+0.030.45924=(0.268+849,4215)X1.521+0.3+0.01377=0.7343kw其中：K1=0.0134;K2=10.8910-5;K3=1,31.7;K4=1.014;K5=0.3;K8=0.034.2.7.3 電動功率：N=KN0/t=1.40.7343/0.88=1.1682kW4.2.7.4 水平輸送機最大張力：§max=Kq>N0/v=2030>7343/1=149,0629kg4.2.7.5 膠帶層數：I=6maxm/(B6)=149,0629t0/(

53、5056)=0.531<3層4.2.7.6 選型：普通型橡膠帶B=500mm；Lh=30m；B=0°i=3層。4.2.8浸提上水泵(流程號-13)浸提水=(G0/30%)>70%+W3=(84.28/30%)X70%+406.65=599.10kg/h20min內上完，貝U:W水=599.10X(60/20)=1797.3kg/h一3V=1.797m3取安全系數50%,WJV=1.797X1,5=2.696m3流量V=2.696m3咫m3,設管道阻力hf=0.1MPa,尾罐壓p=0.4MPa,已知放液到首罐間的壓力降0.2575MPa,6罐組壓力降0.16MPa,尾罐泵壓

54、力降0.1MPa,安裝高度1m,則H=(2.575+1.6+1)X5+1=26.9mmH2。查化工工藝手冊選2B31A型泵，則其：Q=10m3/h,H=28,5m,n=2900rpm,軸功率1.45kW,電動機功率N=3kw,4=54.5%,允許上吸真空度Hs=8.7,葉輪直徑D=148mm,凈重35kg。4.2.9 浸提上水預熱器（流程號-17）25需要浸提上水量為：3594.6kg/h設進水溫度年平均為ti=22C;出水平均溫度：t2=(45M+50M+55>2+60>2+65>2+70X5)/17=61.76C;故：At=61.76-22=39.76C;需熱量：Q=359