七水硫酸锌冷却搅拌结晶器设计毕业设计论文
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搅拌装置设计任务书一、设计题目七水硫酸锌冷却搅拌结晶器设计。
二、设计任务及操作条件(1)处理能力(1.9+0.01X)×105m3/a 均相ZnSO4液体。
〖注:X 代表学号最后两位数〗(2)设备型式机械搅拌蛇管冷却结晶装置。
(3)操作条件①饱和ZnSO4溶液温度80℃,密度:ρ=1.52 g/cm3比热容,C = 0.842Kcal /(kg /℃);溶液的初始浓度,0.876 kg (ZnSO4 )/kg(H2O);冷却至25℃时放入离心过滤机分离晶体,25℃溶解度0.580 kg(ZnSO4)/kg(H2O)②冷却时间4 小时。
③过程中有结晶析出, 结晶热 qc =14.94 Kcal / kg (ZnSO4.7H2O )④采用蛇管冷却,冷却水进口温度20℃,出水口温度30℃。
⑤忽略污垢及间壁热阻。
⑥每年按300 天,每天24 小时连续搅拌。
三、厂址:柳州地区。
四、设计项目(1)设计方案简介:对确定的工艺流程及设备进行简要论述。
(2)搅拌器工艺设计计算:确定搅拌功率及蛇管传热面积。
(3)搅拌器、搅拌器附件、搅拌槽、蛇管等主要结构尺寸设计计算。
(4)主要辅助设备选型:冷却水泵、搅拌电机等。
(5)绘制搅拌器工艺流程图及设备设计条件图(3#图纸)。
(6)对本设计评述。
目录搅拌装置设计任务书 (I)第一章设计方案简介....................................................................................................................................... 1第二章工艺流程图及说明............................................................................................................................. 3第三章工艺计算及主要设备的计算............................................................................................................... 43.1确定数据............................................................................................................................................ 43.2搅拌槽的计算.................................................................................................................................... 43.3搅拌器的选型:................................................................................................................................ 63.1.1 搅拌器的选型............................................................................................................................... 63.1.2.搅拌桨尺寸及安装位置............................................................................................................... 73.1.3. 搅拌器的附件及功率计算 ..................................................................................................... 73.1.4蛇管规格的选择............................................................................................................................ 93.2.1管外传热系数.............................................................................................................................103.2.3总传热面积:.............................................................................................................................113.3 