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1、福建农林大学本科毕业设计说明书目 录摘要 1 Abstract 2 1 引言3 1.1 洗衣粉概述31.2 洗衣粉的现状及发展前景4 1.2.1 洗衣粉市场概况4 1.3 洗衣粉未来发展前景 52 设计方案的确定6 2.1 设计任务 6 2.2 工艺方案选择及论证6 2.3工艺流程简述72.3.1配料7 2.3.2喷雾干燥8 2.3.3旋风分离8 2.3.4成品包装 8 3 喷雾干燥器的设计8 3.1 概述 8 3.1.1喷雾干燥的原理8 3.1.2喷雾干燥的特点 93.2工艺设计条件 93.3 干燥装置流程 9 3.3.1 工艺流程图 103.4 工艺设计计算10 3.4.1 物料衡算103
2、.4.2 热量衡算 11 3.5 雾滴干燥所需时间13 3.5.1雾滴临界含水量13 3.5.2 初始滴径14 3.5.3 汽化潜热 15 3.5.4 导热系数 15 3.5.5 恒速阶段物料表面温度15 3.5.6 空气临界温度 15 3.6 干燥时间16 3.6.1雾滴在恒速阶段的干燥时间 16 3.6.2 雾滴在降速阶段的干燥时间 16 3.6.3 雾滴干燥所需时间 16 3.7 压力喷嘴主要尺寸的确定17 3.7.1 雾化角17 3.7.2 流量系数 17 3.7.3 喷嘴孔径18 3.7.4 喷嘴旋转室尺寸 19 3.8 喷嘴生产能力的计算19 3.8.1 空气心半径19 3.8.2
3、 喷嘴出口处液膜速度及其分速度、 20 3.9 干燥塔主要尺寸的确定 213.9.1 塔径 21 3.9.2 塔高 243.10 干燥塔热风进出口接管管径 28 3.10.1热风进口接管管径 28 3.10.2热风出口接管管径 28 3.11 其他小附件设计29 3.11.1视镜设计 29 3.11.2 管法兰设计29 4 搅拌器的设计29 4.1搅拌器简要介绍 29 4.2搅拌物料的种类及特性30 4.2.1 搅拌装置的安装形式30 4.2.2 搅拌装置的搅拌形式及特性 31 4.3 搅拌罐结构设计31 4.3.1 罐体的尺寸确定及结构选型 31 4.3.2 确定内筒体高度H 324.3.3
4、 选取夹套直径 334.4 内筒体及夹套的壁厚计算 33 4.4.1 选择材料，确定设计压力 334.4.2 夹套筒体和夹套封头厚度计算 34 4.4.3 内筒体壁厚计算 34 4.5 人孔选型及开孔补强设计37 4.5.1 人孔选型 37 4.6 搅拌器的选型15 38 4.6.1 搅拌器选型 38 4.6.2 搅拌附件404.7 传动装置选型 41 4.7.1 减速机选型 41 4.7.2 联轴器的选型 41 4.8 搅拌轴的设计与校核414.8.1 符号说明 41 4.9搅拌轴受力模型选择与轴长的计算 44 4.9.1 按扭转变形计算计算搅拌轴的轴径 44 4.9.2 根据临界转速核算搅
5、拌轴轴径45 4.9.3 按强度计算搅拌轴的轴径48 4.10 按轴封处（或轴上任意点处）允许径向位移验算轴径51 4.10.1 径向位移计算 514.10.2 总位移及其校核53 4.11 轴径的最后确定 54 4.12 支座选型及校核54 4.13 封口锥结构选型与计算 56 4.13.1 符号说明56 5 旋风分离器60 5.1设备概述 605.2物料和能量计算615.3设备结构与附件设计 62 5.3.1进料口设计 625.3.2筒体设计 62 5.3.3锥体设计 63 5.3.4排料口设计 635.3.5出口管设计 63 5.3.6 壁厚 645.3.7临界分离粒径 64 5.3.8
6、压力损失P的计算 655.3.9分割粒度 65 5.3.10灰斗的设计 66 5.3.11旋风分离器设计结果汇总 66 参考文献68 福建农林大学本科毕业设计说明书摘要本次设计了年产五万吨的洗衣粉生产车间，主要的设备有：喷雾干燥塔、旋风分离器、配料罐、老化罐和空气加热器。干燥装置采用开放式流程。热风在系统中使用一次，经旋风分离器除尘后，就排入大气中，不再循环使用。本次设计的主要内容有1：设计方案确定 物料和能量计算 喷雾干燥塔的设计 搅拌器的设计 旋风分离器的设计关键词：洗衣粉 喷雾干燥塔 旋风分离器 配料罐 老化灌 空气加热器AbstractThe design of an annual o
7、utput of fifty thousand tons of washing powder production workshop, the main equipment are: spray drying tower, cyclone separator, a mixing tank, aging tank and air heater. Drying device uses open flow. Hot-air is used in the system again, after the cyclone dust, it is discharged into the atmosphere
