年产1000吨棉籽油的工厂工艺设计

1、目录前言.2第一部分：设计初论.31.设计方案.32.原始条件.33.工艺参数34.流程的确定4第二部分：浸出车间的物料衡算41.物料系统.42.油系统53.溶剂系统54.混合油蒸发汽提系统55.湿粕蒸脱系统6第三部分：浸出车间的热量衡算61.浸出器62.湿粕蒸脱装置73.混合油蒸发系统114.溶剂预热与冷凝系统14第四部分：设备计算及选型.171.浸出器的设计与选型172.湿粕蒸脱装置设备选型.193.溶剂蒸发设备选型214.汽提设备选型.235.冷凝器的设计与选型.256.泵的选型31第五部分：尾气回收部分的热量衡算及设备选型.331.吸收塔设计计算与选型332.解析塔设计计算与选型363

2、.换热器换热面积计算37第六部分：主要管径和设备载荷计算39第七部分:蒸汽用量.39第八部分:溶剂周转库的设计与选型42前言油脂工业是我国粮油食品工业的重要组成部分，他是农业生产的后续产业，又是食品工业、饲料工业、轻工业和化学工业的基础产业，肩负着满足人民日益增长的物质需求和为国家经济建设提供积累的双重任务，在我国国民经济中具有十分重要的地位和作用。我国油脂工业的发展和其他工业一样，在相当长的时间内，受历史条件的限制，其发展及其缓慢。至新中国成立前夕，我国植物油料加工在大多数地区仍然采用以人力为主的土法榨油，机械化生产的油脂寥寥无几。具有关资料记载，1946年全国植物油产量只有9万多吨。植物油

3、厂所有的螺旋榨油机仅30多台，推广了李川江大豆榨油法才使大豆出油率提高到12%。1958年我国生产了一大批200型螺旋榨油机，这使我国的油脂制取的出油率大大提高，为国家增产了大量油脂。1972年召开了全国油脂浸出会议，提出大力推广浸出发制油。至20世纪80年代，油脂浸出技术被列为国家“六五”重点推广项目，由此，我国的浸出法制油得到了飞跃的发展。1983年，我国油脂浸出厂有300多个。1996年我国城镇以上的食用植物油厂有5846个，油料总加工能力达到7000万吨。棉籽油浸出车间的工艺流程如下：棉籽料胚经刮板输送机送入浸出器中，在浸出器中，经溶剂喷淋后分为混合油和湿粕，混合油沉淀后经一蒸，二蒸，

4、汽提得到进一步的净化，后进入毛油箱，由泵输入精练车间；湿粕有刮板输送机进入高料层蒸脱机进行脱溶，脱溶后的粕残油率较低，再经刮板输送机送入粕库。1000吨/日棉籽加工厂浸出车间设计第一部分设计初论一棉籽饼膨化浸出工艺设计方案混合溶剂棉籽膨化饼浸出蒸脱冷凝成品粕降温分离蒸发汽提毛油蒸发粗棉酚二原始数据：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棉籽饼粕残油1.0%棉籽饼粕含水率8%成品粕残溶量500ppm湿粕残溶量15%20%粕中游离棉酚基0.016%游离棉酚0.0130.014棉酚总量0.32%0.55%毛油残溶量0.05%工艺参数：混合油浓度25%浸出

5、温度4548第一蒸发温度4353混合油浓度75%80%真空度40kpa53kpa第二蒸发温度6095混合油浓度90%95%真空度53kpa60kpa汽提后混合油浓度99.97%汽提塔温度100110真空度60kpa80kpa毛油总挥发度0.2%粕入蒸脱机温度4555粕出蒸脱机温度80蒸脱真空度500kpa600kpa时间1520min冷却水进口温度25冷却水出口温度35三工艺过程（1）棉籽胚片的浸出工艺浸出器：环形浸出器（2）混合油蒸发工艺蒸发系统：负压蒸发工艺（3）膨化湿粕蒸脱工艺蒸脱机：高料层蒸脱机（4）混合油汽提工艺（5）溶剂回收工艺（6）尾气回收：石蜡回收第二部分浸出车间的物料衡算原料

