1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　140萬(wàn)噸/年 PTA精制單元過(guò)濾-干燥系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)

2、 化學(xué)工程與工藝 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</

3、b></p><p>　　在PTA生產(chǎn)過(guò)程中過(guò)濾和干燥單元是制約產(chǎn)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)PTA工業(yè)生產(chǎn)起著決定性作用。本文通過(guò)對(duì)比目前PTA工業(yè)上常用的精制單元過(guò)濾干燥工藝之后，確定采用真空過(guò)濾工藝和回轉(zhuǎn)圓筒干燥工藝，依次進(jìn)行了物料衡算和熱量衡算，工藝計(jì)算及設(shè)備選型，繪制了帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)裝配圖，平面布置圖。</p><p>　　[關(guān)鍵詞] PTA 過(guò)濾 干燥 工

4、藝設(shè)計(jì) 設(shè)備選型</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　PTA production process in the filtration and drying unit is the key to capacity constraints on the PTA plays a decisive role in industrial

5、 production. This paper compares the current PTA refining unit commonly used in industrial filtration and drying to determine the rotary vacuum filtration process and the drying cylinder, in turn the material balance and

6、 heat balance, process calculations and equipment selection, drawn with control Point flow chart, drum vacuum filter assembly drawing, plot pl</p><p>　　[Key word] PTA Filtration Drying Process Calculatio

7、n Equipment Selection</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 前言1</b></p><p><b

8、>　　1.1背景1</b></p><p>　　1.2過(guò)濾工藝研究進(jìn)展1</p><p>　　1.2.1過(guò)濾工藝技術(shù)概況1</p><p>　　1.2.2 固液分離工藝在PTA工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及研究情況1</p><p>　　1.2.3 PTA過(guò)濾工藝流程選擇2</p><p>　　1.3干

9、燥工藝研究進(jìn)展3</p><p>　　1.3.1 干燥工藝技術(shù)概況3</p><p>　　1.3.2常見的干燥工藝概況3</p><p>　　1.3.3 PTA干燥工藝流程選擇4</p><p><b>　　1.4設(shè)計(jì)原則4</b></p><p>　　1.5 設(shè)計(jì)目的及意義4<

10、/p><p><b>　　1.6設(shè)計(jì)任務(wù)4</b></p><p><b>　　2 工藝設(shè)計(jì)5</b></p><p>　　2.1工藝流程設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1.1工藝流程設(shè)計(jì)的重要性5</p><p>　　2.1.2工藝流程設(shè)計(jì)原則5</p>

11、<p>　　2.1.3工藝流程確定5</p><p>　　2.1.4生產(chǎn)工藝流程敘述6</p><p><b>　　2.2工藝計(jì)算7</b></p><p>　　2.2.1物料衡算7</p><p>　　2.2.2熱量衡算7</p><p>　　2.2.3 過(guò)濾單元工藝計(jì)算與

12、設(shè)備選型8</p><p>　　2.2.4 干燥單元工藝計(jì)算與設(shè)備選型14</p><p>　　3 車間（工段）布置設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.1車間（工段）布置設(shè)計(jì)的意義19</p><p>　　3.2車間（工段）布置設(shè)計(jì)與評(píng)述19</p><p>　　3.2.1關(guān)于車間（工段）平面布置方案19&l

13、t;/p><p>　　3.2.2關(guān)于廠房形式19</p><p>　　3.2.3車間（工段）設(shè)計(jì)布置19</p><p><b>　　4 工程概算21</b></p><p>　　4.1設(shè)備一覽表21</p><p>　　4.2 動(dòng)力（水、電、汽）消耗定額及消耗量表21</p>

14、<p>　　4.3 車間人員編制22</p><p>　　4.4 車間成本估算22</p><p>　　5 環(huán)境保護(hù)和安全措施23</p><p>　　5.1環(huán)境保護(hù)23</p><p>　　5.2 安全措施23</p><p><b>　　小結(jié)24</b></p&g

15、t;<p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　致 謝26</b></p><p>　　附錄一:PTA精制單元過(guò)濾干燥系統(tǒng)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖27</p><p>　　附錄二:PTA精制單元過(guò)濾干燥系統(tǒng)平面布置圖28</p><p>　　附錄三:轉(zhuǎn)鼓真

16、空過(guò)濾機(jī)裝配圖29</p><p><b>　　1 前言</b></p><p><b>　　1.1背景</b></p><p>　　PTA——精對(duì)苯二甲酸（Pure Terephthalic Acid），常溫下外觀為白色晶體或粉末，無(wú)毒，無(wú)味，是重要的大宗有機(jī)原料之一。PTA是聚酯纖維和非纖聚合物的重要基礎(chǔ)原料，PTA

17、的下游產(chǎn)業(yè)主要是聚酯工業(yè)，其主要用于生產(chǎn)聚酯纖維、聚酯切片和聚酯薄膜，在化纖、輕工、電子、建筑等工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用 [1]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以PTA為基礎(chǔ)原料的高科技產(chǎn)品層出不窮，其在工業(yè)上的應(yīng)用不斷增多，紡織工業(yè)和飲料包裝中要大量使用聚酯，而且在醫(yī)藥、化妝品等非食品包裝中以及在PBT工程塑料、不飽和聚酯樹脂等行業(yè)的應(yīng)用，PTA產(chǎn)業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。</p><p>　　世界上生產(chǎn)PTA產(chǎn)品主流工藝技術(shù)包括

18、英國(guó)BP—Amoco、日本三井、美國(guó)Invista(Du pont—ICI)、德國(guó)Lurgi—Eastman等4家公司的專利技術(shù)，其中前3種工藝技術(shù)主要包括氧化反應(yīng)和加氫精制2個(gè)工序生產(chǎn)PTA，通常也被稱為二步法。Lurgi～Eastman工藝則采用二次氧化與熟化代替加氫精制工序，生產(chǎn)中純度的對(duì)苯二甲酸(EPTA)[2]。目前我所在的實(shí)習(xí)單位采用的是美國(guó)杜邦公司的英威達(dá)技術(shù)和德國(guó)的伊斯特曼技術(shù)兩套工藝。目前，我國(guó)現(xiàn)有二十多套PTA裝置正

19、在運(yùn)行，有近二十年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)的中國(guó)紡織工業(yè)設(shè)計(jì)院亦結(jié)合以上國(guó)際最新技術(shù)設(shè)計(jì)了一套國(guó)產(chǎn)化的工藝。因此，對(duì)于新建PTA裝置不存在大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)[3]。</p><p>　　PTA生產(chǎn)工藝技術(shù)發(fā)展至今己經(jīng)非常成熟，但各個(gè)專利技術(shù)商仍在不斷地進(jìn)行工藝流程的優(yōu)化。目前，PTA精制單元主要采用一級(jí)連續(xù)真空過(guò)濾分離或壓力過(guò)濾分離，將精制單元的2級(jí)分離變?yōu)?級(jí)分離；取消氧化單元的干燥機(jī)和精制單元的CTA料倉(cāng)；加大精制單元干燥

