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百度文庫(kù)百度文庫(kù),,,百度文庫(kù)百度文庫(kù),第十四章,王方林,生化生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì),百度文庫(kù)百度文庫(kù),教學(xué)內(nèi)容：14.1生化工藝流程的設(shè)計(jì)14.2工藝流程設(shè)計(jì)任務(wù)、方法和步驟14.3工藝流程圖教學(xué)重點(diǎn)：工藝流程設(shè)計(jì)教學(xué)難點(diǎn)：生產(chǎn)方法的選擇教學(xué)方法：課堂講授、參觀、討論教學(xué)時(shí)數(shù)：４學(xué)時(shí),第十四章生化生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ),百度文庫(kù)百度文庫(kù),評(píng)價(jià)一個(gè)工廠設(shè)計(jì)的優(yōu)劣最主要是看它采用的生產(chǎn)工藝和技術(shù)是否先進(jìn)可靠、安全適用，以及經(jīng)濟(jì)上是否合理。生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)是總體設(shè)計(jì)的主導(dǎo)，它起著貫穿全過(guò)程并且組織協(xié)調(diào)各專業(yè)設(shè)計(jì)的作用，其它配套設(shè)計(jì)必須根據(jù)生產(chǎn)工藝提出的要求，來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),生化工廠工藝設(shè)計(jì)的范圍是負(fù)責(zé)全廠生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)和各生產(chǎn)車(chē)間的設(shè)計(jì)，并向配套設(shè)計(jì)提出設(shè)計(jì)依據(jù)和要求。由此可見(jiàn)，生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),工藝流程設(shè)計(jì)是化工設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，是每一個(gè)化工工作人員必須接觸和了解的內(nèi)容。它通過(guò)工藝流程圖的形式，形象地反映了化工生產(chǎn)由原料進(jìn)入系統(tǒng)到產(chǎn)品輸出的全過(guò)程，其中包括：（1）物料和能量的變化（2）物料的流向（3）產(chǎn)品生產(chǎn)所經(jīng)歷的工藝過(guò)程和使用的設(shè)備儀表,百度文庫(kù)百度文庫(kù),工藝流程設(shè)計(jì)集中表現(xiàn)了整個(gè)過(guò)程的全貌，是設(shè)計(jì)的核心。設(shè)計(jì)工作包括設(shè)備選型、工藝計(jì)算、設(shè)備布置等工作,這些工作都與工藝流程有直接關(guān)系。只有確定流程以后，其它工作才能開(kāi)展，工藝流程涉及各個(gè)方面，而各方面的變化又反過(guò)來(lái)影響工藝流程設(shè)計(jì)。因此，工藝流程設(shè)計(jì)動(dòng)手最早，結(jié)束最晚。,,百度文庫(kù)百度文庫(kù),14.１生化工藝流程的設(shè)計(jì),同一種產(chǎn)品的生產(chǎn)，可以采用不同的生產(chǎn)方法，不同原料，不同的生產(chǎn)線，不同的工藝流程。因此，選擇生產(chǎn)方法是決定設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵一步，必須認(rèn)真對(duì)待。如果產(chǎn)品只有一種生產(chǎn)方法，無(wú)須選擇；如果產(chǎn)品有幾種生產(chǎn)方法，就需逐個(gè)進(jìn)行分析研究、比較、篩選，作為工藝流程設(shè)計(jì)的依據(jù)。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),一、工藝流程的選擇原則,工藝流程的選擇原則應(yīng)突出以下三點(diǎn)：1、技術(shù)上先進(jìn)性：就是技術(shù)上的先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)上的合理可行。具體包括：基建投資、產(chǎn)品成本、消耗定額和勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面的內(nèi)容，應(yīng)選擇物料損耗小、循環(huán)量少，能量消耗小和回收利用好的生產(chǎn)方法。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),2、經(jīng)濟(jì)可靠性：是指所選擇的生產(chǎn)方法和工藝流程是否成熟可靠（不成熟的工藝技術(shù)，會(huì)造成極大的浪費(fèi)）。