【正文】 ................................................... 31 筒體高度的計算 ................................................................................ 31 第 7章 防凍液的配置及設備設 計 ........................................................................... 32 配置說明 ......................................................................................................... 32 配置流程 ........................................................................................................ 32 混合槽的設計 ................................................................................................. 32 槽體的尺寸設計 ......................................................................................... 32 攪拌器的設計 .............................................................................................. 32 第 8章 工廠車間平面布置設計 ............................................................................. 34 化工車間布置原則 ......................................................................................... 34 車間布置設計的程序 ..................................................................................... 34 平面布置的基本思路 ..................................................................................... 35 第 9章 設計總結 ..................................................................................................... 36 致謝 .............................................................................................................................. 37 參考文獻 ...................................................................................................................... 38 長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 1 第一章 文章的綜述 選題的背景 隨著中國經濟的發(fā)展，國內人均生活水平正在逐年的提高。長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 I 年產 1 萬噸生物質基防凍液的生產工廠的工藝設計 中文摘要 針對目前 我國 防凍液緊缺以及防凍液的質量 不能滿足現實的要求 等問題 ，本設計 提出 基于以葡萄糖為原料經加氫制備的產物為基礎來生 產 生物質基防凍液 ， 本設計 進行了年產一萬噸生物質基防凍液的生產工廠的工藝設計 。這樣而來，中國私家車也越來越普遍。 圖 1 防凍液 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對發(fā)動機的性能要求也越來越高，不僅要求防凍液具有較低的冰點和較高的沸點，還應具有較好的金屬防腐性、防氣蝕性、防結垢性，以及對環(huán)境污染小或不污染環(huán)境，且有較長的使用壽命等等方面的綜合性能。雖然近年來國產防凍液生產增長很快，但不少產品由于缺乏嚴格的質量檢驗和 統(tǒng)一的檢驗標準。這種情況說明用乙二醇為原料生產防凍液已經難以適 應我國現代化建設的需求。 （ 2）其冰點隨著乙二醇在水溶液中的濃度變化而變化，濃度在 60%以下時，水溶液中乙二醇濃度升高冰點降低，但濃度超過 60%后，隨著乙二醇濃度的升高，其冰點呈上升趨勢，粘度也會隨著濃度的升高而升高。丙三醇型防凍液的缺點是冷卻降溫效能低、甘油配比大，使用成本較高。以其為原料生產環(huán)境友好的化工產品和綠色能源是人類實現可持續(xù)發(fā)展的必由之路。生物質基化工產品及綠色能源問題已經逐步成為世界科技發(fā)展領域的前沿。甚至可以解決環(huán)境污染。 長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 3 農業(yè)廢棄物產生的方式和量隨產生的地點的不同而不同，對應于收獲量的殘余物產生比率，米為 140%、麥為 130%、玉米為 100%、根莖作物為 40%?，F在和將來每年在生產和廢棄物時也可能產生相同程度的廢料量。 表 1 九大作物的秸稈產量及產熱量 農作物 作物產量 /t 谷草比 秸稈量 /t 折標煤系數 折標煤量 /t 稻谷 18603 1: 11590 4972 小麥 10930 1: 14930 7465 玉米 15230 1:2 30460 16113 雜糧 869 1:1 869 435 豆類 1720 1: 2580 1401 薯類 2808 1: 1404 682 油料 2569 1:2 5137 2718 棉花 762 1:3 2287 1242 甘蔗 11295 1: 1130 498 (2)、有機污水 有機污水指的是豐富有機物質的排放廢水，其中包括工業(yè)污水、農業(yè)污水以及生活污水等。利用混合菌種產氫技術逐步成熟，并取得了較大成果。