20、機(jī)的干燥處理能力等措施，這些措施已在工業(yè)裝置中得到應(yīng)用，并在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中不斷改進(jìn)完善之中。在PTA生產(chǎn)過(guò)程中過(guò)濾和干燥是制約產(chǎn)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)PTA工業(yè)生產(chǎn)起著決定性作用。</p><p>　　1.2過(guò)濾工藝研究進(jìn)展</p><p>　　1.2.1過(guò)濾工藝技術(shù)概況</p><p>　　過(guò)濾是在過(guò)濾推動(dòng)力作用下，使過(guò)濾介質(zhì)一側(cè)的懸浮液或含塵氣的流體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的孔道

21、向另一側(cè)流動(dòng)。固體顆粒則被截留下來(lái)，從而使流體與固體的分離的過(guò)程。被過(guò)濾的懸浮液又稱為漿料，過(guò)濾的清液稱為濾液，過(guò)濾后截留下來(lái)的固體顆粒被稱為濾餅。在化學(xué)工程中過(guò)濾屬于固液分離技術(shù)的一種。</p><p>　　過(guò)濾機(jī)是利用過(guò)濾原理對(duì)懸浮液進(jìn)行固，液分離的一種化工設(shè)備，過(guò)濾過(guò)程一般可分為過(guò)濾，洗滌，干燥，卸料4個(gè)階段。過(guò)濾機(jī)主要按照過(guò)濾推動(dòng)力、過(guò)濾介質(zhì)、過(guò)濾操作方法來(lái)分類。按過(guò)濾推動(dòng)力可分為重力過(guò)濾機(jī)、壓力過(guò)濾機(jī)和

22、真空過(guò)濾機(jī)，按過(guò)濾介質(zhì)的性質(zhì)可分為粒狀介質(zhì)過(guò)濾機(jī)、濾布過(guò)濾機(jī)和半透膜過(guò)濾機(jī)等，按操作方法可分為間歇過(guò)濾機(jī)和連續(xù)過(guò)濾機(jī)等[4]。過(guò)濾機(jī)在化工生產(chǎn)上具有非常重要的作用。</p><p>　　1.2.2 固液分離工藝在PTA工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及研究情況</p><p>　　固液分離工藝在PTA生產(chǎn)中的主要作用有兩個(gè)方面：(1)氧化段中除去TA料漿中的醋酸溶液，以保證加氫精制段的生產(chǎn)要求；(2)精制

23、段中除去苯甲酸，得到精對(duì)苯二甲酸。目前PTA工業(yè)上固液分離工藝主要有離心分離工藝、真空過(guò)濾工藝、壓力過(guò)濾工藝三種。</p><p>　　1.2.2.1離心分離工藝簡(jiǎn)介</p><p>　　離心機(jī)是利用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，使懸浮液、乳濁液及其他物料的分離或濃縮的化工設(shè)備。</p><p>　　離心分離工藝：來(lái)自PTA結(jié)晶器的PTA漿料，用壓力離心機(jī)進(jìn)料泵送到壓力離心

24、機(jī)，壓力離心機(jī)使?jié){料脫水生成約含水量大概為12％的PTA濾餅和約含O.25％固體顆粒和約溶解有O.2％PTA的母液。PTA濾餅被再打漿水沖洗從離心機(jī)殼體剝離下來(lái)，形成的漿料再利用自身重力進(jìn)入打漿罐再次被打漿。離心機(jī)的母液靠重力自流進(jìn)入母液罐。經(jīng)過(guò)這樣一級(jí)分離的濾餅進(jìn)一步打漿洗滌，使濾餅中的雜質(zhì)苯甲酸盡量溶解，再經(jīng)過(guò)二級(jí)離心分離得到高純度的PTA產(chǎn)品[5]。</p><p>　　離心機(jī)是離心分離工藝中的主設(shè)備，它屬

25、于高速運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，容易發(fā)生機(jī)械損傷，制約了其長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，離心機(jī)運(yùn)行周期下降很明顯。例如烏魯木齊石化公司化纖廠在1995年投產(chǎn)的一套裝置，工作10年后運(yùn)行周期由原來(lái)的6個(gè)月以上降到了2—3個(gè)月。另外離心分離工藝的生產(chǎn)能力受限，已成為PTA生產(chǎn)產(chǎn)能擴(kuò)大的瓶頸。離心分離工藝主要適用于早期PTA生產(chǎn)，因此有很多企業(yè)的擴(kuò)能改造中都把以前的離心分離工段改造為真空過(guò)濾如上海石化和揚(yáng)子石化等[6]。</p><

26、p>　　1.2.2.2真空過(guò)濾工藝簡(jiǎn)介</p><p>　　PTA漿料從過(guò)濾機(jī)進(jìn)料罐中由供料輸送泵從過(guò)濾機(jī)的底部送入料槽，在真空條件下，漿料中的PTA顆粒被過(guò)濾后留在濾布上。多余的漿料從溢流管線返回到進(jìn)料罐中以保證漿料處于懸浮狀態(tài)。濾液和氣體由被真空泵抽出進(jìn)入濾液罐進(jìn)行氣液分離，濾布上的濾餅經(jīng)洗滌水清洗后，被真空泵的壓縮返回氣體吹落由螺旋輸送機(jī)送到干燥機(jī)進(jìn)行干燥處理[7]。</p><p

27、>　　真空過(guò)濾工藝與離心分離工藝相比。轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)能力大及設(shè)備維修費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，成為了PTA廠家的新寵。但與最近開發(fā)研究的壓力過(guò)濾工藝相比，其生產(chǎn)能力又有所不及，且附屬設(shè)備也較其要多出一個(gè)真空系統(tǒng)。</p><p>　　1.2.2.3壓力過(guò)濾工藝簡(jiǎn)介</p><p>　　壓力過(guò)濾工藝由真空過(guò)濾工藝演變而來(lái)，其原理真空過(guò)濾一致，它是將真空過(guò)濾的常壓操作發(fā)展改進(jìn)為加壓操

28、作。</p><p>　　壓力過(guò)濾工藝流程：PTA漿料從過(guò)濾機(jī)進(jìn)料罐中由供料輸送泵從旋轉(zhuǎn)壓力過(guò)濾機(jī)的底部送入料槽；在加壓條件下漿料中的PTA顆粒被過(guò)濾后留在濾布上，同時(shí)一部分漿料從進(jìn)料槽的溢流線返回到進(jìn)料罐中以保證漿料處于懸浮狀態(tài)。濾餅隨過(guò)濾機(jī)的旋轉(zhuǎn)依次進(jìn)行過(guò)濾、清洗等步驟，再進(jìn)入干燥階段。內(nèi)外壓差的存在，使濾餅中的水分被壓入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)側(cè)，得到初步干燥濾餅，通過(guò)刮刀卸料，最后經(jīng)螺旋輸送器送入干燥機(jī)進(jìn)行干燥。</