6、：棉仁含油量：390t/d干物质量：500t/d入浸料总重：1000t/d含水率：11%棉酚含量：0.20%含油率：39%含水量：110t/d棉酚总量：2t/d1.混合油中含溶剂量为：M,则一物料系统1.总干物料量=1000（100%-39%-11%）=500t/d2.混合油带走粕渣量：据一些厂家实测占粕量的0.4%-1.0%，现取0.7%可带走粕渣量：10000.7%=70t/d3.进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%)/含溶重为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.成品粕总重500+4.4+43.24+0.5727=548.21t/d二.油系统：1.已知胚中含油种：390t/d粕中带油：4.4t/d2.进入混合油中的油重：390-4.4=385.6t/d3.浸出混合油出油率：（进入混合油罐的油重-沉渣中油损）/390100%=（385.6-701%）/390100%=98.69%三.溶剂系统设混合油中含油浓度25%，湿粕含溶16%1385.6/（385.6+M+70）=25%M=1086.8t/d112

8、.湿粕中含溶剂重M：则2M/（435.6+4.4+110+M）=16%M=104.76t/d2223.日周转溶剂量M=M+M=1086.8+104.76=1191.56t/d124.日常生产计算溶剂比I:i=周转量/处理胚量=1191.56/1000=1.25.浸出级数计算：已知棉籽仁含油39%，含水11%，粕残油1.0%湿粕含溶16%，成品粕含水8%，混合油浓度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.混合油蒸发汽提系统1.第一长管蒸发器：进料：混合油重量385.6t/d溶剂量1086.8t/d去渣量70t/d混合油浓度25%合计总量1472.4t/d出料：混合油重量385.6t/d溶剂量128.5t/d蒸发溶剂量958.3t/d混合油浓度75%2.第二长管蒸发器：进料：混合油重量385.6t/d溶剂量128.5t/d出料：混合油重量385.6t/d溶剂量20.3t/d蒸发溶剂量108.2t/d混合油浓度95%3.汽提塔进料：混合油重量385.6t/d溶剂量20.3t/d出料：混合油重量385.6t/d溶剂量0.1

10、2t/d蒸发溶剂量20.18t/d混合油浓度99.97%五.湿粕蒸脱系统：进料：干物质435.6t/d干粕含油4.4t/dC=C+BT=0.471+0.0009555=0.5233kcal/d湿粕含水110-70*8%=104.4t/d湿粕含溶104.76t/d总量：435.6+4.4+104.4+104.76=649.16t/d出料：干物质435.6t/d干粕含油4.4t/d粕含水43.24t/d粕中含溶0.5727t/d第三部分浸出车间的热量衡算1.浸出器：干物质带出热量干物质带入热量浸粕中油带出热量胚中油带入热量出粕中水带出热量胚中水带入热量器粕中溶剂带出热量溶剂带入热量混合油带出热量设

11、备损失带入热量1干物质带入的热量Q1：棉籽热容：50时平均热容为0.4442kcal/(kg)棉籽粕中干物质的量：435600kg/d进入浸出器的温度：45Q1=435600450.4442=8707208.4kcal/d2粕中油带入的热量Q2粕中油量Pm：390000kg/d45时，Cm=0.4395kcal/(kg)Q2=PmCmt=3900000.439545=7713225kcal/d3.粕中水带入热量Q3：水重Pm：110000kg/dCm=1.0kal/kgQ3=PmCmt=1100001.045=4950000kcal/d4.溶剂带入的热量Q4：溶剂采用6号溶剂日周转量：1191

12、560kg/d入浸温度550+Q4=PmCmt=11915600.523355=34294884.14kcal/d带出热量1.粕中干物质带出的热量Q5=4356000.4442Tm2.粕中油带出的热量Q6=4400（0.47+0.00073Tm）Tm3.粕中水带出的热量Q7=432401.0Tm4.粕中溶剂带出的热量Q8=104760（0.471+0.00095Tm）Tm5.混合油带出的热量油量P1=385600kg/d渣重P2=70000kg/d溶剂重P3=1086800kg/dQ9=P1C1T1+P2C2T2+P3C3T3=1310Tm2+724200Tm6.设备热量损失按输入热量的2%计

13、算Q10=(Q1+Q2+Q3+Q4)2%=1113306.35kcal/d根据输入热量=输出热量，得Q1+Q2+Q3+Q4=Q5+Q6+Q7+Q8+Q9+Q10得Tm=52二.湿粕脱溶装置采用闪蒸脱溶（高料层蒸脱机）湿粕预脱层加热脱溶层脱溶烘干层烘干冷却层冷却（一）参数：干物质435600Kg/d干粕含油4400Kg/d湿粕含水104400Kg/d湿粕含溶剂104760Kg/d预脱层：粕温度5072间接蒸汽压0.4MPa脱溶层：粕温度7295直接蒸汽压0.18MPa混合蒸汽出口温度：7085取80烘干层：粕温度95105热风120冷却层：粕温度10540冷风2080时，水蒸气的焓I=2642.