因此，對(duì)于尚在試驗(yàn)階段的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備應(yīng)慎重對(duì)待,要防止只考慮新的一面，而忽略不成熟、不穩(wěn)妥的一面，堅(jiān)持一切經(jīng)過(guò)試驗(yàn)原則,不允許把未來(lái)的生產(chǎn)當(dāng)作試驗(yàn)工廠進(jìn)行設(shè)計(jì)。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),3、結(jié)合國(guó)情：中國(guó)是發(fā)展中的國(guó)家，在工廠設(shè)計(jì)時(shí)不能單從技術(shù)觀點(diǎn)考慮問(wèn)題，應(yīng)結(jié)合具體國(guó)情例如：（1）中國(guó)人的消費(fèi)水平及各種化工產(chǎn)品的消費(fèi)趨勢(shì)；（2）中國(guó)化工機(jī)械設(shè)備及電氣儀表的制造能力；（3）中國(guó)化工生產(chǎn)所用的原材料設(shè)備所用金屬材料供應(yīng)情況；,百度文庫(kù)百度文庫(kù),（4）中國(guó)環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定和三廢排放情況；（5）勞動(dòng)就業(yè)與化工生產(chǎn)自動(dòng)化關(guān)系；（6）資金籌措與外匯貯備情況以上三項(xiàng)原則必須在技術(shù)路線和工藝流程選擇中全面衡量、綜合考慮。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),生產(chǎn)路線選定之后，即可進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)。它和車(chē)間布置設(shè)計(jì)是決定整個(gè)車(chē)間（裝置）基本面貌的關(guān)鍵性步驟，對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)和管路設(shè)計(jì)等單項(xiàng)設(shè)計(jì)也起著決定性的作用。,二、工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù),百度文庫(kù)百度文庫(kù),流程設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面：一是確定生產(chǎn)流程中各個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的具體內(nèi)容，順序和組合方式，由原料制成產(chǎn)品。二是繪制工藝流程圖，以圖解的形式表示生產(chǎn)過(guò)程，當(dāng)原料經(jīng)過(guò)各個(gè)單元操作過(guò)程制得產(chǎn)品時(shí)物料和能量發(fā)生的變化及其流向，以及采用哪些化工過(guò)程和設(shè)備，再進(jìn)一步通過(guò)圖解形式表示出化工管道流程和計(jì)量控制流程。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),為了使設(shè)計(jì)出來(lái)的工藝流程實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和安全生產(chǎn)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）確定整個(gè)流程的組成：工藝流程反映了由原料制得產(chǎn)品的全過(guò)程。（2）確定每個(gè)過(guò)程或工序的組成：采用多少設(shè)備和由哪些設(shè)備來(lái)完成這一生產(chǎn)過(guò)程，以及各種設(shè)備之間應(yīng)如何連接，并明確每臺(tái)設(shè)備的作用和它的工藝參數(shù)。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),(3)確定操作條件：為了使每個(gè)過(guò)程、每臺(tái)設(shè)備正確地起到預(yù)定作用，應(yīng)當(dāng)確定整個(gè)生產(chǎn)工序或每臺(tái)設(shè)備的各個(gè)不同部位要達(dá)到和保持的操作條件。(4)確定控制方案：為了正確實(shí)現(xiàn)并保持各個(gè)生產(chǎn)工序和每臺(tái)設(shè)備本身的操作條件，選用合適的控制儀表。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),(5)合理利用原料及能量：計(jì)算出整個(gè)裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，要合理地做好能量回收與綜合利用，降低能耗。據(jù)此確定水、電、蒸汽和燃料的消耗。(6)制定三廢的治理方法：除了產(chǎn)品和副產(chǎn)品外，對(duì)全流程中所排出的三廢要盡量綜合利用，對(duì)于無(wú)法回收利用的，則須進(jìn)行妥善處理。(7)制定安全生產(chǎn)措施。