29、p><p>　　壓力過(guò)濾工藝優(yōu)點(diǎn)是比真空過(guò)濾處理量更大，其產(chǎn)量是普通真空過(guò)濾機(jī)的4—10倍，濾餅含濕量更低。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不需要附加的真空系統(tǒng)，而且實(shí)現(xiàn)了常壓卸料，更加方便了生產(chǎn)的操作。但是其技術(shù)還處于試驗(yàn)應(yīng)用階段，國(guó)內(nèi)工業(yè)試驗(yàn)機(jī)已開發(fā)成功。</p><p>　　1.2.3 PTA過(guò)濾工藝流程選擇</p><p>　　針對(duì)年產(chǎn)量140萬(wàn)噸的PTA生產(chǎn)工藝，離心分離工藝明顯

30、是不合時(shí)宜了，雖然壓力過(guò)濾工藝更為先進(jìn)，但是其技術(shù)尚未成熟，同樣不宜選用，因此選擇真空過(guò)濾工藝是最合適的，相關(guān)文獻(xiàn)中也有類似論述[6]。</p><p>　　1.3干燥工藝研究進(jìn)展</p><p>　　1.3.1 干燥工藝技術(shù)概況</p><p>　　干燥是工業(yè)上常見的單元操作過(guò)程之一，干燥效果好壞將影響到產(chǎn)品性能、形狀、質(zhì)量以及能耗等。干燥工藝涉及的行業(yè)較廣，既涉

31、及復(fù)雜的傳熱、傳質(zhì)機(jī)理，又與物料的性質(zhì)、處理量等密切相關(guān)，各種結(jié)構(gòu)及工藝不同的設(shè)備的它的功能也有些區(qū)別。干燥工藝隨著其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有較大的發(fā)展，因?yàn)楦稍锷婕安煌N類產(chǎn)品的性質(zhì)、干燥前后的物料不同形態(tài)。</p><p>　　化學(xué)工業(yè)中的干燥方法有三類：機(jī)械除濕法、化學(xué)除濕法、加熱干燥法。</p><p>　　機(jī)械除濕法:采用壓榨機(jī)對(duì)濕物料進(jìn)行加壓操作，將物料中的一部分水分?jǐn)D出使其干燥。物

32、料中除去的水分量的多少主要決定于施加壓力的大小。物料經(jīng)機(jī)械除濕后仍會(huì)保留較高的水分，一般是40%～60%左右。不許受壓的物料或顆粒狀物料可用離心分離脫水，經(jīng)離心分離除去水分之后，物料的含濕率為5%～10%。其他機(jī)械除濕常用的化工設(shè)備有各種類型的過(guò)濾機(jī)。機(jī)械除濕法只能除去物料中的自由水，與物料結(jié)合的水分難以除去。機(jī)械除濕之后物料的含濕率仍然較高，一般達(dá)不到化工生產(chǎn)要求的較低含水量。</p><p>　　化學(xué)除濕法:

33、利用干燥劑除去流體和固體中含有的少量水分。由于干燥劑的僅有有限的除濕能力，僅可以除去物料中的微量水分，它化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用的很少。</p><p>　　加熱干燥法:化工行業(yè)中用得最多的干燥方法，它是利用加熱的方法使物料中水分汽化除去。例如預(yù)先把空氣加熱然后再送入干燥機(jī)用來(lái)干燥物料，空氣中的將熱量傳導(dǎo)給物料，同時(shí)物料中的水分汽化，形成水蒸氣，隨空氣被帶出干燥機(jī)。物料經(jīng)過(guò)加熱干燥，能夠除去物料中的結(jié)合水分，達(dá)到化工工藝上

34、所要求的含水量[8]。</p><p>　　1.3.2常見的干燥工藝概況</p><p>　　1.3.2.1噴霧干燥工藝</p><p>　　噴霧干燥工藝流程是采用噴霧的方法，使物料成為霧滴分散在熱氣流中，物料與熱空氣呈并流、逆流或混流的方式互相接觸，使水分迅速蒸發(fā)，達(dá)到干燥目的。采用這種干燥方法，可以省去濃縮或過(guò)濾等化工單元操作，而且干燥時(shí)間非常短，但是其容積傳熱

35、系數(shù)較小。工業(yè)上常用的噴霧干燥器，其熱效率一般在40%—50%左右。其代表設(shè)備是噴霧干燥機(jī)，主要用于處理溶液、懸浮液或泥漿狀物料[9]。</p><p>　　1.3.2.2流化床干燥工藝</p><p>　　流化床干燥工藝流程是將呈散粒狀的固體物料加入流化床干燥器中，由鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)進(jìn)入燃燒室，加熱后的風(fēng)與固體物料在底部接觸，形成流態(tài)化，以此進(jìn)行熱交換的一種干燥工藝。排料口排出干燥后的物料。流

36、化床頂部排出廢氣，通過(guò)旋風(fēng)除塵器回收夾帶的產(chǎn)品。代表設(shè)備是流化床干燥機(jī)，它適用于無(wú)凝聚作用的散粒狀物料的干燥，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單生產(chǎn)能力大，熱效率高，其缺點(diǎn)是熱空氣通過(guò)分布板和物料層的阻力較大，鼓風(fēng)機(jī)的能量消耗較大。</p><p>　　1.3.2.3氣流干燥工藝</p><p>　　氣流干燥工藝工藝流程是被干燥的物料直接由加料器加入氣流干燥管中，空氣由鼓風(fēng)機(jī)送入燃燒爐，加熱后，進(jìn)入氣流

37、干燥管的底部。高速的熱氣流，使加人的粉粒狀濕物料加速并分散地懸浮在氣流中，在氣流加速和輸送的過(guò)程中完成對(duì)濕物料的干燥。其對(duì)應(yīng)的干燥設(shè)備是氣流干燥機(jī)，應(yīng)用于粉粒狀物料的干燥氣流干燥器的主體設(shè)備很小，設(shè)備投資費(fèi)低，占地面積小，且可連續(xù)操作，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。但是，氣流干燥器操作氣速高，物料會(huì)比較強(qiáng)烈地沖擊管壁同時(shí)物料間相互碰撞，會(huì)使物料對(duì)管子產(chǎn)生較大的磨損。</p><p>　　1.3.2.4回轉(zhuǎn)圓筒干燥工藝<

38、/p><p>　　回轉(zhuǎn)圓筒干燥工藝流程：濕物料從回轉(zhuǎn)圓筒高的一端加入，干燥用煙道氣與物料并流進(jìn)入，濕物料在抄板的作用下，把物料分散在干燥用的煙道氣中，同時(shí)向前移動(dòng)，物料在移動(dòng)中直接從氣流中獲得熱量，使水分汽化，達(dá)到干燥的目的，直到回轉(zhuǎn)圓筒干燥器低的一端卸出產(chǎn)品。其對(duì)應(yīng)設(shè)備回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)在化學(xué)工業(yè)中，廣泛地用于各種粒狀物料和小塊狀物料的干燥，由于轉(zhuǎn)速很低，回轉(zhuǎn)線速度約為0.2 m/s—0.3m/s ，流體阻力小，鼓風(fēng)機(jī)

