【正文】 /kg﹒℃）數據冷卻水單位面積的質量流率為所以，雷諾數因為2300＜Re＜10000，所以可用Re＞10000公式計算，在乘以一校正值f 所以，所以，總傳熱系數按下式計算： 其中，b=，Rso=104m2℃/W，Rsi=104m2℃/W，所以，K=143 W/m2℃石墨換熱器換熱面積的計算公式為： 式中，S——石墨換熱器器的換熱面積,m2Q——傳熱速率，W Δtm——平均對數溫差，℃ 由前面計算可得總傳熱系數K=143W/m2℃。冷卻水進口溫度為27℃，出口溫度為31℃，氯化氫氣體由70℃降至40℃。高溫側流體溫差： Δt1=7031=39℃ 低溫側流體溫差： Δt2=4027=13℃ W 所以，石墨換熱器的換熱面積為 由以上計算可知，初選換熱器的型號符合要求。在鹽水石墨冷卻器中，用25℃的冷凍鹽水將氯化氫氣體從40℃冷卻至12℃，冷凍鹽水的出口溫度為16℃。本設計采用塊孔式石墨冷卻器，因為塊孔式較列管式可使用的溫度低。石墨冷卻器換熱面積的計算公式為： 式中，S——石墨冷卻器器的換熱面積,m2Q——傳熱速率，W Δtm——平均對數溫差，℃ 總傳熱系數的工廠經驗值為K=℃。高溫側流體溫差： Δt1=40（16）=56℃ 低溫側流體溫差： Δt2=12（25）=13℃ W 所以，石墨冷卻器的換熱面積為 ~ 所以， 根據以上計算，可選YKAI400型的圓塊孔式石墨換熱器。第4章 設備一覽表本設計的設備一覽表如表41所示：表41 設備一覽表序號位號名稱型號數量1F101二合一石墨合成爐Φ32001900012E102石墨換熱器GHA70060(F)13T103降膜吸收器GX6503514T104解吸塔Φ7001140015T106尾氣吸收塔Φ12001590016E105解吸塔再沸器GHA45020(F)17E107石墨換熱器GHA50035(F)18E108鹽水石墨冷卻器YKAI40019P101稀酸泵IHJ8065125110P102稀酸泵IHJ80651251第5章 車間設備布置車間廠房布置是對整個車間各工段，各設備在車間廠區(qū)范圍內，按照它們在生產生活中所起的作用進行合理的平面和立面布置。設備布置是根據生產流程情況及各種有關因素，把工藝設備在一定區(qū)域內進行排列。設備布置首先要滿足工藝流程和工藝條件的要求。要考慮設備及附屬設備所占的位置、設備與設備之間或設備與建筑物的安全距離。設備的安全距離如表51所示。表51 設備安全距離序號項目凈安全距離，m1泵與泵的間距2泵與墻的間距3泵列與泵列的距離4貯槽與貯槽的間距~ 5換熱器與換熱器的間距6塔與塔的間距~7離心機周圍通道8反應罐蓋上傳動裝置離天花板的距離9反應罐底部與人行通道的距離~10反應罐卸料口與離心機的距離~11起吊物品與設備最高點距離12不常通行的地方，凈高不小于13工藝設備與道路間距根據以上設計原則，本設計的車間設備布置如下：本設計中合成爐和塔都是較高的大型設備，考慮將其放置在車間外，將泵P101A/B，P102A/B放在泵房內。將設備與泵房一字排開，放在廠區(qū)內。依次為：泵房、合成爐F10解吸塔T10解吸塔再沸器E10尾氣吸收塔T106。根據工藝路線，將降膜吸收器T03放在17米的操作臺上。在降膜吸收器的左側安裝E102石墨換熱器，降膜吸收器的右側依次為換熱器E107，鹽水石墨冷卻器E108。第6章 自動控制隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展，化工廠裝置對自動化的要求越來越高。自控設計是流程圖設計中的一個重要環(huán)節(jié)?；どa過程中，任何單元設備對流程設計都有一定的要求，有著一定的共性。按照工藝要求及自動控制的設計要求，本設計中的自動控制主要有：流量控制、溫度控制、壓力控制、溫度顯示、壓力顯示、液位控制。流量控制：以二合一合成爐為例。