- •Рис. 9.2. К расчету теплообмена в реакторе вытеснения
- •Рис. 7.2. К примеру 10.1
- •Рис. 11.4. К примеру 11.1
- •Рис. 11.9. К расчету шпилек
- •Рис. 11.10. К примеру 11.3
- •Рис. 11.11. К примеру 11.5
- •Рис. 13.10. Рамные мешалки
- •Рис. 13.11. Якорные мешалки
- •Предисловие
- •Экологическое и технико-экономическое обоснование проектов химических производств.
- •Этапы проведения экологической экспертизы
- •Принципы экологической экспертизы
- •Рис. 1.1. Общая система организации проектирования
- •Рис. 1.2. Основные этапы и стадии разработки проектов для промышленного строительства
- •1.2. Задание на проектирование
- •Рис. 1.3. Пример построения розы повторяемости и силы ветров
- •Рис.1.4. Схема выпадения дымовых частиц при наличии зеленых защитных насаждений между застройкой и источником задымления и при отсутствии их:
- •Рис. 1.5. Совмещенная схема движения загрязненных нижнего и верхнего потоков
- •1.5. Разработка проектной документации по охране окружающей среды
- •1.5.2. Разработка прогноза загрязнения воздуха
- •1.5.4. Прогноз воздействия объекта при возможных авариях
- •1.6. Технологический процесс как основа промышленного проектирования
- •Рис. 1.6. Схема производства серной кислоты контактным способом:
- •Рис. 1.8. Процессы и аппараты химической технологии
- •Рис. 1.9. Виды оборудования химической технологии
- •Рис. 1.11. Уровни организации химического предприятия
- •1.7. Генеральный план химических предприятий
- •Рис. 1.12. Генеральный план предприятий химической промышленности
- •1.8. Типы промышленных зданий
- •1.8.1. Одноэтажные промышленные здания
- •Рис. 1.13. Одноэтажное здание павильонного типа:
- •Рис. 1.14. Многоэтажное производственное здание:
- •1.8.2. Многоэтажные здания
- •Рис. 1.15. Многоэтажное производственное здание:
- •Рис. 1.16. Поперечные разрезы зданий I и II очередей сернокислотного производства:
- •1.8.3. Вспомогательные здания и помещения химических предприятий
- •1.8.4. Склады промышленных предприятий
- •1.9. Инженерные сооружения
- •инженерных сооружений
- •1.10. Специальные вопросы проектирования химических предприятий
- •2.1. Основные стадии проектирования химических производств и оборудования
- •Рис. 2.1. Основные стадии проектирования
- •2.2. Виды конструкторских документов
- •2.4.1. Курсовое проектирование
- •2.4.2. Дипломное проектирование
- •2.4.3. Пример использования АвтоЛиспа
- •Рис. 2.2. Схема установки для ректификации трехкомпонентной смеси:
- •СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •3.1. История развития САПР
- •3.2. Основные принципы создания САПР
- •Рис. 3.1. Модульная структура программного обеспечения
- •Рис. 3.2. Области использования ЭВМ в процессе проектирования
- •3.4. Автоматическое изготовление чертежей
- •3.5. Основные преимущества автоматизации проектирования
- •3.6. Основные требования к САПР
- •Рис. 3.3. Схема взаимодействия пользователя со средствами САПР:
- •3.7. Связь САПР с производством, расширение области применения
- •3.8. Система автоматизированного проектирования цементных заводов
- •3.8.1. Функционирование САПР
- •ВВЕДЕНИЕ В ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- •4.1. Проектно-сметная документация
- •4.2.1. Исходные положения
- •4.2.2. Обоснование способа производства химической продукции
- •ВЫБОР И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Последовательность разработки технологической схемы
- •Рис. 5.1. Примерная схема стадий технологического процесса:
- •Рис. 5.2. Блок-схема физико-химических процессов, протекающих в гетерофазном реакторе с мешалкой
- •5.3. Принципиальная технологическая схема
- •5.4. Размещение технологического оборудования
- •Выбор технологического оборудования химических производств
- •6.1. Основные типы химических реакторов
- •Рис. 6.1. Установка для непрерывного процесса:
- •Рис. 6.5. Изменение концентрации веществ в реакторах:
- •Рис. 6.6. Реакторы смешения:
- •6.2. Химические факторы, влияющие на выбор реактора
- •6.2.1. Реакции расщепления
- •Рис. 6.7. Относительный выход реакции расщепления:
- •Реактор
- •6.2.2. Реакции полимеризации
- •6.2.3. Параллельные реакции
- •Объем реактора
- •РВНД
- •6.3. Эскизная конструктивная разработка основной химической аппаратуры
- •6.3.1. Общие положения
- •6.3.2. Реакторы
- •6.4. Оптимизация процессов химической технологии
- •УРАВНЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
- •7.1. Стехиометрические расчеты
- •7.2. Термодинамический анализ процессов
- •7.2.1. Равновесие химической реакции
- •Рис. 1.1. Зависимость коэффициента активности газв от приведенных давления и температуры
- •7.2.2. Расчет состава равновесной смеси
- •7.3. Общее уравнение баланса массы
- •7.4. Практический материальный баланс
- •7.5. Физико-химические основы технологического процесса
- •8.1. Общие положения
