【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)》是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。對(duì)本文的研究作出重。要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文章以明確方式注明。除此之外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含。任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。本人完全意識(shí)到本聲明應(yīng)承擔(dān)的責(zé)。作為基本的化工和工業(yè)原料，純堿很早就廣泛應(yīng)用于工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。環(huán)境保護(hù)等方面都取得了較好的進(jìn)步。本文介紹的聯(lián)合制堿法采用兩次吸氨，一次碳化，二過(guò)程是用冷析和加NaCl鹽析的方法將NH4Cl分離出來(lái)。工業(yè)生產(chǎn)提出了一個(gè)新概念。在能源意識(shí)與環(huán)境意識(shí)尤為重要的新時(shí)代，能提出循環(huán)生。產(chǎn)以節(jié)約能源無(wú)疑將得到廣泛認(rèn)可與推廣。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括：聯(lián)合制堿工藝過(guò)程論證、工藝計(jì)算、主要設(shè)備選型與計(jì)算、非工藝部分、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析等內(nèi)容。純堿即碳酸鈉，也稱蘇打或堿灰。于水和甘油，水溶液呈堿性，pH為，相對(duì)密度為，熔點(diǎn)845~852℃[1]。

　　

【正文】 有利于通風(fēng)，并考慮到建筑的經(jīng)濟(jì)性，一般單層廠房寬度這超過(guò) 30m，多層不超過(guò) 24m，且寬度一般都應(yīng)采用 3m 的倍數(shù)，如 9m、 12m、 15m、18m 和 24m。柱子布置時(shí)要便于設(shè)備排列和員工操作，同時(shí)又有利于交通運(yùn)輸，所以，單層廠房一般為單跨，即跨度等于廠房寬度，廠房?jī)?nèi)沒(méi)有柱子。多層廠房一般跨度 6m，或者采用 6m~3m 的組合跨度，以滿足廠房寬度的要求；如果廠房中間要設(shè)置起廊，中間走廊一般寬度設(shè)置為 。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 與此同時(shí)，還要充分考慮 廠房安全出入口，一般要保證兩個(gè)，若車間面積不大，操作人員少，可以只設(shè) 1 個(gè)，具體要按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》進(jìn)行，車間的門一律要向外開。 廠房的立面布置 廠房的高度和層數(shù)，由工藝設(shè)備布置利用和設(shè)備的高低綜合確定。要充分利用空間。同時(shí)還要考慮好儀表、管道、閥門的安裝要求，以及對(duì)設(shè)備安裝和檢修的要求。 通常情況下，框架和混合結(jié)構(gòu)廠房的高度可采用 、 5m、 6m等模數(shù)，且保證每層的高度盡量相同。高溫、有毒氣體廠房，要適當(dāng)加高層高，或者設(shè)置天窗，以利于通風(fēng)、散熱和采光。 如果有爆炸危險(xiǎn)，車間主要采用單層結(jié)構(gòu)，如整個(gè)廠房有爆炸危險(xiǎn)，則在每層樓板上要設(shè)置泄爆孔。泄壓面積與廠房面積比應(yīng)保證在 ~。在車間內(nèi)的防爆區(qū)與非防爆區(qū)之間要設(shè)置防火墻隔開，如要互通時(shí)，則應(yīng)設(shè)兩道彈簧門分隔開。 廠房的建筑結(jié)構(gòu) 工業(yè)廠房有排架結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)兩種，其中框架結(jié)構(gòu)廠房在寬度上可以是等跨或者不等跨的，在層高可以是等高，也可以不等高，因此設(shè)計(jì)比較方便，由于化工裝置的大型化特點(diǎn)，對(duì)于中、大型類化工生產(chǎn)廠房，宜采用框架結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)廠房結(jié)構(gòu)考慮采用裝配式整體框架結(jié)構(gòu)。 管道布置設(shè)計(jì) 1) 物料因素 (1) 輸送有毒介質(zhì)時(shí)，應(yīng)保證人行道上沒(méi)有障礙管件； (2) 輸送易燃易爆介質(zhì)的管道應(yīng)避開生活間、樓梯和走廊等位置，并要安裝安全閥、防爆膜、阻火器、水封等防火防爆安全裝置，并采取可靠的接地措施； (3) 冷、熱流體管道要相互避開，如不能避開時(shí)，則要保持其保溫層外表面的間距，并行時(shí)應(yīng)保持在 ，交叉排列時(shí)，應(yīng)保持在 ； (4) 管道鋪設(shè)時(shí)要保持一定坡度，以防止管道內(nèi)積液。