39、動(dòng)力消耗少，能耗低，操作連續(xù)，生產(chǎn)能力適應(yīng)范圍大[10]。</p><p>　　1.3.3 PTA干燥工藝流程選擇</p><p>　　PTA干燥單元，無(wú)疑是整套PTA生產(chǎn)中的關(guān)鍵工段之一，干燥系統(tǒng)運(yùn)行好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，也是影響整個(gè)裝置運(yùn)行成本的關(guān)鍵。經(jīng)第四結(jié)晶器結(jié)晶后的漿料，再通過(guò)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾之后，然后進(jìn)入干燥機(jī)干燥，把PTA由濕濾餅烘干成為易流動(dòng)的粉末狀顆粒，最后由旋轉(zhuǎn)閥和風(fēng)送

40、系統(tǒng)輸送至中間料倉(cāng)和成品料倉(cāng)，成品再由槽車送至聚酯工廠或送到PTA打包站獨(dú)立包裝。鑒于PTA工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性，同時(shí)處理量大及PTA濾餅和干燥后成易流動(dòng)粉末的特性，考慮到能耗，操作安全，生產(chǎn)能力等各方面因素，參照目前PTA行業(yè)主要采用的工藝最終選擇蒸汽管回轉(zhuǎn)圓筒干燥工藝。</p><p><b>　　1.4設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　?。?）遵守法則，法規(guī)，貫徹

41、黨的基本建設(shè)方針，實(shí)事求是，因地制宜</p><p>　?。?）合理利用國(guó)家資源和財(cái)產(chǎn)，最大限度的發(fā)揮硬件設(shè)施的內(nèi)在潛力，節(jié)約土地，減少投資，降低成本；</p><p>　?。?）采用成熟的。先進(jìn)的工藝流程，設(shè)備，學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 </p><p>　　（4）盡可能創(chuàng)造良好的勞動(dòng)條件，以利于勞動(dòng)工人的身心健康；</p><p&

42、gt;　　1.5 設(shè)計(jì)目的及意義</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)的過(guò)濾干燥工藝方面的工藝技術(shù)已經(jīng)有很大發(fā)展，但鑒于目前PTA產(chǎn)能不斷擴(kuò)大現(xiàn)狀，由于設(shè)備方面的技術(shù)限制，國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)工藝還不是很成熟。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的PTA企業(yè)采用的大都是進(jìn)口工藝技術(shù)，為此要支付大額的專利費(fèi)用，而在PTA生產(chǎn)過(guò)程中過(guò)濾和干燥是制約產(chǎn)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)PTA工業(yè)生產(chǎn)起著決定性作用，因此，研究設(shè)計(jì)PTA過(guò)濾干燥工藝流程具有重大意義。</p>

43、;<p><b>　　1.6設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　PTA精制單元過(guò)濾干燥系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)，進(jìn)行物料衡算和熱量衡算，主要設(shè)備的工藝計(jì)算和選型，繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)裝配圖和平面布置圖。</p><p><b>　　2 工藝設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1

44、工藝流程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1.1工藝流程設(shè)計(jì)的重要性</p><p>　?。?）工藝流程設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。工藝流程設(shè)計(jì)是工廠設(shè)計(jì)中最主要的內(nèi)容，是工藝設(shè)計(jì)的核心。因?yàn)楣に嚵鞒淘O(shè)計(jì)的質(zhì)量直接決定車間的生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、操作條件、安全生產(chǎn)、三廢治理、經(jīng)濟(jì)效益等一系列根本性問(wèn)題。</p><p>　?。?）工藝流程設(shè)計(jì)是物料衡算、

45、設(shè)備選型的基礎(chǔ)。從哲學(xué)角度來(lái)說(shuō)，工藝流程設(shè)計(jì)是定性分析工作階段，物料衡算是定量計(jì)算階段。一般來(lái)說(shuō)，先定性后定量，所以，工藝流程設(shè)計(jì)是物料衡算的前提和基礎(chǔ)。</p><p>　　2.1.2工藝流程設(shè)計(jì)原則</p><p><b>　?。?）先進(jìn)性</b></p><p>　　工藝流程的先進(jìn)性從兩個(gè)方面考慮：一方面是技術(shù)的先進(jìn)；一方面是經(jīng)濟(jì)上的合理

46、。兩方面同等重要，缺一不可。</p><p><b>　?。?）可靠性</b></p><p>　　所設(shè)計(jì)的工藝流程必須可靠即經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)小試、中試，證明技術(shù)是成熟的，生產(chǎn)安全可靠，才可以設(shè)計(jì)選用。</p><p>　?。?）結(jié)合國(guó)情，因地制宜</p><p>　　工藝流程的選擇從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡量采用新工藝、新技

47、術(shù)，單從具體情況考慮，并不必選擇國(guó)外的先進(jìn)的技術(shù)。因?yàn)閲?guó)外的技術(shù)往往價(jià)格較高，技術(shù)保密性強(qiáng)，沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。所以，結(jié)合實(shí)際，選擇自己易于掌握和改進(jìn)的技術(shù)要方便、實(shí)用。</p><p>　　2.1.3工藝流程確定</p><p>　　精制單元過(guò)濾干燥系統(tǒng)主要流程，如圖2.1所示</p><p>　　圖2.1工藝流程方框圖</p><p>　　2.

48、1.4生產(chǎn)工藝流程敘述</p><p>　　精制第四結(jié)晶器的漿料通過(guò)精制結(jié)晶器出料泵送至過(guò)濾機(jī)進(jìn)料罐，然后經(jīng)過(guò)濾機(jī)進(jìn)料泵送至過(guò)濾機(jī)。漿料經(jīng)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾、洗滌、脫水干燥后，被分離成TA濾餅和精制母液。濾餅含濕量約為12%，通過(guò)螺旋輸送器送入PTA干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，干燥后的PTA經(jīng)風(fēng)送系統(tǒng)送至下游工段。濾液和氣體被抽出后進(jìn)入濾液罐中，其中氣體被吸入真空泵后又被送至真空泵汽液分離罐，液體經(jīng)濾液出料泵送至母液處理系統(tǒng)循環(huán)使

49、用。</p><p>　　依據(jù)以上工藝流程敘述初步設(shè)計(jì)工藝流程圖，如圖2.2所示：</p><p><b>　　圖2.2工藝流程圖</b></p><p><b>　　2.2工藝計(jì)算</b></p><p>　　依據(jù)工藝流程敘述和工藝流程圖依次進(jìn)行工藝計(jì)算和設(shè)備選型。</p><

50、p><b>　　2.2.1物料衡算</b></p><p>　　1）物料衡算的原理?方法?步驟</p><p><b>　　(1):原理</b></p><p>　　對(duì)于連續(xù)穩(wěn)定過(guò)程,物料衡算的方程是:</p><p>　　ΣM入=ΣM出

51、 2—1</p><p>　　即: 初始輸入量=最終輸出量  </p><p>　　對(duì)不連續(xù)過(guò)程,物料衡算的方程為:</p><p>　　ΣMλ=ΣM出+M累積 2—2</p><p>　　即:初始輸入量+生成輸入

52、量=最終輸出量+消耗量</p><p><b>　　(2)：方法</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)屬于連續(xù)式反應(yīng),采用第一種計(jì)算方法</p><p><b>　　(3)：步驟</b></p><p>　　根據(jù)工藝流程敘述和工藝流程圖，查設(shè)計(jì)要求的物料和能量平衡表。列出物料性質(zhì)表，如表2.1所示：&