泵的选型..................................................................................................................................123.3.4支座的选择.................................................................................................................................15第四章总热量的衡算..................................................................................................................................15第五章物料衡算..........................................................................................................................................16第六章计算结果列表..................................................................................................................................17第七章设计评论..........................................................................................................................................19第八章附图..................................................................................................................................................20第九章主要符号列表..................................................................................................................................20第十章.参考文献........................................................................................................................................21第一章设计方案简介搅拌设备在石油、化工、食品等工业生产上应用范围很广,尤其在化工工业中,很多的化工生产或多或少的在应用着搅拌操作,化学工艺过程的种种物理过程和化学过程,往往要采用搅拌操作才能达到好的效果,搅拌设备在许多场合是用作反应器,而带搅拌的反应器则以液相物料为特征,有液-液、液-固、液-气等相反应。
摘要硫酸生产工艺主要由五部分组成,包括二氧化硫气体的制取,炉气的净化,二氧化硫气体的转化,三氧化硫气体的吸收以及尾气的处理。
主要包括工艺流程的选定,工艺过程计算,主要设备工艺计算及选型,以及绘制部分设备的平面布置。
本设计采用二塔二电流程,以年产11万吨硫酸车间净化工段工艺设计,设计中对主要工序进了物料衡算,热量衡算,并以此绘制物料平衡表和热量平衡表。
然后以净化工段为重点,对相关设备进行了计算。
关键词:硫酸;二塔二电;物料衡算;热量衡算;工艺设计AbstractSulfuric acid production process is mainly composed of five parts, including the preparation of sulfur dioxide gas, the furnace gas purification , the transformation of sulfur dioxide gas, the absorption of sulfur trioxide gas and the treatment of exhaust gas processes. The design mainly describes about the process of sulfuric acid production with the annual production capacity of 110,000 tons, including the flow process design, the calculation and selection of the main equipment, the layout of some equipment. Used pyrite as the raw material in the design. The design mainly calculated the mass balance and heat balance,and drew material balance table and heat balance in mainly production process. And then,use the depuration segment as the emphasis ,calculated The relevant Model Selection of the Related , the process description, security memorandum, memorandum of technical risk, the proposal of environmental protection and management were complete.Key words:Sulfuric acid;two towers and two Electric precipitators; mass balance;heat balance目录第一章文献综述 --------------------------------------------------------------------------------------------- 0 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 0 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 0 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 第二章酸洗净化工段计算依据------------------------------------------------------------------------- 