【正文】 /kg﹒℃）數(shù)據(jù)冷卻水單位面積的質(zhì)量流率為所以，雷諾數(shù)因?yàn)?300＜Re＜10000，所以可用Re＞10000公式計(jì)算，在乘以一校正值f 所以，所以，總傳熱系數(shù)按下式計(jì)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(jì)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(duì)數(shù)溫差，℃ 由前面計(jì)算可得總傳熱系數(shù)K=143W/m2℃。冷卻水進(jìn)口溫度為27℃，出口溫度為31℃，氯化氫氣體由70℃降至40℃。高溫側(cè)流體溫差： Δt1=7031=39℃ 低溫側(cè)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(jì)算可知，初選換熱器的型號(hào)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(shè)計(jì)采用塊孔式石墨冷卻器，因?yàn)閴K孔式較列管式可使用的溫度低。石墨冷卻器換熱面積的計(jì)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(duì)數(shù)溫差，℃ 總傳熱系數(shù)的工廠經(jīng)驗(yàn)值為K=℃。高溫側(cè)流體溫差： Δt1=40（16）=56℃ 低溫側(cè)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(jù)以上計(jì)算，可選YKAI400型的圓塊孔式石墨換熱器。第4章 設(shè)備一覽表本設(shè)計(jì)的設(shè)備一覽表如表41所示：表41 設(shè)備一覽表序號(hào)位號(hào)名稱(chēng)型號(hào)數(shù)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(chē)間設(shè)備布置車(chē)間廠房布置是對(duì)整個(gè)車(chē)間各工段，各設(shè)備在車(chē)間廠區(qū)范圍內(nèi)，按照它們?cè)谏a(chǎn)生活中所起的作用進(jìn)行合理的平面和立面布置。設(shè)備布置是根據(jù)生產(chǎn)流程情況及各種有關(guān)因素，把工藝設(shè)備在一定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行排列。設(shè)備布置首先要滿(mǎn)足工藝流程和工藝條件的要求。要考慮設(shè)備及附屬設(shè)備所占的位置、設(shè)備與設(shè)備之間或設(shè)備與建筑物的安全距離。設(shè)備的安全距離如表51所示。表51 設(shè)備安全距離序號(hào)項(xiàng)目?jī)舭踩嚯x，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(jī)周?chē)ǖ?反應(yīng)罐蓋上傳動(dòng)裝置離天花板的距離9反應(yīng)罐底部與人行通道的距離~10反應(yīng)罐卸料口與離心機(jī)的距離~11起吊物品與設(shè)備最高點(diǎn)距離12不常通行的地方，凈高不小于13工藝設(shè)備與道路間距根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則，本設(shè)計(jì)的車(chē)間設(shè)備布置如下：本設(shè)計(jì)中合成爐和塔都是較高的大型設(shè)備，考慮將其放置在車(chē)間外，將泵P101A/B，P102A/B放在泵房?jī)?nèi)。將設(shè)備與泵房一字排開(kāi)，放在廠區(qū)內(nèi)。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(jù)工藝路線，將降膜吸收器T03放在17米的操作臺(tái)上。在降膜吸收器的左側(cè)安裝E102石墨換熱器，降膜吸收器的右側(cè)依次為換熱器E107，鹽水石墨冷卻器E108。第6章 自動(dòng)控制隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，化工廠裝置對(duì)自動(dòng)化的要求越來(lái)越高。自控設(shè)計(jì)是流程圖設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?；どa(chǎn)過(guò)程中，任何單元設(shè)備對(duì)流程設(shè)計(jì)都有一定的要求，有著一定的共性。按照工藝要求及自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)中的自動(dòng)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(yīng)器進(jìn)料流量穩(wěn)定不僅能保持物料平衡，而且還能保持反應(yīng)所需的停留時(shí)間，避免由于流量變化而使反應(yīng)物帶入的熱量和放出的熱量發(fā)生變化，從而影響到反應(yīng)溫度的變化。因此，對(duì)應(yīng)于進(jìn)料流量控制是十分必要的。本設(shè)計(jì)的流量控制裝在物料的進(jìn)料線上，根據(jù)反應(yīng)需要，調(diào)節(jié)閥門(mén)的大小，來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)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(guò)程中，壓力控制非常重要，它不僅會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量還關(guān)系到設(shè)備和生產(chǎn)的安全。