中药厂中药浸出液蒸发系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 本设计是中草药行业处理 2750Kg/系统的蒸发罐、分离器、热能压缩泵、预热器、冷凝器、离心泵、真空泵及其他附属设备进行设计，设计主要包括蒸发系统的特点及选择工艺流程、选题设计与论证、设计计算、技术经济分析、安装装备要求与安装调试注意事项等几大部分。其中设计计算包括物料衡算，热量衡算，热能压缩泵、预热器、管路、冷凝器、真空泵的设计与选择。本设备系统采用顺流进料，具有效率高、节能、物料预热温差小，有利于保证产品的质量、节能降耗、设备占地面积小、传热效果佳、运行 效果、运行费用低、经济性高、便于操作，且能保证物料在蒸发过程中不变性等特点。其中有许多部分的设计借鉴了国内外的一些先进的理论和方法，以合理经济为设计准则，力争达到技术先进、质量达标、操作方便、能耗低及无污染的设计目标，此设计的优点是传热效果好、热能利用率高、生产效益高、已于制造。 由中药浸出液制浸膏的技术和装备还相当原始落后 ,蒸发器基本上沿用外循环升膜式蒸发器 ,浓缩收膏还广泛地采用带夹套敞口熬膏锅。由于中草药的成分复杂 ,如果蒸发加热温度过高和受热停留时间太长 ,易使部分热敏性成分在加热面上结焦。 以实验室蒸发装置现状看开发的要求为出发点，从确定蒸发系统的流程、实验装置中蒸发浓缩系统的组成、实 验装置的开发思路三方面探讨了中药浸提液蒸发实验装置的开发设计。所以在设计过程中要特别买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 注意保留工业用大型蒸发装置的一般特点，在此基础上按比例缩小，这样完成一次实验所需要的中药浸提液量较小，从而满足了“省钱”的要求，同时， 测量精度要求较高。 中药浸提液浓缩的原理也是如此，即通过蒸汽加热使中药浸提液中的水分达到沸点脱离，而中药浸提液中的固形物以及其它物质总量保持不变，从而使中药浸提液的浓度增加，达到浓缩 的目的。由于中药浸提液属于热敏性物料，为了保持产品的品质，需要在较低的温度下蒸发浓缩。所以，在工业生产中采用真空操作以降低溶液的沸点。 蒸发是一个传热过程，设备属于热交换器，因此蒸发设备与一般的传热设备并没有本质上的区别。但是，蒸发设备必须适应蒸发过程的特点，它除了具有进行传热的加热室以外，还要有足够的蒸发空间，以使二次蒸汽从溶液中分离出来，并使二次蒸汽中的液滴与雾沫尽可能完全地分离。蒸发器一般采用蒸汽作为加热介质，为提高传热效果，应使加热蒸汽均匀地分布，而冷凝液与蒸发过程产生的不凝性气体要及时排出。而且， 溶液的特性（如粘滞性、发泡性、结晶性、结垢性、腐蚀性及热敏性等）对蒸发设备也提出了种种要求。 关键词； 中草药； 三效； 蒸发系统； 浸出夜： 蒸发器 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 750 kg/h of of of so is to of an of an in of of of of of of as a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 to of in By is As is if is to on of In of as a of of on of is So in to to of in on of so to a of is so as to of , at is 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 So is a of by in of of to of in to of to at is in to of is a to is no to of it on of a to in as as as a to be of no in of as of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 第一章绪论 . 1 药产业的发展现状 . 1 计内容及采取方法 . 2 计内 容 . 2 取方法 . 2 第二章蒸发技术 . 3 发技术 . 3 膜蒸发器 . 3 效降膜蒸发器的特点 . 4 效降膜式蒸发器的特点 . 5 第三章工艺计算 . 6 料衡算 . 6 发水量 . 6 压泵的喷射系数 . 