13 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 第三章物料平衡计算------------------------------------------------------------------------------------- 15 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 15 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 17 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 18 : ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 18 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 19 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 19 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 20 第四章热量平衡计算------------------------------------------------------------------------------------- 21 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 21 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 25------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 26 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 26 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27 第五章设备计算 ------------------------------------------------------------------------------------------- 29 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 29 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 29 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 29 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 30 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 30 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 33 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 34 设计小结------------------------------------------------------------------------------------------------------ 35 参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------ 39 致谢------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 40第一章文献综述前言硫酸工业是一项比较古老的工业,我国很早就有人用蒸馏绿矾制硫酸。
七水硫酸锌结晶温度七水硫酸锌结晶温度:一场化学的相变舞蹈1. 引言七水硫酸锌是一种常见的无机化合物,它在许多领域中发挥着重要的作用,例如冶金、电池制造和医药等。
当我们研究这种化合物时,一个关键的参数就是它的结晶温度。
结晶温度决定了在何种温度条件下七水硫酸锌会从溶液中析出结晶。
本文将从深度和广度的角度探讨七水硫酸锌的结晶温度,并给出一些有价值的观点和理解。
2. 什么是结晶温度在化学领域中,结晶温度是指在一定压强下,物质从溶液中析出结晶的温度。
在常温常压条件下,七水硫酸锌的结晶温度通常在50℃左右。
3. 结晶温度的影响因素结晶温度由许多因素决定,包括溶液的浓度、溶质和溶剂的相互作用力以及溶液的温度和压强等。
七水硫酸锌的结晶温度通常随着溶液浓度的增加而降低,这是因为浓溶液中的溶质分子之间的相互作用力较强,有助于其从溶液中析出结晶。
4. 七水硫酸锌结晶的动力学过程七水硫酸锌分子在溶液中的扩散和结晶过程是一个动力学过程。
通常,七水硫酸锌结晶的速率随着温度的升高而增加,这是因为温度升高会增加分子的热运动能量,使得分子更容易逃逸出溶液并形成结晶核。
溶液的搅拌和饱和度等也会影响七水硫酸锌结晶的速率。
5. 七水硫酸锌的应用七水硫酸锌在许多领域中都有广泛的应用。
在冶金领域,它常被用作浮选剂,用于提炼金属。
在电池制造中,七水硫酸锌是一种常见的电解液,用于制造碱性锌-MnO2电池等。
七水硫酸锌还用于制造染料和医药品等。
6. 个人观点和理解个人而言,我认为七水硫酸锌结晶温度这一主题是非常有趣和有价值的。
通过深入研究七水硫酸锌结晶温度的影响因素和动力学过程,我们可以更好地理解它在不同领域的应用。
了解这一主题还有助于我们在实验室中更好地控制七水硫酸锌的结晶过程,以提高其纯度和效率。
7. 总结和回顾通过本文的探讨,我们了解到七水硫酸锌的结晶温度是一项重要的化学参数,它受到多种因素的影响。
我们还深入了解了七水硫酸锌结晶的动力学过程,并探讨了其在不同领域中的应用。
河北卓普化工设备制造有限公司专业生产各种三效蒸发器,MVR蒸发器,该设备为七水硫酸锌蒸发结晶装置,用于对硫酸锌溶液的蒸发及结晶。
