【導讀】本設計為年產萬噸37%甲醛水溶液的生產工藝設計，本設計采用銀催化法工藝，要設備和管道進行了設計及選型，同時對本裝置安全生產與“三廢”治理作了相關討論。料以及消毒劑、殺菌劑、防腐劑等。目前甲酴的生產均采用甲醇為原料，銀催化劑，經空。氣氧化得到，其濃度為37%左右，其余為水，含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福爾馬林，甲醛是脂肪族中的最簡單的醛，化學性質十分活潑。甲醛最早由俄國化學家。于1895年通過亞甲基二乙酯水解制得。劑，用空氣氧化甲醇合成了甲醛，并且確定了它的化學特性。1886年Loews使用銅催化劑。和1910年Blank使用銀催化劑使甲醛實現了工業(yè)化生產。醛生產設備的要求也在不斷提高。工業(yè)甲醛生產典型的有機合成工藝，在我國已有近五十。有了長足的進步，其主要技術經濟指標已過到國際上同類生產工藝先進水平。在整個設計過程中，按照設計任務書的要求，對年產。由于本人能力有限，加上時間較為倉促，在整個設計中難免有錯誤和不足之處，敬請各位老師批評指正。

　　

【正文】 數為 K＝ 247。 29247。 ＝ (m2℃ ) 廢熱段 原料反應溫度 640℃ 水溫度： ℃ Δ t＝ ℃ 物料出口溫度 150℃ 水蒸汽溫度： ℃ Δ t＝ ℃ 則可先求出Δ tm=（ － ）247。 ＝ ℃ 氣體傳熱系數 k＝ 100w/(m2℃ )；廢熱段的總傳熱量為： Q＝ Q=KSΔ tm S＝ 247。 100247。 ＝ 參考《化工原理》第二版的《化工流體流動與傳熱》第 364 頁附錄二十五、管殼式換熱器系列標準 1．固定管板式換熱器 中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計（論文） 29 （ 2）換熱管φ 25 的基本參數（管心距 32mm） 選公稱直徑為： 800mm；管程數為： 1；公稱壓力為： ；管子根數為： 467 根；中心排管數為： 23；管程流通面積（φ 25 ）為： ；換熱管長度為： 3m；計算換熱面積為： 實際傳熱面積 S0=nπ dL＝ m2 則采用此換熱器過程總傳熱系數為 K＝ 247。 247。 ＝ (m2℃ ) 急冷段 進口溫度 150℃ 熱水（出）： 80℃ Δ t＝ 70℃ 出口溫度 90℃ 水（進）： 50℃ Δ t＝ 40℃ 則可先求出Δ tm=℃ 氣體傳熱系數 k＝ 60w/(m2℃ )；廢熱段的總傳熱量為： Q＝ Q=KSΔ tm S＝ 247。 60247。 ＝ 參考《化工原理》第二版的《化工流 體流動與傳熱》第 364 頁附錄二十五、管殼式換熱器系列標準 1．固定管板式換熱器 （ 2）換熱管φ 25 的基本參數（管心距 32mm） 選公稱直徑為： 700mm；管程數為： 6；公稱壓力為： 4Mpa；管子根數為： 304 根；中心排管數為： 20；管程流通面積（φ 25 ）為： ；換熱管長度為： 6m；計算換熱面積為： 實際傳熱面積 S0=nπ dL＝ m2 則采用此換熱器過程總傳熱系數為 K＝ 247。 247。 ＝ (m2℃ ) 一冷 物料進口溫度 90℃ 熱水（出）： 32℃ Δ t＝ 58℃ 中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計（論文） 30 物料出口溫度 60℃ 水（進）： 22℃ Δ t＝ 38℃ 則可先求出Δ tm=℃ 氣體傳熱系數 k＝ 300w/(m2℃ )；廢熱段的總傳熱量為： Q＝ Q=KSΔ tm S＝ 247。 300247。 ＝ 參考《化工原理》第二版的《化工流體流動與傳熱》第 364 頁附錄二十五、管殼式換熱器系 列標準 1．