14、3KJ/Kg=631.1Kcal/kg溶剂气体的焓I=525.6Kcal/kg0.4MPa（绝对压强），水蒸气（间接汽）T=143.4,I=2742.1KJ/Kg=510.77Kcal/kg0.18MPa（绝对压强）,直接汽T=116.6,I=2703.7KJ/Kg=645.77Kcal/kg（二）预脱层热量衡算带入热量1.干物质带入热量Q=4356000.444255=10642143.6kcal/d12.粕中油带入热量Q=4400(0.47+0.0007355)55=123456.3kcal/d23.粕中溶剂带入的热量Q=104760(0.471+0.0009555)55=3014861.

15、85kcal/d34.粕中水带入的热量Q=1044001.055=5742000kcal/d45.间接汽带入热量Q,设间接汽的量为G5Q=2742.1G=510.77GKcal/kg5带出热量1.干物质带出热量Q=4356000.444272=13931533.44kcal/d62.粕中油带出热量Q=4400(0.47+0.0007372)72=165547kcal/d73.粕中溶剂带出热量Q=104760(0.471+0.0009572)72=4068543.17kcal/d84.粕中水带出的热量Q=1044001.072=7516800kcal/d9根据输入热量=输出热量，得间接蒸汽量G=

16、12060.15Kg/d（三）脱溶层热量计算1.80时，水的蒸气压为355.3mmHg，取饱和系数=0.8则混合蒸汽的分压为355.30.8=284.2mmHg溶剂蒸汽的压力为760-284.2=475.8mmHg溶剂的分子量为93设混合气中水蒸气量为G,则（G/18）/284.2=(104760/93)/475.8得，G=12111.13Kg/d2.热量计算加热干物质需要热量Q=4356000.4442(95-72)=4450351kcal/d1加热粕中水需要热量Q=1044001.0(95-72)=2401200kcal/d2加热粕中油需要热量Q=4400(0.471+0.0009595)

17、95-165547=69055.5kcal/d3溶剂从72蒸发到80所需要热量Q4Q=104760525.6/4.1868-(0.471+0.0009572)72=9019836kcal/d4需要总热量Q=Q+Q+Q+Q=15940442.5kcal/d12343.所用蒸汽量计算0.4Mpa间接汽用来加热水，干物质和油0.18Mpa116.6过热直接汽用来蒸发溶剂间接汽用量G=15940442.5/510.77=31208.65Kg/d1直接汽用量G，一部分过热蒸汽变为80水蒸气放出热量2Q=12111.13（645.77-631.1）=177670.28a另一部分116.6过热气冷凝为95水

18、放出热量为Q=（G-12111.13）（645.77-398.1/4.1868）=550.69（G-12111.13）b22Q=Q+Q,则G=28167.7Kg/d4ab2(四)烘干层计算先将20，=0.7空气加热到120，热空气再将粕中水分烘干到8%并使粕温达到1051.去水量计算进烘干层水量=湿粕含水量+过热蒸汽转变为水蒸气的量=104760+28167.7=132927.7Kg/d出粕含水量为8%，即X/(435600+4400+X)100%=8%粕含水量X=38260Kg/d去水量=烘干层总水量-粕含水量=132927.7-38260=94667.7Kg/d2.空气用量计算T=20I=

19、46KJ/KgH=0.010Kg/kg000T=120I=150KJ/KgH=0.010Kg/kg111带入热量干物质带入热量Q=4356000.444295=18381884kcal/d1粕中油带入热量Q=4400(0.47+0.0007395)95=225448.3kcal/d2粕中水带入热量Q=132927.71.095=12628131.5kcal/d3热空气量为L,则Q=IL41带出热量干物质带入热量Q=4356000.4442105=20316820kcal/d5粕中油带入热量Q=4400（0.47+0.00073105）105=252552.3kcal/d6粕中水带入热量Q=38

20、2601.0105=4017300kcal/d7空气放出热量Q=I*L82.输入热量=输出热量，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空气体积流量V=3380989.3/1.205=2805800.3M3/d(五)冷却层计算1.热