53、lt;/p><p>　　表 2.1 物料性質(zhì)表</p><p><b>　　2.2.2熱量衡算</b></p><p>　　（一）熱量衡算的基本原理</p><p>　　化工生產(chǎn)過(guò)程中存在著能量的產(chǎn)生和消耗，尤其是在化學(xué)反應(yīng)階段，為保持反應(yīng)溫度的恒定，需要加入或放出熱量。因此熱量衡算是化工設(shè)計(jì)重要的步驟，熱量衡算以熱力學(xué)第一

54、定律為依據(jù)。通過(guò)熱量衡算可確定傳熱設(shè)備的熱負(fù)荷，以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)傳熱設(shè)備的形式、尺寸、傳熱面積等。同時(shí)為反應(yīng)器、結(jié)晶器、塔設(shè)備、輸送系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)、分離及各種儀表等提供參數(shù)，以確定單位產(chǎn)品的能量消耗指標(biāo)。也為電氣、設(shè)備和儀表提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)條件。</p><p><b>　?。ǘ崃坑?jì)算</b></p><p>　　能量衡算的基本方程式</p><p

55、><b>　　2—3</b></p><p>　　式中， 體系總能量變化；</p><p>　　體系從環(huán)境中吸收的能量；</p><p>　　環(huán)境對(duì)體系所做的功；</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)只是PTA精制單元過(guò)濾干燥系統(tǒng)工段的設(shè)計(jì)，故涉及的化學(xué)反映的熱量衡算沒(méi)有，只在干燥部分有傳熱的計(jì)算，由于熱量計(jì)算與設(shè)備計(jì)

56、算的關(guān)系非常密切，因此將熱量放在設(shè)備工藝計(jì)算內(nèi)同時(shí)進(jìn)行。</p><p>　　2.2.3 過(guò)濾單元工藝計(jì)算與設(shè)備選型</p><p>　　2.2.3.1 過(guò)濾機(jī)進(jìn)料罐的工藝計(jì)算與選型(T01/ABCD)</p><p>　　1)對(duì)于過(guò)濾機(jī)進(jìn)料罐筒體的計(jì)算和選擇</p><p><b>　　體積計(jì)算: </b></p

57、><p>　　根據(jù)對(duì)直徑和高度的合理化要求，確定設(shè)計(jì)直徑和高度。取 。(查參考文獻(xiàn)[11] p126表4-1)</p><p><b>　　已知進(jìn)料體積,</b></p><p>　　實(shí)際進(jìn)料罐的體積，要比進(jìn)料體積大，以保證進(jìn)料物料上面有一定空間，由公式：確定。式中為裝填系數(shù)，等于，一般由經(jīng)驗(yàn)確定，也可以根據(jù)進(jìn)料物料的性質(zhì)不同而選擇；對(duì)于沸騰或氣泡

58、的物料，可取小的系數(shù)，如；對(duì)于不起泡沫或不沸騰的液體可取。(參考文獻(xiàn)[11] p126)</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　所以： </b></p><p><b>　　2—4</b></p><p><b>　　圓整:</b

59、></p><p><b>　　校驗(yàn)如下：</b></p><p><b>　　2—5</b></p><p><b>　　圓整:</b></p><p><b>　　2—6</b></p><p><b>　　圓整

60、:</b></p><p><b>　　故符合</b></p><p>　　故參照進(jìn)料罐的生產(chǎn)規(guī)格選擇：筒體內(nèi)徑： ；筒高：</p><p>　　查參考文獻(xiàn)[12] 316L不銹鋼許用應(yīng)力 ；焊接接頭系數(shù)（查參考文獻(xiàn)[13] p161表10-9）；（查參考文獻(xiàn)[13] p161表10-10）</p><p>

61、<b>　　容器壁厚：</b></p><p>　　2—7 （查參考文獻(xiàn)[13] p219式10-12） </p><p><b>　　對(duì)壁厚圓整取 </b></p><p>　　2）對(duì)進(jìn)料罐封頭的選擇</p><p>　　上下封頭均為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。具體參數(shù)如下：（查參考文獻(xiàn)[14]）<

62、;/p><p><b>　　封頭內(nèi)徑</b></p><p><b>　　曲面高度</b></p><p><b>　　封頭直邊高度 </b></p><p><b>　　封頭厚度</b></p><p><b>　　內(nèi)表面積

63、</b></p><p><b>　　容積</b></p><p>　　3）對(duì)進(jìn)料罐攪拌器的選擇(A01/ABCD)</p><p>　　由于進(jìn)料罐中的物料要保持固液懸浮狀態(tài)，且液相流體的粘度小于，固相的體積分率小于5%,因此查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)選推進(jìn)式攪拌器。查參考文獻(xiàn)[11] p32，攪拌器葉片直徑與罐內(nèi)徑之比為，常取，故葉片直徑

64、為；轉(zhuǎn)速，??；葉端線速，取。</p><p>　　以上設(shè)計(jì)具體結(jié)果，如表2.2、表2.3、表2.4所示：</p><p>　　表 2.2 過(guò)濾機(jī)進(jìn)料罐的工藝尺寸</p><p>　　表 2.3 過(guò)濾機(jī)進(jìn)料罐封頭的工藝尺寸</p><p>　　表 2.4 過(guò)濾機(jī)進(jìn)料罐攪拌器的工藝尺寸</p><p>　　2.2.3.2

65、過(guò)濾機(jī)的工藝計(jì)算與選型(F01/ABCD)</p><p><b>　　已知參數(shù): </b></p><p>　　固相在母液中所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù): </p><p>　　濾出的固相密度: </p><p>　　母液體積: </

66、p><p>　　濾液體積: </p><p>　　母液密度: </p><p>　　濾液密度: </p><p>　　母液物流總量: </p><p&

67、gt;　　濾液物流總量: </p><p>　　母液粘度: </p><p>　　濾液粘度: </p><p>　　濾餅兩側(cè)壓力差: </p><p>　　(1)單位時(shí)間(h)過(guò)濾所處

68、理的懸浮母液的質(zhì)量:</p><p><b>　　其中固相質(zhì)量為: </b></p><p>　　單位時(shí)間(h)過(guò)濾濾液體積: </p><p>　　單位時(shí)間(h)過(guò)濾濾餅體積:</p><p><b>　　2—8</b></p><p>　　(2)過(guò)濾面積:（過(guò)濾介質(zhì)阻力

69、忽略不計(jì)）</p><p>　　2—9 （查參考文獻(xiàn)[15] p123）</p><p>　　2—10 （查參考文獻(xiàn)[16] p546）</p><p>　　2—11 （查參考文獻(xiàn)[16] p546） </p><p>　　2—12 （查參考文獻(xiàn)[17]）</p><p>　　代入數(shù)據(jù)解

70、得 </p><p>　　Q—單位時(shí)間獲得的總濾液量/m3·s-1 A—過(guò)濾面積/m2</p><p>　　K—過(guò)濾常數(shù)/m2·s-1 ，:浸沒(méi)率/ N—轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速/r·min-1 </p><p>　　K—過(guò)濾物料的過(guò)濾常數(shù)/m4·N-1·s-1 —濾餅兩側(cè)壓力差/N·m-2&l