坡度一般要根據(jù)介質(zhì)的特點(diǎn)考慮，一般在 1/100~5/1000，粘度大的則坡度也大，如果 有結(jié)晶物料，坡度可以考慮到5/100。除制冷系統(tǒng)外，一般管道坡度方向與介質(zhì)流動(dòng)方向保持一致。 (5) 管道布置時(shí)還要考慮開、停車和事故處理的需要。 (6) 在蒸汽主管道上要設(shè)置帶疏水器的放水口，為了安全，不要把高壓蒸汽引入低壓蒸汽系統(tǒng)。 (7) 污水應(yīng)排放到專門的系統(tǒng)，并考慮綜合利用；真空管路應(yīng)盡可能短，并避免使用截止閥，以減小管路阻力。 2) 施工、操作及維修因素 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 (1) 管道盡量集中架空鋪設(shè)，平行排列，走直線，少拐彎、少交叉；支管多的管道布置在外側(cè)；并列管線上的閥門錯(cuò)開排列；管道在穿樓板和墻時(shí)，應(yīng)加一個(gè) 套管。 (2) 管道在布置時(shí)不能妨礙其它部件、設(shè)備、儀表、電氣等專業(yè)的操作檢修，避開電動(dòng)機(jī)、儀表盤、配電盤上空；不從設(shè)備人孔的正前方通過(guò)；在人行過(guò)道上的安裝高度要在 。 (3) 管道及管架盡量沿墻鋪設(shè)，管道與墻之間、管道與管道之間要留有便于檢修的距離，一般平行管道之間的距離不小于 50~80mm，管道最突出部分距墻不小于 100mm。 3) 安全因素 (1) 不銹鋼管與普通鋼管不直接接觸，以防電化學(xué)腐蝕。 (2) 管道跨人行道時(shí)的凈空高不低于 ；跨汽車通道的凈空高不低于 ；跨鐵路的凈空高不低于 。 (3) 易燃易爆介質(zhì)的管道不能寬穿越電纜溝，并考慮采用接地措施。 (4) 由于管道與設(shè)備連接時(shí)要裝配墊片，因此，相距較近的兩個(gè)設(shè)備之間不宜采用直連管道，以防止由于墊片配不準(zhǔn)而產(chǎn)生的連接不緊密。 (5) 管路及其附件的重量要落在管道支架上，而不是設(shè)備上；閥門要布置在易于操作的位置，容易引起誤操作的閥門之間的距離要拉開，并涂刷不同顏色。 安全生產(chǎn) 安全隱患 純堿生產(chǎn)具有高度的連續(xù)性，在工藝過(guò)程中，許多物質(zhì)往往具有易燃、易爆、易中毒和易腐蝕的特性，稍有不慎，就 有可能引起事故的發(fā)生，給員工的生命和企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全造成危害。純堿生產(chǎn)主要危險(xiǎn)性如下：火災(zāi)爆炸；電傷害；機(jī)械傷害；高處墜落與落物打擊；腐蝕性危害；中毒危害；噪聲危害；高溫灼傷與中暑；粉塵危害；車輛傷害[4]。 安全措施 化工生產(chǎn)具有的特點(diǎn)是：易燃易爆、有毒、有腐蝕性物質(zhì)較多，高溫、高壓設(shè)備多，所以化工生產(chǎn)必須正確組織。工作人員要具有熟練的操作技術(shù)才能上崗，上崗前必須嚴(yán)格進(jìn)行安全培訓(xùn)，了解原材料的產(chǎn)品危險(xiǎn)性和有關(guān)知識(shí)，遵循外傷、中毒和爆炸事故的應(yīng)急措施，以及高壓容器安全技術(shù)規(guī)程。為防止有毒物質(zhì)危害人體，應(yīng)提供個(gè)人用防護(hù)用品和使用器械；加強(qiáng)明火管理，廠內(nèi)禁止吸煙，禁止無(wú)阻火器的車輛通行；設(shè)備和工藝管理應(yīng)注意其密閉程度及耐腐蝕性能；定期對(duì)容器檢查，探傷和變形測(cè)試；制堿過(guò)程中，由于堿液濃度、溫度、雜質(zhì)的變化，均對(duì)材料有大的腐蝕，因 此，堿裝置在選材上應(yīng)分別對(duì)待，選用耐堿腐蝕金屬。 環(huán)保及三廢處理 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 由于聯(lián)合制堿法采用循環(huán)過(guò)程，過(guò)程中產(chǎn)生的廢物能大部分有效的再利用，因此廢物的處理上能做到有效、達(dá)標(biāo)、環(huán)保。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)既是對(duì)設(shè)計(jì)水平的考察，也是對(duì)學(xué)生大學(xué)四年綜合知識(shí)水平的考量。從論文選題到畢業(yè)答辯，需要我們做的工作涉及到查閱資料、整理資料、設(shè)計(jì)思路、完成項(xiàng)目、熟練運(yùn)用辦公軟件、答辯等。對(duì)學(xué)生的綜合能力既是考察也是提高，所以本次設(shè)計(jì)的意義更重于課題本身的意義。