工艺设计范文

导语：如何才能写好一篇工艺设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

医疗工艺设计，被定义为“对医院内部医疗活动过程及程序的策划”，包括医疗系统构成、功能、医疗工艺流程及相关工艺条件、技术指标、参数等。

本期特别策划，邀请业内资深专家从医疗工艺设计现状、趋势以及重要内容进行解读，使医院管理者们对其有更清晰的认识。

医疗工艺设计，启程中……

工艺设计是前期策划的重要内容

在美国，医院前期策划的整个过程非常复杂，一个500㎡的医院项目，其前期策划对于医疗顾问来说需要1～1.5年的时间。前期策划的重要工作是工艺设计，可以说，前期策划的很多工作都是为工艺设计服务的。

前期策划的流程之所以如此复杂，其出发点是要设计师广泛地了解相关的项目、条件，准确界定项目，进行相关的检测，对服务进行相关的评估，还要对整个医院所提供的服务项目以及在市场上所发挥的作用进行详细分析。

医院非常关注相关患者的留存率，以及为患者提供的相关服务的状况。这些服务都要进行进一步细化，因为通过这一系列相关方面的工作可以帮助医院吸引更多的客户。在前期策划的流程中，设计师必须要对医院提供的服务有非常清晰和详细的了解。

接下来，要进一步确定在项目实施过程当中应该实现的目标，要进一步了解哪些相关团队会在医院规划当中融入进来。相关的团队人员包括非常广泛的相关利益者，在美国，我们称之为利益相关者，他们在整个医院规划和设计过程当中发挥着非常重要的作用。这些相关的团队成员可以是医护人员，也可以是医院的管理者、部门领导，还可以是董事，等等。同时，我们也要制订相应的时间计划，对整个医院的容量以及所承接患者的数量进行观察。

之后进行权衡，是建造一个全新的医院，还是应参照旧的医院进行改造。设计师只有通过各个方面的综合考量才能决定究竟设计成什么样的医院，最后也要考虑到医院能效方面的问题，对医院的管理和运营过程提供一系列有效的建议，帮助医院管理者完善运营、提高能效。

在整个前期策划的过程中，所有医院的相关团队和所有建筑设计团队要共同合作，进行一系列公开的讨论。院方也要告诉第三方，医院服务未来的发展方向如何，在设备方面有哪些规划和要求，运营方面有哪些要求。设计师需要把各个科室相关医生和负责人融入到公开的讨论中，让他们切实地告诉院方，他们所希望的部门未来的发展定位。这种开放性的讨论是事关各个层面、各个领域的全面的讨论，不管是护理人员、医生、支持团队，还是管理团队，都可以融入到整个讨论过程当中，这样可以帮助院方制订一个很好的规划，之后彼此还要制订一系列相关的标准和原则。

设计师要让所有的相关人士了解到空间方面的相关指标，记录下来各方所提出的相关意见和见解，要设计一个整体模型。设计师应介绍医院的各个分区、各个部门的运营状况和未来发展状况。这样，在早期的设计过程当中就可以找到并且界定一个清晰的目标。

有时候设计师将有效的技术和工艺融入到整个策划过程当中，例如使用模型、计算机进行模拟，将展现给院方整个工艺在未来的运营状况，比如，急诊室的空间、重症监护室里的床位、实施手术的空间等等是否足够？这些都是在前期策划过程中应予考虑的。

工艺设计分为3个阶段

医院工艺设计分为三个阶段，即所谓的“三段论”：工艺规划设计、工艺方案设计和工艺条件设计。这3方面不是建筑设计，仍然是前期策划，具体研究的内容是三级流程，一级流程确定各个科室之间的关系，二级流程确定科室内房间之间的关系，三级流程则是到房间内研究医疗行为（见示意图）。

*第一阶段：工艺规划设计

它首先做学科规划，根据医院所在区域的具体情况，计算出当地门诊量需求和住院量需求等指标，然后与医院管理者一起商讨市场份额，进而计算出这所医院将来会有多少门诊量和住院量。根据需求，确定科室情况及床位数。同时在这个阶段也研究一级流程，确定各科室之间的关系，还要对流线进行大概的分析，如医患流线、物流、护理半径等，也是在这个阶段完成的。

*第二阶段：工艺方案设计

当各个学科的规模确定以后，根据每个学科的规模，先制定一份清单。以中心手术室为例，清单中将所有的房间一一列出，不仅仅是手术间，还包括百级、前级、万级手术间的面积和合计面积，还有其他辅助的空间，如办公室、更衣间等等（见中心手术室功能单元清单表）。有了用房清单以后，下一步研究房间关系，各个房间的位置关系及房型。因为美国的医院与中国的医院流程不一样，美国医院的流程是患者不动医生动，而中国医院则是医生不动，患者却是走来走去。不同的就医模式就决定了不同的房型。这个阶段可以完成设计任务书的编写，待设计师介入项目后，医疗工艺顾问与设计师一起研究用房清单，但是他们不做建筑设计，而是做流程设计，他们会为建筑师画图提供足够的信息。

