三酸两碱工厂的设计与布局111

1★政府主办全日制普通高校★全国职业教育先进单位★全国精神文明建设工作先进单位★国家100所示范性高等职业院校建设单位姓名：齐秦专业：P10化工设备班学号：2010051401062前言化工厂设计是一种创造性活动。化工厂设计是一种创造性活动。化工厂的设计化工工艺设计：化工工艺设计：化工厂设计的核心，化工厂设计的核心，决定了整个化工设计的概包括方案设计、设计计算、车间布置、貌。包括方案设计、设计计算、车间布置、管路布置设计、为非工艺提供设计条件、置设计、为非工艺提供设计条件、编制概算书及设计文件。计文件。非工艺设计：非工艺设计：以工艺设计为依据，以工艺设计为依据，按照各专业的要求进行的设计，它包括总图运输、公用工程、土建、的设计，它包括总图运输、公用工程、土建、仪表及控制等。表及控制等。根据化工过程开发程序，化工设计可分为：根据化工过程开发程序，化工设计可分为：工程研究概念设计各种经济评价基础设计工程设计初步设计扩大初步设计施工图设计过程研究基础研究小试验大型冷模试验中间试验]初步设计是根据设计任务书和行业标准，对设计对象进行全面的研究，初步设计是根据设计任务书和行业标准，对设计对象进行全面的研究，寻求技术上可能、经济上合理的最符合要求的设计方案。技术上可能、经济上合理的最符合要求的设计方案。初步设计：根据设计任务书和行业标准《初步设计：根据设计任务书和行业标准《化工厂初步设计文件内容深度规定》，对设计对象进行全面的研究，寻求技术上可能、经济上合理的最符合对设计对象进行全面的研究，寻求技术上可能、要求的设计方案。要求的设计方案。扩大初步设计：根据已批准的初步设计和有关行业规范，扩大初步设计：根据已批准的初步设计和有关行业规范，解决初步设计中的主要技术问题，使之明确、细化。编制准确度能满足控制设计中的主要技术问题，使之明确、细化。投资或报价使用的工程概算。投资或报价使用的工程概算。施工图设计：根据已批准的扩大初步设计和行业标准《化工工艺设计施施工图设计：根据已批准的扩大初步设计和行业标准《工图内容和深度统一规定》结合建厂条件，在满足安全、工图内容和深度统一规定》，结合建厂条件，在满足安全、进度及控制投资等前提下开展施工图设计。投资等前提下开展施工图设计。3设计任务书工艺路线和生产方法的确定物料衡算能量衡算设备工艺计算及选型号工艺流程图设计车间布置设计扩大初步设计的工作程序和内容工艺流程方框图物料平衡图原料用量、消耗定额及“三废”原料用量、消耗定额及“三废”排放表能量消耗综合表设备一览表非定型设备条件表带控制点工艺流程图车间布置图概算编写设计说明书化工工艺设计（方案设计、设计计算、车间布置、管路布置设计、化工工艺设计（方案设计、设计计算、车间布置、管路布置设计、为非工艺提供设计条件、编制概算书及设计文件）为非工艺提供设计条件、编制概算书及设计文件）工厂的总体设计车间设计设备设计和选型方案设计：方案设计：主要任务是选择生产方法和确定工艺流程。法和确定工艺流程。化工工艺设计计算：化工工艺设计计算：主要任务是进行物料衡算、主要任务是进行物料衡算、能量衡算、设备的工艺尺寸能量衡算、计算和选型。计算和选型。非工艺设计（如总图运输、公用工程、土建、仪表及控制等）非工艺设计（如总图运输、公用工程、土建、仪表及控制等）（一）化工原理课程设计教学目的化工原理课程设计是一个具有总结性的实践教学环节，是学生在学完理论课后的继续学习过程。环节，是学生在学完理论课后的继续学习过程。其教学目的有以下两方面：学目的有以下两方面：1.通过课程设计，使学生受到一次化工设计的初通过课程设计，通过课程设计步训练，掌握化工设计的主要程序和方法，步训练，掌握化工设计的主要程序和方法，为综合设毕业设计和今后从事技术工作打下一定的基础。计、毕业设计和今后从事技术工作打下一定的基础。2.通过课程设计，建立和培养学生的工程的观念，通过课程设计，建立和培养学生的工程的观念工程的观念，树立正确的设计思想，用工程的观点考虑设计问题，树立正确的设计思想，用工程的观点考虑设计问题，使理论正确、技术可行、操作安全、经济合理。