英语原文共 11 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
毕业设计（论文）
外文资料翻译
|
外文出处 |
Case Studies in Thermal Engineering |
|
学 院 |
|
|
专业班级 |
|
|
学 号 |
|
|
姓 名 |
|
|
指导教师 |
年月日
隔膜压榨干燥装置在化学后处理综合设备中的压滤机和能量消耗性能实验分析
关键词：化学后处理;综合设备;隔膜压机干燥;压滤机干燥;能耗表现
摘 要
更高的效率，更低的能源消耗和更少的污染在化学工程中变得越来越重要。后处理是生产化学品生产的关键部件之一。因此，我们开发了一种新型装置，化学后处理综合设备（CPPIE），可以通过改变其位置来处理同一罐中的结晶，过滤，洗涤和干燥。在这些过程中没有传输，与常规设备相比，CPPIE具有意义的优势。本文介绍了CPPIE的结构和工作流程，并对CPPIE中的隔膜压榨干燥装置（DPDD）进行了进一步描述。然后，安排实验设置。其干燥和能量消耗性能进行了实验研究。实验分析了DPDD的性能，通过理论分析，可以满足工业应用的要求。此外，用实验数据计算整个过程的能耗。与没有DPDD的CPPIE相比，具有DPDD的CPPIE具有约25％的节能。本文介绍了CPPIE的可行性，DPDD在低能耗干燥过程中的优势，可用于设计类似的集成设备。
1．介绍
在化工行业，效率更高，能耗更低，污染少的问题变得越来越重要。结晶，过滤，洗涤和干燥是化学工业中典型的后期工艺，这些工艺是生产化学产品最重要的部件之一。在常规化学工业中，分别使用结晶槽，过滤器和洗涤装置以及干燥箱来实现这些工艺。换句话说，中间产品应始终从一个罐转移到另一个罐，这意味着对产品和环境的效率低，能量浪费和污染。基于这些事实，开发了一种新型装置，化学后处理综合设备（CPPIE），可处理结晶，过滤，通过改变其位置在一个罐中进行洗涤和干燥过程。与常规设备相比，CPPIE在这些过程中没有中间产品传输，具有显着的优势。此外，CPPIE可以轻松实施自动化，减少设备和场地投资。因此，特别适用于精细化工和原料药生产领域的生产线。
近年来，化学工程综合设计技术越来越受欢迎。Dimian等人 提出了化学过程综合设计的系统工作，旨在通过采用系统视图为过程设计问题开发创新和综合的方法。对于后期处理，Skjoslash;th-Rasmussen等通过CFD模拟方法分析了化学动力学机理的后处理。同时，Deulgaonkar等人对酪蛋白的过滤和干燥过程进行了调查，而Wong等分析了活性药物成分生产中的结晶、过滤和干燥过程。Lee 也以对乙酰氨基酚为例，研究反应和结晶对过滤，干燥和溶解行为的影响。这些研究工作主要集中在化学工程过程中，得到了一些有用的结果。同时，对于其他一些研究人员，他们主要处理以上这些部分，重点介绍传热特性或干燥技术，并做了大量重要的工作。Atuonwu等提出了一种混合整数非线性规划公式，用于设计节能型多级吸附式干燥机，对产品温度和含水量的限制，可用于优化多级混合干燥系统，而Wang等通过实验方法分析了表面干燥的能量效率混合系统，Stehlik使用热交换器来整合废物和生物质过程。同时，在高粘度流体中进行了可用于后处理的同轴混合器的实验研究。
干燥作为最重要的后期工艺之一，吸引了许多科学家注意。Niamnuy等人对近年来食品干燥的微观结构修改和监测情况进行了有力的综述，主要处理矿产业，提出脱水干燥创新的潜力。对于真空干燥技术，Lee在其干燥系统上开发了适合的系统和方法。同时，对于压滤机干燥技术，Lee等对实际规模的热压机脱水发展进行了研究，而Kinnarinen用蒸汽去除滤饼。另外，观察到城市污泥复合絮凝剂的作用，Raynaud等还在过滤压缩池中进行了活性污泥的脱水。
然而，由于新颖的设计结构，没有文献分析CPPIE的实际性能，特别是干燥和能量消耗性能。本文介绍了CPPIE的详细结构和工作流程，详细介绍了每个具有不同位置的过程。然后，进一步描述CPPIE中的隔膜压力干燥装置（DPDD），因为它是干燥过程的关键单位，对CPPIE的节能有很大帮助。同时，CPPIE的实验设置被安排用于检查其性能。特别是DPDD的性能通过Ruth模型和Shirato模型的理论进行了实验分析，以检查它是否能够满足工业应用的要求。此外，从实验中获得结晶，过滤和干燥过程的CPPIE的能量消耗性能，并进行总能量消耗以与DPDD和DPDD进行比较。这项工作可以参考用于设计类似的综合设备或一些其他用于节能目的的干燥设备。
2.结构设计
2.1主要结构
为了将结晶，过滤，洗涤和干燥过程整合到一个罐中，需要多功能设计，以便在同一个罐中在指定的时间内实现指定的过程。在CPPIE中，旋转部件用于控制CPPIE的角度和位置。如图1所示，CPPIE的不同角度和位置代表不同的过程。
CPPIE的主要工作流程如下。假设CPPIE的初始位置如图1（a）。对于该位置，可以处理保持液体进行结晶。然后，CPPIE通过低速电机旋转180°，其位置如图1（b）所示。在这种状态下，保持液体被过滤，并且一些生产将被种子出来。在相同的旋转之后，如图1（c）所示，可以通过注入的洗涤水洗涤生产。然后，对于干燥部，CPPIE的位置转到如图1（d）所示的位置。最后，低速电机将CPPIE旋转到约20-30°的角度，如图1（e），然后可以从出口获得最终生产。