处理背景:钢铁企业在生产过程中会产生各种钢灰,其中含锌量比较高的锌灰用于生产七水硫酸锌或者一水硫酸锌,也有使用含锌量比较高的锌渣或这其他含锌量高的溶液作为原料。
以前比较老的办法市采用带搅拌带盘管的搅拌釜进行蒸发浓缩,产量小,能耗比较高,结垢严重,蒸发能力差,占地面积大,劳动强度也大,间歇操作;但是也有优点,操作简单,设备投资比较低,处理结构堵塞比较简单。
河北卓普化工公司采用三效蒸发器或者MVR蒸发器处理七水硫酸锌的蒸发浓缩,一般采用强制循环蒸发器,蒸发防堵能力强,加热部分均采用间壁式换热器,由于蒸发强度大,占地面积小,劳动强度低,运行成本比原有大幅降低。
卓普公司在硫酸锌初始浓度比较低的情况小可以采用MVR蒸发器,在浓度较高后可以采用三效蒸发器,也可以单独采用MVR蒸发器蒸发七水硫酸锌溶液,其中能耗比值为三效蒸发器比传统搅拌釜蒸发硫酸锌溶液能耗降低3倍,MVR蒸发器蒸发七水硫酸锌又比三效蒸发器的能耗降低2倍,采用MVR蒸发器处理七水硫酸锌溶液的蒸发浓缩,比传统搅拌釜盘管蒸发大大降低大概6倍左右,大大的提高了设备效果与产量,大大降低了能耗,现今的竞争是白热化的竞争,是成本的竞争,积极采用先进技术,谁提前布局提前升级改造设备,谁最后有可能发展壮大。
其中如果生产七水硫酸锌可以单独使用三效蒸发器或者MVR蒸发器,生产一水硫酸锌一般是三效蒸发器或者MVR蒸发器起到预浓缩的作用,最后采用带盘管的蒸发结晶罐进行最终的蒸发结晶。
其中如果采用三效蒸发器,可以实现七水硫酸锌与一水硫酸锌的生产,其中使用三效蒸发器装置主要的流程设备配置一套三效蒸发设备,两套冷却结晶和脱水分离晶体与母液设备,浓缩液在结晶槽60~100℃离心脱水分离成一水硫酸锌,分离母液在另外的结晶槽继续冷却结晶到≤38℃,再次离心脱水分离成七水硫酸锌,低温母液返回净化工序;或在少生产或不安排生产七水硫酸锌时,离心脱水分离一水硫酸锌的结晶母液直接返回净化工序。
七水硫酸锌的制备工艺综述作者:古丽博斯旦古丽孜巴来源:《大东方》2017年第01期摘要:七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O)作为制造锌钡白和锌盐的主要原料,在电镀、电解工业等工业中有着非常重要的作用。
ZnSO4·7H2O的传统制备工艺主要以闪锌矿为原料,配置成饱和硫酸锌溶液的方式进行制备,但是由于原料中存在大量的粉尘而不符合绿色化学的要求。
因此,如何优化ZnSO4·7H2O制备工艺以保证环境的绿色化以及产品高纯度化成为一大热点。
本文在综述ZnSO4·7H2O的性质及其常见制备方法的基础上,综合几种新型制备工艺,比较剖析了制备方法的优缺点,并对制备的产物的原成分和产物纯度分析等进行简要概述。
关键词:制备;七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O);传统工艺;新型工艺一、引言ZnSO4·7H2O作为一种常见的稳定性化学物质,在人造纤维、涂料、电解、电镀、农药、化学试剂、医药等工业中具有广泛的用途,随着国民经济的发展,需要量逐年增长。
制备得到硫酸锌溶液,蒸发浓缩,冷却结晶,简单地抽滤后即可得到ZnSO4·7H2O。
制备得到的ZnSO4·7H2O常存在粒径不均一,色泽不光亮等现象,晶体形貌还有待改善,在精细化工上纯度上并未达到要求。
长期以来,利用传统工艺制备ZnSO4·7H2O的方案不断地得到优化。
新型制备工艺主要从原料、反应条件,以及结晶方式等方面进行优化。
二、ZnSO4·7H2O的性质1. ZnSO4·7H2O的性质ZnSO4·7H2O是一种常见的化学药品,它的俗称有锌矾、皓矾。
分子量为287.56。
常温下易溶于水,微溶于乙醇。
置于干燥空气中逐步风化,39℃时失去一个结晶水,280℃时脱水为无水物,加热至717℃时则分解为ZnO和SO3。
室温下为无色晶体,呈小针状或粒状晶体粉末,无臭涩的金属味道。
七水硫酸锌结晶工艺简介七水硫酸锌是一种重要的化学物质,广泛应用于电池、化妆品、医药等领域。
本文将详细介绍七水硫酸锌的结晶工艺。
结晶工艺流程七水硫酸锌的结晶工艺通常包括以下几个步骤:1. 原料准备•七水硫酸锌的制备原料主要包括硫酸、锌粉等。
2. 溶解反应•将硫酸锌溶解于适量的水中,调控溶液的温度和浓度,以达到理想的反应条件。
3. 滤液处理•将反应溶液进行过滤,去除其中的杂质物质,得到纯净的滤液。
4. 结晶操作•将滤液进行除水蒸发浓缩,直至达到饱和度,触发结晶过程。
5. 结晶分离•过饱和的溶液中的晶体将逐渐生成并沉淀,通过离心、过滤等手段将晶体与溶液分离。
6. 晶体干燥•将分离得到的晶体进行干燥处理,以提高晶体的纯度和稳定性。
7. 产品包装•将干燥后的七水硫酸锌产品进行包装,以确保产品的质量和安全。
工艺参数控制在七水硫酸锌的结晶工艺中,有几个关键的工艺参数需要进行严格的控制:1. 溶液浓度•通过控制溶液中硫酸锌的浓度,可以调控晶体的尺寸和形态。
2. 搅拌速度•适当的搅拌速度可以促进晶体的生成和生长,同时保持溶液中的均匀性。
3. 结晶温度•结晶温度是影响结晶过程的重要参数,高温可以加快结晶速度,但也容易引起过度结晶。
4. 结晶时间•结晶时间取决于结晶速率和晶体尺寸的要求,需要根据具体情况进行调整。
结晶设备选型七水硫酸锌的结晶过程通常使用以下设备:1. 搅拌反应釜•用于溶液的搅拌和控制反应过程的温度。
2. 过滤设备•用于滤液处理,分离晶体和溶液。
3. 蒸发浓缩设备•用于除水蒸发浓缩溶液,使其达到饱和度。
4. 离心机•用于晶体的分离和干燥。
结晶工艺优化为了提高七水硫酸锌结晶的产率和质量,可以从以下方面进行优化:1. 随着溶液浓度的变化,优化晶体尺寸和形态的控制。
2. 调整搅拌速度,以实现更好的溶液混合效果。
3. 精确控制结晶温度,避免过度结晶或结晶速度过慢。
4. 优化结晶时间,使其满足晶体尺寸和产量的要求。
