第八章设备的设计与选型1.ppt

16.1 概 述 一、设备设计与选型的任务 ■任务 在工艺计算的基础上，确定车间内所有工艺设备的台数、型式和主要尺寸； ■设备分类 专业设备 通用设备 非标准设备 二、设备设计与选型的原则 ■保证工艺过程实施的安全可靠：产品质量、生产安全 ■经济合理、技术先进 ■投资省、加工方便、采购容易 ■运行费用低、水电气消耗少 ■操作清洗方便、易实施自动化，备件供应可靠 ■结构紧凑，采用性能优良的设备 ■留有一定余量 ■考虑设备故障与检修的备用 16.2 专业设备的设计与选型 一、专业设备设计与选型的依据 ■有工艺计算确定的成品量、物料量、耗气/汽量、耗水量、耗风量、耗冷量； ■工艺操作的最适外部条件； ■设备的构造类型、性能； 二、专业设备设计与选型的程序和内容 ■设备所担负的工艺操作任务、工作性质，工作参数的确定； ■设备选型及该型号设备的性能、特点； ■设备生产能力的确定； ■设备数量的计算、确定； ■设备主要尺寸的确定； ■设备化工过程（换热、过滤、干燥面积，塔板数）的计算； ■传动搅拌和动力消耗计算； ■设备结构的工艺计算； ■支撑方式的计算选型； ■壁厚的计算选择； ■材质的选择和用量的计算； ■其他需考虑的特殊问题； 三、专业设备设计与选型的特点 间隙操作 连续操作 （一）、间隙操作设备生产能力、数量与容积的计算 1、生产能力的确定 ■表示方法 t/（罐·批），m3/（罐·批）； ■生产能力Q ▲3000t/a味精厂，100t发酵罐： Q=100×70%×15%×48%×80%×112%×（1－1%）=4.47 [ t/（罐·批）] 100：发酵罐容积，t； 70%：装料系数； 15%：发酵初糖浓度（还原糖）； 48%：发酵转化率； 80%：提取率； 112%：精制收率； 1%：染菌率； 20：发酵罐容积，t； 80%：装料系数； 68%：平均总收率； 8400：发酵液中酶含量（u/mL）；10000：糖化酶标准计算单位（u/g）； ▲20t糖化酶发酵罐： Q=20×80%×68%×8400/10000 =9.14 [ t/（罐·批）] G：设备操作有效量，t；r：一昼夜内设备操作的时间，h； V0：一昼夜内被加工的原料、半成品的容量，m3; Va：一台设备的容量， m3; Φ：设备的填充系数，为经验值； 2、间隙操作所需设备数量N的确定 N=Zτ/(Gr) N=V0τ/(24Vaφ) N：设备操作台数，不含备用； Z：工段生产能力，以每昼夜加工原料和半成品的吨数表示； τ：设备的每个操作周期，h； 3、设备容积的计算 V= Vaτ/(24φ) V：设备总容积，m3; Va：24h内加工的成品或半成品的容积，m3; τ：操作周期，包括准备时间、操作和清洗等，h； φ：设备的填充系数，装有搅拌和冷却装置或产生泡沫的物料取0.6-0.8，酒精罐取0.8-0.85，气液分离器取0.7 ； 4、设备主要尺寸的计算 多为容器型设备； 根据已知容量V以及高径比、封头高度，求出各部分尺寸； 确定容器直径后，圆整为公称直径，求其他尺寸； （二）、连续操作设备生产能力、数量与容积的计算 ■设计的依据 物料流量V， m3/s，t/h； 物料在设备的停留时间τ，h； 物料在设备部位的流速ω， m/s； 1、生产能力的确定 ■定义 在保证生产工艺条件的基础上，单位时间通过设备的物料量； ■生产能力Q 10000t/a酒精厂，连续蒸煮设备的生产能力： 蒸煮醪的流量为14.8 m3/s； 2、设备容积的计算 设备的总有效容量V有效： V有效=V τ V：物料流量， m3/s，t/h； τ：停留时间，h； 酒精厂中，V=14.8 m3/s，τ=80min，对蒸煮设备； V有效=14.8 ×80/60=19.73(m3) 3、设备数量的计算 n= V有效/(Φ V’) Φ：设备的填充系数； V’：单台设备容积，m3 ； 酒精厂中， V有效=19.73m3， V’ =7m3， Φ =100%； n= 19.73/(100%×7)=2.82个≈3个 4、设备主要尺寸计算 容器型设备计算同间隙操作设备计算方法； 高径比大些 四、专业设备设计与选型的实例 以3000t/a味精厂发酵车间为例（99%味精）； （一）、间隙操作设备设计与选型 1000Kg100%味精：需15%的糖液15.66m3 ； 1、发酵罐 （1）发酵罐选型 通气搅拌罐：四大类型 多桨搅拌罐； Waldhof型；