使理论正确、技术可行、操作安全、经济合理。（二）化工原理课程设计的对象和内容]工原理课程设计的对象主要是：化工原理课程设计的对象主要是：化工单元操作设备及其主要辅助设备的工艺设计和选型。设备及其主要辅助设备的工艺设计和选型。是化工设及其4主要辅助设备的工艺设计和选型计中常称的单机设计。计中常称的单机设计。化工原理课程设计的主要内容是：化工原理课程设计的主要内容是：1.设计方案的确定设计方案的确定先进、可靠、合理先进、可靠、设计方案的确定先进主要包括选择合适的流程；确定主体设备的类型；主要包括选择合适的流程；确定主体设备的类型；合适的流程操作方式、操作压力、进出料状况、加热方式、操作方式、操作压力、进出料状况、加热方式、回流比选择等。比选择等。2.工艺设计计算：工艺设计计算：工艺设计计算（1）物性数据的搜集与整理；）物性数据的搜集与整理；（2）工艺过程的计算：）工艺过程的计算：主要包括物料衡算、热量衡算；主要包括物料衡算、热量衡算；（3）主体设备工艺尺寸的确定；）主体设备工艺尺寸的确定；（4）主要辅助设备及管路的选用计算；）主要辅助设备及管路的选用计算；（5）主体设备内流体力学条件的计算与核核；）主体设备内流体力学条件的计算与核核；（6）任务书规定的其它设计内容）—如某些设备的机械计算、新方案的设计等。如某些设备的机械计算、如某些设备的机械计算新方案的设计等。3.编制设计说明书；编制设计说明书；编制设计说明书4.绘制有关设计图纸。绘制有关设计图纸。绘制有关设计图纸（三）具体的设计步骤（以板式塔为例）：具体的设计步骤（以板式塔为例）：根据设计任务书和工艺要求，确定设计方案；根据设计任务书和工艺要求，确定设计方案；选择塔板类型；选择塔板类型；确定塔径、塔高等工艺尺寸；确定塔径、塔高等工艺尺寸；进行塔板的设计，包括溢流装置的设计、进行塔板的设计，包括溢流装置的设计、塔板的布置、升气道（泡罩、筛孔或浮阀等）布置、升气道（泡罩、筛孔或浮阀等）的设计及排列；排列；?进行流体力学验算；进行流体力学验算；?绘制塔板的负荷性能图；绘制塔板的负荷性能图；?根据负荷性能图，对设计进行分析，若设计不够根据负荷性能图，对设计进行分析，理想，可对某些参数进行调整，重复上述过程，理想，可对某些参数进行调整，重复上述过程，一直到满意为止。一直到满意为止。板式塔计算流程图：板式塔计算流程图：理论与实际塔板数的计算↓精馏段、提馏段气、液相负荷：、、、精馏段、提馏段气、液相负荷：L、L`、V、V`↓调整H调整T、hL*塔径计算：选HT、hL塔径计算：塔径计算↓确定塔板形式、确定塔板形式、流程↓调整：调整：lw/D*堰及降液管的设计：选lw/D堰及降液管的设计：堰及降液管的设计↓物料恒算：、、、计算开始→物料恒算：F、D、W、xF、↓xDxW计算堰上液流高度h计算堰上液流高度ow↓5雾沫夹带e雾沫夹带v0.1停留时间校核τ停留时间校核τ3~5s调整H调整T、hL调整：调整：lw/D否是计算：计算：hw、ho、hw`、hL→计算筛孔或阀孔的数目、↓调整H调整T、hL调整：调整：lw/D否流体力学计算及校核：流体力学计算及校核：ev0.1；τ3~5s；不液泛计算结束是←冷凝器、再沸器的计算与选型冷凝器、注意：注意：画出负荷性能图的五条线后，五条线后，还应标出操作点P、画出操作操作点、画出操作线、计算操作弹性以计算操作弹性操作弹性以及注明控制气相的上及注明控制气相的上限量的是哪一条线的是哪一条线。限量的是哪一条线。VsVmaxVs设液相负荷液相负荷下限线VminP雾沫夹带线液泛线液相负荷上限线漏液线Ls设Ls操作弹性=操作弹性Vmax/Vmin填料吸收塔计算流程图：填料吸收塔计算流程图：平衡数据计算→吸收剂用量计算→选填料类型、平衡数据计算→吸收剂用量计算→选填料类型、装填方式↑否泛点气速及空塔气速计算塔径计算↓是泛点率=0.6~0.8→填料层分层高度计算泛点率↓↓↓↑是润湿率0.08？？