21、量计算干物质放出热量Q=4356000.4442(105-40)=12577079kcal/d1水降温放出热量Q=382601.0(105-40)=2486900kcal/d2油降温放出热量Q=4400(0.47+0.00073105)1053-(0.47+0.0007340)40=164693.1kcal/d放出总热量Q=Q+Q+Q=15228672kcal/d1232.风量计算20时，=0.7的干空气H=0.010I=46KJ/Kg11出口冷风温度35，冷却过程按等温过程H=H=0.010I=62KJ/KgL=Q/(I-I)=15228672/(62-46)=95179221221空气量为

22、L(I+H)=951792(1+0.010)=961310120空气密度为=1.205Kg/m3空气的体积流量V=9613101000/1.205=797767460m3/d三混合油蒸发系统热量衡算混合油油浓度%总量kg/d油重kg/d溶剂重kg/d蒸发溶剂kg/d蒸发前2514724003856001086800一蒸后75514100385600128500958300二蒸后9540590038560020300108200汽提后99.9738570038560012020180(一)第一蒸发器混合油进口温度为43，出口温度为53，真空度为40kpa用于加热的蒸脱机混合气温度80，其中溶剂气

23、体104760kg/d水蒸气为12111.13kg/d80时，水蒸气的焓I=2642.3KJ/Kg溶剂气体的焓I=525.6KJ/Kg油带入的热量Q1=385600(0.47+0.0007343)43=8313447.3kcal/d溶剂带入的热量Q2=1086800(0.471+0.0009543)43=23919979kcal/d油带出热量Q3=385600(0.47+0.0007353)53=10395996kcal/d溶剂带出的热量Q4=128500(0.471+0.0009553)53=3550654.2kcal/d蒸发的溶剂蒸汽带走的热量Q5:I=r+C液*T沸+C气（T过热-T沸）

24、r溶剂蒸发潜热,C液液态溶剂的比热（68.74）0.506Kcal/kgT沸-68.74C气气态溶剂的比热0.494Kcal/kgI=81+0.50668.74+0.494(75-68.74)=118.9Kcal/KgQ5=WI=958300118.9=113941870kcal/d一蒸所需要加入的热量Q=(Q3+Q4+Q5)-(Q1+Q2)=95655093.9Kcal/d蒸脱机混合气溶剂气冷凝放热（设第二次蒸汽出一蒸时的温度为65）混合气中溶剂蒸发气放出的热量QQ=104760525.6/4.1868-(0.471+0.0009565)65=9516398.4Kcal/d混合气中水蒸气放量

25、Q”Q”=12111.13(2642.3-280)/4.1868=6833410.34kcal/d(二)第二蒸发器混合油进口温度为60，出口温度为95，真空度58KPa带入热量1.油带入的热量Q=385600(0.47+0.0007360)60=11887276.8Kcal/d12.溶剂带入的热量Q=128500(0.471+0.0009560)60=4070880Kcal/d23.间接蒸汽带入的热量:查化工工艺设计表知，过热蒸汽在2个大气压下，饱和温度为119.6，蒸汽焓为646.9kcal/kgQ=646.9Gkcal/d3带出热量1.油带出的热量Q=385600(0.47+0.00073

26、95)95=19757469.2Kcal/d42.溶剂带出的热量Q=20300(0.471+0.0009595)95=1082370.6Kcal/d53.蒸发溶剂带走热量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.间接蒸汽冷凝水带走的热量Q7查化工工艺设计表得，在2个大气压下，95时的饱和水蒸气焓值119.9kcal/kg，Q=119.9G75.热损失（按需要蒸汽量的3%计算）Q=Q3%=646.9G3%=1

27、9.4G83输入热量=输出热量，得G=9643.86Kg/d(三)汽提塔真空度为70kpa,进口温度为100，进口浓度为95%，出口浓度为99.97%1.汽相操作温度的确定由于混合油中溶剂含量低，设油基本不挥发，故混合油的沸腾温度可按其气相分压参考葵花籽油的计算式（浓度按95%）代入T=0.13510-50.953.57560(0.73-0.00043*95)=118.67按实际操作温度条件取120，显然温度较高不利于油脂的保证，因此汽提最好在真空下进行好处在于：沸点降低能最大限度的回收溶剂；避免增加毛油的水分；蒸发温度控制在82；节省能量，气体溶剂潜热有时只须降温即可满足2.直接蒸汽用量（S

28、）的计算汽相操作温度的确定由于混合油中的溶剂含量低，设油基本不挥发，故混合油的沸腾温度可按其气相分压的数值作为参考，以葵花油的计算方法为样本（浓度为70%），即按浓度为95%计算，代如公式t=0.13510-5C3.57P(0.73-0.00043c)=0.13510-5C3.57560(0.73-0.00043c)=118.6按实际操作条件可取105显然，温度较高不利于油脂品质保证参照微量蒸汽的公式：S=PO(V/V)/(Expr)12P：气相总压力，P=560mmHgPr：t时纯溶剂蒸汽压,参考己烷值,Pr=2250mmHg(110时)O：混合油中油的公斤摩尔数D=385600/870=4