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第 6 章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析 進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)時(shí) ，需要正確確定一系列的技術(shù)參數(shù)和對(duì)設(shè)備的要求，即實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)上的可行與先進(jìn)，同時(shí)還必須力求纖濟(jì)上的合理與獲利，這就需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的任務(wù)便是：結(jié)合當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐木唧w條件，通過(guò)對(duì)不同技術(shù)方案、技術(shù)措施的經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行計(jì)算、分析、比較、評(píng)價(jià)，探索解決經(jīng)濟(jì)目的和技術(shù)手段之間的矛盾的方法，尋求技術(shù)與經(jīng)濟(jì)之間的最佳關(guān)系，力求使設(shè)計(jì)方案技術(shù)上的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)上的合理性有機(jī)地統(tǒng)一。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析是借助于一系列技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行的，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是表明企業(yè)對(duì)設(shè)備、原材料、勞動(dòng)力、資金、時(shí)間等的利用狀況及經(jīng)濟(jì)效果大 小的指標(biāo)。 主要工藝參數(shù) 產(chǎn)品組成 Na2CO3 NH4Cl 各主要物料的實(shí)際消耗量 以 1 噸 Na2CO3為標(biāo)準(zhǔn) 食鹽： 1200kg CO2： 20200mol H2O： 2050kg NH3： 20200mol 工資及各物料的價(jià)格 平均工資： 80 元 /日 食鹽： 400 元 /t 電： 元 /度 生蒸汽： 74 元 /t 工業(yè)水： 3 元 /t 建設(shè)期資金投入 建設(shè)期定為兩年。 資金投入比例 :第一年 60%，第二年 40%。 投資估算 總投資費(fèi)用估算（采用指數(shù)估計(jì)法） 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 nSSFFxfCC ???????? 212121 1 ）（ 式中 : C1——擬建工廠的投資費(fèi)用，萬(wàn)元； C2——已知工廠投資費(fèi)用 (取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 6000 萬(wàn) )，萬(wàn)元； f——地區(qū)建設(shè)投資系數(shù)，取 f=1； F1——擬建工廠的建設(shè)年份的價(jià)格指數(shù)，取 F1=； F2——已知工廠的建設(shè)年份的價(jià)格指數(shù)，取 F2=； S1——擬建工廠的生產(chǎn)規(guī)模，取 S1=100000 噸 /年； S2——已知工廠的生產(chǎn)規(guī)模，取 S2=20200 噸 /年； n——規(guī)模指數(shù)，取 n=； x——間接投資費(fèi)用系數(shù)，取 x=4%。 13320 00010 000 %41160 00 ?????????????? ）（C 萬(wàn)元 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 結(jié) 論 化工工業(yè)生產(chǎn)比較復(fù)雜，需要不斷的從工藝和設(shè)備上進(jìn)行科學(xué)的改進(jìn)，才能達(dá)到提高生產(chǎn)效率，節(jié)省能源，經(jīng)濟(jì)最大化，減少環(huán)境污染等我們所不斷追求的目標(biāo)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析主要對(duì)成本的分析，原料的消耗，輔助材料的消耗，投資估算，成本估算，收入稅金和利潤(rùn)，投資回收期。 工業(yè)生產(chǎn)中安全問(wèn)題是很重要的，所以，在設(shè)計(jì)的時(shí)候在安全隱患方面著重強(qiáng)調(diào)，并且提出安全措施。環(huán)保方面，應(yīng)對(duì)廢 渣廢水的進(jìn)行處理，盡可能的回收利用。 