本設(shè)計(jì)通過(guò)放空閥的開(kāi)關(guān)來(lái)控制塔壓。當(dāng)塔壓過(guò)大時(shí)，將放空管上的閥門(mén)打開(kāi)來(lái)調(diào)節(jié)壓力。溫度控制：以解吸塔再沸器為例。再沸器的溫度調(diào)節(jié)閥一般裝在熱載體的管道上。對(duì)于蒸汽作熱載體，調(diào)節(jié)閥一般裝在進(jìn)口蒸汽管上。本設(shè)計(jì)是將調(diào)節(jié)閥裝在熱介質(zhì)道上，根據(jù)被加熱介質(zhì)的溫度調(diào)節(jié)低壓蒸汽的流量。溫度低時(shí)，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(hù) 安全在化工企業(yè)中，安全是個(gè)非常重要的問(wèn)題，無(wú)論是對(duì)人還是對(duì)設(shè)備。在工廠開(kāi)車(chē)之前，要對(duì)員工進(jìn)行安全教育，密切注意生產(chǎn)中各指標(biāo)的變化，防止發(fā)生爆炸事故。在本設(shè)計(jì)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(shí)的體積，不要超過(guò)氣體爆炸的范圍。另外，在本設(shè)計(jì)中，合成爐安裝有防爆裝置。如果爐內(nèi)發(fā)生爆炸時(shí)，可以通過(guò)爆破口迅速將爆炸氣體盡快地排出設(shè)備，這樣就可以保證爐體的安全。 三廢產(chǎn)生情況本設(shè)計(jì)采用較先進(jìn)的工藝技術(shù)，降膜吸收器、尾氣吸收塔以及解吸塔產(chǎn)生液體都循環(huán)作為吸收劑來(lái)使用。主要污染物來(lái)源于尾氣吸收塔排放的廢氣，石墨合成爐和石墨冷卻器產(chǎn)生的廢液，無(wú)固體污染物產(chǎn)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(jìn)行處理。氣體污染物可通過(guò)吸收或者吸附來(lái)消除?？扇夹詺怏w可通過(guò)燃燒出去。在本設(shè)計(jì)中，尾氣吸收塔排除的廢氣中含有二氧化碳、氫氣、氮?dú)?、水，以及微量的氯化氫氣體。由于廢氣含量較少，且對(duì)環(huán)境幾乎無(wú)污染，可以直接排到大氣中。工廠產(chǎn)生的廢液，如果對(duì)水質(zhì)或者土壤有污染，在排放之前也需要進(jìn)行處理。在本設(shè)計(jì)中，石墨合成爐產(chǎn)生的廢液量很少，對(duì)水質(zhì)幾乎沒(méi)有影響，可以直接排放到下水道中。而在本設(shè)計(jì)中對(duì)氯化氫起干燥作用的鹽水石墨冷卻器，在冷卻過(guò)程中，會(huì)有少量的氯化氫和水凝結(jié)到一起，以鹽酸的形式分離出來(lái)。對(duì)于這部分產(chǎn)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(lèi)隨著水的用途可分為生產(chǎn)用水、生活用水和消防用水等。(1) 水源來(lái)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(lái)水，應(yīng)根據(jù)具體情況，選擇水質(zhì)良好，水量充沛，水源衛(wèi)生條件和周?chē)h(huán)境良好，便于生產(chǎn)供水方便。(2) 凈水循環(huán)系統(tǒng)：通過(guò)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(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這是每個(gè)企業(yè)必須考慮的問(wèn)題，從已經(jīng)實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的企業(yè)看，多數(shù)企業(yè)采取的是分散治理的辦法，每個(gè)個(gè)工廠都要有一套污水處理設(shè)施，以保證所排廢水達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排入環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)采用的生產(chǎn)用水是地下水和冷凍鹽水。冷卻水上水為27℃的自來(lái)水，冷凍鹽水上水溫度為25℃。 供電供電的重要性在化工生產(chǎn)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(duì)電能的電壓和電流進(jìn)行變換、集中和分配的場(chǎng)所。為保證電能的質(zhì)量以及設(shè)備的安全，在變電所中還需進(jìn)行電壓調(diào)整以及輸配電線路和主要電工設(shè)備的保護(hù)。 (2) 車(chē)間的電力設(shè)計(jì)：車(chē)間配電的系統(tǒng)圖、平面圖以及車(chē)間電力的材料表等。(3) 車(chē)間的照明設(shè)計(jì)：工廠的生產(chǎn)車(chē)間等場(chǎng)所照明用燈具應(yīng)按環(huán)境條件、滿(mǎn)足工作和生產(chǎn)條件來(lái)選擇，并適當(dāng)注意外形的美觀，安裝的方便和與建筑物的協(xié)調(diào)，以做到技術(shù)的經(jīng)濟(jì)合理。(4) 電氣的防爆：特別危險(xiǎn)場(chǎng)所除了有觸電危險(xiǎn)性外，由于電器上的發(fā)熱、火花和事故，還是有生產(chǎn)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)的環(huán)境。