- •8.2. Расчет объемов реакторов
- •8.2.1. Основные положения химической кинетики
- •8.2.2. Расчет идеальных реакторов
- •8.3. Определение объемов аппарата
- •Тепловой расчет основного оборудования
- •9.1. Общее уравнение баланса энергии
- •Рис. 9.1. К примеру 9.1
- •9.2. Практический тепловой баланс
- •9.3. Теплообмен в реакторах
- •9.4. Расчет энтальпий и теплоемкостей
- •9.6. Расчет реактора периодического действия
- •Рис. 9.3. К тепловому расчету реактора периодического действия
- •9.7. Степень термодинамического совершенства технологических процессов
- •Рис. 9.6. Технологическая схема 1:
- •Рис. 9.7. Технологическая схема 2
- •Рис. 9.8. Схемы использования тепла реакций:
- •Гидравлические расчеты
- •10.1. Расчет диаметра трубопровода
- •Пары, насыщенные при абсолютном давлении (МПа)
- •Рис. 10.1. Зависимость коэффициента трения от критерия Рейнольдса и степени шероховатости трубы
- •10.3. Гидравлическое сопротивление кожухотрубчатых теплообменников
- •10.4. Подбор насосов
- •МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
- •11.1. Расчет сварных химических аппаратов
- •11.1.1. Основные расчетные параметры
- •11.1.2. Расчет на механическую прочность
- •11.1.3. Требования к конструированию
- •11.1.4. Расчет цилиндрических обечаек
- •Рис. 11.1. Номограмма для определения толщины цилиндрических обечаек, работающих под наружным давлением
- •Рис.11.2. Схема пользования номограммой на рис. 11.1:
- •11.1.5. Расчет крышек и днищ
- •Рис. 11.3. Основные конструкции днищ сварных аппаратов:
- •11.1.6. Подбор стандартных элементов
- •11.2. Расчет толстостенных аппаратов
- •Рис. 11.7. Основные конструкции уплотнений затворов высокого давления:
- •Рис. 11.8. К расчету усилий, действующих на затворы высокого давления
- •КОНСТРУКционНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ХИМИЧЕСКОМ МАШИНОСТРОЕНИИ
- •12.1. Виды конструкционных материалов
- •12.2. Коррозия металлов и сплавов
- •12.2.1. Виды коррозии
- •12.2.2. Виды коррозионных разрушений
- •12.2.3. Способы борьбы с коррозией
- •12.3. Влияние материала на конструкцию аппарата и способ его изготовления
- •12.3.1. Конструкционные особенности аппаратов из высоколегированных сталей
- •Рис. 12.1. Сварка встык:
- •Рис. 12.2. Способы подготовки кромок под сварку
- •Рис. 12.4. Способы сварки легированной и углеродистой стали
- •12.3.2. Конструктивные особенности эмалированных аппаратов
- •Рис. 12.5. Элементы конструкции эмалированных аппаратов
- •Рис 12.6. Пайка элементов медных аппаратов
- •12.3.3. Конструктивные особенности аппаратов из цветных металлов
- •Рис. 12.7. Основные типы паяных соединений
- •12.3.4. Конструктивные особенности аппаратов из пластмасс
- •ОФОРМЛЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ХИМИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ
- •13.1. Оформление поверхности теплообмена
- •Рис. 13.5. Реактор со змеевиковой рубашкой
- •Рис. 13.6. Рубашка с вмятинами
- •Рис. 13.8. Вывод змеевика через крышку аппарата:
- •13.2. Перемешивающие устройства
- •Рис. 13.12. Листовая мешалка
- •Рис. 13.13. Пропеллерные мешалки
- •Рис. 13.14. Турбинные мешалки открытого (а) и (б) закрытого типа
- •Рис. 13.15. Крепление мешалок к ступице:
- •13.3. Уплотнения вращающихся деталей
- •Рис. 13.18. Одинарное торцовое уплотнение:
- •ТРУБОПРОВОДЫ И ТРУБОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА
- •Рис 14.5. Фасонные части трубопроводов
- •Рис. 14.7. Крепление горизонтальных и вертикальных трубопроводов на подвесках
- •Рис. 14.8. Компенсаторы:
- •ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЗАВОДОВ
- •15.1. Виды вспомогательного оборудования
- •Рис. 15.1. Схема многостадийного диспергирования твердой фазы с контрольной классификацией продукта
- •15.2. Транспортные средства
- •15.2.1. Классификация транспортных средств для твердых материалов
- •15.2.2. Машины для транспортировки жидкостей и газов
- •ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
- •16.1. Классификация методов гранулирования и особенности уплотнения гранул
- •Рис. 16.1. Тарельчатый гранулятор:
- •Рис. 16.2. Гранулятор барабанного типа конструкции НИИХиммаша
- •16.3. Основные закономерности и аппаратурное оформление метода экструзии
- •16.5. Гранулирование в псевдоожиженном слое
- •16.6. Технологические схемы процессов гранулирования дисперсных материалов
- •Рис. 16.11. Технологическая схема гранулирования шихты методом окатывания
- •Рис. 16.13. Схема уплотнения шихты в роторном грануляторе
- •Рис. 16.14. Схема гранулирования шихты методом экструзии
- •Рис. 16.15. Схема установки для компактирования шихты
- •ЛИТЕРАТУРА
2.4.ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ВСИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРА-ХИМИКА
Проектирование в системе подготовки инженера в области химической технологии реализуется в два этапа.