盡管在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多的難題，但是在同學(xué)們的互相幫助與探討下，問(wèn)題都一一得到了解決，很好的體現(xiàn)得團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，在整個(gè)設(shè)計(jì)的完成過(guò)程中學(xué)到了很多新知識(shí)，也取得了不少的收獲，但是我同時(shí)認(rèn)識(shí)到理論與實(shí)踐的差距，明顯感覺(jué)到自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)還很不完善，更待今后的努力。 由于專業(yè)水平有限、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏、而且收集的資料不全，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中存在的一些紕漏，希望能夠得到老師和同學(xué)們的指正與批評(píng)。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 參考文獻(xiàn) [1] 大連化工研究設(shè)計(jì)院．純堿工學(xué) [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020:2553． [2] 文建光．純堿與燒堿 [M]．北京：化學(xué)工藝出版社， 2020:100137． [3] 朱志慶．化工工藝學(xué) [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020:5590． [4] 李國(guó)庭，陳煥章，黃文煥等．化工設(shè)計(jì)概論 [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020:6784． [5] 陳聲宗．化工設(shè)計(jì) [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020:50138． [6] 中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司等．化工設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版）（上冊(cè)） [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020:26120． [7] 中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司等．化工設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版）（下冊(cè)） [M]．北京：化學(xué)工 業(yè)出版社， 2020:19100． [8] 董大勤．化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020: 330500． [9] 馬沛生．化工熱力學(xué)（通用型） [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020:4298． [10] Larson M A J. Gariside. C. . [J]. Trans. Instion Chem. Engres. 1954, 32(35):12109. 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 致 謝 常感謝陶炳老師在我畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，他給了我耐心的指導(dǎo)和無(wú)私 的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，他放棄了自己的休息時(shí)間，他的這種無(wú)私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向他表示我誠(chéng)摯的謝意。 同時(shí)，感謝所有任課老師、室友和所有同學(xué)在這四年來(lái)給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，教會(huì)了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意。畢業(yè)設(shè)計(jì)期間同學(xué)的熱情幫助和朋友的悉心照料讓我倍感溫暖，再次我生活和工作中充滿激情和能量，其產(chǎn)生的影響是我應(yīng)該深深感謝的。 成功的一半是家人的支持，設(shè)計(jì)期間父母和家人的深深教誨與真摯的關(guān)心是 我前進(jìn)的動(dòng)力，所有的成果都是在大家的幫助和支持下完成的，是你們的鼓勵(lì)言語(yǔ)讓我克服重重困難，堅(jiān)持自己走向成功的大道。我會(huì)繼續(xù)努力，創(chuàng)造一片屬于我的天空。 學(xué)生簽名： 日 期： 年 月