*第三阶段：工艺条件设计

这主要针对的是房间内部，确定每个房间内部需要哪些设备、应该有哪些配套设施。

中国医院建筑工艺设计的现状

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关键词：化工工艺；安全设计；危险因素；解决对策

在现阶段的化工工艺设计过程中，对于化工工艺设计过程中的安全性越来越重视，在实践中要对相关工艺安全设计存在的危险因素进行系统的分析，对其存在的问题进行探究，进而提出具有一定实践意义的解决对策。

1化工工艺设计的主要类别

1.1概念设计

所谓的概念设计就是通过模拟具体的工业生产设备状况开展实施的一种技术手段。概念设计一般会在设计过程中开展并实施，其主要目的就是要提升整体的工艺条件以及相关生产路线的合理性。

1.2中试设计

中试内容与相关任务主要就是对小试中已经确立的相关条件以及工艺路线进行系统的检查，对于具体的产品进行系统的考核，了解其主要性能，对于具体的工艺系统的持续性以及可靠性进行探究，进而收集到相关工艺需求的数据，这些内容与系列内容可以作为整个检验部分，也可以对其进行部分的检验，具体操作要根据实际情况开展。

1.3初步设计

初步设计就是基于相关化工项目设计中的初始阶段进行优化，其主要成果为总概算书以及初步设计的说明书。主要是对相关化工工艺的设计的技术与经济进行计算。

1.4施工图设计

主要就是根据相关审批意见，将初步设计过程的具体设计计划与原则进行确定，在实践中要基具体的操作要求，明确具体的布置以及施工方式，明确具体的方法，解决各种初步设计问题。

2化工工艺设计中的安全问题与对策

化工工艺设计中主要存在的安全问题就是在生产过程中存在的各种安全隐患以及一些可以造成安全损失的不稳定要素。对此要提升对整个化工工艺设计的重视，加强对其危险意识的重视，通过科学的方式与手段，对其进行系统的控制，避免各种安全隐患问题的出现，在操作过程中，要尽可能的应用一些具有一定安全性的工艺技术与手段，要避免危险产品的应用，同时，在化工工艺设计中要采取与其相匹配的安全措施。

2.1化工工艺相关物料中存在的安全问题与控制对策

化工工艺在生产过程中要使用不同的原材料与半成品，这些物料应用中都是通过各种不同状态存在的，主要可以分为气态、液态以及固态三种形式。在相关物质具备特定的物质与化学性质与特定的状态之下，才可以判定其是否具有危害。因此，要对一些具有一定危害特征的物质进行详细的分析，对其具体状态进行了解与掌握，进而了解此种物质的稳定性与化学反应，对其毒性进行识别，通过科学的分析与评价，在一定程度上降低各种危险问题发生。

2.2化工工艺设计路线存在的安全问题与控制对策

化工工艺设计中的一种反应会对多种不同的工艺路线产生影响，对此在相关设计过程中，要对其进行综合考量，选择较为合适的生产路线，要尽可能的将各种危害降低到最小。工艺设计要对相关物料以及生产条件与设施等因素进行综合考量，要尽可能的使用一些危害相对较低的物料。同时要通过各种全新的设施与技术手段，降低废气、废水以及废渣的总排放量，要在合理范围之内对其进行回收时候，提升资源的最大利用率，进而避免对环境造成过度的污染。

2.3化工工艺设计中反应设备存在的安全问题与控制对策

化工反应是产品生产过程中最为关键的内容，在实践中主要就是通过各种化学反应获得一定的产物，整个过程在操作过程中存在着诸多的安全性问题，如果不足够的重视，会导致各种安全事物问题的产生，对此在进行相关反应设备的设计与选择过中要进行科学的设计与分析，避免各种问题的出现。在相关化工设计中存在着各种不同种类的化学反应，这也就直接给安全控制与管理问题带来了一定的挑战。同时，在化工反应过程中也存在一定的反应失控危机，也就是说提升对相关反应物的整体反应速度与热效应的控制，是十分重要的。

3结束语

在化工工艺设计过程中，要严格执行相关法律政策，保障操作的标准性，提升整个工艺设计的安全性，加强重视，对设计方案中的漏洞与缺点进行完善，在根本上避免各种事故与问题的产生。熟练掌握相关设计与生产过程中存在的各种安全隐患，保障化工工艺的整体安全性。