71、t;/p><p>　　S—為濾餅壓縮指數(shù)，s=0為不可壓縮濾餅，0<s<1為可壓縮濾餅 </p><p>　　—濾液粘度/N·s·m-2 —單位壓力差下濾餅的比阻/ m-2</p><p>　　—單位體積濾液生成的濾餅體積/ m3·m-3 </p><p>　　選用

72、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)鼓浸沒(méi)率[16]。</p><p><b>　　過(guò)濾面積:</b></p><p><b>　　2—13</b></p><p>　　由于選擇的設(shè)備同時(shí)要滿足上述要求，故從查參考文獻(xiàn)[16]表13—21轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)選型4臺(tái)。轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)裝配圖見附錄三。</p><p>　　以上設(shè)計(jì)具

73、體結(jié)果，如表2.5所示：</p><p>　　表 2.5 轉(zhuǎn)鼓真空濾機(jī)的選型</p><p>　　2.2.3.3 過(guò)濾機(jī)濾液罐的工藝計(jì)算與選型(T02/ABCD)</p><p>　　1)對(duì)于過(guò)濾機(jī)濾液罐筒體的計(jì)算和選擇</p><p><b>　　體積計(jì)算: </b></p><p>　　根據(jù)對(duì)

74、直徑和高度的合理化要求，確定設(shè)計(jì)直徑和高度。取 H/Di=1.0。(查參考文獻(xiàn)[11] p126表4-1)</p><p><b>　　已知進(jìn)料體積,</b></p><p>　　實(shí)際進(jìn)料罐的體積，要比進(jìn)料體積大，以保證進(jìn)料物料上面有一定空間，由公式：確定。式中為裝填系數(shù)，等于，一般由經(jīng)驗(yàn)確定，也可以根據(jù)進(jìn)料物料的性質(zhì)不同而選擇；對(duì)于沸騰或氣泡的物料，可取小的系數(shù)，如

75、；對(duì)于不起泡沫或不沸騰的液體可取。(查參考文獻(xiàn)[11] p126)</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　所以： </b></p><p><b>　　2—4</b></p><p><b>　　圓整:</b></p&

76、gt;<p><b>　　校驗(yàn)如下：</b></p><p><b>　　2—5 </b></p><p><b>　　圓整:</b></p><p><b>　　2—6</b></p><p><b>　　圓整: </b&

77、gt;</p><p><b>　　故符合</b></p><p>　　故參照濾液罐的生產(chǎn)規(guī)格選擇：筒體內(nèi)徑： 筒高：</p><p>　　查參考文獻(xiàn)[12] 316L不銹鋼許用應(yīng)力316L不銹鋼許用應(yīng)力 焊接接頭系數(shù)（雙面對(duì)接焊縫，100%探傷）（參考文獻(xiàn)[13] p161表10-9） （參考文獻(xiàn)[13] p161表10-10

78、）</p><p><b>　　容器壁厚：</b></p><p>　　2—7 （參考文獻(xiàn)[13] p219式10-12） </p><p><b>　　對(duì)壁厚圓整取 </b></p><p>　　2）對(duì)濾液罐封頭的選擇</p><p>　　上下封頭均為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。具

79、體參數(shù)如下：（查參考文獻(xiàn)[14]）</p><p><b>　　封頭內(nèi)徑</b></p><p><b>　　曲面高度</b></p><p><b>　　封頭直邊高度 </b></p><p><b>　　封頭厚度</b></p><

80、p><b>　　內(nèi)表面積</b></p><p><b>　　容積</b></p><p>　　3）由于濾液幾乎是水，故不需要對(duì)濾液罐安裝攪拌器。</p><p>　　以上設(shè)計(jì)具體結(jié)果，如表2.6、表2.7所示：</p><p>　　表 2.6 過(guò)濾機(jī)濾液罐的工藝尺寸</p>&

81、lt;p>　　表 2.7 過(guò)濾機(jī)濾液罐封頭的工藝尺寸</p><p>　　2.2.3.4 真空泵的工藝計(jì)算與選型(P03/ABCD)</p><p><b>　　已知參數(shù):</b></p><p>　　真空裝置容積: </p><p>　　密封長(zhǎng)度:

82、 </p><p>　　壓力: </p><p>　　工藝系統(tǒng)空氣: </p><p>　　進(jìn)水溫度: </p><p><b>　　真空系統(tǒng)總漏氣量</b>&

83、lt;/p><p>　　根據(jù)密封長(zhǎng)度估算泄漏量</p><p>　　假設(shè)裝置密封情況正常，取</p><p><b>　　2—14</b></p><p>　　根據(jù)真空容積估算泄漏量</p><p><b>　　查表19-37，</b></p><p>&

84、lt;b>　　確定</b></p><p>　?。?）真空系統(tǒng)的放氣量忽略不計(jì)。</p><p><b>　　（3）計(jì)算抽氣總量</b></p><p><b>　　2—15</b></p><p>　?。ú閰⒖嘉墨I(xiàn)[16] p951表19-39）</p><p

85、>　　—總抽出氣體量/kg·h-1</p><p>　　—真空系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的氣體量/kg·h-1</p><p>　　—真空系統(tǒng)的放氣量/kg·h-1</p><p>　　—真空系統(tǒng)總泄漏量/kg·h-1</p><p>　?。?）計(jì)算總抽氣速率</p><p><

86、b>　　空氣的分子質(zhì)量</b></p><p><b>　　2—16</b></p><p>　　（查參考文獻(xiàn)[16] p951表19-39）</p><p>　?。?）將換算成泵廠樣本規(guī)定條件下的抽氣速率</p><p>　　對(duì)于液環(huán)真空泵，泵廠樣本的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣溫度是20℃，進(jìn)水溫度是15℃。</

87、p><p>　　2—17 （查參考文獻(xiàn)[16]p950式19-39）</p><p>　　，分別為工作水溫度，工作氣溫度的不同引起的修正。</p><p>　　2—18 （查參考文獻(xiàn)[16] p950式19-40）</p><p>　　2—19 （查參考文獻(xiàn)[16] p950式19-41）</p><p><

88、b>　　式中 </b></p><p><b>　　—泵進(jìn)氣壓力，</b></p><p><b>　　—泵進(jìn)氣溫度。℃</b></p><p><b>　　—泵進(jìn)水溫度，℃</b></p><p><b>　　—下的汽化壓力，</b>

89、</p><p>　　—標(biāo)準(zhǔn)下的汽化壓力，</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)解得:</b></p><p>　?。?）根據(jù)抽氣速率和真空度要求，同時(shí)滿足抽氣速率S滿足（查參考文獻(xiàn)[16] p950式19-44）的條件，查參考文獻(xiàn)[19]選用2BEK400-2型真空泵。</p><p>　　以上設(shè)計(jì)具體結(jié)果，如表2.8