反應器進料流量穩(wěn)定不僅能保持物料平衡，而且還能保持反應所需的停留時間，避免由于流量變化而使反應物帶入的熱量和放出的熱量發(fā)生變化，從而影響到反應溫度的變化。因此，對應于進料流量控制是十分必要的。本設計的流量控制裝在物料的進料線上，根據反應需要，調節(jié)閥門的大小，來調節(jié)進料流量的多少。 壓力控制：以尾氣吸收塔為例。在尾氣吸收塔操作過程中，壓力控制非常重要，它不僅會影響到產品的質量還關系到設備和生產的安全。本設計通過放空閥的開關來控制塔壓。當塔壓過大時，將放空管上的閥門打開來調節(jié)壓力。溫度控制：以解吸塔再沸器為例。再沸器的溫度調節(jié)閥一般裝在熱載體的管道上。對于蒸汽作熱載體，調節(jié)閥一般裝在進口蒸汽管上。本設計是將調節(jié)閥裝在熱介質道上，根據被加熱介質的溫度調節(jié)低壓蒸汽的流量。溫度低時，增加蒸汽的量，反之，減少蒸汽的量[7]。第7章 安全和環(huán)境保護 安全在化工企業(yè)中，安全是個非常重要的問題，無論是對人還是對設備。在工廠開車之前，要對員工進行安全教育，密切注意生產中各指標的變化，防止發(fā)生爆炸事故。在本設計中，合成爐的壓力較低，容易發(fā)生爆炸，一定要注意氫氣與氯氣及其他氣體混合時的體積，不要超過氣體爆炸的范圍。另外，在本設計中，合成爐安裝有防爆裝置。如果爐內發(fā)生爆炸時，可以通過爆破口迅速將爆炸氣體盡快地排出設備，這樣就可以保證爐體的安全。 三廢產生情況本設計采用較先進的工藝技術，降膜吸收器、尾氣吸收塔以及解吸塔產生液體都循環(huán)作為吸收劑來使用。主要污染物來源于尾氣吸收塔排放的廢氣，石墨合成爐和石墨冷卻器產生的廢液，無固體污染物產生。 三廢處理情況含有有毒有害的廢氣排出物，在排放之前，需要進行處理。氣體污染物可通過吸收或者吸附來消除。可燃性氣體可通過燃燒出去。在本設計中，尾氣吸收塔排除的廢氣中含有二氧化碳、氫氣、氮氣、水，以及微量的氯化氫氣體。由于廢氣含量較少，且對環(huán)境幾乎無污染，可以直接排到大氣中。工廠產生的廢液，如果對水質或者土壤有污染，在排放之前也需要進行處理。在本設計中，石墨合成爐產生的廢液量很少，對水質幾乎沒有影響，可以直接排放到下水道中。而在本設計中對氯化氫起干燥作用的鹽水石墨冷卻器，在冷卻過程中，會有少量的氯化氫和水凝結到一起，以鹽酸的形式分離出來。對于這部分產生的鹽酸，可將其貯存到酸貯罐中，供下一工序利用，或包裝出售。 第8章 公用工程 供水用水種類隨著水的用途可分為生產用水、生活用水和消防用水等。(1) 水源來源的選擇：水源分為地下水（淺層地下水、深層地下水、泉水等）及自來水，應根據具體情況，選擇水質良好，水量充沛，水源衛(wèi)生條件和周圍環(huán)境良好，便于生產供水方便。(2) 凈水循環(huán)系統(tǒng)：通過冷卻水的循環(huán)可用以節(jié)能。(3) 排水系統(tǒng)：工業(yè)企業(yè)廢水排放必須達到國家標準，這是每個企業(yè)必須考慮的問題，從已經實現達標排放的企業(yè)看，多數企業(yè)采取的是分散治理的辦法，每個個工廠都要有一套污水處理設施，以保證所排廢水達到國家規(guī)定的排入環(huán)境的標準。本設計采用的生產用水是地下水和冷凍鹽水。冷卻水上水為27℃的自來水，冷凍鹽水上水溫度為25℃。 供電供電的重要性在化工生產中占著舉足輕重的地位。(1) 廠區(qū)的變配工程：變電工程就是電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所。為保證電能的質量以及設備的安全，在變電所中還需進行電壓調整以及輸配電線路和主要電工設備的保護。 (2) 車間的電力設計：車間配電的系統(tǒng)圖、平面圖以及車間電力的材料表等。