作者:孟佳 单位:众一阿美科福斯特惠勒工程有限公司宁夏分公司

参考文献

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【关键词】 22英支纱线；生产；配台

1 原棉选配的目的

保持生产和成纱质量的相对稳定；合理的使用原棉；节约原棉和降低成本。

2 生产的工艺及设计

当生产普梳中号纱时，棉卷定量为：390～420g/m；牵伸范围为：14717～15849，总牵伸倍数可偏大调控。

初步预分配各工序的牵伸倍数：E细 =27 E粗=6 E二并=8.4 E头并=7.7 E梳=96；E总=27×6×8.4/8×7.7/8×96=15717

2.1细纱工序

（1）细纱定量：细纱号数=583／22=26.5tex，细纱干定量=纱号/10(1+Wk%)=2.44g/100m

( 2 )细纱牵伸倍数（齿轮选择：Z7= 45 Z8=64 Z9=32）

总牵伸倍数E总=E前×E后，E总=28.22；后区牵伸倍数 E=1.357；实际牵伸倍数= E总×η=28.22×0.963=27.18

（3）细纱捻系数：捻度Tt (捻/10m)=73086= 65 捻系数=捻度×=331

2.2粗纱工序

（1）粗纱定量：粗纱号数=细纱牵伸倍数×细纱号数=720tex粗纱干定量= =6.64g/10m

（2）粗纱牵伸倍数（齿轮选择： Z7=43 ； Z8=31）；总牵伸倍数：E总=4.388×=6.08，E1= =4.34，E2= 1.003，E3=0.0325×Z7=1.40；实际牵伸倍数=E总×η=6.08×0.99=6.03

（3）粗纱捻系数：粗纱捻度：Tt(捻/10cm)=3.5 捻系数=捻度×=93

（4）轴向卷绕密度r1（ r／10cm）：r1=0.9508×Z3／Z4=3.09 （齿轮选择：Z3 =78；Z4=24）

2.3 二道并条工序

（1）熟条定量：熟条号数=粗纱牵伸倍数×粗纱号数=4341.6tex；熟条干定量= =20.00. g/5m

（2）二道并条牵伸倍数（齿轮选择：Z1=51；Z2=90； 79；Z3=57）；总牵伸倍数：E总=378.19×Z2／（Z1×Z3）=8.56；E实=E总×η=8.56×0.985=8.43

2.4 头道并条工序

（1）半熟条定量：半熟条号数=二并牵伸倍数×熟条号数/8=4575tex；半熟条干定量= =21.07g/5m

（2）头道并条牵伸倍数（齿轮选择： Z1=55；Z2=90； =80；Z3=57）；总牵伸倍数 E总=378.19×Z2／（Z1×Z3）=7.84；E实=E总×η=7.84×0.985=7.72

