产一万吨生物质基防冻液的生产工厂的工艺设计 .docx
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1、精品名师归纳总结中文摘要针对目前我国防冻液紧缺以及防冻液的质量不能满意现实的要求等问题,本设计提出基于以葡萄糖为原料经加氢制备的产物为基础来生产生物质基防冻液,本设计进行了年产一万吨生物质基防冻液的生产工厂的工艺设计.设计包括生物质基产品的介绍,防冻液的配置原理,工厂内的能量衡算,物料衡算,反应釜的运算与选型,离子交换器的运算与选型,确定了反应釜的体积为7.65m3 ,离子交换器中阳树脂高度和阴树脂高度.并且介绍了工厂的整体布局原就以及车间设计的相关内容,绘制了车间布置图,工艺流程图,反应釜装配图.关键词:防冻液反应釜离子交换器 车间布置 工艺设计Abstract可编辑资料 - - - 欢迎下
2、载精品名师归纳总结Nowadays, our country faces the problems of shortage of antifreezer and the poor quality of antifreezer. In order to solve these problems, the thesis is based on the principle of the glucose as raw material to generate biomass-based antifreezer with the reaction of hydrogenation. The thesis
3、 is something about a factory process design of an annual output of ten thousand tons of antifreezer.The thesis includesthe introductionofbiomass-based products, the principleofthepreparation of antifreezer, the energy calculation of factory, the material balance calculations, the calculation and se
4、lection of the reactor, the calculation and selection of ion exchanger. Finally I determine the volume of the reactor for 7.65 m3 and the height of cationic resin and anion resin that filled in the ion exchanger .And then the thesis introduces the principle and the overall layout of the workshop des
5、ign and in the thesis I draw the workshop layout and process diagram, the reactor assembly drawing.Key words: antifreezethe reactorion exchangerworkshop layout process design可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结目录第一章文章的综述11.1 选题的背景11.2 生物质基产品的工业意义21.3 设计依据的技术说明:51.3.1 生物质基防冻液母液的生产原理51.3.2 制备葡萄糖基防冻液的反应机理51.3.3 生物
6、质基防冻液制备过程61.3.4 主要原料性质及来源61.3.5 主要试验装置71.3.6 试验结果与争论81.4 中试制备过程101.5 中试结果数据分析101.5.1 优化的中试工艺条件101.5.2 中试产品的质量111.5.3 由中试产品配制的防冻液的技术指标:11第 2 章 生产基防冻液的工艺流程122.1 工艺流程中的步骤122.2 工艺流程图13第 3 章物料衡算143.1 运算依据143.2 运算基准143.3 反应釜中的混合物的密度运算15第 4 章热量衡算164.1 热量衡算总方程式16第 5 章 反应釜的设计185.1 总体结构的设计185.2 罐体几何尺寸的运算185.3
7、 夹套几何尺寸的运算195.4 夹套反应釜的强度运算205.5 搅拌器的选型和运算215.6 反应釜的传动装置235.6.1 常用的电机235.6.2 电机功率的运算235.6.3 减速器的运算和选型235.6.4 凸缘法兰245.6.5 安装底盖245.6.6 机架与联轴器245.6.7 反应釜的轴封装置245.7 反应釜的其他附件255.7.1 支座255.7.2 人孔和手孔255.7.3 设备接口与视镜255.8 主要数据得运算结果一览表25可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第 6 章 离子交换器的选型276.1 工作原理276.2 运算过程286.2.1 再生离子的酸碱量
