年产20000吨生物柴油工厂的工艺设计 ㊣ 精品文档 值得下载

为即甲醇冷凝所需冷量为冷冷却后温度为。

蒸汽冷凝水计算蒸汽主要用来蒸馏设备，每需要蒸汽提供的总热量使用表压为的饱和蒸汽则式中相应冷凝水的焓蒸汽的热效率，去η每吨产品消耗蒸汽量。

取井水为冷却介质，设冷却水初始温度为，升温后温度变为，其即每千克水可吸热即需冷凝水量为表生物柴油工厂总热量衡算表耗蒸汽量名称压力每用量每吨产品消耗定额每昼夜消耗量年消耗量蒸汽表压第章生物反应釜设计及选型设计目的及参数确定说明由于本项目工艺的自身特点，整个工艺流程都未采用精馏塔进行工艺操作。

又由于生物柴油反应生物反应釜中进行，其具有连续化反应效率高等特点，对于它的研究现在也逐渐广泛起来，但真正应用的不是很广泛，原因在于其没有统标准，必须根据各自的反应特点设计才能达到要求目的，所以在此对串联反应釜进行设计显得尤为重要。

综合以上本设计最终考虑以反应釜的工艺设计代替精馏塔的工艺设计，特此说明。

设计任务目的物料的搅拌既是液液体系的搅拌也是固液体系的搅拌，要使催化剂比较均匀的悬浮在脂肪酸甲酯和甲醇中，进行催化反应，脂肪酸甲酯和甲醇的混合比较容易，但是要达到液滴直径比较小的分散则有定的难度，为此需要将搅拌转速适当提高。

由物料衡算可得处理的料液量为，脂肪酸甲酯与甲醇要在反应釜中反应左右，才能达到设计的转化率。

在催化反应过程中有轻微的反应热，基本上可以忽略不计。

综合以上分析，反应体系对搅拌效果的要求为有适当的分散即剪切流，又要有适当的轴向涡流造成催化剂的悬浮。

物料性质脂肪酸甲酯的密度为每立方，甲醇的密度为每立方，固定化脂肪酶量为，比较松散，密度以每立方计。

脂肪酸甲酯的粘度为。

确定操作参数压力为常压，反应温度为，处理量为，连续操作。

生物反应釜选择与设计由于本工艺每进料多且反应时间长达，若设计反应塔，则塔会过于太多，操作稳定性会降低，不便于操作。

多釜串联是工业上种常见的操作方式，是种介于理想混合和理想置换的流动模型。

设计时要解决的是反应釜和台数的问题，其计算方法是采用单釜连续的计算方法进行计算。

图多釜串联反应器组合由工艺设计反应釜容积，对直立式反应釜通常式指内筒体和下封头两部分容积之和容器的大小与生产能力有关，习惯上生产能力常以产品重量表示，这里用单位时间处理量来表示，首先将产品量化成单位时间的体积量，然后按连续工况进行计算。

已知物料的流量和逗留时间，可以计算出设备的有效容量有效有效连续操作设备为保证反应的充分均匀，防止滞留和滑漏现象，根据生产性质的不同，般取设备数量为个。

也可设定单个设备容量由总容积求算设备数量有效ˊ式中有效设备有效总容积ˊ单台设备容积填充系数查手册，取公称直径，长径比为的反应釜，其釜体容积为，上下封头为标准椭圆形。

取填充系数为，则有效ˊ个取该类型反应釜个，串联使用。

反应釜搅拌器的选型需要搅拌的料液为低粘度液体，脂肪酸酯与甲醇的混合较为容易，但是要分散到比较细微的液滴状态，易达到扩大接触面积，增加反应速率的目的则有定的难度另外，催化剂具有定颗粒度的粉末状固体，并且具有吸附性，所以在考虑选用搅拌器的型式时，要求具有较强的剪切作用即径向流，又要有较好的排出性能，使催化剂能悬浮起来，发挥催化作用。

通过比较，我们选用六直叶开启涡轮式搅拌器。

桨径与罐体内径取，桨叶宽度与桨径的比，桨的高度与桨径比。

搅拌器在罐体中心安装时，下层桨叶离罐体底面高度般为桨径的倍，最上层桨叶高度离液面至少要有。

对于低粘度液体粘度小于，径向流行桨叶可搅动罐体内的上下范围为桨径的倍，所以对于常用的液层深度时，只要层桨叶即可。

其主要尺寸参数如表单位表反应釜搅拌器尺寸参数宽形宽形重量碳钢它具有较好的分散和悬浮能力。

取其直径为，叶宽为，桨叶厚度为，在搅拌器的下部焊接个高，厚为的稳定筒。

转速为。

搅拌特性计算计算雷诺数已知脂肪酸酯密度甲醇和脂肪酶含量较少，密度相差不大，且产品生物柴油的密度也相差不大，可大致按脂肪酸酯的密度计算，直叶开式涡轮搅拌器的直径，设计转速搅拌功率计算和电机的选择﹥时，流体进入充分湍流区，功率曲线呈水平直线，即与无关，保持不变，由功率曲线有四块挡板，宽度为容器直径的，满足全挡板条件查得，。

按式计算搅拌功率每个反应釜搅拌器所需的功率为，电动机所需提供的功率为配合选用的减速机，采用额定功率为的三相异步防爆电动机符合要求。

生物反应釜釜体及封头设计设计条件釜体和裙座的机械设计条件塔体内径，釜高近似取计算压力，设计温度釜开人孔及手孔，安装拆卸及维修均进入釜内进行操作釜外保温层厚度为保温层材料密度为釜体与封头材料选用，其。