为了进一步描述所有工作程序，图2显示了CPPIE的详细结构。它主要由顶盖（12），气缸（26），锥形气缸（29）和底部（36）组成。在顶盖（12）上，减速器（20）和马达（21）由轴密封装置（17）固定。同时，洗衣水（16）和产品出口（24）的进口也设置在顶盖（12）上。在气缸（26）上，进口产品（27）和DJHE（11）。同时，还有两个进口/出口流体（23）和两个压缩气体的进出口（5个）。锥形缸（29）通过法兰（4）和锥形缸（29）与底部（36）连接，隔膜（31）由紧密部件（28）安装。在底部（36）上有真空口（37）和出口过滤液体（38）。混合轴（22）通过轴线密封装置（17）与减速器（20）连接，并将它们插入气缸（26）中，固定在混合轴（22）上的混合桨（25）。此外，通过轴承座（9）将轴线（8）和支撑轴线（10）设置在护套（11）和托架（1）上。支撑轴（10）与低速电机（6）连接，用于使设备旋转以达到相应的角度和位置。锥形圆锥的锥角alpha;约为30-60°。喷气轮辐（2）安装在底部（36）上，辐条上有小孔，用于清洗滤饼。通过轴承座（9）将轴（8）和支撑轴（10）设置在护套（11）和支架（1）上。支撑轴（10）与低速电机（6）连接，用于使设备旋转以达到相应的角度和位置。锥形圆锥的锥角alpha;约为30-60°。喷气轮辐（2）安装在底部（36）上，辐条上有小孔，用于清洗滤饼。通过轴承座（9）将轴（8）和支撑轴（10）设置在护套（11）和支架（1）上。支撑轴（10）与低速电机（6）连接，用于使设备旋转以达到相应的角度和位置。锥形圆锥的锥角alpha;约为30-60°。喷气轮辐（2）安装在底部（36）上，辐条上有小孔，用于清洗滤饼。
同时，在CPPIE内部，传热单元采用凹坑式夹套热交换器（DJHE）传递加热和控制温度。DJHE与常规夹套式热交换器相比含有大量的凹坑。这些凹坑可以迫使夹套热交换器内的流体改变其流动方向并产生大量的涡流，这导致更高的传热系数。对于干燥单元，通过注入空气来迫使隔膜压滤饼，使用隔膜压榨干燥装置（DPDD），滤饼中的液体可以更容易地挤出，以下部分将介绍DPDD的细节。
2.2隔膜压榨干燥装置（DPDD）
DPDD是为CPPIE设计的新型设备，是CPPIE的关键单位之一。它位于锥形瓶的外侧，因此不影响主罐内的反应，结晶，过滤或洗涤过程。当需要干燥时，DPDD可以用于快速高效地以低能耗干燥。
通常，对于干燥过程，滤饼以大量的能量消耗加热。在CPPIE中，通过使用隔膜通过注射压缩空气来压滤滤饼，其可以在不加热滤饼的情况下快速除去水或其它流体。由于使用压缩空气，密封非常重要。因此，开发出新颖的压力板。如图1所示。如图3所示，压板（B）主要用于将隔膜固定在锥形圆筒上。因为锥形圆柱体的内部椭圆度，压板（B）分为两部分。与常规压板相比，CPPIE中的压板（B）具有分段结构，如图（A）。借助压板，绝对可以确保DPDD的密封。
3.实验过程
如上所述，CPPIE可以在同一罐中一起处理结晶，过滤，洗涤和干燥。为了测试CPPIE的整体性能和DPDD干燥滤饼的优势，实验设置如图所示。
这里介绍一下泵列表（P1-P6）。P1用于在过滤和干燥过程中将空气注入CPPIE。P2是将保持液泵入CPPIE的主要电源。P3在洗涤过程中用于泵清洗水。同时，P4是独特的泵，用于回收液体，该液体流入DJHE以保持结晶过程的特定温度。然后，P5在过滤过程中起到过滤液回收的作用，其中部分可以作为原始保存液体再循环。在过滤的同时，P6作为真空供应来提供所需的真空度。此外，压缩空气由实验装置图中未抽出的气体压缩机提供。用合适的压缩空气，DPDD可以有效地按压滤饼。在CPPIE的顶端，出口用作卸载主要是重力卸载的保存液体或生产。
CPPIE实验的整个过程如下：
结晶过程：旋转CPPIE以保持特定的位置。如图1（a）所示，保持液由P1泵入气缸。同时，P4可以将DJHE中的液体回收到达到特定的温度。在此期间，大量生产将从持有液体中分离出来。
过滤过程：旋转CPPIE以保持特定的位置，如图（b）所示，P5开始工作以泵送保持液体的其余部分。同时，P6提供过滤过程所需的真空度，直到几乎没有流出。
洗涤过程：旋转CPPIE以保持特定的位置，如图（c）所示，P3开始工作并注入洗涤水。生产的部分，特别是在表面上，会再次溶解与许多杂质结合。这里，滤饼可以再次洗涤和过滤。
干燥过程：旋转CPPIE以保持特定位置，如图（d），P5，P6和气体压缩机一起工作。然后压缩空气将按压DPDD的隔膜以压缩并膨胀滤饼，以将滤饼从滤饼中除去，直到达到合适的干燥度。
卸载过程：旋转CPPIE以保持位置，如图（e）并打
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[467021]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