29、43.22V：进入混合油中溶剂的公斤数目V=20300/93=218.2811V：出去混合油的溶剂的公斤数目V=120/93=1.2922E：汽化效率E=0.450S=1257.84Kmol/d则按实际需求量按130%计算S=1257.84130%=1635.19Kmol/d3.热量衡算：混合油的进口温度为95，出口温度为105，真空度为74Pa溶剂气的沸腾温度为47，直接和间接蒸汽在2个大气压下的沸腾温度为119.6带入的热量：油带入的热量：Q=385600(0.47+0.0007395)95=19757469.2Kcal/d1溶剂带入的热量:Q=20300(0.471+0.0009595)

30、95=1082370.6Kcal/d2喷入的直接蒸汽所带入的热量：蒸汽焓=646.9kcal/kgQ=S646.9=1635.19646.9=1057804.4Kcal/d3间接蒸汽输入的热量：Q=646.9Gkcal/d4带出热量：油带出热量Q=385600（0.47+0.00073105）105=22132765.2Kcal/d5溶剂带出热量Q=120（0.471+0.00095105）105=7191.5Kcal/d6蒸发的溶剂蒸汽带出的热量Q=GI=20180125.14=2525325.2Kcal/d7水蒸汽带出的热量Q=1635.19641.3=1048647.3Kcal/d8间接

31、蒸汽凝结水带走的热量：105饱和水蒸汽液焓为104.8kcal/kgQ=104.8G9(6)热损失（按需要量的3%来计算）Q=Q3%=649.9G30%=19.4G101因为输入热量=输出热量，则G=7301.1Kg/d四溶剂预热及冷凝系统（一）新鲜溶剂预热器1.冷溶剂带入热量Q=1191560(0.471+0.0009525)25=14738107.8Kcal/d12.输出溶剂热量Q=1191560(0.471+0.0009555)55=34291607.4Kcal/d23.需要输入热量Q=Q-Q=19553499.6Kcal/d321（二）浸出器冷凝器的设计1.有关数据料胚带入浸出器的空气

32、量为3m3/h2.V=10000003/24=125000m3/h溶剂量按总溶剂量的5%计算故输出溶剂量11915605%=59578kg/d，温度为55输入的溶剂量为59578kg/d，温度为38T=55时，溶剂的焓为28.78kcal/dkgT=38时，溶剂的焓为19.27kcal/dkg热量衡算：Q=59578(28.78-19.27)=566586.78kcal/d（三）一蒸冷凝器1.输入热量：混合溶剂带入热量：Q=113941870kcal/d1冷却水带入热量：Q=WI=20Wkcal/d22.输出热量：出口溶剂带出的热量Q=958300(0.471+0.0009538)38=184

33、66249.3Kcal/d3冷却水带出的热量Q=35W4由输出热量=输入热量W=6365041.4Kg/d所需热量Q=Q-Q=95475620.7kcal/d13（四）二蒸冷凝器1.输入热量：混合蒸汽带入的热量:Q=13540148kcal/d1冷却水带入的热量：Q=WI=20W22.输出热量：出口溶剂带出的热量：Q=108200（0.471+0.0009538）38=2084992.4Kcal/d3冷却水带出的热量Q=35W4由输入热量=输出热量，得W=763.68Kg/d所需热量Q=Q-Q=11455155.6Kcal/d13（五）汽提塔冷凝器1.输入的热量：（1）溶剂蒸汽带入的热量：Q=

34、2525325.2kcal/d1（2）水蒸汽带入的热量：Q=1048647.3kcal/d2（3）冷却水带入的热量：Q=20w32.输出的热量：（1）溶剂液体带出热量：Q=20180(0.471+0.0009538)38=388864.6Kcal/d4（2）冷凝水液体带出的热量:Q=1635.19（1-5%）35=54370.1kcal/d5（3）冷却水带出的热量：Q=35w6由输入热量=输出热量W=208716.2Kg/d所需热量Q=Q+Q-Q-Q=3130742.4Kcal/d1245（六）节能器的计算假设来自蒸脱机的二次蒸汽经一蒸全部冷凝到65，其中水蒸气有80%被冷凝为水，溶剂有X被冷

