设备设计与选型
7.1全厂设备概况及主要特点
全厂主要设备包括反应器6台，塔设备3台，储罐设备8台，泵设备36台，热交换器19台，压缩机2台，闪蒸器2台，倾析器1台，结晶器2台，离心机1台，共计80个设备。
本厂重型机器多，如反应器、脱甲苯塔、脱重烃塔，设备安装时多采用现场组焊的方式。
在此，对反应器、脱甲苯塔等进行详细的计算，编制了计算说明书。对全厂其它所有设备进行了选型，编制了各类设备一览表（见附录）。
7.2反应器设计
7.2.1概述
反应是化工生产流程中的中心环节，反应器的设计在化工设计中占有重要的地位。
7.2.2反应器选型
反应器的形式是由反应过程的基本特征决定的，本反应的的原料以气象进入反应器，在高温低压下进行反应，故属于气固相反应过程。气固相反应过程使用的反应器，根据催化剂床层的形式分为固定床反应器、流化床反应器和移动床反应器。
1、固定床反应器
固定床反应器又称填充床反应器，催化剂颗粒填装在反应器中，呈静止状态，是化工生产中最重要的气固反应器之一。
固定床反应器的优点有：
①反混小
②催化剂机械损耗小
③便于控制
固定床反应器的缺点如下：
①传热差，容易飞温
②催化剂更换困难
2、流化床反应器
流化床反应器，又称沸腾床反应器。反应器中气相原料以一定的速度通过催化剂颗粒层，使颗粒处于悬浮状态，并进行气固相反应。流态化技术在工业上最早应用于化学反应过程。
流化床反应的优点有：
①传热效果好
②可实现固体物料的连续进出
③压降低
流化床反应器的缺点入下：
①返混严重
②对催化剂颗粒要求严格
③易造成催化剂损失
3、移动床反应器
移动床反应器是一种新型的固定床反应器，其中催化剂从反应器顶部连续加入，并在反应过程中缓慢下降，最后从反应器底部卸出。反应原料气则从反应器底部进入，反应产物由反应器顶部输出，在移动床反应器中，催化剂颗粒之间没有相对移动，但是整体缓慢下降，是一种移动着的固定床，固得名。
本项目反应属于低放热反应，而且催化剂在小试的时候曾连续运行1000
小时不发生失活，所以为了最大限度的发挥催化剂高选择性和高转化率的优势，减少催化剂损失，流程的反应器采用技术最成熟的固定床反应器。
7.2.3反应器体积计算
本项目使用的是固定床列管式反应器，流体在床层内流动可视为平推流。所以由于数据的匮乏，用平推流反应器来计算固定床反应器。运用Aspen Plus进行反应器的设计如下：
有文献查的甲苯甲醇烷基化的主反应表观活化能位67.79KJ/Kmol。
aspen plus中输入的动力学参数如图7-1所示：
图7-1 aspen plus中输入的动力学参数
aspen plus中输入的逆反应的动力学参数如图7-2所示：
图7-2 aspen plus 中输入的逆反应的动力学参数
Aspen plus 输出的结果如图7-3所示：
图7-3 Aspen plus 输出的结果
换成反应器的体积为：0.3152 ×π/4×10×20=15.59m 3
催化剂一般装填整个反应器的50%~60%，此处我们选取50%装填量：
317.315
.059
.15m V ==
圆整体积，则反应器定型体积为：
V=31.5m3
7.2.4反应器的直径和高度
根据《工业催化》中规定，为了保证反应气流稳定，固定床反应器的长径比一般在6~12之间。此处我们选取反应器长度：反应器直径＝7，则：
H=7D=14R
=14R3
R=0.90
此处选取反应器直径D=1.80m，固定床反应器长度H=12.6m
7.2.5反应器筒体壁厚的设计
1、设计参数的确定
（1）设计压力的相关确定
设计压力p：
P=（1.05~1.10）P1
此处我们取：
P=1.1P1=1.1×0.3MPa=0.33MPa
（2）设计温度的相关确定
该反应器操作温度为460℃，取设计温度500℃，则选用材质为0Cr18Ni10Ti 的高合金钢钢板。
取焊接接头系数=1.0φ（双面焊对接接头，100％无损探伤），则查化工设备设计手册可知材料在0Cr18Ni10Ti 500℃时的许用应力[σ]t =103MPa ；腐蚀裕量
21mm C =。
2、筒体的壁厚
计算厚度 []mm p D p c
t
i c 443.133
.0110341800
33.02=-???=
-=
φσδ
设计厚度 δd =δ+C 2=1.443mm+1=2.443mm 已知钢板腐蚀裕量C 2=1.7mm ；负偏差10.8C mm =，则： 名义厚度
δn =δd +C 1=4.0mm （圆整）
3、筒体封头设计
反应釜的封头选用标准椭圆型封头（JB1154-73），内径与筒体相同，封头采用0Cr18Ni10Ti 的高合金钢钢板材料制造。相关结构参数如下：
公称直径DN=1800mm 曲面高度H 1
=525mm
直边高度H 2=30mm
内表面积F=4.65m 3
容积V=1.1m 3
4、封头壁厚的设计
对于标准椭圆形封头，其计算厚度按下式计算：
[]20.5i
t
pD t mm p
σφ=-
经计算得t=2.88mm
7.3换热器设备设计
7.3.1概述
在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称换热器。在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度高，放热；另一种流体温度低，吸热。在工程实践中有时也会有两种以上流体参加换热的换热器，但其基本原理与前一致。
化工、石油、动力、食品等行业中广泛使用各种换热器，它们是上述这些行业的通用设备，占有十分重要的地位。随着工业的迅速发展，能源消耗量不断增加，能源紧张已成为一个世界性问题。为缓和能源紧张的状况，世界各国竞相采取节能措施，大力发展节能技术，已成为当前工业生产和人民生活中一个重要课题。换热器在节能技术改造中具有很重要的作用，表现在两方面：一是在生产工艺流程中使用着大量的换热器，提高这些换热器效率，显然可以减少能源的消耗；另一方面，用换热器来回收工业余热，可以显著地提高设备的热效率。
7.3.2选型依据
表7-1换热器的设计依据
换热器包括过程流股的加热器，塔的再沸器和冷凝器。根据工艺衡算和工艺物料的要求，掌握物料流量、温度、压力、化学性质、物性参数等特性，结合Aspen Energy Analyzer得出的有关设备负荷、传热面积、流程中的位置等来明确设计任务，选择换热器型式。在设计过程中，需满足如下几个方面的要求：
（1）合理地实现所规定的工艺条件。
（2）结构安全可靠。
（3）便于制造、安装、操作和维修。
（4）经济上合理。
7.3.3热量供应
根据工艺条件，热蒸汽使用201℃（0.8MPa），450℃（4MPa）和545℃（12MPa）的饱和蒸汽，作为热公用工程。同时，选择温度为25℃的冷却水作为冷公用工程。一般情况下冷却水出口温度不高于35℃，避免结垢严重，高温端的温差不应小于20℃，低温端的温差不应小于5℃。当在两工艺物流之间进行换热时，低温端的温差不应小于20℃。当采用多管程、单壳程的管壳式换热器，并且用水作为冷却剂时，冷却水的出口温度不应高于工艺物流的出口温度。