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),首先確定選定的生產(chǎn)方法是正在生產(chǎn)或曾經(jīng)運(yùn)行過(guò)的成熟工藝還是待開(kāi)發(fā)的新工藝。成熟工藝可借鑒而需要局部改進(jìn)或局部采用新工藝的問(wèn)題。新開(kāi)發(fā)技術(shù)，在設(shè)計(jì)上稱為概念設(shè)計(jì)無(wú)論哪種情況，一般工藝流程部分為以下幾個(gè)重要部分。,三、工藝流程設(shè)計(jì)方法,百度文庫(kù)百度文庫(kù),1、原料處理過(guò)程主反應(yīng)確定之后，根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，對(duì)原料提出工藝條件要求，如純度、溫度、壓力、加料方式等。2、反應(yīng)過(guò)程根據(jù)反應(yīng)過(guò)程的特點(diǎn)、產(chǎn)品的要求、物料特性、基本工藝條件來(lái)決定采用生化反應(yīng)器類型和決定連續(xù)還是間歇性操作。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),3、產(chǎn)后處理根據(jù)反應(yīng)特性和產(chǎn)品質(zhì)量要求，實(shí)際過(guò)程可能會(huì)出現(xiàn)下列情況：（1）副反應(yīng)的發(fā)生。（2）多組分平衡，過(guò)剩原料回收分離。（3）有害雜質(zhì)凈化。（4）產(chǎn)物聚集狀態(tài)，多相混合，需采用不同措施進(jìn)行處理，有時(shí)這些原因是制約生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),4、產(chǎn)品的后處理經(jīng)過(guò)分離凈化后的產(chǎn)品，有些是下一工序的原料有些可作商品，還有需要后處理，如篩分、包裝、灌裝、計(jì)量、貯存、輸送。這些過(guò)程都需要有一定的工藝設(shè)計(jì)裝置。5、未反應(yīng)的循環(huán)或利用以及副產(chǎn)品的處理要根據(jù)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)相應(yīng)的單元操作過(guò)程。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),6、確定“三廢”排出物的處理措施排放的三廢、加以回收，無(wú)法回收應(yīng)妥善處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。做到“三廢”治理與環(huán)保工程?！叭龔U”治理工藝與生產(chǎn)工藝同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)運(yùn)行。7、確定公用工程的配套措施生產(chǎn)中必須使用的工藝用水（包括作為原料的軟水、冷卻水、溶劑用水等）、蒸汽（原料用汽、加熱用汽、動(dòng)力用汽及其他用汽等）、壓縮空氣、氮?dú)獾纫约袄鋬?、真空都是工藝中要考慮的配套設(shè)施。還要考慮生產(chǎn)用電、上下水、空調(diào)、采暖通氣都是必須密切配合。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),8、確定操作和控制方案包括流程中各個(gè)單元設(shè)備的物料流量（投料量）、組成、溫度壓力，并提出控制方案，以確保產(chǎn)品合格。9、安全生產(chǎn)措施根據(jù)物料性質(zhì)和生產(chǎn)特點(diǎn)，在工藝流程中除設(shè)備材質(zhì)和結(jié)構(gòu)安全外，還要設(shè)置事故槽、安全閥、放空管、安全水封、防爆板、阻水栓等以保證安全生產(chǎn)。10、保溫、防腐的設(shè)計(jì)這是工藝流程設(shè)計(jì)的最后一項(xiàng)工作，也是施工按裝的最后一道工序，根據(jù)介質(zhì)的溫度、特性和狀態(tài)以及周?chē)h(huán)境狀況決定管道和設(shè)備是否面要保溫和防腐。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),四、生產(chǎn)方法和工藝流程的確定1、搜集資料，調(diào)查研究這個(gè)階段是確定工藝流程和選擇生產(chǎn)方法的準(zhǔn)備階段，要根據(jù)方案和生產(chǎn)規(guī)模，有計(jì)劃、有目的地搜集國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的有關(guān)資料、技術(shù)、工藝參數(shù)、原材料來(lái)源、公用工程單耗、產(chǎn)品質(zhì)量、規(guī)格、三廢治理等資料，應(yīng)取得信息部門(mén)配合，還要向咨詢部門(mén)咨詢。