【正文】 物量的 2%來計算，那么損失量 G 損 =4000*2%=80kg。混床出水 ph值的控制通過氨水計量泵加入純氨水來實現(xiàn)。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。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。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(chǎn)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。 雖然利用生物質(zhì) (主要是廢棄物 )生產(chǎn)生物基產(chǎn)品依舊存在著許多的問題，但是生物基產(chǎn)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。片 1） 序號 檢驗項目 技術(shù)要求 檢驗結(jié)果 單項結(jié)論 1 紫 銅 177。10，焊錫177。10 高于國家標準 3 鋼 177。 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(jié)晶粉末，物化性質(zhì)：密度℃ （分解溫度），溶于水，能溶于乙醇，無毒無腐蝕，有還原性。 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。但我們通過氫轉(zhuǎn)移催化反應生成的物質(zhì)經(jīng)測試，冰點達到－ 75℃ ，故能滿足高級防凍液生產(chǎn)的需求。 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(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新木質(zhì)纖維素水解技術(shù)、和燃料乙醇、生物柴油、生物基塑料生產(chǎn)技術(shù)，可建設相當于 一個大慶的年產(chǎn) 5000 萬噸 “綠色油田 ”。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(jù)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。 表 1 九大作物的秸稈產(chǎn)量及產(chǎn)熱量 農(nóng)作物 作物產(chǎn)量 /t 谷草比 秸稈量 /t 折標煤系數(shù) 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(zhì)的排放廢水，其中包括工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水以及生活污水等。 長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 3 農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生的方式和量隨產(chǎn)生的地點的不同而不同，對應于收獲量的殘余物產(chǎn)生比率，米為 140%、麥為 130%、玉米為 100%、根莖作物為 40%。生物質(zhì)基化工產(chǎn)品及綠色能源問題已經(jīng)逐步成為世界科技發(fā)展領域的前沿。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。這種情況說明用乙二醇為原料生產(chǎn)防凍液已經(jīng)難以適 應我國現(xiàn)代化建設的需求。 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(jié)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。長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 I 年產(chǎn) 1 萬噸生物質(zhì)基防凍液的生產(chǎn)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(zhì)量 不能滿足現(xiàn)實的要求 等問題 ，本設計 提出 基于以葡萄糖為原料經(jīng)加氫制備的產(chǎn)物為基礎來生 產(chǎn) 生物質(zhì)基防凍液 ， 本設計 進行了年產(chǎn)一萬噸生物質(zhì)基防凍液的生產(chǎn)工廠的工藝設計 。