7.3.4物流流程的选择
对于高温物流一般走管程，从而节省保温层和减少壳体厚度，但是有时为了物料的散热，增强冷却效果，也可以使高温流体走壳程；对于压力较高的物流应该走管程；粘度较大的流体应该走壳程，在壳程可以得到较高的传热系数；对于压力降有特定要求的工艺物流应走管程，因管程的传热系数和压降计算误差较小；流量较小的物流应走壳程，易使物流形成湍流状态，从而增加传热系数；对
于具有腐蚀性的物流走管程，否则对壳程和管程都会造成腐蚀；对于有毒流体宜走管程，使泄漏机会减少。
7.3.5换热管
1、换热管规格
在选择管道规格时，通常选用Φ19mm的管子；对于易结垢的物料，为方便清洗，采用外径Φ25mm或Φ38mm的管子；对于有气液两相流的工艺物流或者物流流量较大工艺物流，一般选用较大的管径。
2、管长
在满足设计要求的前提下，尽量选用较短的管子，以降低压降。
3、管程数
随着管程数增加，管内流速和传热系数均相应的增加，因此一般选在1～2或者4管程，不宜选用太高的管程数，以免压力降过大。
4、换热管中心距
管心距为管径的1.25～1.5倍。
5、排列方式
正三角形排列更为紧凑，管外流体的湍动程度高，给热系数大，而正方形排列的管束清洗方便，对易结垢流体更为适用，如将管束旋转45℃放置，也可提高给热系数。
6、折流板
折流板可以改变壳程流体的方向，使其垂直于管束流动，获得较好的传热效果。
7、裕量
对于工艺物流间的换热，留有40% ?50%的裕量；对于工艺物流与公用工程间的换热，留有15% ?25%的裕量。
直接使用Aspen Exchange Design & Rating进行辅助设计：对E0101选型结果如图7-4所示：
图7-4 EDR软件选型结果7.4塔设备设计
7.4.1设计依据
表7-2塔设备设计依据
7.4.2概述
石化行业是国民经济中能耗较高的产业部门，其能耗占工业能耗接近1/5，占全国总能耗的14%左右。而在化工生产中分离的能耗占主要部分，塔设备的投资费用占整个工艺设备费用的25.93%。塔设备所耗用的钢材料重量在各类工艺设备中所占的比例也较多。
7.4.3塔型的选择
塔主要有板式塔和填料塔两种，它们都可以用作蒸馏和吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，要根据具体情况选择。
（1）填料塔与板式塔的比较：
a．板式塔。塔内装有一定数量的塔盘，是气液接触和传质的基本构件；属逐级（板）接触的气液传质设备；气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气液相密切接触而进行传质与传热；两相的组分浓度呈阶梯式变化。
b．填料塔。塔内装有一定高度的填料，是气液接触和传质的基本构件；属微分接触型气液传质设备；液体在填料表面呈膜状自上而下流动；气体呈连续相自下而上与液体作逆流流动，并进行气液两相的传质和传热；两相的组分浓度或温度沿塔高连续变化。
综合考虑，本项目采用板式塔。
对T0101精馏塔用cup-tower进行筛板设计，塔板工艺参数图如图7-5所示
图7-5 塔T0101塔板工艺参数
表7-3 T0101工艺计算结果
表7-4 T0101塔板结构参数
1 塔径（普通筛孔数（
2 板间距（普通筛孔密度
3 塔截面积
4 开孔区面积
1 降液管顶部宽降液管顶部面积
2 弯折距离（）降液管底部面积
3 降液管底部宽顶部堰长（
4 受液盘深度底部堰长（
7.5储罐设备设计
7.5.1设计依据
表7-5储罐设备设计依据
7.5.2储罐类型
贮罐根据形状来划分，有方形贮罐、圆筒形罐、球形罐和特殊形贮罐（如椭圆形、半椭圆形）每种型式又按封头形式不同，分为若干种型式。常见的封头有平板、锥形、球形、碟形、椭圆形等。有些容器如气柜、浮顶式贮罐、其顶部（封头）是可以升降浮动的。贮罐按制造的材质有钢、有色金属和非金属材质之分，常见的有普通碳钢、低合金钢、不锈钢、搪瓷、陶瓷、铝合金、聚氯乙烯、聚乙烯和环氧玻璃钢等。贮罐按用途又可分贮存，计量，回流，中间周转，缓冲，混合等。气柜一般用于贮存中间气体，一般可以设计的稍大些。中间贮罐是当原料产品、中间产品的主要贮罐距工艺设施较远、或者作为原料或中间体间歇或中断供应调节之用，有些中间罐是待测试检验，以确定去向的贮罐，有些贮罐是工艺流程中切换使用，或以备翻转挪转用的中间罐等。计量罐的容积一般考虑少到10分钟，多到2-4小时产量储存，计量罐装载系数一般只考虑60-70%，因为计量罐的刻度一般在罐的直筒部分，使用度常为满量程的80-85%。回流罐一般考虑5分
钟至10分钟左右的液体保有量，做冷凝液封之用。缓冲罐的目的是使气体有一定数量的积累，使之压力比较稳定，从而保证工艺流程中流量操作的稳定，因此往往考虑较大，常常是下游使用设备5至10分钟的用量，有时可以超过15分钟的用量，以备在紧急时，以充裕时间处理故障，调节流程或关停机器。包装罐一般可视同于中间贮罐，原则上是昼夜罐，对于需要及时包装的贮罐，定期清洗的贮罐，容积可考虑偏小。
7.5.3储罐计算举例
以甲苯储罐设计为例：
甲苯储存条件为常温常压，温度为25℃，设计压力为0.75MPa,选择产品储存天数为3天，储量为
去装填系数为0.85,则实际所需的容积为
考虑到储罐压力较大，从经济学、安全性和环境保护要求角度，选用承受压力大的球形储罐。
由公式：
计算厚度[]c
t
i
c p D p -=φσδ2 名义厚度
其中C 1为钢板负偏差，C 2为腐蚀裕量（工程上一般取1mm ），Δ为圆整值 计算的壁厚为32mm 。选用HG21502.1-1992-243型储罐公称容积Vn=7000 钢制压力容器的焊接接头系数Ф值如表7-6所示：
表7-6 钢制压力容器的焊接接头系数Ф值
常用钢板厚度负偏差C1值如表7-7所示：
表7-7 常用钢板厚度负偏差C1值
注：GB 6654—86中规定，钢板厚度大于60~100mm时，负偏差为1.5mm。钢板选用表如表7-8所示：
表7-8 钢板选用表
等钢号。
7.6压缩机设备设计
7.6.1概述
压缩机是用来压缩气体借以提高气体压力的机械，也称为“压气机”或“气
泵”，一般提升压力小于0.2MPa 时称为鼓风机，提升压力小于0.02MPa 时称为通风机。根据压缩气体的原理，压缩机可分为“容积式”和“动力式”两类。压缩机的种类和形式很多，不同压缩机的结构和特点差别巨大，因而其适用的场合、性能、造价、尺寸重量等指标也相差甚远。
7.6.2选型原则
由工艺要求选择，确定进出口压力，计算总压力比，得到压缩机的级数。对于易燃易爆的介质需对密封性具有高可靠性。对于腐蚀性气体，选择抗腐蚀材料适当选择冷却介质。
7.6.3压缩机设计计算举例
下面对氢气压缩机选型过程进行介绍，工艺要求氢气从p s =0.25MPa 压缩至p d =5MPa 。气体进口流量为V s =119937m 3/h ，温度T s =288K ，排气量为V d =6246 m 3/h ，温度为T d =300K 。
则压缩机实际排气量为
299.808=pd ps d
s
d T T V V ??