2.5 梳棉工序

（1）生条定量：生条号数=头道并条牵伸倍数×半熟条号数/8=7.72×4575/8=4415 tex；生条干定量= =20.35g/5m

（2）牵伸倍数（齿轮选择：Z1=16；Z2=20）；总牵伸倍数E总=29490/（Z1×Z2）=92.16；E实=E总×η=92×1.04=95.68

（3）棉卷定量：棉卷定量=生条号数×疏棉牵伸倍数=423g/m；各工序的总牵伸倍数=喂入棉层定量/细纱号数=15962倍

3 配台计算（任务要求干重产率=200 kg/时/(1+Wk%)=184.33 kg/时）

3.1 细沙：前罗拉线速度（m/min）=3.14×371×25=29.1235

细纱机单锭产率（kg/锭时）=前罗拉线速度×（捻缩率）×细纱干定量=0.0383

细纱机单机产率（kg/台时）=细纱机单锭产率×锭数=15.5

台数=要求产率/细纱机单机产率=11.89=12台

3.2 粗纱

前罗拉线速度（m/min）=21.72

粗纱机单锭产率（kg/锭时）=前罗拉线速度×粗干纱定量=0.865

粗纱机单机产率（kg/台时）=粗纱机单锭产率×锭数 =114.22 台数=要求产率/粗纱机单机产率=1.61=2台

3.3并条

（1）末并

集束罗拉转速n1(r/min)=1420×Dm/D1=645

集束罗拉输出速度v1(m/min)= ∏n1d =81.01

并条机单眼产率（kg/眼时）=集束罗拉输出速度v1×熟条干定量=19.44

并条机单机产率（kg/台时）=并条机单眼产率×眼数=38.88

台数=要求产率/并条机单机产率=4.74=5台

（2）头并

集束罗拉转速n1(r/min)=1420×Dm/D1=645

集束罗拉输出速度v1(m/min)= ∏n1d =81.01

并条机单眼产率（kg/眼时）=集束罗拉输出速度v1 ×半熟条干定量=20.48

并条机单机产率（kg/台时）=并条机单眼产率×眼数=20.48×2=40.96

台数=要求产率/并条机单机产率=4.50=5台

3.4 疏棉

道夫线速度（m/min）=56.72

道夫至小压辊张力牵伸=Z3×Z4=1.43

梳棉机单机产率（kg/台时）=道夫线速度×生条定量×道夫至小压辊张力牵伸=19.81

台数=要求产率/梳棉机单机产率=9.30=10台

3.5检验计算：实际综合产率（干重）=单机产率×台数

疏棉产率=19.81kg/台时×10台=198.1 kg/时

头并产率=40.96 kg/台时×5台=204.8 kg/时

二并产率=38.88 kg/台时×5台=194.4 kg/时

粗砂产率=114.22kg/台时×2台=228.44 kg/时

细沙产率=15.5kg/台时×12台=186 kg/时

3.6为保证生产的连续性与稳定性（不考虑机器停台与产品消耗率），要求前道工序的产率要大于后道工序的产率，现对配台数调整如下：

疏棉产率=19.81kg/台时×13台=257.53 kg/时

头并产率=40.96 kg/台时×6台=245.76 kg/时

二并产率=38.88 kg/台时×6台=233.28kg/时

粗砂产率=114.22kg/台时×2台=228.44 kg/时

细沙产率=15.5kg/台时×12台=186 kg/时

综上所述，以200kg/小时的产率生产22英支的纯棉纱线的配台情况如下：

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关键词：化工；工艺设计；安全；设备安装；管道

Abstract: the chemical process is designed according to the chemical process and chemical reaction, is the core of the chemical process design, chemical process design, help to ensure the safety of personnel and equipment in the production process, reduce the loss that causes because of security issues. This paper first analyzes the present situation of chemical process design, and then in detail from four aspects discusses the key points of chemical process design.

Key words: chemical industry; Process design; Safety; Equipment installation; pipeline

中图分类号：TQ08文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

化工工艺设计的现状

化工工艺往往会由于化学工业的资本密集性以及工艺失败可能造成的巨大物资上的损失，导致在变革过程中遇到非常大的阻力，影响到化工工艺的发展。通过分析化学品生产成本的构成，我们能够得出基本建设的投资以及原材料占总成本的主要份额。由于装置往往需要多年运转，并且费用较大，在化工工艺设计中将许多已经有五十年使用期的装置进行改造，扩大装置的能力，解决薄弱环节所需要的费用比一套新建的装置要便宜很多。

按照这个趋势进行分析，在2020所销售的工艺设备产品大约有四分之三是由1999年就运转的装置生产出来的，可是由于这些老旧的生产装置不具备新时代的环保要求，所以必须对其进行减少污染、扩大产能的改造，改善装备的性能有助于绿色生产，对可持续发展也有重要作用。

化工工艺设计的要点

（一）明确化工工艺设计的分类

化工工艺设计分为概念设计、中试设计、基础设计、初步设计和施工图设计。

1、概念设计

概念设计是一种假象设计，只是为了检验生产的条件和方式是否合理，同时确定化工工艺设计的数据，确定小试补充的内同和中试规模以及目的。

中试设计

中试设计主要是为了检验小试中确定的工艺条件和方式是否合理、是否可靠，同时试制产品的使用性能是否过关等。中试设计的内容和业务可以检验全部或者是不分，要视具体情况而定。

基础设计

基础设计是技术开发阶段的最终研究成果，是为了提供建设生产设备的所有技术要点。

初步设计

初步设计是精细化工程设计的开始，初步设计产生初步设计说明书和总概算书，是根据基础设计的成果和设计要求对工程在技术和经济上进行总体研究和计算的具体方案。初步设计的成果要满足项目审查和施工要求，还要能达到项目招标要求，能够获得建厂投资。

施工图设计

施工图设计是根据上级部门对初步设计的审批，根据建筑要求和设备要求，将设计原则和设计方案具化为工艺布置和施工方法，并明确化，解决初步设计中出现或是待定的全部问题。

（二）化工工艺设计中的安全设计要点

在工艺设计中，安全问题就是指生产中潜在的事故隐患因素。因此，在设计的过程中，一定要提高工作人员的安全意识以及危险的识别意识，将隐患消灭于萌芽之中，并且能够尽量避免对危险设备或者危险物品的使用，只有这样，才能保证工艺安全高效运转。

物料安全

化工工艺在生产过程中的原材料、中间产品与副产品以及产品和贮存中的物质都是以不同的状态而存在的，这些物质都具有特殊的物化性质，在一定状态下可造成危害。因此，要了解和掌握对这些物质的危险特性，而且要养成对其稳定性与化学反应以及毒性等相关的识别意识，进而能够做出有效的评价与分析，预防危害的发生。