6 量衡算 . 7 效蒸发罐的热量衡算 . 7 效蒸发罐的热量衡算 . 8 效蒸发罐的热量衡算 . 9 热量衡算 . 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 发罐设计计算 . 11 效蒸发罐设计 . 11 边流量校核 . 12 . 14 发罐壁厚校核 . 15 效预热盘管的设计计算 . 19 效预热盘管 . 19 效预热盘管 . 20 效预热盘管 . 21 体封头的设计 . 22 离器直径和高度的设计 . 23 离器直径 . 23 离室高度 . 24 离器壁厚设计 . 24 离器封头的设计 . 25 能压缩泵的设计 . 26 伐尔喷嘴的计算 . 26 体的基本尺寸 . 27 压室的设计计算 . 29 热器的设计 . 29 凝器的设计 . 30 量 . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 凝器所需冷却的热量 . 31 凝器的结构设计 . 31 凝器封头 . 31 凝器壁厚校核 . 32 路设计计算 . 32 汽矩形管道设计 . 32 料管设计 . 33 、下不凝气管 . 34 凝水出口管 . 34 的设计与选择 . 35 心泵的设计与选择 . 35 空泵的选择与设计 . 35 部清洗系统 . 36 第四章安装前的准备要求与安装注意事项 . 37 结论 . 38 致谢 . 39 参考文献 . 40 附录工艺流程图 . 41 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 绪论 药产业的发展现状 中药伴随着华夏文化的发展，源远流长，博大精深，已经有将近两千多年的历史。中药是中华民族五千年传统文化的瑰宝，是千百年医疗实践的结晶，也是世界优秀文化的精华。我国中药产业经过几十年的发展，已具有一定的规模和研发能力，在中药材、中药饮片和剂型等方面取得了一定的成绩。然而随着人们生活水平的不断提高，以及新的健康理念产生，国内市场对中药的需求量迅速增长，竞争力的加强，中药的发展面临着巨大的挑战和机遇。 近百年来，西医西药逐渐主导我国医疗市场，已薪火相传五千年的中医中药 遇到了前所未有的困难。资料显示，我国著名中医专家已从上世纪 80 年代的 5000 余名骤减至现在的不足 500 名，仅有 27%的百姓生病后愿意看中医 中医药正陷入传承危机。时至今日，学术界仍有人公然以科学的名义提出“废除中医中药”的观点，阻碍了中医药的发展和振兴。 2015 年 10 月 5 日，中国中医药学家屠呦呦获得诺贝尔奖，屠呦呦女士也是首位获得诺贝尔 科学 类奖项的中国女科学家。她的获奖极大的推动了中药学的发展。“中医药学凝聚着深邃的哲学智慧和中华民族几千年的健康养生理念及其实践经验，是中国古代科学的瑰宝，也是打开中华文明宝库的钥匙”，这是习近平总书记谈及中医药的一段论述，亦可谓中医药贡献世界可期前景的诠释。中医药历来尊重传统，学中医最重要的途径，就是通过中医经典向古人学习。传统固然要尊重，“祖传秘方”也需要继承，但如果只尊重传统而不注重创新，传统就会不断衰减，中医药学或将难以避免“一代不如一代”的命运。而如何发展中医药，则又受到中医药理论的 掣肘，有些传统和习惯必须改变，方能跟上时代的步伐。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 计内容及采取方法 计内容 本设计为节能型中药厂中药浸出液蒸发系统设计，蒸发水量 2750kg/h。技术参数；为中药浸出液初始温度为 15 ，初始固形物含量为 浓缩终了固形物含量为35。设计效数为三效，料液经预热器预热后，通过盘管预热，热压泵抽二效汁气作为一效热源。 取方法 多效蒸发装置的设计程序一般为： （ 1） 根据溶液的性质及工业要求确定蒸发的操作条件、蒸发器形式和蒸发操作的流程及最佳效数等； （ 2） 根据物料衡算及热量衡算计算加热蒸汽消耗及各效蒸发量； （ 3） 求出各效传热量和传热有效温度差，确定传热系数，从而计算各效的热传面积； （ 4） 根据传热面积和选定的加热管直径和长度，计算加热管数；确定管新和排列方式，计算加热室的外壳直径； （ 5） 确定蒸发器的工艺尺寸，包括接管、连接方式、法兰、人孔和视镜的标准； （ 6） 确定二次蒸汽冷凝器结构并计算冷凝器的工艺尺寸及其他附属设备的计算或选型； （ 7） 真空系统计算及真空泵的选型； （ 8） 绘制工艺流程图及蒸发器装备图和编写设计说明书。