= 总的压缩比为5/0.25=20，压缩机可选择6级压缩，根据排气压力，排气流量以及介质的性质，本项目选用型号为GD5-100/0.25-5.5的多级隔膜压缩机总3台，其规格如下：额定排气流量100m3/min ，排气压力为5～5.50MPa ，功率为275KW ，冷却方式为水冷，重量为28000Kg 。
7.7气—液分离器设计
7.7.1设计依据
表7-9 气液分离器依据
7.7.2相关计算
气液分离器的作用是将气液两相通过重力的作用进行气液的分离，通过计算可知气液分离器混合介质进口体积流量V LG =57043.8m 3/h ，温度为25℃，压力 为0.3MPa ，出口液相体积流VL=205.2 m3/h ，密度ρL=853.185 kg/m3，出口气相体积流量VG=59968.8 m3/h ，密度ρG=0.294kg/m3 1、器尺寸的设计
（1）分离器气速 浮动流速
5
.0s
t ）（G
G L K V ρρρ-= 式中，t V 浮动速度，m/s ；s K 系数，这里取液体直径为350um ，则s K =0.0675，带入得：
5
.0s
t ）（G
G L K V ρρρ-==3.64m/s
因为容器内气体流速要低于浮动流速，所以
u e =3.6m/s
（2）直径计算
一、是非判断题（1分×10） 1、粉碎是借机械力将大块固体物料制成适宜程度的碎块或细粉的操作过程。粉碎操作是药物的原材料处理及后处理技术中的重要环节，粉碎技术直接关系到药品的质量和应用性能。（对） 2、筛分是将松散的混合物料通过单层或多层筛面的筛孔，按照粒度分成两个或若干个不同粒级的过程。物料的分级对药物制造及提高药品质量是一个重要的操作。（对） 3、把两种以上组分的物质均匀混合的操作统称为混合。（对） 4、机械式混合机的优点是，能处理附着性，凝集性强的粉体、湿润粉体和膏状物料，对于物性差别的物系的混合不是很适用。（错）也适用 5、挤压制粒、转动制粒、流化制粒、喷雾制粒属于湿法制粒。（错） 挤压制粒、转动制粒、快速混合制粒、沸腾制粒属于湿法制粒；干法制粒的方法有压片法和滚压法 6、通过搅拌以达到：加快互溶液体的混合；不互溶液体以液滴形式的均匀分散；气体以气泡的形式分散与液体中；固体颗粒在液体中悬浮；加强热冷流体之间的混合以及强化液体与器壁的传热。（对） 7、冷冻干燥操作可以分为三个阶段，即预冻、升华、解析。（对） 8、球磨机是一种利用振动原理来进行固体物料粉磨的设备，能有效地进行细磨和超细磨。（错）研磨和冲击作用。振动磨是利用振动原理 9、混合度是衡量混合过程中物料混合均匀程度的指标。（对） 10、转动制粒过程分为三个阶段，即母核形成阶段、母核长大阶段和压实阶段。（对） 11、鼓泡塔式发酵罐是一种不需要空气压缩机提供加压空气，而依靠特设的机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气并同时实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。（错） 这是自吸式发酵罐。鼓泡式是以气体为分散体、液体为连续相、涉及气液界面的发酵设备 12、常用的通风发酵设备有机械搅拌式、气升环流式、鼓泡塔式和自吸式，其中鼓泡塔式通风发酵设备仍占据主导地位。（错）应是机械搅拌式占主导位置
第三部分 设备设计计算与选型 3.1苯∕甲苯精馏塔的设计计算 通过计算D=1.435kmol/h ， η=F D F D x x ，设%98=η可知原料液的处理量为F=7.325kmol/h ，由于每小时处理量很小，所以先储存在储罐里，等20小时后再精馏。故D=28.7h koml ,F=146.5kmol/h ,组分为18.0x =F ,要求塔顶馏出液的组成为90.0x D =,塔底釜液的组成为01.0x W =。 设计条件如下： 操作压力:4kPa （塔顶表压）； 进料热状况:自选； 回流比:自选； 单板压降:≤0.7kPa ； 全塔压降:%52=T E 。 3.1.1精馏塔的物料衡算 (1) 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 11.78M A =kg/kmol 甲苯的摩尔质量 13.92M B =kg/kmol 18.0x =F 90.0x D = 01.0x W = (2) 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 =F M 0.18×78.11+(1-0.18)×92.13=89.606kg/kmol =D M 0.9×78.11+(1-0.9)×92.13=79.512kg/kmol =W M 0.01×78.11+(1-0.01)×92.13=91.9898kg/kmol (3) 物料衡算 原料处理量 F=146.5kmol/h 总物料衡算 146.5=D+W 苯物料衡算 146.5×0.18=0.9×D+0.01×W 联立解得 D=27.89kmol/h W=118.52kmol/h
3.1.2 塔板数的确定 (1)理论板层数T N 的求取 苯—甲苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。 ①由物性手册查得苯—甲苯物系的气液平衡数据，绘出x —y 图，见下图3.1 图3.1图解法求理论板层数 ②求最小回流比及操作回流比。 采用作图法求最小回流比。在图中对角线上，自点e （0.45，0.45）作垂线ef 即为进料线（q 线），该线与平衡线的交点坐标为 667.0y q = 450.0x q = 故最小回流比为 1.1217 .0233 .045.0667.0667.09.0x y y x q q q min ==--= --= D R 取操作回流比为 R=22.21.12min =?=R ③求精馏塔的气、液相负荷 L=RD=2.2×27.89=61.358kmol/h
盘县石桥老洼地煤矿 运输设备设计选型计算书
二零一四年 运输设备设计选型计算 一、概述 1、矿井设计生产能力 矿井设计生产能力为30t/年；主干系统包括通风、提升、运输。 2、井下运输 112运输石门和113运输石门用CDXT-2.5T型特殊防爆型蓄电池机车牵引1t固定箱式矿车运煤和矸石。其他运输为皮带、溜子运输。 运输方式的选择 一、运输方式
本矿井为高瓦斯突出矿井，112运输石门和113运输石门选用2.5t 特殊防爆型蓄电池机车牵引运输。煤、矸石采用2.5t固定式矿车装载，设备、材料用平板车或材料车装载，蓄电池机车牵引运输。 二、主要运输巷道断面、支护方式、坡度及钢轨型号 １、矿井巷道断面及支护方式 矿井下元炭煤层运输大巷采用料石砌碹支护方式，大白炭煤层运输大巷采用料石砌碹支护方式。 ２、坡度 矿井主要运输巷道和石门的轨道运输坡度,均取千分之三的坡度。 ３、钢轨型号 矿井主要运输斜井及石门敷设22㎏/m钢轨，600㎜轨距，木料轨枕。主平硐敷设30㎏/m钢轨，600㎜轨距，石料轨枕。 矿车 一、矿车选型 本矿井运载原煤的矿车选用600㎜轨距、MG1.1-6A型，1t固定式矿车。 二、各类矿车的数量 １、一吨固定式矿车 按排列法计算矿井达到设计生产能力时需用MG1.1-6A型１t固定式矿车6辆。 ２、1t材料车
矿井运送材料采用MG1.1-6A 型一吨材料车，材料车数量为矿车， 为4辆。 ３、1t 平板车 矿井运送设备采用MP1.1-6A 型1t 平板车，平板车数量为5辆。 运输蓄电池机车选型 一、设计依据 本矿井属高瓦斯矿井，井下运输选用CDXT-2.5T 型，600轨距， 特殊防爆型蓄电池机车牵引矿车。 本矿井在主平洞开拓113运输石门，113运输石门的材料、煤、 矸石需经主平洞运输，输距离均为1000m ，112回风石门前期运输距 离为210m 矸石率 20% 装运容器 MG1.1－6A 大巷轨道坡度 3‰ 二、设计选型计算 １、机车牵引能力 t 4.315 .1304.0110312224.01000=++++??=Q 蓄电池机车牵引MG1.1-6A 型1t 固定式矿车数量取4辆。 ２、机车电机过热能力校核 (1)蓄电池机车牵引空车时的牵引力