8、 and it is no longer cycle used. The design of the main content: The design scheme The material and energy calculation The design of spray drying tower The stirrer design the design of cyclone separatorKey words: washing powder; spray drying tower; cyclone separator; a mixing tank for irrigation; ag
9、ing; air heater 1 引言1.1 洗衣粉概述2合成洗涤剂是以表面活性剂为主要成分，并配有适量不同作用的助洗剂。洗衣粉是指粉状（粒状）的合成洗涤剂。 德国汉高在1907年以硼酸盐和硅酸盐为主要原料，首次发明了洗衣粉。洗衣粉是一种碱性的合成洗涤剂，洗衣粉的主要成分是阴离子表面活性剂：烷基苯磺酸钠，少量非离子表面活性剂，再加一些助剂，磷酸盐，硅酸盐，元明粉，荧光剂，酶等。经混合、喷粉等工艺制成。现在大部分用4A氟石代替磷酸盐。20世纪40年代以后，随着化学工业的发展，人们利用石油中提炼出的化学物质四聚丙烯苯环酸钠，制造出了比肥皂性能更好的洗涤剂。后来人们又把具有软化硬水、提高洗涤剂去污
10、效果的磷酸盐配入到洗涤剂中，这样洗涤剂的性能就更完美了。人们又为了使用、携带、存储、运输等方便，就把洗涤剂制造成了洗衣粉。由于洗衣粉能在井水、河水、自来水、泉水、甚至是海水等各类水质都表现出良好的去污效果，并广泛使用于各类织物，所以其生产和使用就迅速发展起来了。现在，洗衣粉几乎是每一个家庭必需的洗涤用品了。洗衣粉是合成洗涤剂的一种，是必不可少的家庭用品。目前市场上的洗衣粉主要有以下三种分类，各具特点： （1）普通洗衣粉和浓缩洗衣粉普通洗衣粉，颗粒大而疏松，溶解快，泡沫较为丰富，但去污力相对较弱，不易漂洗，一般适合于手洗；浓缩洗衣粉颗粒小，密度大，泡沫较少，但去污力强（至少是普通洗衣粉的两倍），
11、易于清洗，节水，一般适宜于机洗。 (2) 含磷洗衣粉和无磷洗衣粉 含磷洗衣粉以磷酸盐为主要助剂，而磷元素易造成环境水体富营养化，从而破坏水质，污染环境。无磷洗衣粉则无这一缺点，有利于水体环境保护。为了我们生活环境的健康，建议使用无磷洗衣粉。 (3) 加酶洗衣粉和加香洗衣粉加酶洗衣粉就是洗衣粉中加有酶，加香洗衣粉就是洗衣粉中加有香精。加酶洗衣粉对特定污垢（如果汁、墨水、血渍、奶渍、肉汁、牛乳、酱油渍等）的祛除具有特殊功能，同时其中的一些特定酶还能起到杀菌、增白、护色增艳等作用。加香洗衣粉在满足洗涤效果的同时让衣物散发芳香，使人感到更舒适。1.2 洗衣粉的现状及发展前景31.2.1 洗衣粉市场概况
12、洗衣粉是人们最常用的日用消费品，也是中国快速消费品市场中竞争激烈的领域。随着人们消费水平的提高以及消费需求的不断上升，消费者对去静电、增白、使衣物颜色鲜亮和洗净衣领等方面的特定需求更加明确。洗涤用品无论在配方、香型还是包装上都有很大改善，洗衣粉市场竞争也更加激烈。虽然2008年整个化学工业深受原料疯涨、能源价格大幅波动以及产品需求锐减等不利因素影响，洗涤剂消费量下降，特别是清洗剂需求出现一定萎缩，但洗涤剂制造商对于市场前景依然持乐观态度。现在国际市场上常见的洗衣粉品牌有： 劳工斧头汰渍奇强汉诗碧浪格外雕牌鹏锦金银花宝洁联合利华榄菊浪奇花王斯美特古塞丽巧白奥奇丽立白全力纳爱斯洁霸奥妙巧姨威婷 据
13、中国商业联合会信息部统计，2002年一2007年，我国合成洗衣粉市场销售前10名品牌的市场综合占有率总和逐年提升，2007年1月一2007年8月达到了9522，比2002年提高了74，其中排名第l的汰渍占将近13的市场份额，前3位品牌所占市场总额超过50。 我国洗衣粉行业品牌众多，国内品牌与外资品牌共存的局面已经存在相当长一段时间。据中国商业联合会信息部的统计，2002年，在市场销售前10名品牌中，外资和内资品牌个数相同，所占市场份额也基本相同。2003年一2004年，外资品牌为4个，内资品牌为6个，但外资品牌所占市场份额逐渐高于内资品牌。2005年以来，外资同内资的品牌个数再度趋于一致，但两
14、者占有率的差距逐渐拉大，2007年1收稿日期：200904一15月一2007年8月，市场销售前10名的品牌中，外资品牌市场综合占有率合计达到5764，高出内资品牌20个百分点。 2002年以来，我国的洗涤剂市场集中的趋势变得十分明显。据统计，2006年，我国洗衣粉的前8家生产企业产量达25552万t，占全行业总产量的7643。市场控制能力增强，市场正在逐渐被少数企业和品牌所掌控或占据。20世纪90年代初，美国、英国和德国等国的跨国公司纷纷抢滩我国的洗涤用品市场，在给我国洗衣粉市场带来先进的产品和新的洗涤概念的同时，也给我国国内品牌造成了巨大的压力，使我国的一些中小品牌和区域品牌的市场生存空间变得十分狭小。 调查表明，消费者对洗衣粉品牌形象评价最高的两个品牌是汰渍和碧浪，汰渍洗衣粉在全国六大地区均排在市场销售排行榜的首位，碧浪洗衣粉在我国的华北和东北地区有很高的市场占有率，汰渍和碧浪均是跨国巨头宝洁旗下的产品。位居第3位的是联合利华的奥妙品牌，奥妙在我国的西南地区占有重要的市场份额。德国汉高威白的品牌与行业平均水平非常接近，位居第5位。为了全面进入中国市场，尽快占领中