35、凝为溶剂液体T=65时，溶剂蒸汽的焓为500Kj/Kg,水蒸气的焓为2615.5Kj/Kg溶剂的焓为142.9Kj/KgT=80时，溶剂蒸汽的焓为526.2Kj/Kg,水蒸气的焓为2642.3Kj/Kg溶剂的焓为334.94Kj/Kg因为一蒸所加入的热量Q=95655093.9Kcal/d而二次蒸汽放热情况如下：水蒸气放热：12111.13(2642.3-2615.5)+12111.1380%(2615.5-272.1)=324578.3+22704977.6=23029555.9=5500514.9Kcal/d溶剂放热：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%故输入节能器的热量为：溶剂蒸汽带入的热量Q=10476010%500/4.1868=1251074.8Kcal/d1水蒸气带入热量Q=12111.1320%2615.5/4.1868=1513168.1Kcal/d2高低位真空泵带入热量Q=5002685.0=1342500Kcal/d3低温溶剂带入的热量（一蒸和二蒸溶剂冷凝液）Q=20551241.7Kcal/d4（七）蒸脱机冷凝器的计算1.有关数据：来自节能气溶

37、剂蒸汽温度为55，溶剂蒸汽量为10476010%50%=5238Kg/d水蒸气量为12111.1320%20%+5002420%=484.4+2400=2884.4Kg/dT=55时，溶剂蒸汽的焓为481.64Kj/Kg,水蒸气的焓为2596.8Kj/KgT=40时，溶剂蒸汽的焓为85.89Kj/Kg，水的焓为167.47Kj/Kg2.热量计算：Q=5238(481.64-85.89)+2884.4(2596.8-167.47)/4.1868=2072938.5+7007159.5/4.1868=2168744.1Kcal/d冷却水用量W=2168744.1/(35-20)=144582.9K

38、g/d第四部分设备计算及选型1浸出系统：棉籽胚片刮板输送机封闭绞龙溶剂周转库溶剂泵溶剂预热器浸出器湿粕混合油（一）进料刮板输送机：棉籽胚片的容重r=0.57t/m3=570/m3输送量Q=1000000/d=41666.67kg/h因为Q=3600Bhvrv链条速度，取0.2m/s输送速率,=0.7；刮板截面积：S=Bh=Q/(3600rv)=41666.67/(36005700.20.7)=0.145m2取刮板宽度B=500mm,则h=S/B=290mm故选用MC50型刮板输送机B=500mmh=300mm配备11kw电机，型号为YB2-160M-4，转速为1440（二）浸出器的设计（环形浸

39、出器）1.已知参数入浸量曲率半径喷淋时间沥干时间41666.67kg/h2000mm35min8min2.浸出器计算进料体积V=41666.6735/(0.57100060)=42.64m3假设料格总长为a,宽为b,高为h,料层高取700mmV=abh=42.64,则b=3000mm,h=700,则a=21m浸出段长度a35/(35+8)=2135/(35+8)=17.1m沥干段长度25-20.35=3.9m浸出器共设8个油斗，上水平段5个，下水平段3个混合油体积为385.6/24/0.923=17.4m3上水平段长度为17.15/（5+3）=10.7m下水平段长度为17.13/（5+3）=6

40、.4m选取沥干段倾角为8，则沥干段实际水平长度为3.9cos8=3.86m选取料格高度为1000mm，油斗高为1000mm，柱高取1000mm浸出器总高度=料格高度2+油斗高度+弯曲段直径+柱高=10002+1000+4000+1000=8000mm浸出器总长度=10700+2000+1000=13700mm浸出器有关设计数据：料格长度21000mm油斗个数8料格宽度3000mm浸出器总长度13700mm料格高度1000mm浸出器总高度8000mm油斗高度1000mm浸出器柱高1000mm浸出器采用链传动，配备7.5kw电机7台。其型号为YB2-225M-4，转速为1480r/min。（三）湿

41、粕输送刮板机进料量：Q=649.16t/d=649160kg/d=27048.3kg/h因棉籽坯有较大的空隙度，溶剂会占据这部分空间，故湿粕的容重近似等于未浸出时棉籽坯容重的1.75倍。湿粕体积：V=Q/r=27048.3/(5701.75)=27.12m3/h刮板链速v：0.2m/s刮板装满系数=80%刮板截面积：S=Bh=V/(3600v)=0.047m2取刮板宽度B=250mm，则h=S/B=188mm配备MC25型埋刮板输送机，盛料深度380mm。配备11kw电机，型号为YB2-160M-4，转速为1440二湿粕蒸脱系统（一）蒸脱机：湿粕量为649.16t/d=649160kg/d=2