过程设备设计（第二版） 1.压力容器导言 思考题 1.压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用? 答：压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。 筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。 封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。 密封装置的作用：保证承压容器不泄漏。 开孔接管的作用：满足工艺要求和检修需要。 支座的作用：支承并把压力容器固定在基础上。 安全附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数，保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。 2.介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响？ 答：介质毒性程度越高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。如Q235-A或Q235-B钢板不得用于制造毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器；盛装毒性程度为极度或高度危害介质的容器制造时，碳素钢和低合金钢板应力逐进行超声检测，整体必须进行焊后热处理，容器上的A、B类焊接接头还应进行100%射线或超声检测，且液压试验合格后还得进行气密性试验。而制造毒性程度为中度或轻度的容器，其要求要低得多。毒性程度对法兰的选用影响也甚大，主要体现在法兰的公称压力等级上，如部介质为中度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.0MPa；部介质为高度或极度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.6MPa，且还应尽量选用带颈对焊法兰等。 易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。如Q235-A·F不得用于易燃介质容器；Q235-A不得用于制造液化石油气容器；易燃介质压力容器的所有焊缝（包括角焊缝）均应采用全焊透结构等。 3.《压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压力高低，还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类？ 答：因为pV乘积值越大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。 4.《压力容器安全技术监察规程》与GB150的适用围是否相同？为什么？
干燥设备选型设计主要参数 目录 一、通用设计参数1～7页 二、热风循环烘箱设计8～9页 三、并排式烘房及隧道窑设计10～11页 四、带式干燥机设计12～14页 五、真空干燥机（箱）设计15页 六、旋转气流快速干燥机设计16～17页 七、气流干燥机设计18～19页 八、高速离心喷雾干燥机设计20～22页 九、压力喷雾干燥设计23～25页 十、卧式振动流化干燥机设计26～29页 十一、回转干燥机设计30～33页十二、热风炉设计34～38页十三、附录39～44页 编辑 二○○六年四月
一、通用设计参数 1、水份蒸发量等有关计算 12122210010021 W W W G W W W G G G W ?-?-?=?-?-?=-= G 1=G 2+W W 水份蒸发量kg/h G 1湿料量（加料量）kg/h G 2干料量（产品）kg/h 质 △W 1初含水率XX% △W 2终含水率X% 产量h kg W W G G /1001002112?-?-= 加料量h kg W W G G /1001001 221?-?-= 2、热量计算 A 、干燥时间在1分钟内（瞬间干燥） （如：喷雾干燥、闪蒸干燥、气流干燥等） 干燥一公斤水需用热量在：1600～2000kcal B 、干燥时间在0.2～1.2小时内的设备（一般干燥） （如：带式干燥，振动干燥、回转筒干燥等） 干燥一公斤水需用热量在1400～2000 kcal （产量大的取大值） C 、干燥时间大于2小时以上的设备（缓慢干燥） （加烘箱、烘房、真空干燥等） 干燥一公斤水需用热量在1200～1600 kcal D 、对初含水低（<10%）而产量大的物料干燥，应增加物料升温时所需用热量。 对室外温低于0℃的产生环境则应另增加计算热量。
第一章 1.GMP对制药设备的要求？ 答，1.与生产相迨应的设备能力和最经济合理，安全的生产运行2.有满足制药工艺斫要求的完善功能和多种适应性3.能保证药品加工中品质的一致性4.易于操作和维修5.易于设备内外的清理6.各种接口符合协凋，配套，组合的要求7.易于安装且易于移动，有利干组合的司能8.进行设备验证（包括型式，结构，功能等）。 第三章设备材料与防腐 2.设备材料有哪些基本性能？制药生产中设备对材料有哪些基本要求？ 答，1.力学，物理，化学，加工性能2.凡是水汽系统中的管路，管件过滤器，喷针等都应采用优质奥氏体不锈钢的材料，选用其他材料必须耐腐蚀，不生锈。 3.什么是金属的化学性能？ 答，化学性能是指材料在所处介质中的化学稳定性，即材料是否与周围介质发生化学或电化学作用而引起腐蚀。 2.什么是奥氏体不锈钢？ 答:以铬镍为主要合金元素的一类不锈钢，此类钢以及在此基础上发展起来的含铬镍更高并含钼，硅，铜等合金元素的奥氏体不锈钢。 3.间晶腐蚀:是指金属或合金的晶粒边界受到腐蚀破坏的现象。 3.化学腐蚀与电化学腐蚀的区别:化学腐蚀是金属表面与环境介质发生化学作用而产生的损坏，特点是腐蚀是在金属的表面上，腐蚀过程不产生电流。电化学腐蚀是金属与电解质溶液间产生电化学作用所发生的腐蚀，特点是在腐蚀过程中会产生电流。 4.防腐措施:1.衬覆保护层分为金属涂层和非金属涂层两类2.电化学保护包括阴极和阳极3.加入缓蚀剂通过改变介质的性质，降低或消除对金属的腐蚀作用。 第五章粉碎及分级设备 4.固体药物粉碎的目的是什么？ 答，1.降低固体药物的粒径，增大表面积以加快药物的溶出速度，提高药物利用率2.原，辅料经粉碎后，大颗粒物料破裂成细粉状态，便于使几种不同的固体物料混合均匀，提高主药在颗粒中的均匀分散性，提高着色剂或其他辅料成分的分散性。 5.球磨机粉碎物料的原理是什么？ 答，球磨机是装有研磨介质的密闭圆筒，在转动装置带动下产生回转运动，物料在筒内受到研磨及冲击作用而粉碎。 2.颗粒分级的含义是什么? 答，1.颗粒分级是将颗粒按粒径大小分成两种或两种以上颗粒群的操作过程，可分为机械筛分与流体分级两大类流体分级是将颗粒群在流体介质中，利用重力场或离心力场中，不同粒度颗粒的运动速度差或运动轨迹的不同而实现按粒度分级的操作。主要用于细颗粒粉体或超细粉体的分级。机械筛分是借助具有一定孔眼或缝隙的筛面，使物料颗粒在筛面上运动，不同大小颗粒的物料在不同筛孔处落下，完成物料的颗粒分级。 3.粉碎的施力种类有什么？分别适用于何类粉碎？ 答，1.压缩，冲击，剪切，弯曲和摩擦等2.粗碎和中碎的施力种类以压缩和冲击为主:对于超细粉碎过程除上述两种力外，主要为摩擦力和剪切力，对脆性材料施以压缩力和冲击力为佳，而韧性材料应施加剪切力和快速冲击力为好。 6.破碎比:即粉碎前后物料颗粒直径的平均比值及粒度变化程度，并能近似的反应出机械的作业情况。 7.气流磨原理:利用高速弹性气流喷出时形成的强烈多相稳流场，使其中的固体颗粒在自撞中或与冲击板，器壁撞击中发生变形，破碎，而最终获得超粉碎。
