粗制15%盐酸107kg250kg槐米3877.5L水1292.5L饱和石灰水12.5kg硼砂总计5549kg废渣179.2kg芦丁37.5kg粗品70.8kg碱溶水3877.5kg石灰水1409kg硼砂12.5kg其他成分33.3kg总计5369.8kg酸沉水5285.3kg氯化钙3.4kg盐酸104.8kg硼砂12.5kg总计5474.8kg 3.2.2芦丁精制的物料衡算
将70.8kg粗品溶于30%的乙醇，根据文献数据，所需乙醇体积V30%乙醇?176L。将所得溶液经过聚酰胺交换树脂。吸附完成后，改用70%的乙醇进行洗脱，洗脱需用乙醇体积V70%乙醇?748L,将洗脱液收集后，乙醇挥发，回收，最终得到精制芦丁33.5kg。按槐花米中芦丁含量为15%计算，250kg槐花米中含芦丁m1?250?15%?37.5kg，最终获得芦丁m2?33.5kg，最终产率=m1/m2?89.3%。 根据文献查得资料有：
25g聚酰胺树脂，装填于体积为17ml（1.5cm?30cm）玻璃柱中。
将粗品用30%乙醇配成176L的提取液，该提取液浓度为最佳提取浓度，此条件下1克聚酰胺树脂可吸附60.9mg的产物，最终获得产品33.5kg，故所需聚酰胺的量为：
m聚酰胺?33.5?（60.9?1000）?550kg
550kg聚酰胺的装填柱的直径为d，根据资料直径高度比为1:20，计算有：
25g550kg?； 17mlVV?374L；
12?d?20d?V，代入数据有： 4d?29cm；
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h?20d?580cm?5.8m
考虑到实际中厂房的高度，已经安装拆卸的安全性，操作简易性，我们采用两根玻璃柱，直径29cm，高度h2?2.9m
文献中实验数据显示，提取液通过树脂柱的最佳速度为2BV/h，本设计中，176L提取液约为0.5BV，故： 过柱时间t1?0.5BV?0.25h；
2BV/h用70%的乙醇进行洗脱，洗脱液通过树脂的最佳速度为2BV/h，需收集体积为2BV的洗脱液
t2?2BV?1h；
2BV/h用t3?0.75h的时间对柱子进行后处理。 精制耗时t?t1?t2?t3?0.25h?1h?0.75h?2h 精制过程的物料衡算框图及物料衡算图如下：
精制70%乙醇2614.5kg粗品：70.8kg交换树脂芦丁（被吸附）34.48kg芦丁（未被洗）0.98kg30%乙醇141.5kg其他：33.3kg芦丁：3.02kg出料177.82kg进料1960.98kg洗脱70%乙醇1296.5kg芦丁（洗脱）33.5kg总计进料2138.8kg出料0.98kg进料1330kg70%乙醇2614.5kg芦丁：33.5kg总计出料2138.8kg出料1330kg蒸发 16
4 能量衡算
4.1碱溶罐能量衡算
600kg石灰水，1900kg水：
反应原料带入热量Q1加热剂传入热量Q2过程热效应Q3计算选择基础温度为25℃： 1) 计算Q1：
假设过程中进料温度为25℃ 则Q1=0 2) 计算Q3：
物料带出热量Q4碱溶罐设备升温所需热量Q5设备表面向环境散热量Q6 碱溶罐中主要的化学过程为溶解，具有热效应的有芦丁的溶解过程和石灰水的升温溶解过程，由于芦丁溶解度较小，溶解过程热效应不明显，且氢氧化钙溶解度随温度变化不大，过程热效也不明显，Q3数值特别小，可以为Q3?0，但：
?HS?4.57T1T2C?lg1MT1?T2C2C1、C2?溶质在T1(K)、T2(K)时的溶解度；M?溶质的分子量；T?温度K;?HS?溶解热kJ/kg；4.57363.15?298.150.0148?lg?5.898kJ/kg610.51650.00498
溶解的芦丁理论值为37.5kg芦丁：?HS?4.57363.15?298.15?lg0.5??30.97kJ/kg610.51650.16饱和石灰水的浓度为：?100%?0.0016100?0.16氢氧化钙的量：600?0.0016?0.96kg氢氧化钙?HS?'Q3?5.898?37.5?30.97?0.96?191.44kJ3) 计算Q4：
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溶质浓度较低，可大致作纯水处理。
25℃~90℃水的平均比热容：4.19kJ/(kg?K)
Q4??m?Cpdt?(2500?250)?4.19?(190?25)?7.49?105kJ
t0tt4) 计算Q5：
过程为连续生产过程Q5?0 5) 计算Q6
Q6??A?T(tw?t0)?A?设备散热表面积，m2；?T-设备散热表面与周围介质之间的联合给热系数，W?m-2?℃?1；tw?散热表面温度，℃；t0?周围介质温度，℃；
??散热持续时间，s；估计碱溶釜向空气散热面积为10m，釜外壁有保温层，保温层外表温度假定为60℃，空气温度为25℃，釜表面向四周（自然对流的空气） 散热的对流系数??11W?m?℃
2-13Q6?10?11?(60?25)?30?60?6.93?103kJ
6) 计算Q2：
Q2?Q4?Q5?Q6?Q1?Q3?6.91?105?0?6.93?103?0?191.44?7.56?10kJ蒸汽最终变为液体水；则： 蒸汽用量D?5
Q2
[H?C(TK?273K)]?H?水蒸气的热焓，kJ/kg，（100℃，H?2677kJ/kg）C?冷凝水的比热容，kJ/kg，取4.18kJ（/kg?K）TK?被加热液体最终温度，373K
??热利用率，取0.987.56?105D?kg[2677?4.18?(373?273)]?0.98 ?341.5kg
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碱溶罐能量衡算： 热量类型 数量/kJ 热量类型 数量/kJ Q1 0 Q4 7.49?105 0 Q2 7.56?105 191.44 Q5 Q6 Q3 6.93?103 4.2酸沉罐能量衡算
方法同碱溶罐，最终结果见下表： 酸沉罐能量衡算：
热量类型 数量/kJ 热量类型 数量/kJ Q1 Q2 0 Q4 3.37?105 0 3.372?105 Q5 Q6 Q3 蒸汽用量D??191.44 Q2
[H?C(TK?273K)]?0.3 H?2615.5kJ/kgTK?338K
??0.98代入上式，得D=146.8kg
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