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),具體收集的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：（1）、國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)情況，生產(chǎn)方法及工藝流程；（2）、原料來(lái)源及產(chǎn)品應(yīng)用情況；（3）、試驗(yàn)研究報(bào)告；（4）、安全技術(shù)及勞動(dòng)保護(hù)措施；（5）、綜合利用及三廢處理；,百度文庫(kù)百度文庫(kù),(6)、生產(chǎn)技術(shù)是否先進(jìn)，生產(chǎn)連續(xù)化、自動(dòng)化程度；(7)、設(shè)備的大型化及制造、運(yùn)輸情況；(8)、基本建設(shè)投資、產(chǎn)品成本、占地面積；(9)、水、電、汽、燃料的用量及供應(yīng)，主要基建材料的用量及供應(yīng)；(10)、廠址、地質(zhì)、水文、氣象等資料；(11)、車(chē)間（裝置）環(huán)境與周?chē)那闆r。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),2、落實(shí)設(shè)備設(shè)備是完成生產(chǎn)過(guò)程的重要條件，對(duì)生產(chǎn)中所用設(shè)備分清三種類型:（1）國(guó)內(nèi)已有定型產(chǎn)品；（2）進(jìn)口產(chǎn)品；（3）國(guó)內(nèi)需重新設(shè)計(jì)制造，并對(duì)制造單位的技術(shù)力量、加工條件、材料供應(yīng)、加工進(jìn)度加以了解。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),14.2工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)和方法,一、工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù),生產(chǎn)路線選定之后，即可進(jìn)行流程設(shè)計(jì)。它和車(chē)間布置設(shè)計(jì)是決定整個(gè)車(chē)間（裝置）基本面貌的關(guān)鍵性步驟，對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)和管路設(shè)計(jì)等單項(xiàng)設(shè)計(jì)也起著決定性的作用。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),流程設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面,一確定生產(chǎn)流程中各個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的具體內(nèi)容，順序和組合方式。二繪制工藝流程圖，以圖解的形式表示生產(chǎn)過(guò)程，當(dāng)原料經(jīng)過(guò)各個(gè)單元操作過(guò)程，制得產(chǎn)品時(shí)，物料和能量發(fā)生的變化及其流向，以及采用哪些化工過(guò)程和設(shè)備，再進(jìn)一步通過(guò)圖解形式表示出化工管道流程和計(jì)量控制流程。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),1確定整個(gè)流程的組成2確定每個(gè)過(guò)程或工序的組成3確定操作條件：4確定控制方案，選用合適的控制儀表。5合理利用原料及能量計(jì)算出整個(gè)裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。6制定三廢的治理方法7制定安全生產(chǎn)措施,為了使設(shè)計(jì)出來(lái)的工藝流程實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和安全生產(chǎn)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：,百度文庫(kù)百度文庫(kù),二、工藝流程設(shè)計(jì)步驟,生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)牽涉面很廣，其目的是把各個(gè)生產(chǎn)過(guò)程按一定的順序和要求有機(jī)地組合起來(lái)，進(jìn)而繪出生產(chǎn)工藝流程圖來(lái)指導(dǎo)設(shè)備的安裝和指導(dǎo)生產(chǎn)操作。生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)需要經(jīng)歷生產(chǎn)工藝流程示意圖、生產(chǎn)工藝流程草圖、帶控制點(diǎn)的生產(chǎn)工藝流程圖三個(gè)階段。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),生產(chǎn)工藝流程示意圖：生產(chǎn)工藝流程示意圖是用文字或框圖形式來(lái)表明物料、設(shè)備的名稱，并以箭頭方式表明物料的流向。它只是定性地標(biāo)出由原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的路線、流向順序以及生產(chǎn)中采用的工藝過(guò)程和設(shè)備。