混合搅拌机毕业设计目录1 引言 (1)1.1新型搅拌器 (1)1.2问题的提出 (2)2搅拌容器的设计 (3)2.1搅拌容积的确定 (3)2.2容积长径比的确定 (4)2.2.1罐体长径比对搅拌功率的影响 (4)2.2.2罐体长径比对于传热的影响 (4)2.2.3物料特性对罐体长径比的要求 (4)2.3搅拌容器壁厚的设计 (5)3搅拌器的设计 (6)3.1搅拌器的分类 (6)3.2搅拌器的特性参数 (7)3.2.1流型 (7)3.2.2流动特性 (8)3.2.3搅拌器的平衡 (8)3.3搅拌器的特征参数 (9)3.4搅拌器的选型 (9)3.5常用搅拌器的特性及应用 (9)3.6搅拌器的设计计算 (11)3.7推进式搅拌器强度校核 (14)3.8推进式搅拌器技术条件(HT/T 2126) (15)4搅拌轴设计 (17)4.1搅拌轴计算 (17)4.2轴的支承 (17)4.2临界转速校核 (17)5封头及法兰的设计 (20)5.1封头长度和厚度的计算 (20)5.2法兰的选用 (21)5.2.1压力容器法兰标准 (21)5.2.2管法兰标准 (22)6传动装置 (23)6.1电动机的选用 (23)6.2减速机的选用 (23)6.2.1搅拌常用减速器 (23)6.2.2减速器选型原则 (24)6.2.3减速器的选用 (25)6.3机架的选用 (25)6.4轴封的选用 (25)结论 (27)谢辞 (28)参考文献 (29)外文资料 (30)1 引言1.1新型搅拌器搅拌混合技术的进展总是围绕着两个中心展开的,一方面是开发新型、高效的搅拌设备,另一方面是快速和正确地选择和设计搅拌设备。
自1998年以来,国外有很多新型搅拌器被开发出来,然而这些搅拌器的设计参数很少发表。
以下从国外各著名搅拌设备公司的新型搅拌器产品样本中收集到的信息作一些简单的介绍。
新型高效搅拌设备的开发是以相关产业的需求为背景的。
如一个合成纤维工厂中,作为核心设备的聚合反应器仅两台,而与之配套的配料罐、溶解罐、稀释罐、缓冲罐等辅助搅拌设备则多达30多台,通常这些辅助搅拌设备的操作条件并不苛刻,搅拌的目的多是以混合、固体原材料的溶解和配制固—液悬浮液为主,其搅拌设备用轴流式叶轮或45°折叶涡轮。
由辛焙砂制备七水合硫酸锌、超细氧化锌以及含量的测定和应用综述摘要:以锌焙砂为原料,经氨浸,除杂,沉锌,干燥,煅烧等工序制取了活性氧化锌.采用正交设计确定制备过程的最佳技术条件,本文主要介绍氧化性的制备及产品分析,分别从他的制备步骤和产品的定性分析和含量测定等方面描述。
1简介1.1七水硫酸锌七水硫酸锌是一种化学物品,它的俗称有锌矾、皓矾。
分子式是 ZnSO4·7H2O 分子量为287.56。
物理性质:易溶于水,微溶于乙醇。
干燥空气中逐步风化,39℃时失去一个结晶水。
在280℃时,则脱水为无水物,加热至717℃时则分解为ZnO和SO3。
无色晶体,小针状或粒状晶体粉末,无臭涩的金属味道在空气中会风化。
1.2氧化锌氧化锌为白色或者浅黄色微细粉末,难溶于水和醇,易溶于烯酸,氢氧化钠和氯化铵溶液,在空气中缓慢吸收二氧化碳以及水形成碳酸锌。
氧化锌是一种半导体催化剂的电子结构,在光照射下,当一个具有一定能量的光子或者具有超过这个半导体带隙能量Eg的光子射入半导体时,一个电子从价带NB激发到导带CB,而留下了一个空穴。
激发态的导带电子和价带空穴能够重新结合消除输入的能量和热,电子在材料的表面态被捕捉,价态电子跃迁到导带,价带的空穴把周围环境中的羟基电子抢夺过来使羟基变成自由基,作为强氧化剂而完成对有机物(或含氯)的降解,将病菌和病毒杀死。
纳米氧化锌(ZnO)粒径介于1-100 nm之间。
由于晶粒的细微化,其表面电子结构和晶体结构发生变化,产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。
与普通ZnO比较,表现出许多特殊性能如抗菌、防霉、除臭、护肤美容、光催化、光致发光、导电、增强、屏蔽光线、吸波、节能等。
可用作抗菌剂、紫外线屏蔽剂、光催化剂、传感器、增强剂、导电材料、压电材料、信息存储材料、隐身材料、节能材料等。
根据结晶形态,纳米ZnO分为锐态型和金红石型。
*收稿日期:2012-10-17作者简介:郑学明(1967-),男,蒙古族,内蒙古赤峰市人,大学本科学历,化工机械工程师,从事设备管理工作22年。
工业用七水硫酸锌结晶设备改造郑学明(赤峰中色锌业有限公司,内蒙古赤峰024000)摘要:介绍了七水硫酸锌(ZnSO 4·7H 2O )几种常用结晶方法及设备,分析了其存在的问题,提出了解决七水硫酸锌(ZnSO 4·7H 2O )生产能力的新工艺及设备,并在实践中得到了验证,运行3年,效果良好。
关键词:工业;七水硫酸锌;结晶设备;生产效能;改造;效果中图分类号:TQ132.41文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2013)01—0079—01七水硫酸锌(ZnSO 4·7H 2O )是常用的化工原料之一,多用于土壤改良,水稻种植以及选矿药剂,范围较广。
但由于七水硫酸锌在正常生产过程中冷却饱和液,结晶工序中耗费时间长,是影响产能的瓶颈过程之一。
结晶槽的结构形式以及与下道脱水工序的衔接是决定结晶脱水效率的关键。
为此,各厂家都想尽办法,将缩短结晶工序时间当做重中之重,但没有一套成型的成套设备,方法也不尽相同。
自然,效果也大不一样。
1方法一用立式冷却搅拌结晶槽冷却热的硫酸锌液体,并在槽沿上加一轴流风机辅助冷却,冷却结晶结束后,再用潜水泵将上清母液打走,人工入池将结晶混合物装到毗邻的离心机里进行脱水工序(辽宁沈阳某厂),冷却搅拌结晶槽示意图见图1。
图1立式冷却搅拌结晶槽示意此方法冷却时间约17h 27h ,时间较长;进行下一道工序脱水作业时须停止搅拌,用泵泵走上清液,再人工将料装入离心机脱水,增加人工。
操作过程中有物料损失。
2方法二冷却搅拌结晶槽加外冷却水套。
其余参数不变。
此种方法将冷却时间缩短至10h 20h ,提高了产能。
设备一次性投资稍大,需要有外加冷却水水源及排水(水可回收利用,辽宁鞍山某厂)。
示意图见图2。
图2带水套立式冷却搅拌结晶槽示意3方法三图3带水套卧式冷却搅拌结晶槽示意(下转第81页)2013年1月内蒙古科技与经济January 2013定。
(10)申请公布号 CN 102515254 A(43)申请公布日 2012.06.27C N 102515254 A*CN102515254A*(21)申请号 201110443399.7(22)申请日 2011.12.27C01G 9/06(2006.01)(71)申请人刘向东地址421513 湖南省衡阳市常宁市松柏镇松渔居委会(72)发明人刘向东 赵俊鑫 王明王建华(54)发明名称七水硫酸锌冷却结晶系统和冷却结晶工艺(57)摘要本发明公开了一种七水硫酸锌冷却结晶系统和冷却结晶工艺,其特征是它包括母液冷却器、硫酸锌饱和溶液冷却器和七水硫酸锌离心脱水装置及管路连接装置四部分构成了冷却结晶系统;本发明通过四步工艺步骤实现了硫酸锌溶液转化为七水硫酸锌晶体。