Первый этап включает выполнение, как правило, в восьмом и девятом семестрах курсового проекта, базирующегося на специальных учебных курсах по технологии химических производств и на курсе «Оборудование и основы проектирования.
Второй этап – это дипломное проектирование, которое является заключительной квалификационной работой в системе подготовки инженера хими- ка-технолога и выполняется в десятом семестре.
2.4.1. Курсовое проектирование
Курсовой проект – самостоятельная учебная работа, выполняемая под руководством преподавателя и состоящая из графической части и расчетнопояснительной записки. Основными задачами и целями курсового проектирования являются:
−углубленное освоение и закрепление теоретических знаний;
−формирование умения применять знания для решения прикладных за-
дач;
−приобретение навыков и освоение методов проектирования и технических расчетов;
−подготовка к выполнению дипломного проекта и к самостоятельной профессиональной деятельности.
В качестве тем для курсового проектирования студентам предлагается выполнение проектов отдельных переделов и заводов, отражающих как современное состояние химической промышленности, так и новые, перспективные проектно-технологические решения. Проект завода, как правило, включает несколько переделов производства, связанных между собой общим планом производственных корпусов и единой технологической схемой. К выполнению таких проектов целесообразно привлекать несколько студентов, каждый из которых единолично проектирует один из переделов, например сырьевой цех, цех обжига клинкера, цех помола клинкера и сушки, отделение упаковки и отгрузки цемента. Индивидуальное выполнение проектов отдельных цехов нерационально, поскольку любой цех связан с другими цехами общими материалами, транспортными средствами, складскими помещениями, приемными устройствами и т. д., кроме того он не имеет завершенного производства.
Варианты тем курсовых проектов могут быть связаны с типами заводов
взависимости от способа производства (например, производство серной кислоты контактным способом, завод сухого, мокрого и комбинированного производства цемента). Наряду с различными типами химических заводов ва-
88
рьируется количество технологических линий, а также исходные данные для проектирования каждого из переделов производства. Так, например исходные данные для проектирования сырьевых отделений химических заводов включают различные виды сырьевых материалов (сера или серный колчедан, известняк, мел, корректирующие добавки или промышленные отходы и т. д.), разное соотношение компонентов, а также особые условия добычи и доставки сырья на завод. Исходные данные для проектирования цеха упаковки и отгрузки готовой продукции включает различное соотношение (в процентах) отгружаемого продукта в зависимости от вида транспортных средств, способов расфасовки или упаковки.
Производительность проектируемого объекта может быть задана преподавателем или рассчитана студентом, исходя из паспортной производительности основного оборудования, количества технологических линий, вида применяемого сырья и ассортимента выпускаемой продукции.
Задание на курсовой проект должно включать наименование вуза, факультета, кафедры, номер курса, группы, фамилию студента, дату выдачи задания, тему проекта, план аналитического обзора, перечень требуемых инженерных расчетов и расчетов, выполняемых на ЭВМ, состав и объем графической части проекта, список основной рекомендуемой литературы и срок представления курсового проекта к защите. Задание подписывается руководителем проекта.
Курсовой проект выполняется в течение времени, отведенного для этого по учебному плану соответствующей дисциплины. Кафедра, ведущая курсовое проектирование, должна обеспечить студентов методическими указаниями к курсовым проектам и работам. Перед началом работы над проектом студент разрабатывает и согласовывает с руководителем календарный график работы с указанием очередности и сроков выполнения отдельных этапов.
Работы над курсовым проектом студент начинает с изучения литературы: учебников, специальной литературы и журнальных статей, что позволит ему определить направление рационального решения поставленной задачи. сбор материалов к курсовому проекту и выполнение отдельных его разделов может входить в индивидуальное задание по общеинженерной или технологической практике.
