定料洗涤转筒的优化设计

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1、化学工程技术交流展览会邀稿化学工业部上海定料洗涤转筒的优化设计杜昌桂（安徽省化工设计院）一九八三年8前言：这是一篇昔作。1983年化工部为推动化学工程技术不断进步，首次策划在上海举办“化学工程技术交流展览会”，向全国征集化学工程技术论文。作者这篇《定料连续洗涤转筒的优化设计》（理论研究性）论文，经部评审被选中，在上海“化学工程技术交流展览”大会上作报告。后被选收在《1983·上海化学工程技术交流展览会报告选编》上。虽乃昔作，但文中阐述的理论，对这类单元作业的设置始终是有参考价值的。当下撰著，对原文中的遣辞、运字，均保留了作者当时的思维和社会水平，未作修改。定料洗涤转筒的优化设计当今化学

2、工业中诸如固体物料的精选，皮毛、制革的加工，纸张、织物的漂染等传统的洗涤设施，普遍存在不同程度的结构不合理，生产能力小，水、电消耗高，污水量大等缺点。鉴于此，开展了对“固定物料，连续溢流”洗涤过程中的清水流量（V）、洗涤时间（τ）、待洗物料的杂质含量（G0）、经洗涤τ时间后污水的杂质浓度（Cτ）和洗涤器的实际盛水容积（V0）等诸参数间建立函数关系进行研究；並以洗涤转筒为例，进行相对的定量分析、绘制图表，找出增产、节水、节能和减少污染的措施；进而提出洗涤转筒的若干“优化”设计原则。图1倾斜设置的椭圆封头洗涤转筒几何尺寸图在如图1所示的洗涤转筒内进行的洗涤过程中，设在极短暂的时间间隔Δτ内

3、，筒内污水杂质减少量ΔG,並设在此Δτ内，污水中杂质的总含量为GAVE,经数理分析，则8ΔG=-v当Δτ趋近于0时，Gave将趋近于G,即dG=-V对一确定的洗涤器，V0=Const，V为选定的常数。当τ=0时，G=G0；τ=τ时，G=Gτ。将微分方程积分：ln两端同除以V0，则得：（1）式（1）为一指数衰减函数。Cτ随V0成正比。当G0、V、τ三数不变，V0越小，Cτ越小，即洗后物料的清洁度越高。由式（1）对V求解，得：（2）式（2）为一对数函数。V随V0成正比。当G0、τ、Cτ三数不变，V0越小，V越小，即清水用量越少。由式（2）对τ求解，得：（3）式（3）为一对数函数。τ随V0成

4、正比。若G0、V、Cτ三数不变，V0越小，τ8越小，即洗涤时间越少或生产能力越大。上面的G0由化验测定，V0为空筒容积VT与物料容积之差。倾斜设置的椭圆封头式洗涤转筒的有效盛水容积：VT=-+（4）用一个具体的皮革洗涤转筒进行例算，将计算数值和结果列于下表，并依此绘成图像。V0、V、Cτ序号固定参数自变参数求解参数比率说明1G0（毫克）τ（分）V（升/分）V0（升）Cτ（毫克/升）γV0（%）γCτ（%）1．公式（1）：Cτ=2．图象：见图24×1045200100014．71521001004008．20854055．78252001．3476209．15791000．0182101

5、．2341×10-3501．65×10-851．1205×10-72G0（毫克）τ（分）Cτ（毫克/升）V0（升）V（升/分）γV0（%）γV（%）1．公式（2）：V=2．图象：见图34×1045101000277．2589100100400184．20684066．4386200119．82932043．219310073．77761026．609685043．8203515．80483G0（毫克）V升/分Cτ（毫克/升）V0（升）τ（分）γV0（%）γτ（%）1．公式（3）：τ=2．图象：见图44×1042001010006．93151001004004．60524066．4387

6、2002．99572043．21861001．84441026．6090501．0955515．8047从相对的数据中和图象上，可以清楚地看出上述论证的相对形象。一、τ和V不变——即水、电耗不变，将V0从1000分别降至400、200、100和50，则被洗物料的清洁度可分别提高0.8、9.9、809.3和8924252倍。请参见图2。8图2有效盛水容积对洗后污水浓度的影响一、τ和Cτ不变——即产品的产量、质量和电耗不变，将V0从1000分别降至400、200、100和50，则水耗可分别降至33.56%、56.78%、73.39和84.19%.请参见图3。8图3有效盛水容积对耗水量的影响

7、一、Cτ和V不变——即产品的质量不变，将V0从1000分别降至400、200、100和50，则洗涤时间可分别缩短0.51、1.31、2.76、5.33倍。也即是水、电耗均可分别降你33.56%、56.78%、73.39%和84.19%；且同时尚可提高产量0.51、1.31、2.76、5.33倍。请参见图4。8图4有效盛水容积对洗涤时间的的影响综上所述，对“固定物料连续溢流”的洗涤过程，尽量降低洗涤器的实际盛水容积，是大幅度降低增产、节能、减少污