本方法提供了一种全新的间壁传导传热和无间壁对流传热相结合的冷却结晶方法,因无间壁对流传热比间壁传导传热的热阻小速度快,所以冷却速度大大加快,冷却时间显著缩短。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书2页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页1/1页1.一种七水硫酸锌冷却结晶系统,其特征是它包括母液冷却器、硫酸锌饱和溶液冷却器和七水硫酸锌离心脱水装置及管道连接装置;所述的母液冷却器通过管道连接硫酸锌饱和溶液冷却器,母液冷却器夹套底部位置连接有地下井水进水管(水温18℃),母液冷却器夹套上部位置开设有冷却水出口;所述的硫酸锌饱和溶液冷却器通过管道连接母液冷却器,硫酸锌饱和溶液冷却器夹套底部设置有冷却水进水管(水温18℃),硫酸锌饱和溶液冷却器上部设置有冷却水出水管,硫酸锌饱和溶液冷却器通过管道连接七水硫酸锌离心脱水装置;所述的七水硫酸锌离心脱水装置通过管道连接母液冷却器。
2.一种七水硫酸锌冷却结晶工艺;其特征是:第一步:先将硫酸锌溶液蒸发浓缩至60-62Be(至有少量一水结晶出现后,温度约为100℃-103℃)后,加入到硫酸锌饱和溶液冷却器中,并通过夹套进冷却水冷却至硫酸锌饱和溶液温度为33℃-35℃;第二步:加入经过母液冷却器冷却的硫酸锌母液(温度22℃-23℃)至硫酸锌饱和溶液冷却器,使硫酸锌饱和溶液冷却器中的硫酸锌结晶液温度降至30℃以下;第三步:将冷却至30℃以下的硫酸锌饱和溶液冷却器中的硫酸锌晶体溶液通过管道进入七水硫酸锌脱水装置进行离心脱水,得到七水硫酸锌产品和硫酸锌母液;第四步:离心脱水得到的硫酸锌母液通过管道送入到母液冷却器内进行冷却使温度降到22℃-23℃,以后操作如此往复以上步骤。
搅拌装置设计任务书一、设计题目七水硫酸锌冷却搅拌结晶器设计。
二、设计任务及操作条件(1)处理能力(1.9+0.01X)×105m3/a 均相ZnSO4液体。
〖注:X 代表学号最后两位数〗(2)设备型式机械搅拌蛇管冷却结晶装置。
(3)操作条件①饱和ZnSO4溶液温度80℃,密度:ρ=1.52 g/cm3比热容,C = 0.842Kcal /(kg /℃);溶液的初始浓度,0.876 kg (ZnSO4 )/kg(H2O);冷却至25℃时放入离心过滤机分离晶体,25℃溶解度0.580 kg(ZnSO4)/kg(H2O)②冷却时间4 小时。
③过程中有结晶析出, 结晶热 qc =14.94 Kcal / kg (ZnSO4.7H2O )④采用蛇管冷却,冷却水进口温度20℃,出水口温度30℃。
⑤忽略污垢及间壁热阻。
⑥每年按300 天,每天24 小时连续搅拌。
三、厂址:柳州地区。
四、设计项目(1)设计方案简介:对确定的工艺流程及设备进行简要论述。
(2)搅拌器工艺设计计算:确定搅拌功率及蛇管传热面积。
(3)搅拌器、搅拌器附件、搅拌槽、蛇管等主要结构尺寸设计计算。
(4)主要辅助设备选型:冷却水泵、搅拌电机等。
(5)绘制搅拌器工艺流程图及设备设计条件图(3#图纸)。
(6)对本设计评述。
目录搅拌装置设计任务书 (I)第一章设计方案简介....................................................................................................................................... 1第二章工艺流程图及说明............................................................................................................................. 3第三章工艺计算及主要设备的计算............................................................................................................... 43.1确定数据............................................................................................................................................ 43.2搅拌槽的计算.................................................................................................................................... 43.3搅拌器的选型:................................................................................................................................ 63.1.1 搅拌器的选型............................................................................................................................... 63.1.2.搅拌桨尺寸及安装位置............................................................................................................... 73.1.3. 搅拌器的附件及功率计算 ..................................................................................................... 