8、消耗量286.2.2 进酸碱管径的运算296.2.3 筒体高度的运算30第 7 章 防冻液的配置及设备设计307.1 配置说明307.2 配置流程307.3 混合槽的设计307.3.1 槽体的尺寸设计317.3.2 搅拌器的设计31第 8 章 工厂车间平面布置设计328.1 化工车间布置原就328.2 车间布置设计的程序328.3 平面布置的基本思路33第 9 章 设计总结34致谢35参考文献36可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第一章文章的综述1.1 选题的背景随着中国经济的进展,国内人均生活水平正在逐年的提高.这样而来,中国私家车也越来越普遍 .因此,汽车行业也蓬勃进展,可是
9、对于汽车至关重要的发动机却由于冷冻液的缺少而受到限制 .本章设计书主要是用新工艺解决原先生产冷冻液的缺点以及制备年产万吨的防冻液.防冻液,冬季气温特殊低(特殊是北方),为了能使汽车在冰冷的温度下正常使用,发动机冷却液中都要加入一些能够降低冰点的化合物或者生物基质作为防冻剂.图 1 防冻液随着汽车工业的进展,对发动机的性能要求也越来越高,不仅要求防冻液具有较低的冰点和较高的沸点,仍应具有较好的金属防腐性、防气蚀性、防结垢性,以及对环境污染小或不污染环境,且有较长的使用寿命等等方面的综合性能. 各国对此都做了大量的争论,不断推出配方专利和优良的防冻液商品.一些先进国家的防冻液普及率达到了100 %
10、. 国内防冻液的普及率较低,市售的防冻液有相当数量是进口的,由于价格较高,一般用于进口车辆.虽然近年来国产防冻液生产增长很快,但不少产品由于缺乏严格的质量检验和统一的检验标准.为此,必需吸取国外的先进技术并结的实际,开发生产多功能的高效防冻液来满意日益增长的市场需求.目前,世界各国标准的防冻液生产95%以上采纳乙二醇为主要原料,乙二醇是矿物质石油的衍生物,资源紧缺不行再生 .我国有众多的工业行业生产需要乙二醇原料,年需求量达到800 多万吨,而我国乙二醇年产量不足180 万吨, 70%甚至 80% 以上被动的依靠进口,用乙二醇生产防冻液与基础工业争嘴,影响基础工业生产资源的安全,致使合格的防冻
11、液紧缺,一些高端汽车装车只好依靠进口 .这种情形说明用乙二醇为原料生产防冻液已经难以适应我国现代化建设的需求.世界各国也都存在同样的问题.现存防冻液生产方式存在很多缺点和不足:( 1)乙二醇是石油产品的衍生品,属于不能再生的稀缺资源,不能连续进展。乙二醇用途广泛,是化工工业合成的主要原料,用在防冻液产品上是一种资源的缺失铺张和无奈之举。乙二醇有毒,人如误服体重千分之一的量即可致死,需加人工警示色素。乙二醇不易分解,废弃防冻液排放后污染环境。乙二醇价格随国际油价变动波动猛烈,用乙二醇生产防冻液利润较 低,直接影响防冻液产量和市场稳固,造成假冒伪劣横行,为产品质量低下的重灾区.行业专家统计,发动机
12、故障一半多来自冷却防冻系统,缘由是防冻液质量差,造成发动机运行不正常,耗油增大,动力不达标,铺张能源,也使发动机损耗加大,甚至提前报废,每年 造成庞大的经济缺失 .( 2)其冰点随着乙二醇在水溶液中的浓度变化而变化,浓度在60%以下时,水溶液中乙可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结二醇浓度上升冰点降低,但浓度超过60%后,随着乙二醇浓度的上升,其冰点呈上升趋势,粘 度也会随着浓度的上升而上升.当浓度达到 99,9%时,其冰点上升至 -13.2这就是浓缩型防冻液(防冻液母液)为什么不能直接使用的一条重要缘由,必需引起使用者的留意. 3,乙二醇本身是相对活跃的物质,简洁聚合成高分子聚合
13、物,进一步氧化成聚合物有机酸(通常所说的油泥),形成非常粘重的物质,沉积后简洁结垢。另乙二醇与氧气反应,生成微量的甲酸和乙酸当然现行的防冻液仍有丙三醇型防冻液,丙三醇型防冻液采纳丙三醇与软水按不同比例混合而成 .丙三醇与乙二醇相类似,也是一种无色、粘稠而有甜味的液体.丙三醇型防冻液的缺点是冷却降温效能低、甘油配比大,使用成本较高 .有鉴于此,那些需要良好保证条件的高档汽车,都会青睐丙三醇型防冻液 .鉴于此,亟需找到一种乙二醇以及丙三醇为原料的替代品,标准是:资源丰富可连续使用。价格低廉经济性好。制备工艺简捷简洁实现,产品质量及性能更能适应发动机及其它行业的不同需要 .1.2 生物质基产品的工业