设备设计与选型 7.1全厂设备概况及主要特点 全厂主要设备包括反应器6台，塔设备3台，储罐设备8台，泵设备36台，热交换器19台，压缩机2台，闪蒸器2台，倾析器1台，结晶器2台，离心机1台，共计80个设备。 本厂重型机器多，如反应器、脱甲苯塔、脱重烃塔，设备安装时多采用现场组焊的方式。 在此，对反应器、脱甲苯塔等进行详细的计算，编制了计算说明书。对全厂其它所有设备进行了选型，编制了各类设备一览表（见附录）。 7.2反应器设计 7.2.1概述 反应是化工生产流程中的中心环节，反应器的设计在化工设计中占有重要的地位。 7.2.2反应器选型 反应器的形式是由反应过程的基本特征决定的，本反应的的原料以气象进入反应器，在高温低压下进行反应，故属于气固相反应过程。气固相反应过程使用的反应器，根据催化剂床层的形式分为固定床反应器、流化床反应器和移动床反应器。 1、固定床反应器 固定床反应器又称填充床反应器，催化剂颗粒填装在反应器中，呈静止状态，是化工生产中最重要的气固反应器之一。
固定床反应器的优点有： ①反混小 ②催化剂机械损耗小 ③便于控制 固定床反应器的缺点如下： ①传热差，容易飞温 ②催化剂更换困难 2、流化床反应器 流化床反应器，又称沸腾床反应器。反应器中气相原料以一定的速度通过催化剂颗粒层，使颗粒处于悬浮状态，并进行气固相反应。流态化技术在工业上最早应用于化学反应过程。 流化床反应的优点有： ①传热效果好 ②可实现固体物料的连续进出 ③压降低 流化床反应器的缺点入下： ①返混严重 ②对催化剂颗粒要求严格 ③易造成催化剂损失 3、移动床反应器 移动床反应器是一种新型的固定床反应器，其中催化剂从反应器顶部连续加入，并在反应过程中缓慢下降，最后从反应器底部卸出。反应原料气则从反应器底部进入，反应产物由反应器顶部输出，在移动床反应器中，催化剂颗粒之间没有相对移动，但是整体缓慢下降，是一种移动着的固定床，固得名。 本项目反应属于低放热反应，而且催化剂在小试的时候曾连续运行1000
第七章 立井提升设备选型设计 4 课时 第一节 竖井提升容器的选择 一、提升容器的比较及其应用范围 提升容器主要是底卸式箕斗和普通罐笼。箕斗的优点是：质量轻，所需井筒断面积小，装卸载可自动化，且时间短，提升能力大。箕斗的缺点是：井底及井口需要设置煤仓和装卸载设备，只能提升煤炭，不能升降人员、设备和材料，井架较高，需要另设一套辅助提升设备。 罐笼的优点是：井底及井口不需设置煤仓，可以提升煤炭、矸石，下放材料，升降人员和设备，井架较矮，有利于煤炭分类运输，罐笼的缺点是：质量大，所需井筒断面积大，装卸载不能自动化，而且时间较长，生产效率较低。 选择箕斗还是选择罐笼，需要根据多方面的技术、经济指标来确定。 二、主井箕斗规格的选择 进行提升设备选型设计时，矿井年产量和矿井深度为已知条件。当提升容器的类型确定后，还要选择容器的规格。在提升任务确定之后，选择提升容器的规格有两种情况：一是选择较大规格的容器，一次提升量较大，则提升次数少。这样，因为一次提升量较大，所需的提升钢丝绳直径和提升机直径较大，因而初期投资较多。但提升次数较少，运转费用较少。二是选择较小规格的容器，情况和上述的相反，因而初期投资较少，而运转费用则较多。那么，应该如何选择提升容器的规格才是合理的呢?其原则是：一次合理提升量应该使得初期投资费和运转费的加权平均总和最小。为了确定一次合理提升量，从而选择标准的提升容器，可按以下步骤计算： (1)确定合理的经济速度 与一次合理提升量相对应的，有一个合理的经济速度。经研究证明，合理的经济速度 可用下式计算： H V j )5.0~3.0(= （１－１） 式中：H 为提升高度，m ，；为装载的高度，m ，18~25m ，为矿井的深度，m ，为卸载高度，m ，15~25m 。 (2)估算一次提升循环时间X T ' θμ+++='a V V H T j j X （１－２） 式中：a 为提升加速度，一般0.82；μ为箕斗低速爬行时间，一般取μ=10s ；θ为箕斗装卸载休止时间，一般取θ=10s 。 (3)计算小时提升量 )/(h t t b A Ca A s r n f s ?= （１－３） 式中：C 为提升不均衡系数；为矿井设计年产量；为提升富裕系数；为提升设备每天工作小时数，一般为14h ；为提升设备每年工作日数，一般为300天 (4)计算小时提升次数
User’s Request Specification 用户需求 提取前处理设备 二〇一三年六月
审批页： 修订历史纪录
目录 一、目的 二、范围 三、缩写与定义 四、依据的法律、法规及标准 五、工艺描述及原材料特性 六、主要指标 （一）生产能力： （二）设备技术描述： （三）设备材质： （四）设备焊接及处理 （五）工作环境及公用系统 （六）工艺指标 （七）功能描述 （八）主要配置 （九）安全控制 七、用户项目实施要求 （一）项目进度 （二）包装及运输 （三）设备吊装 （四）工厂验收测试FAT （五）现场最终验收测试SAT （六）培训 （七）维护要求 （八）提供文件 八、商务 （一）质保要求： （二）付款及发货条件 （三）其它
一、目的 用户需求文件（URS）是设备选型和设计的基本依据。此文件主要描述了该生产线的基本需求，包括：生产能力、生产工艺、操作需求、清洁需求、可靠性需求、防污染需求、防差错需求、法规要求等。 本文件的执行将记录和证明四川升和药业股份有限公司对供方提出的设备用户需求的具体内容.供方应以此为依据进行设备设计和制作。同时，这份用户要求文件也是开展后续相关验证工作的基础，并以此作为设备采购、招标及验收的依据。供应商应提供迄今为止被证实的标准技术，尤其是被证实符合本标准，同时供应商须指出其标准与本URS不符之处，并提供相应的解决方案及措施。 该标准由使用方提出，一旦与供应商商讨确认后，本（URS）文件将作为商务合同附件，具有其同等法律效应。 二、范围 （一）此文件所定义的URS是适用于本公司所需的生产设备及设施。 （二）文件中“必需”条款，需供应商制造时必须达到，制造商不可用其它技术代替。“期望”条款，需供应商制造时可选用不同的技术，但最终需符合使用方的需求。 （三）在本URS中用户仅提出基本的技术要求和设备的基本要求，并未涵盖和限制卖方设备具有更高的设计与制造标准和更加完善的功能、更完善的配置和性能、更优异的部件和更高水平的控制系统。投标方应在满足本URS的前提下，提供卖方能够达到的更高标准和功能的高质量设备及其相关服务。卖方的设备应满足中国GMP(2010年版）要求和有关设计、制造、安全、环保等规程、规范和强制性标准要求。如遇与卖方所执行的标准发生矛盾时，应按最高标准执行（强制性标准除外）。 （四）供货范围 设备组成如下：