2、工艺路线的安全问题

往往在一种反应中通常会涉及到几条工艺路线，因此，在设计的的过程中应该选用危害最低或者更安全的。在这个过程中，对于生产的条件以及物料都要进行充分的考虑，选用无害或者低危险的物料；在新型技术以及新设备的选用过程中要注意其三废的排放量，并且尽量实行循环利用，降低污染。适当的降低生产过程中对生产条件的苛刻要求，以此来缓解剧烈反应。

3、反应装置方面的安全问题

化工反应是生产的核心，在化工反映的过程中也存在着很多与安全性相关的问题，有些问题甚至会造成生产事故，因此，在反应装置的设计与选用的过程中，要具备充分的科学性与合理性，并且应该经过严密的计算。由于化学反应的种类繁多，所以在安全控制方面也存在着较大难度。在工艺设计中采用减少进料量、控制加热速度、加大冷却能力的方法或者采用多级反应等相关措施。反应器在运行的过程中，可能会由于容器的超压而出现损坏或者变形，因此，必须在容器上安装压力释放装置。

4、管道方面的安全问题

通常情况下，管道输送的物料一般都属于易燃、易爆甚至腐蚀性与毒性较强的物品，若是管道出现泄漏，各种毒害物质漏出，极易对环境造成污染，并且造成生产过程中的安全隐患。因此，在管道的设计中，要对于管道的材质选择、应力分析以及布置方式等容易引发管道泄漏的因素进行从分的考虑，尤其是注意管道连接处和拐弯处弯头的材料和管径选择，同时室内或者室外，管道都必须尽量靠地连接。

5、电气设计方面的安全问题

电气设计中，应结合工艺的要求，按照工作环境是否属于爆炸和火灾危险环境、危险程度和危险物质状态的不同，采取相应的措施，防止由于电气设备、电气线路设计不当引起爆炸事故。

整体园区设计中的安全问题

针对我国现阶段化工园区的特点和现有监管能力严重滞后的现实，应当设立统一的安全监管和危机管理部门，创建完整的区域性安全生产标准化监管模式，构建政府主导、社会中介机构、企业一体化的综合管理体系。三方连带责任追究机制和化工园区相关安全技术标准都亟待完善，最大限度地把园区安全风险控制在可接受的范围内。

我国化工园区建设的安全生产整体实施科学化、可视化、网络化的解决方案，全流程、全方位支撑突发事件的综合应对，引领安全生产从被动应付型向主动保障型战略转变。建设全过程、全方位、空间立体的企业安全生产系统，可以有效提高化工园区安全生产水平。

（三）设备安装设计的要点

如果在工程设计中不够重视设备安装设计，或是在设备安装设计工作上不够细心、缺少经验，就会造成不必要的返工等问题，减缓施工的进度同时降低施工的质量，这是大量的施工实践告诉我们的经验。

化工工艺设计中包含着设备安装设计，但是它往往被工艺设计人员所忽略。实际上，设备安装设计的内容很重要，我们必须重视它在整个工程设计中发挥的作用。

设备安装设计包括车间设备布置、设备支架和操作台设计、设备保温和刷漆、设备安装检修和吊装位置的设计、设备安装施工说明五个方面。在设备安装设计中，我们必须充分考虑设备安装检修的问题。例如，在设备布置时，应当充分考虑水平运输主干线的净距，以保证所有设备都能运送至主干线。

总之，设备安装设计是化工工艺中不可忽视的重要内容，只有重视设备安装设计，才能保证工艺设计是一个完善的设计，如果忽视设备安装设计，就会给生产操作、装置维修带来严重的后果，甚至会产生安全生产问题。

（四）化工工艺设计中应体现的设计理念

1、要能体现降低能耗

尽管在实际的设计生产中，很多人把能源成本当作生产总成本之中的一个重要部分，但是这种想法是错误的。将基建投资高和能量消耗大这两个问题解决，能有效的提高生产效益，降低生产成本，减低能效和与之相关的投资课题一般来说颇为有效，比如在许多大型的分离装置上运用超临界流体。通过对当前资料和实际应用的研究可以看出，一些系统能源费用比很多常用的技术要低，比如恒沸蒸馏以及蒸馏的获取。降低能耗是工艺设计与研究需要重视的一部分。

2、要能体现降低基本建设投资

由于化学工艺属于密集型产业，如果没有化学研究上的重大成果让主要的产品生产工艺得到提升和完善，那么一般来说，要改进以及提高化学工艺设计就需要通过解决瓶颈问题、改造现有装置、扩大产能的方式的来解决，这些方式可以有效地减少在基本建设上的投资。