根據計算，目前我國禽畜糞便資源總量約 億噸，折合 7840 多萬噸標煤，其中牛糞 億噸 ， 4890 萬噸標煤，豬糞 億噸， 2230 萬噸標煤，雞糞 億噸， 717 萬噸標煤。 1991 和 1995 年，全國工業(yè)固體廢物產生量分別為 億噸和 億噸，同期城鎮(zhèn)生活垃圾量以每年 10%左右的速度遞增。目前中國城鎮(zhèn)垃圾熱值在 長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 5 兆焦 /千克 (1000 千卡 /千克 )左右。 根據我國農業(yè)生態(tài)區(qū)資源特點，可建設以甜高粱和林區(qū)廢棄物為主體的東北綠色油田、以旱生灌草和甜高粱為主體的西北綠色油田、以甜高粱為主體的華北綠色油田、以麻瘋樹和甜高粱為主體的西南綠色油田，以及以多種木本和草本能源植物為主體的東南綠色油田 在生物質生物利用過程中，國際公認的 3 個需要解決的重大技術問題是：克服木質纖維素分子對生物轉化的抗性，將大分子多糖降解為可發(fā)酵糖；通過微生物代謝工程和基因工程研究， 由可發(fā)酵糖進行生物轉化；簡捷、高效的下游過程技術產物分離。 我國自行培育的甜高粱、麻風樹等優(yōu)良能源植物，具有自主知識產權的創(chuàng)新木質纖維素水解技術、和燃料乙醇、生物柴油、生物基塑料生產技術，可建設相當于 一個大慶的年產 5000 萬噸 “綠色油田 ”。 日本盡管生物質資源匱乏，但在生物質利用技術研究方面所取得的專利已占世界的 52%，其中生物能源領域的專利占了 81%。但我們通過氫轉移催化反應生成的物質經測試，冰點達到－ 75℃ ，故能滿足高級防凍液生產的需求。 本項目發(fā)明的常壓低溫氫轉移催化氫解技術，對比玉米加工生產多元醇普遍使用的高壓反應加氫的技術，有著明顯的優(yōu)勢：主要體現在設備投資少，工藝簡捷容易實現，實施過程安全，不存在易燃易爆危險，生產成本低。 PH測試儀 ： 北京科達儀器公司 糖度測試儀 ： 北京中遠科技儀器有限公司 粘度檢測儀： 上海地學儀器研究所 比重計： 廈門群隆儀器有限公司 分析方法 ： 利用糖度儀測定反應過程中糖度的變化。 利用比重計測定母液的比重。 長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 9 助劑原料選擇甲酸鈉；分子式 HCOONa，白色結晶粉末，物化性質：密度℃ （分解溫度），溶于水，能溶于乙醇，無毒無腐蝕，有還原性。 表 5 不同相轉移劑對反應過程的影響 反應條件：淀粉 100 g， 50%甲酸鈉溶液： 50 g ， 相轉移劑： g 抗氧劑 4010NA： g， 催化劑醋酸鎳的加入量為： g，反應溫度 105110℃ . 4 抗氧化劑的篩選 抗氧劑選用 4 010NA .吩噻嗪或硝基苯酚等。10 高于國家標準 3 鋼 177。30 20 符合國家標準 5 產品的冰點曲線 按不同比例向母液中添加純凈水，并進行冰點和沸點測試，根據冰點及沸點檢測數據獲得冰點 濃度關系曲線如 圖 ： 圖 2 母液的濃度與冰點的關系曲線 防凍液母液的產品指標： 外 觀：深紅色透明液體 PH值： 7 9 冰 點： 75 ℃ 沸 點 : 118 ℃ 比 重 : 6 由母液配制防凍液的實驗過程及產品檢驗 將生物質基防凍液母液按比例加入凈軟水，再加入一定比例防銹劑、緩蝕劑、消泡劑等助劑，制成生物質基防凍液產品，經試驗檢驗指標見表 7： 長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 11 表 7 防凍液母液與水配比對產物的性質對的影響 水 /液比例 助劑添加量 /% 外觀(比重 ) PH值 冰點/℃ 沸點/℃ 銹蝕情況（標準：紫銅 177。10，焊錫177。反應溫度：105 ~110 ℃ ，反應時間： ， 所得產物的冰點為 70~75 ℃ 中試產品的質量 最佳中試條件下獲得的防凍液母液的產品指標： 外觀： 深紅色透明液體 PH 值： 冰 點： 75℃ 沸 點 : 118℃ 比 重 : 由中試產品配制的防凍液的技術指標： 長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 12 將中試生產的防凍液母液，按照配方和工藝制備的防凍液經吉林省產品質量監(jiān)督檢驗院檢驗，防凍液產品的質量標準和性能完全符合 SH05211999 防凍液國家標準的要求。片 1） 序號 檢驗項目 技術要求 檢驗結果 單項結論 1 紫 銅 177。10 符合國家標準 5 焊 錫 177。 雖然利用生物質 (主要是廢棄物 )生產生物基產品依舊存在著許多的問題，但是生物基產品具有其他能源所不可相提并論的優(yōu)點，發(fā)展前景廣闊。 2. 加熱裝置，選擇用飽和蒸汽來加熱反應釜 ， 為反應裝備提供能量。反應進行兩小時后，反應完成，往反應釜中加入冷卻水，冷卻產物到 25 攝氏度，放出反應釜中的物料進入到過濾機中進行過濾，然后重復前面的過程準備第二次的反應。當混合離子交換器超過了一定的電導率就要進行再生過程。一般情況下可以由視鏡處看到樹脂分層（陰樹脂在上層）為止。進堿液過程保持 45 分鐘為適宜。進酸完成后關閉進酸閥，酸噴射器和閥 6. 長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 14 反應釜 6. 置換過程。打開閥 5，將交換器內的水排放至樹脂層以上 300mm處，關閉排放閥，用壓縮空氣將陰離子樹脂和陽離子樹脂充分混合，約為 5 分鐘?；齑渤鏊?ph值的控制通過氨水計量泵加入純氨水來實現。其中還有來自過濾過程中的雜質都要經過廢水處理之后?？偡磻螖?7500/3=2500 次 所以每批次產品的產量應該為 10000 噸 /2500=4 噸 =4000kg 考慮在反應結束的處理過程中的損失，假設損失按應得產物量的 2%來計算，那么損失量 G 損 =4000*2%=80kg。 所以計算出總含水量為 kg。 通過計算可以知道蒸發(fā)量為 *1/20= kg 最后帶入數據計算得 G 進 =G 出 +G 損 公式成立 ， 總的物料守恒 。 計算衡算公式中各項的計算如下 ， Q1（ Q4） =∑micpi（ t t0） 公式中的 mi—第 i種物料的質量， kg 公式中 cpi—第 i種物料平均等壓比熱容， kj/(kg℃ ) 草酸鈉的比熱容為 cp= kj/(kg℃ ) tw—器壁向四周散熱的表面溫度 ,℃ t0周圍介質溫度 ,℃ τ_過程連續(xù)時間 ,s 因為過程中的傳熱復雜，在本設計中假設 ， Q5+Q6= Q2 （ 3） 過程熱效應的計算式 ， 設化學熱效應為 Qr，物理熱效應為 Qp，即 Q3=Qr+Qp 其中 Qr=1000*qr*mA/MA qr 表示化學反應熱 MA表示物質的相對分子質