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第二章 蒸发技术 发技术 使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质组成提高的单元操作称为蒸发，所采用的设备称为蒸发器。蒸发操作广泛应用于化工、石油化工、制药、制糖、造纸、深冷、海水及原子能等工业中。 工业上采用蒸发操作主要达到以下目的： （ 1）直接得到经浓缩后的液体产品。 （ 2）制取纯净溶剂。 （ 3）同时制备浓溶液和回收溶剂。 蒸发过程的实质是传热壁面一侧的蒸汽冷凝与另一侧的溶液沸腾间的传热过程，溶剂的汽化速率由传热速率控制，故蒸发属于热量传递过程，但又有别于一般传热过程 ，因为蒸发过程具有下述特点： （ 1）传热性质 传热壁面一侧的加热蒸汽进行冷凝，另一侧为溶液进行沸腾，故蒸发过程属于壁面两侧流体均有相变化的恒温传热过程。 （ 2）溶液沸点的改变 含有不挥发溶质的溶液，其蒸汽压较同温度下溶剂（即纯水）的低，换言之，在相容压强下，溶液的沸点高于纯水的沸点，故当加热蒸汽一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发水的温度差。溶液组成越高这种现象越显著。 （ 3）溶液性质 有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢和生泡沫，高温下易分解或聚合；溶液的粘度在蒸发过程中逐渐增大，腐蚀性逐渐加强 。 （ 4）泡沫夹带 二次蒸汽中常夹带大量液沫，冷凝前必须设法除去，否则不但损失物料，而且会污染冷凝设备。 （ 5）能源利用 蒸发时产生大量二次蒸汽，如何利用他的潜热，是蒸发操作重要考虑的关键之一。 膜蒸发器 工作原理：物料由加热室顶部加入，经液体分布器分布后呈膜状向下流动。在管买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 内被加热汽化，被汽化的蒸汽与液体一起由加热管下端引出，经气液分离后即得到浓缩液。在降膜式蒸发器的操作过程中，由于物料的停留时间很短（约 5 10 s），而传热系数很高，因此其较广泛地应用于热敏性物料，也可以用于蒸发粘度 较大的物料，但不适宜处理易结晶的溶液。 蒸发器为列管式换热器，管程通液体物料，壳程通加热蒸汽，液体物料从蒸发器的顶部进入，经过分布器进入加热管，液体物料沿加热管往下流，并被加热蒸发，直至加热器底部，浓缩的液体和蒸发产生的二次蒸汽进入分离器进行分离，其底部装有控制布水的液位开关。 作用：对液体物料加热、蒸发。 分离器 分离器为单层结构的罐，上部的二次蒸汽接口与冷凝器相通，下部的接口与蒸发器连通。 作用：使加热后产生的二次蒸汽与浓缩液体汽液分离。 预热器 预热器为卧式列管式换热器，管程通液 体物料，壳程通蒸发产生的二次蒸汽。 作用： (1)对进入蒸发器的液体物料进行预先加热； (2)将二次蒸汽进行冷却以便于对其进行回收利用。 冷凝器 冷凝器为卧式列管式换热器，管程通冷却水，壳程连接预热器的壳程。 作用：将二次蒸汽进行冷凝以便于对其进行回收利用。 效降膜蒸发器的特点 在降膜蒸发器中，液体和蒸汽向下并流流动。料液经预热器预热至沸腾温度，经顶部的液体分布装置形成均匀的液膜进入加热管，并在管内部分蒸发。 二次蒸汽与浓缩液在管内并流而下，料液在蒸发器中的停留时间短，能适 应热敏性溶液的蒸发，另外，降膜蒸发还适用于高粘度溶液，粘度范围在 膜蒸发器极易使管内的泡沫破裂，故亦适用于易发泡物料的蒸发。 由于降膜蒸发器是液膜传热，所以其传热系数高于其他形式的蒸发器；此外，降膜蒸买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 发没有液柱静压力，传热温差显著高于其他形式的蒸发器。故可取的良好的传热效果，一次性投入最小，是业主优先选择的蒸发器形。 设备特点： 由一、二、三效分离器，一、二、三效蒸发器、预热器、冷凝器和热压泵 组成。 蒸发耗量低 ， 1汽可蒸发 。 蒸发温度低，部 分二次蒸汽经喷射式热压泵重新吸入一效加热器，热量得到充分利用，蒸发温度相对较低。 浓缩比大，降膜式蒸发，使粘度较大的料液容易流动蒸发，不容易结垢，浓缩时间短，浓缩比可达到 1 5。 