浙江大学2003 —2004 学年第2学期期末考试 《过程设备设计》课程试卷 开课学院：材化学院任课教师：郑津洋 姓名：专业：学号：考试时间：分钟 １脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形，断口齐平，并与轴向平行，断裂的速度快，常使容器断裂成碎片。（错误，断口应与最大主应力方向平行） ２有效厚度为名义厚度减去腐 蚀裕量（错，有效 厚度为名义厚度减去腐蚀裕量和钢材 负偏差） ３钢材化学成分对其性能和热处理有较大影响，提高含碳量可使其强度和可焊性增加。 （错误，提高含碳量可能使强度增加，但可焊性变差，焊接时易在热影响区出现裂纹） ４压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。 （错，缺密封装置） ５盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时，容器上的焊接接头应进行100%射线或超声检测。（对） ６承受均布载荷时，周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支承处。 （错周边简支发生在中心处） ７筒体是压力容器最主要的受压元件之一，制造要求高，因此筒体的制造必须用钢板卷压成圆筒并焊接而成。（错，也可以用锻造筒节、绕带筒体等） ８检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹、变形、腐蚀等缺陷产生，所有压力容器必须开设检查孔。(错，在一定条件下，可以不开检查孔) 二、选择题（答案有可能多余于一个，每题2分,共16分） 1 《容规》适用于同时具备下列哪些条件的压力容器（ABCD） A 最高工作压力大于等于（不含液体静压力）； B 内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m；
C 容积（V ）大于等于0.025m 3 ； D 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 2下列关于热应力的说法哪些不正确 （AD ） A 热应力随约束程度的增大而减小 B 热应力与零外载相平衡，不是一次应力 C 热应力具有自限性，屈服流动或高温蠕变可使热应力降低 D 热应力在构件内是不变的 3 下列说法中，正确的有 （ BCD ） A 单层厚壁圆筒同时承受内压P i 和外压P o 时，可用压差简化成仅受内压的厚壁圆筒。 B 承受内压作用的厚壁圆筒，内加热时可以改善圆筒内表面的应力状态。 C 减少两连接件的刚度差，可以减少连接处的局部应力。 D 在弹性应力分析时导出的厚壁圆筒微体平衡方程，在弹塑性应力分析中 仍然适用。 4下列关于压力容器的分类错误的是 （AC ） A 内装高度危害介质的中压容器是第一类压力容器。 B 低压搪玻璃压力容器是第二类压力容器。 C 真空容器属低压容器。 D 高压容器都是第三类压力容器。 5下列对GB150，JB4732和JB/T4735三个标准的有关表述中，正确的有 （CEF ） A 当承受内压时，JB4732规定的设计压力范围为0.135MPa p MPa ≤≤. B GB150采用弹性失效设计准则，而TB/T4735采用塑性失效设计准则。 C GB150采用基于最大主应力的设计准则，而JB4732采用第三强度理论。 D 需做疲劳分析的压力容器设计，在这三个标准中，只能选用GB150. E GB150的技术内容与ASME VIII —1大致相当，为常规设计标准；而JB4732基本思路 与ASME VIII —2相同，为分析设计标准。 F 按GB150的规定，低碳钢的屈服点及抗拉强度的材料设计系数分别大于等于和。 6 下列关于椭圆形封头说法中正确的有 （ABD ） A 封头的椭圆部分经线曲率变化平滑连续，应力分布比较均匀 B 封头深度较半球形封头小的多，易于冲压成型 C 椭圆形封头常用在高压容器上 D 直边段的作用是避免封头和圆筒的连接处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状 况。 7 下列关于二次应力说法中错误的有 (ABD) A 二次应力是指平衡外加机械载荷所必需的应力。 B 二次应力可分为总体薄膜应力、弯曲应力、局部薄膜应力。 C 二次应力是指由相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的正应力或切应力。 D 二次应力是局部结构不连续性和局部热应力的影响而叠加到一次应力之上的应力增量。 8下列说法中，错误的有 （ C ） A 相同大小的应力对压力容器失效的危害程度不一定相同。
过程设备设计 一塔设备部分 1简述塔设备的作用及其常见的分类方式 2简述塔设备的振动原因及防振措施 3写出斯特罗哈数的表达式，说明各物理量的含义 4设备塔设备（板式塔）通道板的作用及应考虑的因素有哪些？ 5画出塔盘板上下可拆的连接结构，并说明装拆过程 6画出裙座支座的结构简图，说明各零部件的名称及作用 二换热设备部分 1按传热方式或热传递原理进行分类，换热设备有哪几种主要形式，各有什么特点？ 2根据结构特点，管壳式换热器有哪几种主要类型？如果管程压力较高，壳程需要清洗，而管壁温差较大，应选用何种类型的换热器，说明选型的理由。 3试画出6管程管壳式换热器的管束分程布置图（指出流程顺序，画出管箱隔板，介质返回侧隔板示意图），指出管束分程的原则。 4绘图说明管壳式换热器壳程防止短路的三种结构。 5当管板应力超过许用应力时，应如何调整，为什么？ 6如何校核固定管板式换热器设计计算的各应力? 三机械搅拌反应设备部分（6分×5＝30分） 1简述筒体长径比（H/D）必须考虑的因素 2绘出“圆盘式开式涡轮”搅拌桨的结构示意图。指出该桨属于何种流型和应用条件。 3写出湍流状态下搅拌功率表达式，说明各参数含义。 4搅拌轴轴径确定的依据。 5请绘出一种机械密封结构简图指出该结构可能存在的泄漏点。
过程设备设计答案 一 塔设备部分 1简述塔设备的作用及其常见的分类方式 作用：可使气液或液液两相之间充分接触。达到相互传热及传质的目的。 在塔设备中可进行的单元操作：精馏、吸收、解吸、气体增湿、离子交换、冷却等。 分类方式：1按操作压力分有加压塔，常压塔和减压塔 2按单元操作分有精溜塔，吸收塔，解析塔，萃取塔，反应塔，干燥塔等 3按内件结构分有填料塔，板式塔 2简述塔设备的振动原因及防振措施 原因：由于风载荷作用产生沿着风力方向的振动和垂直风力方向的振动（诱发振动）， 主要是诱发振动。当塔的固有频率与卡曼涡街的频率相等时，塔体即产生振动。 防振措施：塔在操作时激振力的频率不得在塔体第一振型固有频率的0.85～1.3倍范 围内，即不得在如下范围内：113.185.0c c f fv f << 如在范围内，应采取如下措施：1 增大塔的自振频率；2 塔的阻尼加大 3 采取扰流装置 3写出斯特罗哈数的表达式，说明各物理量的含义 表达式：v Df S v r = r S －斯特罗哈数 D －塔体的外直径 v f －激振频率 v －风速 4设备塔设备（板式塔）通道板的作用及应考虑的因素有哪些？ 作用：为进行塔内清洗和维修，使人能进入各层塔板，在塔盘板接近中央处设置一 块通道板。 考虑因素：1各层塔盘板上的通道板最好开在同一垂直位置，以利于采光和拆卸； 2有时叶可以用一块塔盘板代替通道板； 3通道板因为上下均可拆卸的连接结构 5画出塔盘板上下可拆的连接结构，并说明装拆过程 检修需拆开时，可从上方或下方松开螺母， 将椭圆垫片旋转900，塔盘板I 即可移开 1－椭圆垫片 2－螺栓 3－螺母 4－垫圈 塔盘板塔盘板
