发酵工厂工艺设计概论-3
弄清题意和计算的目的要求 ——充分了解物料衡算的目 的要求,决定计算方法。 2.绘出物料衡算流程示意图 ——使用框图和线条图表示系 统。把主要物料和辅助物料都在图上标清楚,并尽可能标 出各物料的流量、组成、温度和压力等参数。 3.写出生物反应方程式——根据工艺过程发生的生物反应, 写出主反应和副反应的方程式。对复杂的反应过程,可写 出反应过程通式和反应物组成。副反应很多,可把所占比 重很小的副反应略去。对那些产生有毒物质或明显影响产 品质量的副反应,其量虽小,但不能忽略。
选择生产方法的主要依据: 1.原料来源、种类和性质 2.产品的质量和规格 3.生产规模 4.技术水平 5.建厂地区的自然环境 6.经济合理性
第三节 工艺流程的设计步骤
三个阶段:
(1)生产工艺流程示意图;
(2)生产工艺流程草图;
(3)生产工艺流程图。
二、工艺流程草图的设计
工艺流程示意图
—→
物料平衡计算
—→
得出原料、半成品、 产品、副产品、废水、 废料等规格、重量和 体积
—→
计算、确定计量和贮存设备的容积、 —→ 工艺流程草图的设计 决定容积型设备的尺寸和台数
水、电、汽、能量计算;确定单元操作参数,如过滤面积、 —→ 传热面积等,对专业设备和通用设备进行设计或选型
—→
得出所有设备的规格、 对工艺流程草图 —→ 进行修改和充实 型号、尺寸、台数
7.由已知数据,根据Gm=Gp+Gt进行物料衡算。
根据物料衡算式和待求项的数目列出数学关 联式,关联式数目应等于未知项数目。当关联式 数目小于未知项数时,可用试差法求解。
8.校核与整理计算结果,列出物料衡算表 在整个物料衡算过程中,对主要计算结果都 必须认真校核,确保无误。发现差错,必须及时 重算更正,以免错误延续,导致大量返工重算, 甚至延误设计进度。最后,把整理好的计算结果 列成物料衡算表。
(二)主要技术经济指标内容 :
1.生产规模(t/a)
2.生产方法 3.生产天数(d/a)
4.产品日产量(t/d)
5.产品年产量(t/a)
6.副产品年产量(t/a)
7.产品质量 8.总回收率(%)
9.原材料单耗 (1)主原料(t/t产品) (3)水(t/t产品) (5)蒸汽(t/t产品)
10.总投资(万元) (1)设备价值 (3)运杂费 (5)工资
4.收集设计基础数据和有关物化常数 需收集的数据资料包括:生产规模,年生产 天数,原料、辅料和产品的规格、组成及质量等。 常用的物化常数可在相应的化工、生化设计 手册中查到。 5.确定工艺指标及消耗定额等 设计所用的工艺指标、原材料消耗定额及其 他经验数据,可根据所用的生产方法、工艺流程 和设备,对照同类型生产工厂的实绩水平来确定, 这必须是先进而又可行的,它是衡量企业设计水 平高低的标志。
9.绘出物料流程图
根据计算结果绘制物料流程图。物料 流程图要作为正式设计成果,编人设计文 件,以便于审核和设计施工。
最后,经过各种系数转换和计算,得 出原料消耗综合表和排出物综合表
二、主要技术经济指标的确定
(一)技术经济指标确定的意义 技术经济指标是衡量工厂设计的合理性和先进性的主 要依据。先进的、合理的技术经济指标是工厂建设成功的 基础。 物料衡算和能量衡算是确定生产过程技术经济指标的 关键数据。通过生产全过程的总物料衡算、能量衡算和各 阶段的物料衡算、能量衡算,就可以求出: (1)生产1000kg成品或半成品的原材料消耗定额及原料总回 收率。 (2)生产1000kg成品所产生的排出物,包括副产物、废水、 废气、废渣等。 (3)生产1000kg成品的水、蒸汽、空气及冷量等消耗定额以 上三项,通常构成了产品单位成本的主要部分。
(一)工艺流程草图的制图要求
工艺流程草图是由物料流程、图例、设备一览表以及必要的文字说明所 组成,一般是初步设计阶段的草图。
(1)应表示出厂房各层楼面的标高。 (2)画出设备示意图,设备的尺寸大小应适当相称且大致形 似,并标明其流程号。 (3)画出设备的物料及水、汽、真空、压缩空气、冷冻剂等 管线和流动方向,以及管线上的主要阀门及管路附件如过 滤器、疏水器等。 (4)画出必要的计量器具和控制仪表。 (5)必要的文字注释,如半成品、副产品的去向等。 (6)附注图例,并按国家规定画出图签、图框。制图比例大 致按1:100进行绘制,如设备过小或过大时则可采用1:50 或1:200。
6.选定计算基准
(1)以单位时间产品量或单位时间原料量作为 计算基准。这类基准适用于连续操作过程及设备 的计算。 (2)以单位重量、单位体积或单位摩尔数的产 品或原料为计算基准。对于固体或液体常用单位 质量(t或kg),对于气体常用单位体积或单位摩尔 数(L,m3或mol),热量一般以焦耳为单位(J)。 (3)以加入设备的一批物料量为计算基准。
第五章 工艺计算
第五章 工艺计算
第一节 物料平衡计算
一、物料衡算的意义、方法和步骤
物料衡算是工艺计算的基础,在整个工艺计 算中开始得最早,最先完成。当生产方法确定并
完成了工艺流程示意图设计后,即可进行物料平 衡计算。
(一)物料衡算的意义
物料衡算:根据质量守恒定律,引入系统或 设备的物料质量Gm,等于输出系统或设备的物料 (常为产物)的质量Gp和物料损失量Gw之和,即: Gm=Gp+Gw 此法则,既适于单元操作过程,也适于整个 生产过程;既可进行总物料衡算,也可对混合物 中某一组分作部分物料衡算。
第四章 工艺流程设计
第四章 工艺流程设计
第一节 概 述 工艺流程设计和车间布置设计是工艺设计的 两个主要内容,是决定工厂的工艺计算、车间组 成、生产设备及其布置的关键步骤。 在整个工艺设计中最先开始,但需逐步进行 局部修改,所以几乎是最后才完成。 主要任务:其一是确定由原料到成品的各个 生产过程及顺序,说明生产过程中物料和能量变 化及流向,采用的生物反应或化工过程及设备。 其二是绘制工艺流程图。
(2)辅料(t/t产品) (4)电(kWh/t产品) (6)冷量(kJ/t产品)
(2)材料费 (4)建筑工程费 (6)其他