第五章 主要设备的设计与选型
'当取混合相口高度为hM/2时，则
1.03?1h0.73810.9?h?(hM?)?(0.738?)?0.011m
R?124?121M???1??则
1HS?hM?hP??h?0.738?0.20?0.011?0.95m （b）
考虑式（a）、（b）的数据，最后确定HS?0.95m .取澄清室的结构和混合室部分（含前室）同高，即H?1.15m. ②澄清室的边长
澄清室的宽度和混合室的宽度相等，即b?0.671m
澄清室的边长由澄清室面积计算。取(Qw/A)?0.048m3/(m2/min) 则得澄清室的面积为
A?fM,1Qw(Qw/A)?1.1?58.09?0.92m2
0.48?24?60A0.92??1.38m B0.671（3）各相口和堰板的尺寸与位置 ①混合相口
混合相口的位置，取在混合室有效高度的中部，即
故澄清室的长度为L?1hM0.738??0.369?0.37m 22当轻相回流不通过混合相口，即在混合室和同级澄清室间另设轻相回流口（或回流堰）
时，混合相口的流量为
1.1?(1?4)?58.091QM?fM,1(1?R)Qw?0.004m3/s
24?60?60'而 QM?mMFM2g?HM 取混合相口流量系数mM?0.6，并取通过混合相口的压头损失?HM?0.005m，则得相口截面积为FM?'QM0.004??0.021m2 (c)
2g?HM0.6?2?9.81?0.005mM按生产试验数据，混合相口截面积
'QM0.004FM???0.02m2 (d)
vM0.2比较式（c）、（d）,可知结果是大体符合的。
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广东石油化工学院本科毕业设计：年产4万吨的生物柴油
混合相口的垂直方向宽度为
2(R? bM??w?1?o?w)?HM?o2?(4??1.03)?0.0050.90?0.356m 1.03?10.90混合相口的水平宽度为
aM?FM0.021??0.058m bM0.356②轻相溢流堰
轻相溢流堰的高度，应为澄清室的有效高度，即
HS?0.96m
通过轻相溢流堰的轻相流量为
1.1?58.09?31Q??fM,1Qwb??0.002m3/s
24?60?60'1.5而 QM , ?moao2g?HWS取流量系数mo?0.4，并取堰顶压头?HWS?0.01m, 则得堰水平宽度为 ao?'Qo1.5mo2g?HWS?0.002?1.316m 3/20.4?2?9.81?0.01堰的垂直宽度bo只要大于?HWS即可，在此取bo＝0.02m ③混合室水平隔板上的圆孔 圆孔中水相流量为
1.1?58.091Qw?fM,1Qw??0.0007m3/s
24?60?60'而Qw?mwFw2g?HW 取圆孔的静压降?HW为0.05m，并取流量系数mw为0.6，则得该圆孔得面积为
F?1w1Qwmw2g?HW?0.00070.6?2?9.81?0.05?0.0012m2
故圆孔的直径为
d?14Fw??4?0.0012?0.039m
3.14④重相口
重相口是指相邻级澄清室重相进入前室的流通口，它位于前室侧板底部。其面积可用下
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第五章 主要设备的设计与选型
面的经验公式求出。
'Qw Fw?vw式中，vw为通过重相口的重相流速，一般为0.035～0.2m/s。取vw?0.2m/s则
Fw?0.0007?0.004m2 0.2
取重相口的垂直宽度bw?bo?0.02m，则重相口的水平宽度为
aw?Fw0.004??0.20m bo0.02取ao?aw?0.20m
⑤轻相回流堰
选取堰的宽度为槽宽的60％，即
a?,X?0.6?0.671?0.403m 而
?h?,X?(Q0,Xm0a0,X?fM,1(4Qw?3Qw?)???2gma2g??00,X??2323234?58.09?3?58.09??1.1?()??24?60?60????0.010m?0.4?0.403?2?9.81?????
则取轻相回流堰高度
H0,X?HS??HWS??h0,X?0.95?0.01?0.010?0.97m
5.3反应器设计计算
5.3.1反应器计算
1.已知数据：
地沟油的密度 甲醇密度 甘油密度
表5-2已知数据
0.9 0.8 1.2613
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t/m3 t/m3 t/m3
广东石油化工学院本科毕业设计：年产4万吨的生物柴油
甲酯密度 平均密度 处理地沟油 年工作时间 操作时间/批
原料油每批处理量：m＝
0.87 899.9408 40000 300 96 t/m kg/m3 t day min
3
40000=8.889吨
300?24?60/96每批甲醇质量＝1.678吨
8.8891.678??11.97m3 物料总体积估算V?0.90.8装料系数取 0.75，反应器采用两个
11.97每个反应器体积V1＝＝7.98m3
0.75?2取釜径dt ＝2m 则塔高＝
7.98＝2.54m
3.14?125.3.2搅拌器计算
1．选用搅拌器类型：6叶平片涡轮式
尺寸： 叶轮直径d＝2/3=0.667m 叶轮距釜底高度Hi ＝d ＝0.667m 叶轮宽度W＝d/5＝0.1333m
叶轮叶片长度l ＝d/4＝0.16666667 液体深度Hl ＝V1 /S＝
11.97=1.91m 基本跟塔尺寸相符 23.14?2?1挡板数取2 ，挡板宽度Wb ＝0.5m 2.功率计算 查得数据：
表5-3 查得数据表
油酸甘油三酯粘度
甲醇黏度 甘油粘度
0.019 0.000362 0.111
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pa*s pa*s pa*s
第五章 主要设备的设计与选型
平均粘度 据经验取
搅拌器转速 100 r/min
搅拌雷诺数Res ＝ρnd2/μ＝445886.38 取搅拌器功率因子K2 ＝6
0.001495 pa*s 搅拌器功率 N= K2ρn3d5=6x899.9408x(100/60)3 x0.6675 =3291.96445W
3．强度、壁厚
选用16Mn钢 查得许用应力[σ]t ＝170MPa
设计压力（底部压力）p＝(ρgHl＋P0 )/106=(899.9408X9.8X1.9921124+101300)/106
=0.118869275MPa
取焊接头系数Ф＝1
计算厚度δ＝PcDi/（2[σ]t Ф－Pc）＝0.69923103mm 取蚀余量C2 ＝2mm
δd＝δ＋ C2 ＝2.699231031mm C1取0.6mm
壁厚δn =δd＋C1+Δ＝4
考虑到开孔补偿实际的壁厚可取6mm 4.水压试验
水压试验压力pT ＝1.25X0.118869275MPa＝0.148586594MPa 有效厚度δe
＝δn－C=6-0.6-2=3.4mm
0.148586594?(2000?3.4)实验应力σt = =43.77623271MPa
2?3.4又查表得16MnR的σ0.9Фσ
s
s
＝345MPa
＝0.9x1x345=310.5MPa>σt＝43.77623271MPa
所以满足水压的试验要求。
5.3.3管径的计算：
入口流量＝11.97/2/10/60=0.01m3/s 由经验值选取入口流速1.5 m/s
V0.01入口截面积S＝＝＝0.0067m2
v1.5入口计算内径＝
4?0.0067＝0.092m
3.14入口选用内径0.1m，选用入口管规格108X4 热轧无缝钢管 GB8613-1987
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