制药工程工艺设计题库 一、填空 1、制药工程工艺设计是一门以药学、药剂学、GMP和工程学及相关科学理论和工程技术为基础的应用性工程学科。（4） 2、制药工程工艺设计的内容包括将新产品的实验室小试转变为中试直至工业化规模生产、现有生产工艺进行的技术革新与改造。（2） 3、制药工程工艺设计项目优秀与否，决定性的因素是设计质量和设计者的品质与责任心。（2） 4、根据制药工程项目生产的产品形态不同，医药工程项目设计可分为原料药生产设计和制剂生产设计。（2） 5、根据药物剂型的不同，制剂生产设计包括片剂车间设计、针剂车间设计等。（2） 6、根据医药工程项目生产的产品不同，医药工程项目设计可分为合成药厂设计、中药提取药厂设计、抗生素药厂设计以及生物制药厂和药物制剂厂设计。（5） 7、制药工程项目从设想到交付生产整个过程可分为设计前期、设计中期和设计后期。（3） 8、设计前期阶段的主要工作内容有项目建议书、可行性研究报告和设计任务书。（3） 9、设计中期阶段的主要工作包括初步设计和施工图设计。（2） 10、车间工艺设计是工厂设计的重要组成部分。按照设计进行的基本顺序，它包括工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、设备选择和计算、车间布置设计、
管道设计、非工艺条件设计和工艺部分设计概算等内容。（8） 11、生产的火灾危险性分为甲、乙、丙、丁和戊五级。（5） 12、一个优秀的工程设计只有在多种方案的比较中才能产生。进行方案比较首先明确判据，工程上常用判据有产物收率、原材料单耗、能量单耗、产品成本、工程投资及环保、安全、占地面积等因素。（4） 13、多能车间是适应医药和精细化工产品品种多、产量差别悬殊、品种更新等特点设计的。它的设计方法主要是设备相对固定，组合不同的工艺流程和工艺流程相对规定，实现多产品生产。（2） 14、污水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法。（3） 15、车间设备布置的基本形式包括按工艺流程布置、将同类设备分组布置和多层布置。（3） 16、目前世界上执行的GMP制度大致有三种类型，其包括国际性GMP制度、国家级的GMP制度和各国制药工业组织制定的GMP制度。（3） 17、对于制药工业来说，保护环境的有效途径有改进工艺、三废的资源化和三废的无害化。（3） 18、车间布置图的比例一般用1：100 ，内容包括车间平面布置图和车间剖面图。（3） 19、一个完整的车间应包括生产、辅助生产和行政-生活三部分。（3） 20、工艺流程设计的任务主要包括确定全流程的组成、确定载能介质的技术规格和流向、确定生产控制方法、确定“三废”的治理方法、绘制工艺流程图和编写工艺操作方法。（5） 21、进行方案比较得基本前提是保持原始信息不变。这些原始信息主要包括温
浅谈污水提升泵站的设计与设备选型 摘要城市排水系统中污水提升泵站是重要的组成部分，能够提高污水处理的水平，实现远距离的污水处理，保护城市内环境。污水提升泵站的设计和构成设备的型号选择，对性能的完善具有重要的作用，本文从泵站建设的重要性出发，重点对设计和选型方法进行了分析。 关键词污水提升泵；设计；选型；方法 前言 城市化建设的深入推进，带动了社会经济和城市人口的增加，伴随而来的需处理的城市污水量也与日俱增，以往的多所污水处理站共同处理的模式已经无法满足要求，急需处理能力更高的污水提升泵站对污水输送管道进行优化。为此，对污水提升泵站的设计和设备选型摄入剖析对经济和环境效益十分重要。 1 污水提升泵站建设的重要性 目前，我国提出的建设生态节约型和环境友好型的国家的政策以及可持续发展战略的推行，一定程度上引起了工业生产的重视，对污水、废气等污染物质的处理也提上了工业生产的日程，尤其是对城市污水的处理更是重中之重，诸如序列间歇式活性污泥处理法等先进的技术被应用于污水处理中，越来越多的污水处理场建设。虽然一定程度上解决了污水处理的难题，但对于远距离的污水输送和就需要污水提升泵站。从重要性的角度来看，一是，將上流来的污水提升至后续处理单元所要求的高度，使其实现重力流。二是，污水处理泵站是有水泵、集水池和泵房组成，其中水泵的种类比较多，可以根据不同的污水处理规模、控制方法等因素分别选择，提高污水处理的效率和针对性。三是，泵站中的集水池不仅能够对污水进行储存，还可以调节污水的输入量和抽升量两者中的不均衡，避免水泵的频繁启动造成磨损和处理能力下降。四是，泵站的集水池运行需要按照一定的规则进行，能够保证用水量和提水量保持一致、集水池的高水位运行、水泵运行的正常以及停用和启动时间的均匀[1]。 2 污水提升泵站的设计和选型方法 城市建设和人口的增加，使得污水处理更加重要，而污水提升泵站的建设能够实现远距离的高效污水收集，进而辅助相关的处理厂集中处理，大大地简化了净化的程序，提升了城市生态文明和节能环保建设。为了更进一步地提高污水提升泵站运行效率，可以从设计和设备选型两个方面出发，促进污水处理的良好发展。 2.1 泵站的设计方法 污水提升泵站的建设和运行需要按照一定的设计程序进行，可以说泵站设计
设备的设计与选型7.2 原料筒仓依据：A 豆粕日用量4.8t B 豆粕比重730kg/m3 C 麸皮日用量3.2 t D 麸皮比重600 kg/m3 E 装料系数80% F可储存时间为30天 豆粕筒仓：m 57.246% 807301000306.9=′′′3 取筒仓直径为1 m，则246.57=π（4/2）2′h，解得h=1.7 m 故设计直径为1m、高1.7 m的豆粕筒仓1个。麸皮筒仓：3.2′30′1000/（600′80%）=200m3 本科毕业设计第31 页共42 页 取筒仓直径为2 m，则200=π（4/2）2′h，解得h=1.8m 故设计直径为2m、高1.8m 的麸皮筒仓1个。7.3 锤击式粉碎机选用上海市希科粉体设备有限公司生产的SDF-500(1型)捶击式粉碎机，其排料粒度＜3mm，转子转速3000r/min，生产率0.2-0.5t/h,配用JO2-51-6电机，功率18.5kw,电压380V。每天需粉碎原料为8吨，则用该设备2台。 7.4 罗茨鼓风机选用D36′35-40/3500型罗茨鼓风机,其流量为403 m/min,转数1400r/min,配用JO2-84-4电机,功率40kw。每天需风送原料为8吨，则用该设备输送共需时间不到半小时。故选取Y90连续压式气力输送装置两套，分别用于原料输送和熟料输送。7.5 旋转式蒸煮锅拟采用浙江宁波市味华灭菌设备有限公司生产的WHZ—5型5.83m3旋转蒸煮锅，配2.2kw电机。一般5m3旋转式蒸煮锅处理原料约1.3吨，每天蒸料量为8吨，则共需蒸料次数为8/(5.83×1.3/5)=5.28次。现设计每天蒸6次，则每次处理原料量为8/6=1.34吨。根据前面所述蒸料操作知，蒸煮一锅约需130分钟，而原料输入及熟料输出时间大约为15分钟。故每锅从入料到处料所需时间约为150分钟，即2.5小时，蒸6锅共需15小时。因此，选取该型号的旋转蒸料锅2个，同时进行蒸煮，每锅工作时间为7.5小时 7.6 麸皮储斗每锅处理原料1.34吨，则每锅麸皮处理量为1.34′40%=0.54吨，设麸皮储斗容积为V，装料系数为80%，则有：V′80%=0.54′1000/600，解得，V=1.125m3。设储斗上部为圆柱、下部为圆锥，其中心角为90度，取直径为1米，上部高为h，则有：π′0.53/3+π′0.52′h=1.125，解得h=1.266m，取h=1.3m。所以设计麸皮储斗为上部为圆柱、下部为圆锥，其中心角为90度，直径为1米，上部高为1.3米。7.7 拌种设备拌种搅龙，主要用于均匀混合种曲和熟料，可选用JL-250型螺旋输送机选输送 量约为5～10t/h。总功率3.6kw选用一台即可。7.8 种曲池依据蒸料锅技术参数可知种曲池容积约为10 m3 ，每锅熟料体积约3 m3，1.34吨，一锅入一种曲池，每天6锅，共需种曲池6个。因制曲时间约24小时，则需另取3个种曲池轮换使用。因此，共需种曲池9个。7.9 拌盐绞龙成曲移入发酵池前需拌入一定量的盐水。成曲靠重力下落，速度不宜过大，以免损害米曲霉。因此，选取螺旋输送机的处理量也不必很大。现选取GX20型螺旋输送机。其技术参数为：螺旋叶直径200mm，输送量约8t/h,机身宽242mm，机身高316 mm。成曲移池依次进行，故选取1台GX20型螺旋输送机即可。