防凍液，冬季氣溫特別低（尤其是北方），為了能使汽車在寒冷的溫度下正常使用，發(fā)動機冷卻液中都要加入一些能夠降低冰點的化合物或者生物 基質(zhì)作為防凍劑。我國有眾多的工業(yè)行業(yè)生產(chǎn)需要乙二醇原料，年需求量達到 800 多萬噸，而我國乙二醇年產(chǎn)量不足 180 萬噸， 70%甚至 80%以上被動的依賴進口，用乙二醇生產(chǎn)防凍液與基礎工業(yè)爭嘴，影響基礎工業(yè)生產(chǎn)資源的安全，致使合格的防凍液緊缺，一些高端汽車裝車只好依賴進口。丙三醇與乙二醇相類似，也是一種無色、粘稠而有甜味的液體。作為研究對象的生物質(zhì)，主要包括是指農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢棄物品，如玉米和水稻秸稈、稻殼、鋸木屑、甘蔗渣、花生殼、及大量 的城市垃圾。林業(yè)廢棄物指的是木材加工部門從原材料制造各種木質(zhì)一次制品時產(chǎn)生的廢物，以及木材利用部門以一次制品為原料形成建筑物等二次產(chǎn)品時產(chǎn)生的廢物。在歐美，用木質(zhì)類生物質(zhì)進行發(fā)電和熱能利用等也得到了大力推進。中國主要的禽畜是雞、豬和牛，根據(jù)這些禽畜品種、體重、糞便排泄量等因素，可以估算出糞便資源量。中國大城市的垃圾構(gòu)成已呈現(xiàn)向現(xiàn)代化城市過渡的趨勢，有以下特點：一是垃圾中 有機物含量接近 1/3 甚至更高；二是食品類廢棄物是有機物的主要組成部分；三是易降解有機物含量高。上述三方面的技術(shù)突破，將使我國有望率先較經(jīng)濟地生產(chǎn)燃料乙醇，降低聚乳酸前體乳酸的生產(chǎn)成本，使生態(tài)塑料聚乳酸樹脂具備與石油基塑料競爭的經(jīng)濟性。 制備葡萄糖基防凍液的反應機理 葡萄糖分子末端醛基（及其結(jié)構(gòu)）被氫還原為醇羥基，一般認為是山梨糖醇，屬多元醇，雖具有一定的抗凍能力，但不能滿足較高抗凍能力；分子內(nèi)直接加氫，還原生成部分山梨醇，冰點為 ―24 ℃ （含 70%山梨醇的水溶液冰點只能達到－ 15℃ 左右，一般－ 10℃ 以內(nèi)即難以從包裝桶中倒出）。 冰點凝點測試儀 ：吉林吉分儀器有限公司、測試范圍到 0℃ —75℃ 銹蝕測試儀：吉林吉分儀器有限公司，測紅銅、黃銅、鑄鋁、焊錫、鑄鐵、鋼在防凍液中的銹蝕。分別選擇了葡萄糖、玉米淀粉、薯類淀粉、木薯淀粉、秸稈糖漿等不同的原料，根據(jù) 其含單糖量的不同和分子量的不同確定與催化劑等輔助材料的添加量，經(jīng)過篩選，因葡萄糖及玉米淀粉含量及分子量較適合，所以作為首選；對其它原料也進行了初步實驗，也獲得了成功，目前沒有進行系統(tǒng)的實驗研究工作，所制備的生物質(zhì)基防凍液母液質(zhì)量及冰點、沸點目前還不如葡萄糖原料所得產(chǎn)品的高，所以目前首先選擇葡萄糖或淀粉為基礎原料。1 0 高于國家標準 2 黃 銅 177。10，鑄鐵 177。m3 1068~1088 1072 符合標準 4 冰點 ℃ 不高于－ － （未凝） 符合標準 5 沸點 ℃ 不低于 符合標準 6 PH值 ~ 符合標準 表 9 防凍液的腐蝕試驗結(jié)果（腐蝕試驗片變化值 ㎎ 加上生物基產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，一個新興的行業(yè)正在崛起 ——生物質(zhì)為原料的與生產(chǎn)流通以及產(chǎn)品的市場有關的產(chǎn)業(yè)。繼續(xù)攪拌加熱使溫度上升到 110 攝 氏度，此時向反應釜中加入相轉(zhuǎn)移催化劑十六烷基三甲基溴化鈉固體。排水口不能帶有正常顆粒的樹脂為準。進酸液的過程也保持 45 分鐘。操作時間約為 15 分鐘左右。 工藝流程圖 具體的工藝流程圖見圖見下， 加入 50%的葡萄糖 加入 30%甲酸鈉溶液 加入催化劑 加熱到 90℃ 加熱到 110℃ 反應兩小時 濾液 脫鹽液體 混合液 加入相關助劑 濾渣 交換廢液 反應釜 過濾機 離子交換器 反應釜 防凍液母液 混合槽 工業(yè)產(chǎn)品 回收處理設備 回收處理設備 長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 15 第 3 章 物料衡算 計算根據(jù) 生產(chǎn)能力 ： 年產(chǎn)萬噸 生物質(zhì)基 主原料 ： 50%的葡萄糖水溶液 ； 30%的甲酸鈉 ； 相轉(zhuǎn)移催化劑： 十六烷基三甲基溴化銨 反應溫度 90—110℃ 葡萄糖轉(zhuǎn)化 率為 100% 葡萄糖的相對分子質(zhì)量 180 甲酸鈉的相對分子質(zhì)量 68 加氫產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量 182 草酸鈉的相對分子質(zhì)量 134 對反應體系進行物料衡算，可由下列公式計算 ∑G 進 =∑G 出 +∑G 損 其中 G 進 表示進入系統(tǒng)的原料的質(zhì)量 /kg 其中 G 出 表示反應結(jié)束系統(tǒng)的排出量 /kg 其中 G 損 表示系統(tǒng)的總損失量 /kg 計算基準 理想反應時間為三小時每批次 ， 設年操作時間為 7500 小時反應效率按照反應釜中 100%轉(zhuǎn)化率進行計算。 