润湿率校核填料层压降=4~9.3kpa压降否否校核D/d20校核否6↑是传质单元高度计算←润湿率计算最低润湿分率的计算←传质单元数计算填料层高度初算值↓是end↓是（四）图纸的绘制要求：图纸的绘制要求：工艺流程图带控制点工艺流程图工艺流程图带控制点工艺流程图?主体设备的设计条件图1.工艺流程图工艺流程图把各个生产单元按照一定的目的要求有机地组合在一起，机地组合在一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出来。过程，并用图形描绘出来。?工艺流程草图流程图示意图工艺流程草图流程图示意图工艺流程草图?工艺物料流程图工艺物料流程图?带控制点的工艺流程图带控制点的工艺流程图工艺流程中包括如下内容：工艺流程中包括如下内容：（1）物料流向）1）设备示意图示意图大致依设备外形尺）设备示意图:示意图大致依设备外形寸比例画出，标明设备的主要管口，寸比例画出，标明设备的主要管口，适当考虑设备合理的相对位置；设备合理的相对位置；2）设备流程号；）设备流程号；3）物料及动力（水、汽、真空、压缩真空、）物料及动力（冷冻盐水等）管线及流向箭头；机、冷冻盐水等）管线及流向箭头；4）管线上的主要阀门、设备及管道的必）管线上的主要阀门、要附件；要附件；5）必要的计量、控制仪表，如流量）必要的计量、控制仪表，液位计、压强表、计、液位计、压强表、真空表及其它测量仪表等；量仪表等；6）简要的文字注释，如冷却水、加）简要的文字注释，如冷却水、热蒸汽来源、热水及半成品去向等。热蒸汽来源、热水及半成品去向等。（2）图例）将物料流程图中有关管线、阀门、将物料流程图中有关管线、阀门、设备附件、计量-控制仪表等图形用文字设备附件、计量控制仪表等图形用文字予以说明。予以说明。（3）设备一览表）2.主体设备的设计条件图主体设备的设计条件图主体设备是指在每个单元操作中处于核心地位的关键设备。于核心地位的关键设备。主体设备设计条件图是将设备的结主体设备设计条件图是将设备的结构设计和工艺尺寸的计算结果用一张总构设计和工艺尺寸的计算结果用一张总图表示出来。图面上应包括如下内容：图表示出来。图面上应包括如下内容：指主要尺寸（（1）设备图形指主要尺寸（外形尺）寸、结构尺寸，连接尺寸）、接管、人结构尺寸，连接尺寸）、接管、）、接管孔等；孔等；（2）主要部件图板式塔指塔板结构）布置图；布置图；（3）技术特性表：指装置设计和制造检验的主要）技术特性表：性能参数。7通常包括设计压力、设计温度、性能参数。通常包括设计压力、设计温度、工作压力和工作温度、介质名称、物系名称、力和工作温度、介质名称、物系名称、操作条件（压强、温度、组成）等；压强、温度、组成）（4）管接口表：注明各管口的符号或代号、公称）管接口表：注明各管口的符号或代号、直径、连接方式和用途；直径、连接方式和用途；（5）设备组成一览表：设备的主要部件和零部件）设备组成一览表：编号列出。编号列出。（五）设计报告编制设计说明书设计报告应包括所有论述、原始数据、应包括所有论述、原始数据、计算、计算、表格等图纸设计说明书1.封面：学校名称、化学工程基础课程设计说明封面：学校名称、设计题目、专业班级、设计者姓名、书、设计题目、专业班级、设计者姓名、指导教师和设计完成日期等；教师和设计完成日期等；2.设计任务书3.目录4.概述或前言：设计方案的确定概述或前言：5.工艺计算及主体设备设计；工艺计算及主体设备设计；6.辅助设备的计算及选型；辅助设备的计算及选型；7.设计结果概要或设计结果汇总表设计结果概要或设计结果汇总表8.参考资料9.对本设计的评述；对本设计的评述；10.附图（带控制点的工艺流程图、主体设备工艺附图（带控制点的工艺流程图、条件图）条件图）（六）课程设计中应注意的问题1.在规定的时间内，按照设计任务书的要求，在规定的时间内，按照设计任务书的要求，独立完成课程设计任务；独立完成课程设计任务；2.自行搜集数据和公式，不能局限