7.10 发酵池依制曲机技术参数可知发酵池容积约为33m3，每批制曲时间为24小时，发酵时间为15天，为保证连续生产，可选用长2.5m，宽2.5m，高3m的发酵池16个。7.11 电动葫芦及抓斗采用BCD2—12D型防爆电动葫芦和ZJM－450型0.45 m3电动抓斗。BCD2—12D型防爆电动葫芦的性能参数为：起重量2t，起重高度12m，起升电动机型号BZD31-4，容量 3kw，转速1380r/min，抓斗运行电动机型号BZDY,12-4，容量0.6kw，转速1380r/min, 起升速度8m/min，运行速度20(30)m/min。发酵池容积为5′2.5′3=37.5m3，0.45m3抓斗需运行84次。由发酵池到淋池往返一次约5分钟，则每天移一个发酵池的酱醅所需时间为5′84=420分钟，约7个小时。故选一套电动葫芦和抓斗即可。7.12 翻曲机采用宁波市味华灭菌设备公司生产的FQ-8B型翻曲机。该机翻醅曲速度为1～4m/min。绞龙组数8组，总功率7.3kw。该设备采用多组集翻曲、粉碎多功能的特殊绞龙，在平整的筛面板上，曲料含底翻透；电动行走：并采用机械无级调速、自动返回、停止装置，既适应于多品种的曲料，又安全可靠；电动升降机构，使机器适应各种深度曲池；中转车配合，直接将机器移入
过程设备设计题解 1.压力容器导言 习题 1. 试应用无力矩理论的基本方程，求解圆柱壳中的应力（壳体承受气体内压p ，壳体中面半径为R ，壳体厚度为t ）。若壳体材料由 20R （ MPa MPa s b 245,400==σσ）改为16MnR （ MPa MPa s b 345,510==σσ）时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么？ 解：○ 1求解圆柱壳中的应力 应力分量表示的微体和区域平衡方程式： δ σσθ φ z p R R - =+ 2 1 φσππ φsin 220 t r dr rp F k r z k =-=? 圆筒壳体：R 1=∞，R 2=R ，p z =-p ，r k =R ，φ=π/2 t pR pr t pR k 2sin 2== = φδσσφθ ○ 2壳体材料由20R 改为16MnR ，圆柱壳中的应力不变化。因为无力矩理论是力学上的静定问题，其基本方程是平衡方程，而且仅通过求解平衡方程就能得到应力解，不受材料性能常数的影响，所以圆柱壳中的应力分布和大小不受材料变化的影响。 2. 对一标准椭圆形封头（如图所示）进行应力测试。该封头中面处的长轴D=1000mm ，厚度t=10mm ，测得E 点（x=0）处的周向应力为50MPa 。此时，压力表A 指示数为1MPa ，压力表B 的指示数为2MPa ，试问哪一个压力表已失灵，为什么？ 解：○ 1根据标准椭圆形封头的应力计算式计算E 的内压力： 标准椭圆形封头的长轴与短轴半径之比为2，即a/b=2，a=D/2=500mm 。在x=0处的应力式为： MPa a bt p bt pa 1500250 102222 2 =???== = θθσσ ○ 2从上面计算结果可见，容器内压力与压力表A 的一致，压力表B 已失灵。 3. 有一球罐（如图所示），其内径为20m （可视为中面直径），厚度为20mm 。内贮有液氨，球罐上部尚有 3m 的气态氨。设气态氨的压力p=0.4MPa ，液氨密度为640kg/m 3 ，球罐沿平行圆A-A 支承，其对应中心角为120°，试确定该球壳中的薄膜应力。 解：○ 1球壳的气态氨部分壳体内应力分布： R 1=R 2=R ，p z =-p MPa t pR t pR pr t pR k 10020 210000 4.022sin 2=??===? = = = +θφφθφσσφδσσσ φ0 h
1 带式输送机的选型计算 1.1 设计的原始数据与工作环境条件 （1）工作地点为工作面的皮带顺槽 （2）装煤点的运输生产率，0Q =836.2（吨/时）； （3）输送长度，L =1513m 与倾角β= 5以及货流方向为下运： （4）物料的散集密度，'ρ=0.93/m t （5）物料在输送带上的堆积角，θ=30 （6）物料的块度，a=400mm 1.2 运输生产率 在回采工作面，为综采机组、滚筒采煤机或刨煤机采煤时，其运输生产率应 与所选采煤机械相适应。由滚筒采煤机的运输生产率，可知： 2.8360=Q （h t ） 1.3 设备型式、布置与功率配比 应根据运输生产率Q 、输送长度L 和倾角，设备在该地点服务时间，输送长 度有无变化及如何变化确定设备型式。产量大、运距短、年限长使用DT Ⅱ型；运距大，采用DX 型的；年限短的采用半固定式成套设备；在成套设备中。由于是上山或下山运输和在平巷中输送距离变化与否采用设备也有所不同。根据本顺槽条件，初步选用280SSJ1200/2?型可伸缩胶带输送机一部。其具体参数为： 电机功率：2?280kW 运输能力：1300h t /
胶带宽：1200 mm 带速：2.5 m/s 设备布置方式实际上就是系统的整体布置，或称为系统方案设计。在确定了 输送机结构型式下，根据原始资料及相关要求，确定传动装置、改向滚筒、拉紧装置、制动装置以及其它附属装置的数量、位置以及它们之间的相对关系，并对输送线路进行整体规划布局。 功率配比是指各传动单元间所承担功率（牵引力）的比例。 1.4 输送带宽度、带速、带型确定计算 根据物料断面系数表，取458=m K 根据输送机倾角，取1=m C 则由式（7.1），验算带宽 m C v K Q B m m 901.01 9.05.24582.836'0=???=≥ ρ 式（7.1） 按物料的宽度进行校核，见式（7.2） mm a B 9002003502200 2max =+?=+≥ 式（7.2） 式中 m ax a —物料最大块度的横向尺寸，mm 。 则输送机的宽度符合条件
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工艺设计及设备选型方案
一、基本设计条件 1、原有污水处理工艺流程 山西襄矿集团沁县华安焦化有限公司污水处理满足国家及相关行业标准。要求流量为130m3/h（其中年产130万吨的焦化装置焦化废水处理流量为：100m3/h，焦炉煤气综合利用制液化天然气（LNG）项目建成投产后将产生流量为30m3/h生产废水也将一并引至该污水处理厂集中处理）。 包括本工程及相关配套设施的设计、采购、施工、安装调试、负荷试车、试运行、完成功能考核、人员培训、技术服务直至竣工验收合格，以及缺陷修复、在质量保证期内的工程质量保证/保修义务全过程的交钥匙工程。 原来焦化废水处理系统设计文件包括：事故池及预处理、生化处理单元、高级氧化单元、膜法深度处理单元及配套所有辅助设施。但高级氧化单元、膜法深度处理单元没有施工。实际上，已建设施工的内容主要包括： 1）事故池1座（平面尺寸20*18） 2）调节池1座（平面尺寸12*18） 3）除油池1座（平面尺寸：12*7.85，分2格） 4）浮选系统1套
5）厌氧池2座（总体尺寸：26*9） 6）缺氧池2座（总体平面尺寸：26*13） 7）好氧池2座（总体尺寸：35*26*5.9） 8）二次沉淀池1座（Φ14m） 9）混凝沉淀池1座（Φ12m） 10）污泥浓缩池1座（Φ6m） 11）鼓风机3台，D60-1.7，N=185KW 12）综合厂房1座（平面尺寸：6*44.5） 13）1#集水池1座（平面尺寸：4*10） 14）2#集水池1座（平面尺寸：4*6） 15）3#集水池1座（平面尺寸：4*5） 16）清水池1座（平面尺寸：4*7） 17）污泥脱水机1套。 （2）、现有工艺流程： 蒸氨废水→除油池→气浮池→调节池→厌氧池→缺氧池→好氧池→二次沉淀池→混凝沉淀池→清水池（达标后送熄焦沉淀池）。现有工艺出水水质：