陕西科技大学毕业设计 30
单层或多层厂房:
一般情况下多层厂房占地少,但造价高,单层厂房占地多,但造价 低,在设计时必须根据不同的工艺流程及其采用的设备以及场地的条件,对厂房提出不同的要求。本厂根据生产流程以及设备的限制,设计成二层厂房。 (2)关于厂房的层高:
工厂厂房高低取决于设备的高低,安装的位置以及安全生产等条件,厂房层高应符合建筑模数制的要求,即0.3m的倍数,一般工厂厂房的层高为4~6m,采用框架或混合结构的多层厂房,层高多采用5.1、6m,最低不得低于4.5m。本厂根据生产需要,采用6m的层高。
(3)关于厂房柱网和厂房宽度:
a.厂房柱网:厂房柱网车间布置的设计有密切关系,就一般而言,跨距大小,层高都会有变化,一般化工工厂多层厂房常采用×6*6m的柱网,因为这样的跨度较经济。本厂设计为6*6m的柱网。
b.厂房宽度:厂方宽度一般由以下几个方面所决定:各工艺设备所占厂房宽度之和,各工艺设备沿厂房宽度方向间距之和,厂房内纵向通道之和及纵墙厚度,对多层厂房来说,由于受到自然采光和通风的限制,其总宽度一般不超过24m,单层厂房的总宽度不宜超过30m,一般车间的宽度常为2~~3跨。 本厂设计厂房宽度18m,三跨。 5.5.3 车间设备布置
(1)保证工艺流程的畅通,既保证工艺流程在水平方向和竖直方向的连续性,以利于生产的顺利进行。应充分利用高位差布置有压差的设备主要设备如反应器布置在中层,贮槽布置在底层。相同的设备或同类的设备应尽可能布置在一起,如热交换器、泵。 (2)考虑合适的设备间距,设备间距过大,会增大建筑面积,拉长管道,从而增加建筑和管道的投资,同时操作和管理都不方便,设备间距过小,虽可节省占地和投资,但会带来操作,安装和维修的困难。
(3)满足生产方便操作,如彼此相连续的各工序的设备,应尽量配置靠近些,以缩短联系他们之间的输送线,设备之间尽可能达到自动流送物流,这样可减少输送设备。 (4)满足安装检修,拆卸的要求,一般厂房大门的宽度要比所需要过的设备宽度达0.2m左右,对二层楼或更高时的情况,一般应在楼板上设置吊装孔。 本厂厂房大门宽度设计为3.8m。
(5)考虑运输通道,如每排设备至少一侧要留有通道,大的室内设备在底层还要留有移出通道,并接近大门布置,通道的宽窄取决于运输工具,运输物件的外形尺寸及人流,货流通过量。
(6)考虑物料的防火、防爆、防毒及噪音。噪音大的设备宜采用封闭的隔绝。对方热
年产10万吨硫酸工厂设计 31
量大、有毒的工段,在室内应设置送风设备,以满足卫生标准。
(7)有剧烈震动的设备应布置在厂房的底层,其操作台和基础不得与建筑物的柱墙相连。
(8)在厂房大门以及楼梯胖布置设备时要求不影响开门并确保人出入通畅。 5.5.4 车间辅助室和生活室布置
(1)生产规模不大的车间,多是将辅助室、生活室集中布置在车间中的一个区域内。 (2)生活室中的办公室、化验室、休息室已布置在南面房间,更衣室、厕所可布置在厂房的北面。
(3)有毒的或者对卫生方面有特殊要求的工段必须设置专用的浴室。
5.6 工艺流程设计
5.6.1 工艺流程设计的重要性
(1)工艺流程设计是工厂设计最主要的内容。工艺流程设计的质量直接决定车间的生产产品质量、生产能力、操作条件、安全生产、三废治理、经济效益等一系列根本性问题。
(2)工艺流程设计是工艺设计的核心。在整个设计中,设备选型、工艺计算设备布置等工作都与工艺设计有直接关系,只有工艺流程确定后,其他工作才可以展开。 5.6.2 工艺流程设计的原则 (1)先进性
工艺流程的首要条件是技术上的可行性和经济上的合理性。技术上有尽可能先进才可能有较大的竞争力。经济上主要考虑技术指标优良,原材料及能耗少,成本低,生产安全,产品质量好。 (2)可靠性
可靠性指所选的工艺路线是否成熟可靠。要防止只考虑先进性,而忽视装置的可靠性。所设计的工艺流程必须可靠即经过实验室、工业小试、中试,证明技术是成熟的,生产安全可靠,才可以设计选用。 (3)结合国情,因地制宜