(3) 車間的照明設計：工廠的生產車間等場所照明用燈具應按環(huán)境條件、滿足工作和生產條件來選擇，并適當注意外形的美觀，安裝的方便和與建筑物的協(xié)調，以做到技術的經濟合理。(4) 電氣的防爆：特別危險場所除了有觸電危險性外，由于電器上的發(fā)熱、火花和事故，還是有生產爆炸和火災危險的環(huán)境。因此，防爆電器設備的選用，應該根據場所的危險等級、設備種類、使用條件選擇相應的措施。本設計生產崗位采用混合照明，其它為正常照明，電源為380/220V。 供暖主要以蒸汽方式提供能量，是在比較低的環(huán)境溫度下仍然能保持合適的工作條件的一種技術手段。(1) 在冬天比較寒冷的時候采用集中取暖。(2) 采暖的介質：對于建筑物的集中布置，應該采用熱水取暖，以利于蒸汽和冷凝水的回收和利用，對于廠區(qū)內分散布置的建筑物，都可采用蒸汽和熱水取暖，對于有爆炸性危險的氣體的房間應該采用防爆性的暖風機。在本設計中，將廠址選在江蘇鹽城市，冬季相對不算寒冷，采用蒸汽取暖。由于炸本設計中，氫氣屬于有爆炸性危險的氣體，采用防爆性暖風機供暖。所以，在本設計中，采用蒸汽取暖與防爆性暖風機供暖相結合的供暖措施。 通風為保證操作人員的正常環(huán)境的衛(wèi)生條件，有毒氣、有粉塵時，必須采取通風。用通風方法改善室內空氣環(huán)境，就是在局部地點或整個車間把不符合衛(wèi)生標準的污濁空氣排至室外，把新鮮空氣送入室內。在放散熱、蒸汽或有害物質的建筑內，當不可能采用局部排風，或采用局部排后仍達不到衛(wèi)生標準要求時，可采用全面通風。在本設計中：(1)車間有害物質：氯化氫、氯氣(2)與空氣混合發(fā)生爆炸的物質：氫氣、氯氣(3)換風量的確定生產崗位上換風為：21600m3/h—86400m3/h，換氣次數：7次/h(4)在生產車間中采用排煙通風裝置使空氣流通參考文獻[1]:化學工業(yè)出版社,[2][M].北京:化學工業(yè)出版社,[3][M].北京:化學工業(yè)出版社,1998[4]夏清,[M].天津:天津大學出版社,[5][J].石油化工技術經濟，2004（200）:40[6]熊潔羽,王國軍,2006,(37):1517[7]婁愛娟,吳志泉,[M].上海:華東理工大學出版社,[8][M].北京:化學工業(yè)出版社,[9]熊潔羽，王國軍，[J].中國井礦鹽，2006，（37）：1518[10] 熊潔羽,王國軍,[J].中國井礦鹽,2004,（35）:3035[11]朱有庭,曲文海,[M]. 北京:化學工業(yè)出版社,2004[12][M].哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,致謝通過這段時間的學習和研究，使我們對化工行業(yè)以及生產之前所做的一系列工作準備有了一個更深入的了解。這次畢業(yè)設計對于我們來說是一次很好的鍛煉機會，培養(yǎng)了我獨立思考問題的能力，同時也為我以后的就業(yè)做了一個鋪墊。因此，此次畢業(yè)設計從開始到文章的完成，每一步對于我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，在這段期間，通過指導教師的題點，與同學之間的相互討論和查閱有關資料的基礎上進行了工藝選擇、物料衡算、熱量衡算、Aspenplus的模擬以及設備的計算及選型。最后，繪制了物料流程圖、平立面布置圖以及主要設備圖，完成了該設計。在設計的這一段時間里，我們學到了好多以前沒有學過的東西，同時也對課本上的一些理論知識加深了了解，理論與實踐相結合，讓我們能夠更好地運用學過的知識，對我們以后的工作和學習都有很大的幫助。同時，該設計的完成也離不開蕭老師對我們的指導，在此，我們對老師表示感謝。我們將謹記老師的教導，將所學東西更好地運用到以后的學習和工作中。