90、所示：</p><p>　　表 2.8 真空泵的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)</p><p>　　2.2.3.5 離心泵的選型（P01/ABCD、P02/ABCD）</p><p>　　根據(jù)流量、揚(yáng)程以及流體輸送設(shè)備的特性曲線選用合適的離心泵。</p><p><b>　　已知參數(shù):</b></p><p>　

91、　過(guò)濾機(jī)進(jìn)料泵進(jìn)料流量: </p><p>　　濾液出料泵進(jìn)料流量: </p><p>　　過(guò)濾機(jī)進(jìn)料泵所需揚(yáng)程: </p><p>　　濾液出料泵所需揚(yáng)程: </p>

92、<p>　?。ú閰⒖嘉墨I(xiàn)[14] p382 IS型單級(jí)單吸離心泵規(guī)格）</p><p>　　以上設(shè)計(jì)具體結(jié)果，如表2.9所示：</p><p>　　表 2.9 離心泵的型號(hào)與技術(shù)參數(shù)</p><p>　　2.2.4 干燥單元工藝計(jì)算與設(shè)備選型</p><p>　　2.2.4.1 干燥機(jī)的工藝計(jì)算與選型（D01）</p>

93、<p>　　（1）干燥機(jī)簡(jiǎn)體直徑的計(jì)算</p><p>　　參照傳統(tǒng)無(wú)抄板內(nèi)件回轉(zhuǎn)干燥機(jī)直徑計(jì)算方法（查參考文獻(xiàn)[20]），考慮干燥機(jī)物料填充率以及蒸汽列管截面分率對(duì)氣體流通面積的影響，筒體直徑D可按式(1)計(jì)算：</p><p>　　2—20 （查參考文獻(xiàn)[21]）</p><p><b>　　已知參數(shù):</b><

94、/p><p>　　載氣流量: </p><p>　　溶劑蒸發(fā)量: </p><p>　　載氣流截面質(zhì)量流率: </p><p>　　物料填充率選擇范圍0.1-0.2，參考相關(guān)工業(yè)裝置設(shè)計(jì)取0.16。蒸汽列管截面分率參考相關(guān)

95、工業(yè)裝置設(shè)計(jì)取0.14。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)解得筒體直徑</p><p>　?。?）干燥機(jī)筒體轉(zhuǎn)速的選擇</p><p>　　回轉(zhuǎn)干燥機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍在，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式筒體最大外徑，筒體直徑較大的，轉(zhuǎn)速就相應(yīng)的取較小的數(shù)值。</p><p><b>　　2—21</b></p><p>　　滾

96、圈外徑為干燥機(jī)直徑最大處，為筒體內(nèi)徑的倍，取1.2倍計(jì)算轉(zhuǎn)速為。</p><p>　?。?）干燥機(jī)簡(jiǎn)體長(zhǎng)度的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)PTA物料特性和相關(guān)文獻(xiàn) [22，,23]選取停留時(shí)間</p><p>　　2—22 （查參考文獻(xiàn)[23]）</p><p><b>　　已知參數(shù): </b></p>

97、<p>　　干燥機(jī)筒體直徑: </p><p>　　干燥機(jī)轉(zhuǎn)速: </p><p>　　干燥機(jī)斜度: </p><p>　　干燥機(jī)進(jìn)料流量: &l

98、t;/p><p>　　汽相流量: </p><p>　　平均粒徑: </p><p>　　代入數(shù)據(jù)解得干燥機(jī)筒體長(zhǎng)度</p><p>　　（4）總傳熱系數(shù)計(jì)算</p><p>　　蒸汽列管與物料的傳熱型

99、式與列管式換熱器的傳熱結(jié)構(gòu)相似，但由于PTA濕物料在蒸汽列管轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)內(nèi)不是勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)它的熱阻受填充率、轉(zhuǎn)速、列管排布等多種原因的影響，其傳熱系數(shù)很難用化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)上的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)方法來(lái)計(jì)算。因此，查參考文獻(xiàn)[23]中的傳熱系數(shù)公式:</p><p><b>　　2—23</b></p><p><b>　　已知參數(shù):</b></p&g

100、t;<p>　　干燥機(jī)筒體直徑: </p><p>　　物料(PTA)密度: </p><p>　　物料(PTA)比熱容: </p><p>　　物料(PTA)導(dǎo)熱系數(shù):

101、 </p><p>　　干燥機(jī)轉(zhuǎn)速: </p><p>　　代入數(shù)據(jù)解得總傳熱系數(shù)</p><p>　　(5)總傳熱面積計(jì)算</p><p><b>　　已知參數(shù):</b></p><p>　　物料進(jìn)口溫度:

102、 </p><p>　　物料出口溫度: </p><p>　　干燥機(jī)進(jìn)料流量: </p><p>　　物料(PTA)比熱容: </p&

103、gt;<p>　　2—24 （查參考文獻(xiàn)[15]）</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)解得</b></p><p><b>　　傳熱面積:</b></p><p>　　2—25 (查參考文獻(xiàn)[15])</p><p>　　考慮實(shí)際長(zhǎng)期操作中列管外表易黏附物料結(jié)垢

104、，故所需傳熱面積在計(jì)算傳熱面積基礎(chǔ)上再增加20％，以保證其長(zhǎng)期運(yùn)行。故最后的傳熱面積。</p><p>　?。?）蒸汽列管數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　已知參數(shù):</b></p><p>　　干燥機(jī)直徑: </p><p>　　干燥機(jī)長(zhǎng)度:

105、 </p><p>　　傳熱面積: </p><p>　　列管管徑: (查參考文獻(xiàn)[24])</p><p>　　為了滿足所需的傳熱面積，設(shè)列管的根數(shù)為X。</p><

106、p><b>　　得出：</b></p><p><b>　　2—26</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)解得，列管沿轉(zhuǎn)筒內(nèi)圈排列按同心圓布置。</p><p>　　以上設(shè)計(jì)具體結(jié)果，如表2.10所示：</p><p>　　表 2.10 蒸汽列管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)</p>

107、<p>　　2.2.4.2干燥機(jī)螺旋輸送器的工藝計(jì)算與選型（M01、02、03/ABCD）</p><p><b>　　已知參數(shù):</b></p><p>　　干燥機(jī)進(jìn)料量: </p><p>　　查參考文獻(xiàn)[24]得</p><p>　　容量

108、: </p><p>　　充滿系數(shù): </p><p>　　物料綜合特性系數(shù): </p><p>　　物流截面積: </p&g

109、t;<p>　　2—27 (查參考文獻(xiàn)[25])</p><p>　　由于選用水平輸送，角度修正系數(shù)C=1 </p><p>　　輸送量: </p><p>　　2—28 (查參考文獻(xiàn)[25])</p><p>　　轉(zhuǎn)速: </p><p><b>　　2—

110、29</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)解得</b></p><p>　　以上設(shè)計(jì)具體結(jié)果，如表2.11所示：</p><p>　　表 2.11 干燥機(jī)進(jìn)料螺旋輸送器的主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　由于該生產(chǎn)工藝中的過(guò)濾單元設(shè)置有四條并聯(lián)的過(guò)濾分離生產(chǎn)線，因此，假設(shè)有一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，其他設(shè)備還