工艺流程的选择从技术角度来说,应尽量采用新工艺、新技术,单从具体情况考虑,并不必选择国外的先进的技术。因为国外的技术往往价格较高,技术保密性强,没有实用价值。所以,结合实际,选择自己易于掌握和改进的技术要方便、实用。
陕西科技大学毕业设计 32
6设计结果
6.1 设计成果
本次设计按照《毕业设计任务书》完成了教研室下达的任务。一共完成1号图纸5张、设计说明书1份和外文文献及翻译一份。
6.2 图纸及比例
A:工艺流程图 一张 1:1 B:物料流程图 一张 1:1 C:车间平面图 一张 1:60 D:车间立面图 一张 1:60 E:总平面布置图 一张 1:1000
6.3 主要设备的工艺参数
(1)硫铁矿卸车设备
选用“C”型转子式翻车机,设备由我国大连重型机器厂生产,其主要参数如厂: 翻转周期60s 最大回转角度175° 车辆中心和回转中心距离300 mm 端环直径7.6m 驱动功率37×2kw 翻车机重量120 t (2)破碎设备
年产10万吨硫酸工厂设计 33
针对原料硫铁矿及生产能力,可供选择的破碎设备有多种,如辊压机、圆锥破碎机、旋盘破碎机和棒磨机等。同和矿业株式会社根据自己多年的生产经验,选择棒磨机作为硫铁矿的破碎设备。该设备的特点是两端加料周边排料,破碎比大,排料粒度均匀,运行可靠,并采用橡胶衬板以降低磨机噪音。棒磨机的主要性能参数如下: 筒体直径:3 000 mm 筒体长度:4200mm 筒体转速:16. 5 r/min 生产能力:l2l t/h(干基) (进料粒度40 mm 、出料粒度3 mm的量大于90% ) (3)沸腾焙烧炉
沸腾焙烧炉为一次扩大型,由圆柱形底部、锥形中部、扩大的圆柱形上部及锥形风室组成。炉壳由碳钢制造,内衬黏土质耐火砖和硅藻土保温砖。硫铁矿分三个加料点,通过星型给料器密闭加人炉内前室(扩大的圆柱形段),加料点间夹角为105℃。设置的燃油升温系统由燃油烧嘴、点火烧嘴、点火器、火焰监控器、自控系统及供油、供气工艺管线、阀门组成。炉内设置的冷却管换热面积146m2 ,循环方式为强制循环。冷却管材质为ASTM A一214,表面衬22Cr12Ni耐磨材料。其主要工艺参数如下:
生产能力:1 200 t /h ( 100%硫酸 ) 沸腾层截面积:60 m2 沸腾层温度:800—850℃ 炉气出口温度:≈900℃
炉气量:27440m3 /h(湿基,标准状况)
(4)洗涤塔(空塔)
操作压力:-1.4kPa 操作温度(进/出):350/63℃
塔高:~4800mm 壳体直径:1700mm 壳体材质:炭钢内衬橡胶板、耐酸砖 (5)冷却塔(填料塔)
操作压力:-3.9kPa 操作温度(进口):63℃ 塔高:~3850mm 壳体直径:1300mm 壳体材质:玻璃钢内衬聚丙烯 (6)干吸塔
壳体直径:1800mm和1900mm 壳体材质:炭钢内衬耐酸砖 填料:人型球拱支撑异鞍填料 干燥塔:50mm填料4.5m
吸收塔:50mm填料3.5m 75mm填料1.0m
陕西科技大学毕业设计 34
采用铸铁管式分酸器,并分别设网丝除雾器、足式除雾器 (7)转化器
转化器为带中心支柱的全钢制反应器,四段催化剂床层自上而下呈1 ,2,3,4排列。它包括中心支撑柱、壳体、锥形顶盖、底板及催化剂层,每段床层由隔板隔开。因第二层与第三层之间压差较大,隔板采用带梁支撑的平板结构,其他层间采用弧形隔板。隔板和壳体采用焊接,以避免各床层之间发生窜气,提高转化率。
本设计的特点是根据不同的操作温度选择转化器各层的材质。顶盖和温度较低的第四床层材料为碳钢内表面喷铝,第一、二、三床层材料为0Cr18Ni9不锈钢。合理选材克服了因高温产生的变形和漏气,同时也消除了高温下碳钢生成氧化皮脱落而污 染、堵塞催化剂层。其工艺参数如下:
转化率:≥99.5% 催化剂装填量:62m3 (S101) 介质:SO2/SO3 操作温度:430~590℃ 操作压力:9.3~32.3 kPa