Содержание курсового проекта. Курсовой проект состоит из графической части и расчетно-пояснительной записки. Вместо графической части может быть выполнен макет цеха (участка, аппарата и др.). Графическая часть и пояснительная записка должны быть взаимосвязаны. Пояснительная записка к курсовому проекту должна включать следующие разделы:
1.Титульный лист.
2.Задание на проектирование.
3.Содержание.
4.Введение.
5.Аналитический обзор.
89
6.Технологическая часть.
7.Инженерные расчеты.
8.Выводы по проекту.
9.Приложение.
10.Список литературы.
Во введении формулируются основные задачи отрасли и дается общая характеристика проектируемого объекта в соответствии с полученным заданием. Аналитический обзор содержит анализ состояния техники и технологии производства отрасли, относящейся к проектируемому объекту (как по отечественным, так и по зарубежным данным). Технологическая часть содержит подробное описание и обоснование выбранной технологической схемы с ее чертежом, выполненным на кальке или миллиметровке. Инженерные расчеты включают материальные и тепловые расчеты, расчеты и выбор вспомогательного оборудования с указанием его марок и основных технических характеристик, технологические и технические расчеты, гидравлические, механические расчеты и т. д.
Применение элементов системы автоматизированного проектирования при выполнении курсового проекта осуществляется по линии использования ЭВМ для инженерных расчетов, а также автоматизированного черчения и выбора технологических решений в системе САПР. Программы для ЭВМ, использованные в курсовом проекте и разработанные студентом, должны быть приведены в приложении к пояснительной записке.
2.4.2. Дипломное проектирование
Дипломное проектирование является заключительным этапом обучения студента в вузе и имеет целью систематизацию и применение теоретических знаний для решения поставленной научно-технической задачи, развития навыков самостоятельной инженерной работы, а также получения собственного научно-прикладного результата. Дипломное проектирование может выполняться в форме дипломного проекта, дипломной работы или дипломной ра- боты-проекта.
Дипломный проект (выпускная квалификационная работа) представляет собой самостоятельную законченную инженерную разработку технологического процесса, обеспечивающего выпуск товарной продукции в объеме завода (цеха, участка) или конструкции отдельных технологических агрегатов.
Дипломная работа представляет собой законченное научное исследование по решению одного из этапов отраслевой проблемы или конкретной задачи, имеющих самостоятельное научное, практическое или учебно-методи- ческое значение.
Дипломная работа-проект представляет собой законченное научное исследование, в котором решение конкретной научно-технической задачи сопровождается ее инженерной проработкой, например в виде технологической
90
схемы процесса и компоновки технологического оборудования, разработки и расчета отдельных технологических процессов и аппаратов.
Тематика дипломного проектирования должна быть актуальной, увязанной с проблемными вопросами развития промышленности в России, должна соответствовать основным научным направлениям, разрабатываемым в данном вузе, выполняться по заданиям промышленности, т. е. быть реальной.
При разработке тематики дипломных проектов следует обеспечить их преемственность тематике курсовых проектов и работ по основным научным и инженерным дисциплинам вуза, тематике научно-исследовательских и проектных работ выпускающей кафедры, тематике индивидуальных заданий на производственную практику. Тематика дипломного проектирования может быть комплексной и предусматривать выполнение проектов несколькими студентами по смежным темам, объединенным общей проблемой. Закрепление за студентами тем дипломных проектов утверждается приказом ректора по представлению профилирующей кафедры.
Задание на дипломный проект должно включать наименование вуза, факультета, кафедры, фамилию и инициалы студента, дату выдачи задания, наименование темы проекта, его цель и краткое содержание, разделы и объем работы, выполняемой с использованием ЭВМ, срок представления к защите, фамилии и инициалы руководителей и консультантов по специальным разделам проекта. Задание подписывается руководителем и студентом и утверждается заведующим выпускающей кафедры.
Дипломный проект состоит из графической части и пояснительной записки. Вместо графической части может быть выполнен объемный макет проектируемого объекта.
Графическая часть проекта (работы) может быть представлена в виде чертежей, эскизов и схем, характеризующих основные выводы и предложения исполнителя.
Пояснительная записка к дипломному проекту в общем случае должна содержать:
1.Титульный лист.
2.Задание на проектирование.
3.Аннотацию (реферат).
4.Содержание.
5.Введение.
6.Разделы по основной теме (аналитический обзор, технико-экономи- ческое обоснование или технико-экономические расчеты, патентный поиск, технологическая часть, строительная часть, автоматизация и автоматизированные системы управления технологическим процессом, стандартизация и др.).
7.Раздел по обеспечению жизнедеятельности.
8.Экономическая часть.
9.Заключение.
91