圖14-1為味精生產(chǎn)工藝流程示意圖。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),百度文庫(kù)百度文庫(kù),,實(shí)際設(shè)計(jì)中，有時(shí)還需畫(huà)出帶控制點(diǎn)的工藝流程示意圖。如圖14一2為帶控制點(diǎn)的味精生產(chǎn)工藝流程示意圖。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),帶控制點(diǎn)的生產(chǎn)工藝流程示意圖：是表示全部工藝設(shè)備、物料管道、閥門(mén)、設(shè)備附件以及工藝和自控儀表的圖例、符號(hào)等的工藝流程圖。它是設(shè)備布置設(shè)計(jì)、儀表測(cè)量和控制設(shè)計(jì)的基本資料，并可供施工安裝和生產(chǎn)操作時(shí)參考。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),百度文庫(kù)百度文庫(kù),工藝流程草圖：完成工藝流程示意圖后，就可開(kāi)展物料平衡計(jì)算，求出原料、半成品、產(chǎn)品、副產(chǎn)品以及與物料計(jì)算有關(guān)的廢水、廢料的規(guī)格、重量和體積等參數(shù)，并可根據(jù)這些參數(shù)開(kāi)始設(shè)備設(shè)計(jì)。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),一般來(lái)說(shuō)，設(shè)備設(shè)計(jì)分為兩個(gè)階段。第一階段的設(shè)計(jì)主要是計(jì)算、確定計(jì)量和貯存設(shè)備的容積以及決定這些容積設(shè)備的型號(hào)、尺寸和臺(tái)數(shù)等。第二階段的設(shè)計(jì)主要是解決生物反應(yīng)過(guò)程和后處理過(guò)程中單元操作的技術(shù)問(wèn)題，對(duì)專業(yè)設(shè)備和通用設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)或選型。通常在完成設(shè)備設(shè)計(jì)的第一階段任務(wù)后，即開(kāi)展工藝流程草圖的設(shè)計(jì)。工藝流程草圖是由物料流程、圖例、設(shè)備一覽表以及必要的文字說(shuō)明所組成，一般是初步設(shè)計(jì)階段的草圖。圖14一3為初步設(shè)計(jì)階段提供的帶控制點(diǎn)的工藝流程草圖,百度文庫(kù)百度文庫(kù),百度文庫(kù)百度文庫(kù),工藝流程施工圖：工藝流程施工圖的內(nèi)容接近于工藝流程草圖，但是比工藝流程草圖更加全面、完整和合理。一般來(lái)說(shuō)，在設(shè)備設(shè)計(jì)和工藝流程草圖設(shè)計(jì)完成后，按程序就可開(kāi)始車(chē)間的設(shè)備布置設(shè)計(jì)。這時(shí)往往需要對(duì)工藝流程草圖設(shè)計(jì)中的某些設(shè)備的空間位置，或?qū)€(gè)別設(shè)備的選型等進(jìn)行修改或完善，重新確認(rèn)設(shè)計(jì)的合理性，待多次反復(fù)確認(rèn)設(shè)計(jì)無(wú)誤后，可以正式繪制生產(chǎn)工藝流程圖。圖14一4為施工設(shè)計(jì)階段提供的帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),百度文庫(kù)百度文庫(kù),需要指出的是，工藝流程示意圖、工藝流程草圖和工藝流程圖的設(shè)計(jì)并不是單獨(dú)進(jìn)行的，而必須同物料衡算、能量衡算、設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算以及車(chē)間布置設(shè)計(jì)等交叉進(jìn)行的。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),總之,優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案是在比較中產(chǎn)生的，進(jìn)行多方案的比較，首先明確判斷依據(jù)，如產(chǎn)物收率、原料單耗、能量單耗、產(chǎn)品成本、工程投資、環(huán)保、安全、占地面積，前提是原始信息不變，過(guò)程操作參數(shù)不變，如溫度、壓力、流速、流量。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),小結(jié)：今天的教學(xué)內(nèi)容主是生產(chǎn)方法的選擇；生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)的原則和生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)的步驟。,百度文庫(kù)百度文庫(kù),,?生產(chǎn)方法和工藝流程選擇原則？?工藝流程設(shè)計(jì)的步驟？,作業(yè),