42、7048.3kg/h容重：0.57t/m3蒸脱机蒸脱时间取30min(预热5min蒸脱25min)，干燥冷却时间取10min蒸脱机实际存料量：Q实=27048.3(30+10)/60=18032.2kg/h装满系数取0.8蒸脱机容量V=Q/2430/(60R0.8)V=649160/2430/(605700.8)=29.7m3（二）预脱层计算预脱层传热量：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选取总传热系数K=150kcal/m2h传热面积S=Q/Ktm=1.7m2预脱层容积VV=Q/()其中V：蒸脱层容积(m3)Q：蒸脱层实际进料量(kg/h)：湿粕容重(kg/m3)：蒸脱层的充满系数V=18032.25/60/(5700.6)=4.4m3预脱层设置为一层，考虑满足传热面积的要求，预脱层直径取为3.5m则有预脱层高度H1=V/S=4.4/9.6=0.46m取0.5m传热面积S=D2/4+Dh=5.1m21.7m2（三）脱溶层计算脱溶层传热量：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选取总传热系数9K=200kcal/m2h传热面积S=Q/Ktm=43.93m2脱溶层容积V=Q/()其中，V：蒸脱层容积(m3)Q：蒸脱层进料量(Kg/h)：湿粕容重(kg/m3)：蒸脱层的充满系数V=18032.225/60/(5700.8)=16.5m3脱溶层设置为三层，脱溶层直径为2.5m则有脱溶层高度H=V/S=16.5/4.9=3.4m2蒸脱机单层高度h=3.4/3=1.13m取1.2m传热面积S=5D2/4+DH=51.19m243.93m2（四）烘干层计算烘干层进料量Q=(4356

45、00+4400+104400)/24(5/60)=1890.3kg/h干燥层容积V=Q/()其中，V：蒸脱层容积(m3)Q：蒸脱层进料量(kg/h)：湿粕容重(kg/m3)：蒸脱层的充满系数V=1890.3/(6000.6)=5.25m3干燥层设置为一层，则有干燥层高度H3=V/S=5.25/4.9=1.07m取1.2m（五）冷却层计算冷却层进料量Q=(435600+4400+38260)/24(5/60)=1660.625kg/h冷却层容积V=Q/()其中，V：蒸脱层容积(m3)Q：蒸脱层进料量(kg/h)：湿粕容重(kg/m3)：蒸脱层的充满系数V=1660.625/(5800.6)=4.

46、77m3冷却层设置为一层，则有干燥层高度H4=V/S=4.77/4.9=0.96m取1m（六）蒸脱机尺寸蒸脱机高度H=H1+H2+H3+H4=0.5+1.23+1.2+1=6.3m蒸脱机夹层厚度取80mm，则蒸脱机总高度为6.8m圆整蒸脱机总高度，H=7000mm柱高为2000m蒸脱机外型尺寸为25009000(8层)（七）蒸脱机技术参数主轴转速：14r/min配备动力：132kw电机转速：740r/min传动比：53:1（八）成品粕输送刮板进料量：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、品粕体积：V=Q/r=20158.3/550=36.65m3刮板链速v：0.2m/s刮板装满系数=80%刮板截面积：S=Bh=V/(3600v)=0.064m2取刮板宽度B=250mm，则h=S/B=256mm配备MC25型埋刮板输送机，盛料深度380mm。配备7.5kw电机，型号为YB2-160M-4，转速为1460r/min。三溶剂蒸发系统设备计算及选型（一）混合油罐混合油中含油浓度25%，则含溶剂浓度为75%，总混合油重385.6t/d棉籽油的密度为0.923t/m3，溶剂的密度为0.627t/m3混合油浓度为0.92325%+0.62775%=0.701t/m3=701kg/m3混合油

48、体积=385600/24/701=22.92m3,设混合油罐的直径为2.5mV=3.141.252h+1/3/42.52h=22.92m3,则h=4.4m,h=0.8m1212混合油罐的尺寸为25005500（二）第一长管蒸发器设计传热面积计算Q=95655093.9Kcal/d=3985628.9Kcal/h选取总传热系数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设备用