73.1.4蛇管规格的选择............................................................................................................................ 93.2.1管外传热系数.............................................................................................................................103.2.3总传热面积:.............................................................................................................................113.3 泵的选型..................................................................................................................................123.3.4支座的选择.................................................................................................................................15第四章总热量的衡算..................................................................................................................................15第五章物料衡算..........................................................................................................................................16第六章计算结果列表..................................................................................................................................17第七章设计评论..........................................................................................................................................19第八章附图..................................................................................................................................................20第九章主要符号列表..................................................................................................................................20第十章.参考文献........................................................................................................................................21第一章设计方案简介搅拌设备在石油、化工、食品等工业生产上应用范围很广,尤其在化工工业中,很多的化工生产或多或少的在应用着搅拌操作,化学工艺过程的种种物理过程和化学过程,往往要采用搅拌操作才能达到好的效果,搅拌设备在许多场合是用作反应器,而带搅拌的反应器则以液相物料为特征,有液-液、液-固、液-气等相反应。
搅拌的目的:1.使互不相溶液体混合均匀 2.使气体在液体中充分分散,强化传质或化学反应3.制备均匀悬浮液,促使固体加速溶解、浸取或发生液-固反应4.强化传热,防止局部过热或过冷。
不同的搅拌目的,搅拌效果具有不同的表示方法。
搅拌操作分为机械搅拌和气流搅拌。
气体搅拌是利用气体鼓泡通过液体层,对液体产生搅拌作用。
相对于机械搅拌作用相比,仅通过气泡对液体进行搅拌是比较弱的,所以在工业生产中大多数的搅拌属于机械搅拌,本实验要求的就是机械搅拌设备的设计。
蛇管冷却搅拌是运用搅拌器将搅拌槽中的反应物料搅拌均匀,同时可以将物料的热量均匀分布,并运用蛇管作为冷却装置,使搅拌槽中的物料液保持在一定的温度下,保持一个良好的反应环境。
此次设计中选用的搅拌器为涡轮平叶搅拌器,其特点是在物料黏度不大的物料中搅拌所消耗的功率较小,可以减小能量的损耗:而选用蛇管传热是因为蛇管沉浸在物料中,热量损失小,传热效果好。
排列密集的蛇管起到导流筒和挡板的作用。
冷凝剂选用冷却水,是由于其传热效率好而且易于得到,传热后冷却水可直接排放而不会对环境造成污染,总体操作也较为简便。
1.1搅拌器的选型搅拌器主要类型有:桨式、开启涡轮式、圆盘涡轮式、推进式、框式、螺带式、三叶后掠式等,搅拌器的选用应满足以下要求:保证物料的混合均匀,功率消耗最少,所需费用最低,操作方便,易于制造和维修。
由于此搅拌槽中所搅拌的溶液为低粘度均相流体,搅拌时,由于其循环容易,消耗功率小,因此采用涡轮平叶搅拌器。
1.2搅拌器的安装及组成选择搅拌器的上方可用机械密封,易维护、检修、寿命长。
搅拌器的安装高度应有利于底部出料,使搅拌器的出料口出的物料得到充分的搅拌,使输料管路通畅。
搅拌罐由搅拌罐体、搅拌罐盖、搅拌器、支撑、传动装置、轴封装置等组成,还可根据工艺要求配置加热装置或冷却装置。