因此，防爆電器設(shè)備的選用，應(yīng)該根據(jù)場(chǎng)所的危險(xiǎn)等級(jí)、設(shè)備種類(lèi)、使用條件選擇相應(yīng)的措施。本設(shè)計(jì)生產(chǎn)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(shù)手段。(1) 在冬天比較寒冷的時(shí)候采用集中取暖。(2) 采暖的介質(zhì)：對(duì)于建筑物的集中布置，應(yīng)該采用熱水取暖，以利于蒸汽和冷凝水的回收和利用，對(duì)于廠區(qū)內(nèi)分散布置的建筑物，都可采用蒸汽和熱水取暖，對(duì)于有爆炸性危險(xiǎn)的氣體的房間應(yīng)該采用防爆性的暖風(fēng)機(jī)。在本設(shè)計(jì)中，將廠址選在江蘇鹽城市，冬季相對(duì)不算寒冷，采用蒸汽取暖。由于炸本設(shè)計(jì)中，氫氣屬于有爆炸性危險(xiǎn)的氣體，采用防爆性暖風(fēng)機(jī)供暖。所以，在本設(shè)計(jì)中，采用蒸汽取暖與防爆性暖風(fēng)機(jī)供暖相結(jié)合的供暖措施。 通風(fēng)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(shí)，必須采取通風(fēng)。用通風(fēng)方法改善室內(nèi)空氣環(huán)境，就是在局部地點(diǎn)或整個(gè)車(chē)間把不符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的污濁空氣排至室外，把新鮮空氣送入室內(nèi)。在放散熱、蒸汽或有害物質(zhì)的建筑內(nèi)，當(dāng)不可能采用局部排風(fēng)，或采用局部排后仍達(dá)不到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，可采用全面通風(fēng)。在本設(shè)計(jì)中：(1)車(chē)間有害物質(zhì)：氯化氫、氯氣(2)與空氣混合發(fā)生爆炸的物質(zhì)：氫氣、氯氣(3)換風(fēng)量的確定生產(chǎn)崗位上換風(fēng)為：21600m3/h—86400m3/h，換氣次數(shù)：7次/h(4)在生產(chǎn)車(chē)間中采用排煙通風(fēng)裝置使空氣流通參考文獻(xiàn)[1]:化學(xué)工業(yè)出版社,[2][M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,[3][M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1998[4]夏清,[M].天津:天津大學(xué)出版社,[5][J].石油化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2004（200）:40[6]熊潔羽,王國(guó)軍,2006,(37):1517[7]婁愛(ài)娟,吳志泉,[M].上海:華東理工大學(xué)出版社,[8][M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,[9]熊潔羽，王國(guó)軍，[J].中國(guó)井礦鹽，2006，（37）：1518[10] 熊潔羽,王國(guó)軍,[J].中國(guó)井礦鹽,2004,（35）:3035[11]朱有庭,曲文海,[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004[12][M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,致謝通過(guò)這段時(shí)間的學(xué)習(xí)和研究，使我們對(duì)化工行業(yè)以及生產(chǎn)之前所做的一系列工作準(zhǔn)備有了一個(gè)更深入的了解。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考問(wèn)題的能力，同時(shí)也為我以后的就業(yè)做了一個(gè)鋪墊。因此，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)從開(kāi)始到文章的完成，每一步對(duì)于我來(lái)說(shuō)都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，在這段期間，通過(guò)指導(dǎo)教師的題點(diǎn)，與同學(xué)之間的相互討論和查閱有關(guān)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行了工藝選擇、物料衡算、熱量衡算、Aspenplus的模擬以及設(shè)備的計(jì)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(shè)備圖，完成了該設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的這一段時(shí)間里，我們學(xué)到了好多以前沒(méi)有學(xué)過(guò)的東西，同時(shí)也對(duì)課本上的一些理論知識(shí)加深了了解，理論與實(shí)踐相結(jié)合，讓我們能夠更好地運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)，對(duì)我們以后的工作和學(xué)習(xí)都有很大的幫助。同時(shí)，該設(shè)計(jì)的完成也離不開(kāi)蕭老師對(duì)我們的指導(dǎo)，在此，我們對(duì)老師表示感謝。我們將謹(jǐn)記老師的教導(dǎo)，將所學(xué)東西更好地運(yùn)用到以后的學(xué)習(xí)和工作中。