本设备可以实现全自动化生产，智能化系统管理，符合 准要求 。 效降膜式蒸发器的特点 (1)结构紧凑、布局合理、占地面积小、安装操作方便； (2)生产效率高、蒸发量大； (3)节能效果显著，能耗仅为一般降膜式蒸发器浓缩生产时的 1/3 左右。 B/Q8(蒸汽耗量 ， 冷却水耗量 )； 系统可控制，系统采用 程，设备工艺参数可设定、控制，原料液和冷却水均可自动控制。系统控制精度：温度 1 ，压力 位高度 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第三章 工艺计算 料衡算 发水量 总蒸发水量： W=2750 Kg/h 为保证设备可靠，将总蒸发水量扩大到 10 ： W =2750=3025Kg/h 总蒸发水量： 0001 0 . 0 5 1 1 3 0 2 535 Kg/h （ 3 001 3 0 2 5 3 2 5 4 . 6 50 . 0 51135 Kg/h （ 3 式中： 中草药浸出液入料浓度， 中草药浸出液出料浓度， 35% 原料液流量 (Kg/h) W 总蒸发量 (Kg/h) 总蒸发量 W 应等于各效蒸发量总和： 1 2 3W W W W 式中 ： 一效蒸发量 (Kg/h) 二效蒸发量 (Kg/h) 三效蒸发量 (Kg/h) 压泵的喷射系数 0 ，绝压为 5 ，绝压为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 P 高压引射 =算热压泵喷射系数 ： 120 . 8 5 1（ 3 式中： 高压引射蒸汽与其绝压绝热膨胀到吸入低压汁汽压力时的焓值差 低压吸入汁汽由其绝压绝热浓缩到混合蒸汽的绝压时的焓值差 查焓熵图得： 128 25，则 121280 . 8 5 1 0 . 8 5 1 0 . 9 2 325 （ 3 量衡算 效蒸发罐的热量衡算 一效蒸发罐示意图 ： 图 3效蒸发罐示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 011 1 1 17 0 7 5 8 97 5 7 4 7 4 8 9 0 . 0 5 8 9F h F h l D h gF h l F W h l W h l D h l D h g 式中 ： 9 )时汽体的焓值， g h l(89 )时液体的焓值 ， j/Kg 4 )时液体的焓值， j/Kg 4 )时汽体的焓值， j/5 )时液体的焓值， j/Kg 0 )时液体的焓值， j/入数值得 ： (理得： （ 3 效蒸发罐的热量衡算 二效蒸发罐示意图： 图 3效蒸发罐示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 1 2 11 2 1 2 27 4 5 3 7 4 8 97 0 7 4 5 9 5 9F W h l F h l D h l D h lF h l D D h l F W W h l W h g 式中： 4 )时液体的焓值， j/Kg 4 )时汽体的焓值， j/Kg 9 )时液体的焓值， g 9 )时液体的焓值， j/Kg 0 )时液体的焓值， j/Kg 9 )时汽体的焓值， g 3 )时液体的焓值， g 代入数得： ( ( 理得： （ 3 效蒸发罐的热量衡算 三效蒸发罐示意图： 图 3效蒸发罐示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 1 2 3 1 21 2 3 1 2 3 35 9 5 9 4 2 7 45 3 5 9 4 4 4 4F W W h l D h g F h l D D h lF h l D D D h l F W W W h l W h g 式中： 9 )时液体的焓值， j/Kg 9 )时汽体的焓值， j/Kg 4 )时浸出液的焓值， j/Kg 4 )时浸出液的焓值， j/Kg 3 )时蒸汽的焓值， j/Kg 4 )时浸出液的焓值， j/Kg 2 )时浸出液的焓值， j/入数值得： ( ( (理得： 1 1 (3热量衡算 3025Kg/h (3因为： ； 21 W ； 1 D 由（ 1）、（ 2）、（ 3）、（ 4）、四个方程联立得 h h h h h h 比例符合要求 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828