相轉(zhuǎn)移催化劑十六烷基三甲基溴化銨的量為 kg 因為水不參與反應所以出料的理論含水量為 ,但是考慮到過程中會有水長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 16 分蒸發(fā)出去設為總水量的 1/20。℃ ) 加熱到 110℃ 時的加氫產(chǎn)物比熱為 cp= kj/(kg工藝條件主要包括有：全容積，最大工作壓力，工作溫度，介質(zhì)的腐蝕性，傳熱面積，攪拌形式，轉(zhuǎn)速等等。通過分析，我認為可以選擇兩個反應釜來完成這個反應過程，這樣有利于增加表面積，有利于傳熱以及反應的徹底進行。 若是裝料系數(shù)沒有給定，則進行合理的選用裝料系數(shù)，盡可能提高設備的利用率。筒體主要受到的壓力為蒸氣提供的，查表得 110℃ 水的飽和蒸汽壓約為 kpa，因此設計時可以根據(jù)工藝要求選擇大于這個壓力的工作壓力。 已知 C=6 mm 查表得出 C1= mm 假設成立 。 長春工業(yè)大學學士畢業(yè)論文 23 d 和攪拌軸系支承方式選擇與 d 相同型號規(guī)格的機架、聯(lián)軸器 do 尺寸、安裝容納空間及工作壓力、工作溫度選擇軸封型式 ，設計選擇攪拌軸結(jié)構(gòu)型式，并校檢其強度、剛度。 設攪拌器的直徑為 D=，螺板寬度為 b=，螺距為 s=，混合時間可以查得為 tb=40s。所以可以考慮選擇螺帶式攪拌器，因為螺帶式攪拌器適合于高粘度的流體的攪拌。 具體步驟方法如下： 、攪拌目的和要求，選擇攪拌器型式，選擇攪拌器型式時應充分掌握攪拌器的動力特性和攪拌器在攪拌過程中所產(chǎn)生的流動狀態(tài)與各種攪拌目的的因果關系。 復核計算的 C1 假設是否合理。 已知傳熱面積的計算式為 Γ=mCp*㏑【 (Tt1)/(Tt2)】 /kA 已知 50%葡萄糖液的平均比熱容為 Cp=*+*= kj/kg℃ 。選擇橢圓封頭，查找相關的手冊可以得到封頭取直徑為 D 封頭 =20xx mm，曲邊高度為 h1=500 mm，直邊高度 h2=25 mm。 反應釜的實際容積計算可以從有關書上查到計算式 V 實際 =V/υ V 實際 —反應釜的實際需要容積 V——反應 釜的有效容積 υ—裝料系數(shù) 反應釜的一般選擇的裝料系數(shù)為 —，但是一般情況選擇 —，在這里選擇裝料系數(shù)為 。s 熱量衡算總方程式 在實際的傳熱設備熱量衡算可以總結(jié)為下面的公式 [1]表示 ， Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 Q1——所處理物料帶入設備的熱量， kj Q2—由加熱劑或者冷卻劑傳給設備和與物料傳遞的熱量（加熱劑加入的熱量可以規(guī)定為 “+”，冷卻劑吸收的熱量就為 “—”）， kj Q3—過程的熱效應包括物理與化學學熱效應（過程放出的熱量可以規(guī)定為 “+”，過程吸收的熱量就為 “—”） Q4——物料離開設備的物料， kj Q5—各部件所消耗的熱量， kj Q6——設備向周圍散失的熱量， kj 計算過程中選擇以 273k 為基準溫度進行計算，并且以液態(tài)為基準物態(tài) 。 計算含有量已知葡萄糖含有量為 50% ， 甲酸鈉為 30%。反應結(jié)束后，從混合離子交換器中出來的離子要經(jīng)過處理才能排出系統(tǒng)以外。 7. 混合過程。堿液也是通過再生水泵和噴射器混合后從中部加入，經(jīng)過交換器由中部排放，自上而下通過陰離子樹脂層，置 換樹脂中吸附的離子，為避免堿液進入下部的陽離子樹脂層污染樹脂，應當打開反洗閥進入料液頂住堿液。當運行到了每個周期的終點時，離子交換樹脂會因為吸附了足夠的雜質(zhì)離子而飽和，不再有 交換能力，所以必須對離子交換樹脂進行還原在生。然后用同樣的方法配置出 30%的甲酸鈉水溶液，測定甲酸鈉的相關性質(zhì)。10 符合國家標準 4 鑄 鐵 177。 中試結(jié)果數(shù)據(jù)分析 優(yōu)化的中試工藝