固定管板式換熱器 （ 2）換熱管φ 25 的基本參數（管心距 32mm） 選公稱直徑為： 600mm；管程數為： 1；公稱壓力為： ；管子根數為： 245 根；中心排管數為： 17；管程流通面積（φ 25 ）為： ；換熱管長度為： 3m；計算換熱面積為： 實際傳熱面積 S0=nπ dL＝ m2 則采用此換熱器過程總傳熱系數為 K＝ 247。 247。 ＝ (m2℃ ) 物料進口溫度 60℃ 熱水（出）： 32℃ Δ t＝ 28℃ 物料出口溫度 42℃ 冷水（進）： 22℃ Δ t＝ 20℃ 則可先求出Δ tm=℃ 氣體傳熱系數 k＝ 250w/(m2℃ )；廢熱段的總傳熱量為： Q＝ Q=KSΔ tm S＝ 247。 250247。 ＝ 參考《化工原理》第二版的《化工流體流動與傳熱》第 364 頁附錄二十五、管殼式換熱器系列標準 1．固定管板式換熱器 （ 2）換熱管φ 25 的 基本參數（管心距 32mm） 選公稱直徑為： 900mm；管程數為： 2；公稱壓力為： ；管子根數為： 588 根；中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計（論文） 31 中心排管數為： 27；管程流通面積（φ 25 ）為： ；換熱管長度為： 3m；計算換熱面積為： 實際傳熱面積 S0=nπ dL＝ m2 則采用此換熱器過程總傳熱系數為 K＝ 247。 247。 ＝ (m2℃ ) 物料進口溫度 60℃ 熱水（出）： 32℃ Δ t＝ 28℃ 物料出口溫度 25℃ 冷水（進）： 22℃ Δ t＝ 3℃ 則可先求出Δ tm=℃ 氣體傳熱系數 k＝ 180w/(m2℃ )；廢熱段的總傳熱量為： Q＝ Q=KSΔ tm S＝ 247。 180247。 ＝ 參考《化工原理》第二版的《化工流體流動與傳熱》第 364 頁附錄二十五、管殼式換熱器系列標準 1．固定管板式換熱器 （ 2）換熱管φ 25 的基本參數（管心距 32mm） 選公稱直徑為： 900mm；管程數為： 4；公稱壓力為： ；管子根數為： 554 根；中心排管數為： 27；管程流通面積（φ 25 ）為： ；換熱管長度為： ；計算換熱面積為： 實際傳熱面積 S0=nπ dL＝ m2 則采用此換熱器過程總傳熱系數為 K＝ 247。 247。 ＝ (m2℃ ) 中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計（論文） 32 第五章 “三廢 ”處理 甲醛工業(yè)生產中，生產污染環(huán)境的主要污染源有廢氣、廢水和噪聲。甲醛生產中，工業(yè)“三廢”的治理方法如下： 理 在甲醛生產中所產生的廢氣，采用燃燒法。因為甲醛尾氣燃燒后既消除了尾氣對大氣的污染，又可產生蒸汽。這些蒸汽既可供甲醛裝置使用，也可供外界使用。從而達到節(jié)約能源，化害為利的目的。對于甲醛槽中的蒸汽的控制，采用冷凝法，既用冷水噴灑甲醛貯槽，使貯槽的溫度下降。另外在甲醛貯槽頂部加呼吸閥，亦可減少甲醛蒸發(fā)量。 甲醛生產車間在生活區(qū)大氣中有害物質的最高允許濃度見表 5— 1。 表 5— 1 有害物質濃度 計量單位：見表 物料名稱 車間 居住區(qū) 一次 日平均 甲醇 50 甲醛 3 乙醛 一氧化碳 30 氨 30 二氧化碳 5 飄塵 10 甲醛行業(yè)中的工業(yè)廢水處理： （ 1）在生產中盡量減少跑，冒、滴、漏。甲醛循環(huán)泵容量漏甲醛循環(huán)液，一般采用內冷式機械密封泵，以減少泄露。車間廢水一般要經過處理濾池進行處理。多余的料液集中送入吸收塔作吸收液使用。 （ 2）甲醛生產中形成的中控分析殘液可集中起來處理，多余的樣液集中送入吸收塔作吸中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計（論文） 33 收液使用。 （ 3）設備清洗應首先用水進行循環(huán)清洗 ，洗液可用作甲醛的吸收液。不能用作吸收液的廢液將其送入污水處理站處理，以免直接排污造成污染。 （ 4）甲醛蒸發(fā)器底部和殘液放出后可集中進行蒸餾，回收其甲醛。這種回收甲醛既可作為配料甲醛阻聚劑和溶劑。如果殘液數量少可進行燃燒處理，以消除環(huán)境污染。 （ 5）對于一般設備出垢產生的殘液可先用堿中和，然后排入污水池進行處理。 對于甲醛生產系統(tǒng)來說，噪聲的主要來源是羅茨鼓風機，它發(fā)出的聲響可達 100分貝以上，減少羅茨鼓風機的噪聲，一般采用的方法包括單獨設立一個隔音房間；在鼓風機的墻壁上加吸音器材和隔疸門窗 ，在鼓風機的進出口管道上加消音器；選用低速轉風機。有的工廠將風的轉速由 1450 轉 /分改為 570轉 /分，這些措施都可以減少羅茨 鼓風機發(fā)出的噪聲，起到降低環(huán)境噪聲的污染，保護環(huán)境衛(wèi)生的目的。 中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計（論文） 34 致謝語 隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設計從選題到查找資料，再到動手制作，足足花了好 2個多月的時間。經過這些日子的努力畢業(yè)設計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設計以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的單純總結，但是通過這次做畢業(yè)設計發(fā)現自己的看法有點太片面。畢業(yè)設計是對前面所學知識的一種全面地結合，是對自 己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設計，我明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。 在這次畢業(yè)設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。 在此要感謝張霞老師對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多 東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。 中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計（論文） 35 參考文獻 [1] 王志魁主編：化工原理 [M]，化學化工出版社， 1992。 [2] 刁玉瑋等主編：化工機械設備基礎（第五版） [M]，大連理工大學出版社， 2020 [3] 國家醫(yī)藥管理局上海設計院：化工工藝設計手冊 [M]，化學工業(yè)出版社， 1994。 [4] 譚弘主編：基本有機化工工藝學 [M]，化學化工出版社， 2020。 [5] 郭學軍：新型甲醛氧化反應器的設計 [J]，安徽化工， 2020： 49— 50。 [6] 陳英南等主編：常用化工單元的設計 [M]，華南理工大學出版社， 2020。 [7] 何壽林，劉生鵬：甲醇氧化生產甲醛裝置的工藝查定及分析（Ⅰ） [J]，湖北化工， 2020， 18（ 6）： 34— 36 [8] 何壽林，劉生鵬：甲醇氧化生產甲醛裝置的工藝查定及分析（Ⅱ） [J]，湖北化工， 2020， 18（ 1）： 35— 38 [9] 何壽林，劉生鵬：甲醇氧化生產甲醛裝置的工藝查定及分析（Ⅲ） [J]，湖北化工， 2020， 18（ 6）： 37— 40 [10] 何壽林，劉生鵬：甲醇氧化生產甲醛裝置的工藝查定及分析（Ⅳ） [J]，湖北化工， 2020， 18（ 6）： 36— 38 [11] 鄺生魯主編：化學工程師技術全書（下冊） [M]，化學工業(yè)出版社， 2020。 [12] 謝克昌主編：甲醇及其衍生物 [M]，化學化工出版社， 2020，