焊接接头系数壳体厚度附加量裙座材料选用釜体与裙座对接焊接，釜体焊接接头系数釜体与封头壁厚附加量取，裙座壁厚附加量。

按计算压力计算釜体和封头厚度壳体强度计算圆筒封头取釜体裙座和封头的厚度均为。

传热设计在反应过程中存在微量的反应热，可以忽略。

在搅拌过程中，的机械能将会转变为热能，即搅拌热量为。

脂肪酸甲酯与甲醇的反应理想温度为左右，所以外层需要有冷却夹套，才使得系统温度维持在的范围内。

对于涡轮式搅拌器，在湍流区物料对容器壁面的传热膜系数为式中搅拌器叶片宽度单位质量搅拌功率搅拌物料的运动黏度，取罐体带夹套，夹套选用螺旋板夹套，夹套内设导流板，螺距，夹套环隙，由般经验关联式得表示流体在主体温度下的粘度和在壁温下的粘度之比，因为可以忽略壁温的阻力，这项可以忽略。

查物性手册定性温度传热面积过滤机选用系列全自动板式密闭过滤机，其对乌桕油的脱酸和脱色过程中过滤白土非常适用，且可实现连续过程。

选用型号如下型号过滤面积处理能力工作压力过滤缸容积重量外型尺寸额定压力最高压力代号型号流量压力冲次进出口径离心过滤机采用碟式离心机型号主要技术参数配套动力功率外形尺寸长宽高质量转鼓直径当量沉降面积转速分离因数生产能力第章废水废渣的处理和综合利用再生产过程中不可避免的会产生很多废水废渣等废弃物，处理不好不仅会污染环境，而且会加大投入的成本，利用好了可以变废为宝，提高经济效益。

生产废水处理方法生物柴油生产伴随着废水污染问题，生物柴油废水主要产生于水洗阶段，是种集悬浮油乳化油溶解性有机物及盐于体的多相体系，主要污染物包括油硫化物碱盐醇烃类悬浮物以及氨氮等。

长期以来，国内含油废水处理通常采用隔油浮选生化曝气法。

近年来，膜分离技术絮凝技术也大量应用于含油废水的处理。

膜分离技术是利用特殊制造的多孔材料的拦截作用，以物理截留的方式去除水中定颗粒人小的污染物，但膜分离技术热稳定性差小耐腐蚀膜窖易被污染处理量也较小。

絮凝处理在含油废水处理中常与气浮法联合使用。

絮凝剂对乳化油具有破稳凝聚和吸附架桥作用，分散的微粒聚集成较大絮体，从水中分离出来。

絮凝法处理含油废水，在适宜的条件下的去除率可以达，油去除率可达。

生物化学法通过对微生物筛选和固定化处理含油废水，具有成本低无二次污染等优点，但对水质冲击负荷承受能力较弱基建费用高。

常规好氧生化方法降解率低，厌氧方法耗时长维护和管理难度大，采用吸附方法处理含油废水高效快捷。

废渣的处理和综合利用废渣亦称固体废物。

生产生活过程中排放的固体废弃物，通常分为矿业固体废物工业固体废物城市垃圾农业废弃物和放射性固体废物五类。

固体废物对环境的影响是多方面的。

固体废物中也有些有用物质，可以废物利用，如利用废物作建筑材料和工业原料，利用废物中的有机物质回收能源，以及利用农业废弃物及城市垃圾作土壤改良剂和肥料等。

随着国民经济的迅速发展，各种各样的废渣废水产量也在迅速增加。

目前，我国每年产生的工业废渣约亿多吨，其中仅粉煤灰产量就达万吨，这些废渣中仅有不足的得到了利用。

其余大部分则堆积废弃，这不仅占用了大量土地，而且严重污染环境。

因此，应该有效地利用工业废渣。

恶臭气体污染的防治的措施是在工艺过程中尽量减少臭味气体的排放扩散环节尾气必须回收处理水选法碱洗法活性炭吸附法催化燃烧法高温焚烧法，以后者效果为好，不允许直接排入大气污水处理尽量采用密闭工艺，防止臭味气体外泄。

噪音防治噪声也是种污染源，它会损害人体健康，引起工作人员疲劳烦躁不安和各种精神疾病。

因此，我国规定加工车间内的噪声应不大于。

噪声产生的根源是振动，其中包括机械振动和气流振动。

因此减少噪声的关键要控制振动。

原则上讲振动噪声的防治可从以下方面考虑对振动源加以控制，如提高机械精度或进行最佳负荷设计等。

对振动源进行隔离，采用弹性支承或弹性联接，使振动局限在定范围内。

采用动力消振装置，使系统的振动控制在合适的范围内。

④采用阻尼材料，使振动迅速衰减。

加大基础的质量。

生物工程工厂噪声主要是风机粉碎机的振动，蒸汽喷射泵等管道系统中空气动力性噪声。

其中主要考虑的是风机和粉碎机的振动噪声，而管道系统的噪声只占极少部分。

消声的方法很多，通常是采取综合防治措施，即消声器隔音吸声和阻尼装置等措施同时使用。

另外工厂内合理的绿化规划也能在很大程度上减少噪声的传递。

第章安全生产与防火防爆安全生产这个概念，般意义上讲，是指在社会生产活动中，通过人机物料环境方法的和谐运作，使生产过程中潜在的各种事故风险和伤害因素始终处于有效控制状态，切实保护劳动者的生命安全和身体健康。

也就是说，为了使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行的，防止人身伤亡财产损失等生产事故，消除或控制危险有害因素，保障劳动者的安全健康和设备设施免受损坏环境的免受破坏的切行为。

然而，在安全生产的标语下，安全事故屡屡发生，悲