3、要能体现改善环境行为

根据社会各界相关人士的研究得出，回收利用、减少污染源、终端处理等手段能够解决污染的问题。从化学工艺过程上要达到减少环境污染的摸底就需要重视两个设计战略上的问题：第一个是在2020年之前再多数装置上扩大和升级现有装置；第二个是在终端处理的应用上可能会出现多数机遇。而在工艺过程自身的基础上改进装置也有以下几种方式：

（1）提高分离效率和产品转化率达到降低损失的目的，并且减少废料处理费来提高收益；

（2）提高化学反应效率；

（3）运用HEN分析法减少用水量，缩小装置的规模。在工艺过程的设计中进行水资源再次利用，将废水量降到最低。

结语

综上，化工工艺设计是化工生产的重要环节，关系到安全生产和连续生产，做好化工工艺各个环节的设计，发现问题，解决问题，有助于进一步提高化工企业的生产效益。

参考文献

[1]姚慧.化工工艺设计中的安全问题及控制[J].企业技术开发，2012.10.

[2]高金吉，王峰，张雪，等.化工生产人工误操作危险与可操作性分析研究[J].中国工程科学，2008.8.

[3]梁颖，张冰.石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计研究[J].中国石油和化工标准与质量，

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本文介绍了工艺制造信息（工艺孔、角度线、余量线）相关数据标准设计过程和模块操作方法，达到对制造数据快速设计。

【关键词】销钉孔 耳片 角度 余量

引言

由于零件设计还没有完全建立面向制造的设计理念，没有应用面向制造与装配的设计技术，设计模型到生产车间后，必须由生产车间的相应部门进行大量的工艺转化，形成制造数据集，才能开展工装的设计、制造等工艺工作。为了适应现代航空制造技术的快速发展，推广数字化技术的应用，以及加速新型号研制的生产准备进程，通过对CATIA V5二次开发，使制造数据设计过程可实现标准化和模块化设计，达到了对制造数据快速设计的要求。在此基础上，将工艺数模的快速标准设计方法进行整理推广，期望推动工艺数模的设计手段快速发展。

1.现状分析

零件加工过程中需要在制造数据集上增加一些成形的工艺孔、定位孔、装配孔、及加工工艺余量、化铣工艺余量等，对于这部分工作，目前的设计方法主要通过CATIA自身携带的基本功能来完成，该过程需要生成大量的中间参考信息以及进行繁琐的中间操作，效率及其低下，不利于完成快速设计，延长了飞机生产准备周期。在CATIA二次开发中，增加了快速设计功能，应用快速设计功能进行工艺数模设计，不仅缩短了数模设计时间，同时规范了各项工艺数据的添加，方便了后期的更改与维护。3.设计过程简介

3.1 销钉孔设计

3.1.1 不带轮廓线的销钉孔

拾取零件内型面和将要添加销钉孔的边界，参数设置完后点击“生成预览”。如果销钉孔在零件体上可以通过点击“另一侧”按钮使点回到体外，同时“生成预览” 按钮变为“另一端” 可以点击它使销钉孔定位在边界另一端起的30%处，调整好位置后点确定，在结构树上可生成的工艺信息。

3.3.1 三维余量工艺设计

点击“ ”弹出对话框，可生成均匀余量及不均匀余量。生成均匀余量线时拾取相关信息。生成非均匀余量线时，余量类型选择“单方添加非均匀余量”并拾取相关零件信息。

3.3.2 下料工艺余量

下料工艺余量操作是为了保证生成钣金件二维展开视图时，在二维图上自动将三维余量信息转化到二维图的相应位置，并在二维图上添加余量标注。将钣金件展开，点击“ ”弹出对话框，添加均匀余量拾取元素。拾取边界两端顶点，自动生成方向参考点，生成单向余量线，点击“预览”并确定。4.结论

工艺数模的设计是数字化生产过程中生产手段进步的象征，它将零件加工过程中的工艺需求体现在三维数模中。标准模块化设计的直接好处就是数据源的规范性，可读性强，便于数据的更改及技术跟踪，同时大幅度缩短制造数据的设计周期，进而可大幅度缩短生产准备周期，节约生产成本，提高效率，创造更高的效益。

参考文献

[1]范玉青.现代飞机制造技术[M].北京：航空航天大学出版社，2001.