14、意义生物基产品( biobaseproduct)主要指除粮食以外的秸秆等木质纤维素类农林废弃物.以其为原料生产环境友好的化工产品和绿色能源是人类实现可连续进展的必由之路.生物产品及绿色能源问题已经成为世界科技领域的前沿.生物基产品主要有:沼气、燃料乙醇、生物柴油和生物塑料、防冻剂 .作为争论对象的生物质,主要包括是指农业和林业废弃物品,如玉M 和水稻秸秆、稻壳、锯木屑、甘蔗渣、花生壳、及大量的城市垃圾.生物质基化工产品及绿色能源问题已经逐步成为世界科技进展领域的前沿.转化贮存于动植物体的能量和生命物质是人类猎取能量和养分的来源,农业一直是特的从事动植物生产的产业.而与传统农业产业不同之处在于,
15、现代农业产业就是利用现代生物或者是化学科技将农作物秸秆、家禽以及家畜粪便等各种生物质原材料加工生产出种类繁多的清洁能源产品等生物基产品.因此利用生物质废弃物作为原材料生产生物基产品能可以极大的提高这些废弃物作为原材料的综合利用效率.甚至可以解决环境污染.中国是一个农业大国,依据中国能源网查得的数据如下1农林废弃物包括农业废弃物和林业废弃物.农业废弃物指的是农作物收成时农田中产生的残余物,可以利用的有谷物、根茎作物和甘蔗残余物等 .林业废弃物指的是木材加工部门从原材料制造各种木质一次制品时产生的废物, 以及木材利用部门以一次制品为原料形成建筑物等二次产品时产生的废物 .农业废弃物产生的方式和量随
16、产生的的点的不同而不同,对应于收成量的残余物产生比率, M 为 140%、麦为 130%、玉 M 为 100%、根茎作物为 40%.世界上产生的农林废弃物总共约为 30 亿吨, M 的残余物最多,约为8.36 亿吨.此外,根茎作物残余物为2.72 亿吨,麦残余物为7.54 亿吨,玉 M 残余物为 5.91 亿吨 .世界原木料的生产量为32.75 108m3,其中 15.26 108m3 为工业用途 .现在和将来每年在生产和废弃物时也可能产生相同程度的废料量.世界上的木质废弃物的产生、可再生资源化的状况 不是很清晰,但是,与气候变化框架组织条约相关联的,针对由于木材的经久耐用造成的碳元素储量变化
17、,有的缔约国已经实行行动公布其数据,从而有可能逐步明白相应木质废料现可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结状.为了减轻气球变暖,禁止大气中的二氧化碳浓度的上升,政府间气候变化委员话提出了促进对木材等生物质能源的利用达到总资源的30%的倡议 .在欧美,用木质类生物质进行发电和热能利用等也得到了大力推动.表 1 九大作物的秸秆产量及产热量农作物作物产量/t谷草比秸秆量/t折标煤系数折标煤量 /t稻谷186031:0.623115900.4294972小麦109301:1.366149300.57465玉 M152301:2304600.52916113杂粮8691:18690.5435豆
18、类17201:1.525800.5431401薯类28081:0.514040.486682油料25691:251370.5292718棉花7621:322870.5431242甘蔗112951:0.111300.441498(2) 、有机污水有机污水指的是丰富有机物质的排放废水,其中包括工业污水、农业污水以及生活污水等 .由于清洁、高效、可再生等突出特点,氢气作为能源日益受到人们的重视 .目前制取氢气的方法有:水电解法、热化学法、光电化学法、等离子化学法、生物制氢法 .从生物制氢的成本角度考虑,利用这些单一基质制取氢气的费用比较高,而利用工农业有机废水等廉价的复杂基质来制取氢气,能使废物质得
19、到资源化处理,降低它的生产成本 .利用混合菌种产氢技术逐步成熟,并取得了较大成果 .(3) 、禽畜粪便禽畜粪便也是一种重要的生物质能源.除在牧区有少量的直接燃烧外,禽畜粪便主要是作为沼气的发酵原料 .中国主要的禽畜是鸡、猪和牛,依据这些禽畜品种、体重、粪便排泄量等因素,可以估算出粪便资源量.依据运算,目前我国禽畜粪便资源总量约8.5 亿吨,折合 7840 多万吨标煤,其中牛粪5.78 亿吨, 4890 万吨标煤,猪粪 2.59 亿吨, 2230 万吨标煤,鸡粪 0.14 亿 吨, 717 万吨标煤 .在粪便资源中,大中型养殖场的粪便是更便于集中开发、规模化利用的.我国目前大中型牛、猪、鸡场约
20、6000 多家,每天排出粪尿及冲洗污水80 多万吨,全国每年粪便污水资源量1.6亿吨,折合 1157.5 万吨标煤 .表 2 牛猪鸡排粪量及可开发资源量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结种类体饲一一年排年饲养粪便粪粪便干折标折煤量重养昼粪量数量 /资源/便可收物煤系/周夜t/头万只万 t收集量 /质数万 tKg期排集万 t含/粪系量天量数%Kg/头牛500365207.310595773430.646406180.4713934.2猪5015040.65650833905133905200.4922909肉鸡1.5600.10.00672643843590.62615800.64
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