49、系数为1.2则S=S1.2=430.88m2取管长为L=7m，管径为383.5mm的无缝钢管，列管根数n为：n=S/dL=430.88/(3110-37)632蒸发器壳体直径：D=t(nc-1)+2d其中，D：蒸发器壳体直径，mt：管中心距，mnc：穿过管束中心线的管数d：列管外径取列管排列方式为三角形排列，则t=1.25d=0.0475mnc=1.1n0.5=27.7D=0.0475(27.71)+23810-3=1.37m圆整蒸发器直径，取D=1.4m（三）闪发箱的设计计算蒸发溶剂量：Q=958300kg/d=39929.17kg/h查气体比重图，溶剂蒸汽的比重：=3.5kg/m3溶剂气体

50、的体积：V=Q/=11408.3m3取溶剂气体在分离器内上升的速度v=0.5m/s，则分离器直径为：D=V/(3600v/4)0.5=2.84m圆整分离器直径，取D=3.00m分离器高度H=1.5D=4.50m（四）第二长管蒸发器系统设计传热面积计算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取总传热系数K=150kcal/m2h蒸发器传热面积S=Q/Ktm=211763/(39.7715

51、0)=35.5m2取管长为L=6m，管径为252.5mm的无缝钢管，列管根数n为：n=S/dL=35.5/(2010-36)=94.3取100蒸发器壳体直径：D=t(nc-1)+2d其中，D：蒸发器壳体直径，mt：管中心距，mnc：穿过管束中心线的管数d：列管外径取列管排列方式为三角形排列，则t=1.25d=0.0475mnc=1.1n0.5=11D=0.0475(111)+23810-3=0.551m圆整蒸发器直径，取D=0.8m（五）闪发箱的设计计算蒸发溶剂量：Q=108200kg/d=4508.3kg/h查气体比重图9，溶剂蒸汽的比重：=1.0kg/m3溶剂气体的体积：V=Q/=4508

52、.3m3取溶剂气体在分离器内上升的速度v=0.5m/s，则分离器直径为：D=V/(3600v/4)0.5=1.79m圆整分离器直径，取D=1.8m分离器高度H=1.5D=2.7m四汽提塔的设计计算采用层碟式汽提塔已知：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取备用系数为1.2，故A=1.213.4=16.082.实际结构尺寸的确定：列管数n:取流速为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根实际传热面积为F=350.0204=8.79壳径：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）蒸脱机冷凝器的设计1.已知条件：现按三阶段计算溶剂蒸发冷却（11072）冷凝（7272）溶剂冷凝（7238）2.分阶段换热量计算假设常压下溶剂蒸汽平均冷凝温度t=72，此时溶剂蒸汽焓I=121.78kcal/kg.第一阶段换

54、热器Q=10476098%（135-121.78）=1357228.656kcal/d1第二阶段换热器72时溶剂液体焓I=(0.471+0.0009572)72=38.84kcal/kg.Q=10476098%(121.78-38.84)=8511018.5kcal/d2第三阶段换热器Q=10476098%(38.84-19.2)=2016336.7kcal/d33.平均温度的求取：交换处温度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.传热面积F的确定K取120分别计算下值，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理论总面积：F=F+F+F=95m2123取备用系数为1.2A=1.2F=114m25.蒸脱冷凝器实际结构尺寸确定：管子数：取382.5，长5m，则n=114/(0.0335)=220取225根实际加热面积:F=3.140.0335225=116.5m2壳径：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）蒸发系统冷凝器设计1.第一蒸发器溶剂冷凝器传热面积的求取：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取备用系数为1.2故A=1.2538.3=645.98列管数n：取流速为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.第二长管蒸发器溶剂冷凝器已知：Q=11455155.6kcal/d,G=108200/dQ=10820019.27=2085014kcal/d出按三阶段进行计算，即：a.溶剂蒸汽冷却（9572

58、）b.冷却（7272）c.溶剂冷却（7238）分阶段换热计算：a.第一阶段换热：Q=11455155.6108200121.78=1721440.4kcal/d1b.第二阶段换热：Q=108200(121.7838.83)=8975190kcal/d2c.第三阶段换热：Q=108200(38.8318.27)=2224592kcal/d33平均温度的求取：a.交换处温度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.分别为平均温度差：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.传热面积的确定：F=1721440.4/3002451.05=4.681F8975190/3002442.86=29.082=F=2224592/3002429.31=10.543理论总面积：F=F+F+F=44.3123取备用系数1.2，A=1.244.3=53

60、.16d.列管数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、二蒸冷凝器合为一个冷凝器n=780+110=890根总f.实际传热面积：F=8000.0204=200.96壳径：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.汽提气混合蒸汽冷凝器1已知条件：Q=Q+Q=2525325.2