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【关键词】平房仓；工艺；设计

一、概述

在粮库建设的各种仓型中,平房仓作为一种投资省、施工周期短、适应性强的仓型而被广泛地采用。平房仓具有跨度大、堆粮高、单仓仓容量大、储存管理集中、设备利用率高,保粮措施简单等优点。同时也存在着占地面积大,清仓困难等不足。据有关资料,在我国建国后历次的粮库建设中,平房仓的仓容量约占全国建仓总仓容量的80% ，目前平房仓仍不失为一种经济实用的仓型。

二、平房仓工艺设计

工艺设计内容应包括：输送工艺流程、设备选用、机械通风、熏蒸系统等。根据粮食品质、种类、储存时间及气候等条件选择合理的通风、熏蒸方式和熏蒸剂。储粮时间超过6个月的平房仓内应设机械通风、熏蒸系统。粮食进出仓作业宜采取防尘措施，改善作业环境。选用的设备应具有安全可靠、高效低耗、破碎率低、操作方便等性能，符合环保、卫生要求。散装仓宜选用移动式设备，应根据仓容量、接卸设施的作业时间等条件确定设备的生产能力。在粮库建设中,平房仓的一般多用于储备仓。平房仓按其结构形式的不同,可分为折线形屋架平房仓、门式钢架平房仓、彩板刚架屋盖平房仓、拱板平房仓。各种结构形式的平房仓按其跨度的不同分为21、24、27、30米, 长度分为60、54、48、42、36米,但无论何种形式和跨度的平房仓,其工艺作业基本相同。平房仓的工艺设计要满足“四散”储粮技术,确保储备粮的推陈储新、吞吐自如、快速集散的要求。由于粮食收购任务往往在几个月内完成,任务大、时间紧,所以平房仓工艺流程的设计是否简捷、合理,送机械设备是否配置适宜,在整个粮食转运过程中就显得十分重要。设计时应根据建库规模,粮食接收及发放等具体情况确定工艺流程,粮食进出库作业方式;根据仓容量配备粮库所需的各种设备型号、产量和数量。

三、平房仓工艺流程

主要包括粮食进仓、出仓、倒仓、清仓、清理、打包、补仓等作业工序。粮食由汽车运入粮库后经计量、取样、清理、入仓储存;出仓时通过扒谷机、输送取样、计量装车发放。通常采用以下的工艺流程进行粮食入仓及出仓作业。进仓:汽车来粮汽车衡移动式皮带机移动式清理筛移动式皮带机移动式转向胶带输送机入仓。出仓:扒谷机移动式皮带机移动式打包机移动式皮带机装车发放。虽然平房仓的工艺作业流程较简单,但由于其作业面积大,输送距离长,一般需要采用移动式输送设备相互搭接组成输送线才能实现机械化作业。一旦其中一台设备需要进行移位,与其相接的所有设备均需随之移动,因此作业过程中设备的频繁移动给进仓和出仓作业带来了很大的不便。为此,提高平房仓进、出仓散粮的机械化程度,提高储粮效益,是当前迫切需要解决的任务。为此,在部分粮库的工艺设计中,采用了吸粮机和其它的移动式输送设备相结合的作业方式,来进行平房仓的进、出粮作业,其工艺流程如下:进仓:汽车来粮移动式吸粮机(负压)移动式皮带机移动式清理筛转向皮带机入仓。出仓:仓内粮食移动式吸粮机(负压)移动式皮带机移动式打包机装车发放。由于吸粮机的吸口位置可在3～20米之间的距离内随意调整,可减少设备的移动次数,进粮时将吸口直接插入汽车(或火车) 上卸粮,解决了人工作业时效率低、速度慢以及作业环境恶劣等问题。出仓时将吸粮机的吸嘴直接插入粮堆内,后续设备基本固定不动或移动次数很少,且可将粮仓内的任何角落都清理干净,作业环境清洁、无粉尘飞扬,还解决地上笼的存在给其它进仓作业设备在仓内作业时带来的困难,吸粮机还可进行补仓、清仓等作业,一机多功能, 有效地提高了工作效率。不同的设备组合,其进、出仓作业的方式、速度、难易程度各不相同，因而装仓、出仓的效率也不一样。

四、粮食进出仓作业方式

平房仓的进出仓工艺系统, 包括平房仓进、出粮作业及完成进、出粮作业所需的基本设备。

1.粮食进仓:散粮运至仓门外由移动式胶带输送机输送入仓堆高, 局部用移动式装仓从仓房窗口处补粮, 人工扒平。

2.粮食出仓:将仓门挡粮板处出粮口的手动闸门打开,自流部分粮食,由移动式胶带输送机装车发放,待挡粮板移开后,由移动式扒谷机、移动式胶带输送机作业,把粮食输送出仓外,散粮发放时直接装汽车,由汽车衡计量出库。需包装发放时,经移动式打包机和胶带输送机联合作业, 装汽车发放。

3.输送工艺应满足下列要求：

作业线应连贯，每组设备生产能力应匹配；粮食进出仓作业应设置输送、取样、计量、清理等设备。需包装发放时应配置打包设备；粮食入仓作业过程中应减少粮食的自动分级；挡粮板应设置出粮孔，出粮孔位置应满足与之衔接设备的进料要求。包装仓输送工艺应根据其功能、作业线运输距离等因素确定合理的工艺流程。应根据进出仓作业要求、时间、包装袋尺寸等条件确定设备数量。