111、是能夠承受生產(chǎn)負(fù)荷的需要的，有時(shí)間對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行處理的，同時(shí)考慮到成本，故在設(shè)備選型的時(shí)候沒(méi)有選用備用設(shè)備。</p><p>　　主要設(shè)備的設(shè)計(jì)結(jié)果與選型如表 2.12 所示：</p><p>　　表 2.12主要設(shè)備一覽表</p><p>　　以上所有設(shè)備選型都遵循下列原則：</p><p><b>　　滿足工藝要求；</b

112、></p><p><b>　　設(shè)備成熟可靠；</b></p><p>　　能夠充分利用原料，避免浪費(fèi)；</p><p><b>　　使用壽命盡量長(zhǎng)；</b></p><p>　　容易安裝，便于操作；</p><p><b>　　盡量采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。</b

113、></p><p>　　根據(jù)工藝流程概述和設(shè)備選型，繪制了PTA精制單元過(guò)濾干燥系統(tǒng)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖見附錄一。</p><p>　　3 車間（工段）布置設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1車間（工段）布置設(shè)計(jì)的意義</p><p>　　車間布置設(shè)計(jì)室工廠設(shè)計(jì)中很重要的一環(huán)，一個(gè)合理的車間布置設(shè)計(jì)，不僅可以再建設(shè)投資經(jīng)濟(jì)效益等方面取得良好

114、效果，并且對(duì)今后的正常安全生產(chǎn)、車間管理、設(shè)備維修、能量利用、物料運(yùn)輸、人流往來(lái)等多方面有極大影響。</p><p>　　3.2車間（工段）布置設(shè)計(jì)與評(píng)述</p><p>　　3.2.1關(guān)于車間（工段）平面布置方案</p><p>　　矩形廠房便于總平面布置，節(jié)約用地，有利于設(shè)備排列，縮短管道，便于安排交通和出入口，有較多可供自然采光和通風(fēng)的墻面。</p>

115、;<p>　　將過(guò)濾工段的所有設(shè)備和干燥工段的進(jìn)料螺旋設(shè)在同一個(gè)廠房?jī)?nèi)，由于干燥機(jī)的長(zhǎng)度限制，干燥工段單獨(dú)設(shè)立車間，各車間有通道連接。</p><p>　　3.2.2關(guān)于廠房形式</p><p>　?。?）布置方案的選擇</p><p>　　一般的化工工廠，由于生產(chǎn)規(guī)模大，車間中各工段聯(lián)系頻繁，車間中各工段的生產(chǎn)特點(diǎn)有明顯差異，在符合建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范及

116、工業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的前提下，結(jié)合建廠地區(qū)的具體情況，各工段間盡量采用分散布置，但對(duì)于同一工段，則應(yīng)該將設(shè)備布置得緊湊，以減少物料傳輸距離，節(jié)省材料費(fèi)用，便于管理維修。</p><p>　?。?）單層或多層廠房</p><p>　　本廠根據(jù)生產(chǎn)流程，設(shè)計(jì)成3層廠房。</p><p><b>　?。?）關(guān)于廠房層高</b></p>&l

117、t;p>　　化工廠房層高取決于設(shè)備的高低，安置的位置以及安全生產(chǎn)的條件，廠房層高應(yīng)符合建筑模數(shù)制的要求，即0.3m的倍數(shù)。本廠根據(jù)生產(chǎn)需要，采用6m的層高。</p><p>　?。?）關(guān)于廠房柱網(wǎng)和廠房寬度</p><p><b>　　1）廠房柱網(wǎng)</b></p><p>　　廠房柱網(wǎng)與車間布置得設(shè)計(jì)密切相關(guān)，就一般而言，跨距大小層高都會(huì)

118、有變化，本設(shè)計(jì)中多層廠房統(tǒng)一采用6×6m的柱網(wǎng)。</p><p><b>　　2）廠房寬度</b></p><p>　　廠房寬度一般由以下幾個(gè)方面決定，各工藝設(shè)備所廠房寬度之和，各工藝設(shè)備沿廠房寬度方向間距之和，廠房?jī)?nèi)縱向通道之和及縱墻厚度，主生產(chǎn)車間長(zhǎng)225m，寬96m。</p><p>　　3.2.3車間（工段）設(shè)計(jì)布置</

119、p><p>　?。?）保證工藝流程的通暢，即保證工藝流程在水平方向和垂直方向的連續(xù)性，以便生產(chǎn)連續(xù)正常進(jìn)行。</p><p>　?。?）考慮合適的設(shè)備間距，設(shè)備間距過(guò)大會(huì)增加建筑面積，拉長(zhǎng)管道，從而增加建筑和管道的投資，同時(shí)操作和管理都不方便。設(shè)備間距過(guò)小，雖可以節(jié)省占地和投資，但會(huì)帶來(lái)操作、安裝和維修的困難。</p><p>　?。?）滿足生產(chǎn)方便操作，如彼此相連續(xù)的

120、各工序的設(shè)備，應(yīng)盡量配置靠近些，以縮短聯(lián)系它們的輸送線路，設(shè)備之間盡可能達(dá)到自動(dòng)流送物料，這樣可減少輸送設(shè)備。</p><p>　?。?）滿足安裝檢修拆卸的要求，一般廠房大門的寬度要比所需要通過(guò)的設(shè)備寬度大0.2m左右，本廠車間大門設(shè)計(jì)為4m。</p><p>　?。?）考慮運(yùn)輸通道，如每排設(shè)備至少一側(cè)要留有通道，大的室內(nèi)設(shè)備在底層還要留有移出通道，并接近主道路布置。通道的寬度取決于運(yùn)輸工

121、具、運(yùn)輸物件的外形尺寸及人流、貨流通過(guò)量，主干道寬度7-8m，車間通道寬4-5m。</p><p>　?。?）采光和照明 由于車間不設(shè)置圍墻，車間主要采用天然采光，夜間電燈照明。全選用開啟式照明器，用絕緣性能好的燈座，燈管選用透射性能好的鎂光燈。</p><p>　　（7）取暖和通風(fēng) 中控車間和外操室都設(shè)有空調(diào)。</p><p>　　依據(jù)以上車間設(shè)計(jì)原則，繪制了PT

122、A精制單元過(guò)濾干燥系統(tǒng)平面布置圖，具體平面布置圖見附圖三。</p><p><b>　　4 工程概算</b></p><p><b>　　4.1設(shè)備一覽表</b></p><p>　　根據(jù)工廠參考價(jià)格和市場(chǎng)信息，估算主要設(shè)備的價(jià)格。具體如下表所示：</p><p>　　表 4.1 主要設(shè)備價(jià)格一覽表

123、</p><p>　　4.2 動(dòng)力（水、電、汽）消耗定額及消耗量表</p><p>　　根據(jù)物料衡算和熱量衡算，換算為單位產(chǎn)品（每噸）的消耗量（即消耗定額）和單位時(shí)間（每小時(shí)和每年）的消耗量。</p><p>　　蒸汽列管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)加熱用的中壓蒸汽（噸），依據(jù)工廠實(shí)際參數(shù)估算消耗定額為5噸，每小時(shí)為350噸，每年2.52×106噸。</p>