4.包装仓输送工艺设备可按下列要求选配：

进出仓可配置移动式包粮胶带输送机、平板车、电瓶车、叉车、码垛机等设备；码头中转库宜设起重机配合作业。起重机作业能力应与运输设备能力匹配；粮食加工厂成品包装仓应根据打包车间位置合理设置固定设备，设备作业能力应与打包车间设备的生产能力匹配。

5.通风：散装仓粮堆机械通风系统宜按通风降温要求设计，应通风均匀，操作管理方便。通风道形式可采用地槽或地上笼，风道宜对称布置、简捷，单廒间内风道型式应统一。进风口应与通风机等设备对接方便，并应满足保温、气密、防腐蚀、防潮等要求。进风口盖板应拆装方便。应设有安全可靠的风量调节装置，风量调节装置可按空仓调节要求设计。各支风道应设有检测孔。空气分配器开孔率应大于25%，孔眼尺寸以不漏粮为限。风道各接口处应采取有效措施防止粮食漏入通风道。金属构件应进行防腐、防锈处理。仓内通风道必须能承受设计装粮高度的粮食压力。地槽空气分配器、盖板必须能承受进出仓机械设备的最大荷载。

6.散装仓机械通风主要参数选择。

根据风量和风压选择通风机，其工作点应在通风机高效区中间段。粮面上方空间换气应根据储粮要求、气候条件等合理选择作业方式。采用机械通风时，通风设备应保证粮面上方空间通风换气次数不小于每小时4次。

篇7

（四川大学化学工程学院，四川 成都 610065）

【摘　要】根据Schlessinger法制备LiAlH4的工艺原理及其物料性质，设计了工艺路线，确定了主要技术参数，在此基础上进行了设备选型，并通过试验验证该工艺路线可行，设备安全可靠，产品品位达到了98%以上，产品可在多种领域得到广泛应用。

关键词 Schlessinger法；LiAlH4；制备；工艺；设计

0　引言

LiAlH4以其优良的还原性能在医药、香料、农药、染料等行业中广泛应用，并在其它精细有机合成中用做还原剂。随着空间技术发展和宇宙探索的需要，作为运载火箭的固体燃料，由于其燃值高，占用体积小，倍受青睐。目前世界上主要有以下四种生产工艺：

1）施莱兴格（Schlesinger）法

将高纯粉状氢化锂加入到反应器中，在乙醚存在下，加入氯化铝和少量LiAlH4引发剂到反应器进行反应，生成LiAlH4溶解在乙醚中，过滤除去氯化锂沉淀，过滤得到清液经蒸发至干的白色结晶状LiAlH4，经真空干燥得产品。蒸发出来的乙醚可回收利用。

2）循环利用氯化锂法

1982年，申泮文、张允什等人利用金属还原氢化的方法生产LiH，将LiAlH4生产的副产物LiCl循环使用，大大降低了LiAlH4的生产成本，这个循环法的反应如下：

金属还原氢化反应

首先利用金属还原氢化方法，用LiCl代替金属锂，与金属Na和H2气在（500～600）℃直接进行还原氢化反应，得到LiH和NaCl的混合物。

合成LiAlH4

将还原氢化产物——LiH和NaCl混合物直接与无水AlCl3在乙醚中合成LiAlH4。

3）溶剂、催化剂法

此法用金属锂和氢气作为主要原料，以（Ⅰ+Ⅱ）作催化剂（其中Ⅰ可以是奈、1-甲基奈、2-甲基奈、2，7-二甲基奈、2，3-二甲基奈、1，6-二甲基奈、联奈、蒽；Ⅱ可以是四氧化钛或四氧化钒），其重量比Ⅰ：Ⅱ：锂=32：0.77：3.5，使用四氢呋喃作溶剂，于常温常压下合成氢化锂，后者在乙醚、苯或甲苯溶液内与无水AlCl3反应制备LiAlH4。

4）可溶性铝盐、锂盐原料法

此法以可溶性铝盐、锂盐为原料，在水溶液中加入沉淀剂，使Al3+，Li+共沉淀；沉淀物经干燥高温分解得其氧化物；该氧化物经加氢还原得铝锂混合单质，将混合单质在常温常压条件下进行氢化得LiAlH4。

不论是以上哪种生产方法，在生产过程中都涉及到高温、易燃、易爆等方面的问题。在生产过程中，工艺参数的控制要求十分严格、技术含量较高、环境条件要求很高、安全风险很大。因此，世界上生产该产品的企业非常有限，而我国生产LiAlH4的方法采用的是Schlessinger法。生产单位很少，一年中的生产时间较短，产量很有限。

1　工艺原理

合成LiAlH4采用施莱兴格（Schlesinger，美国）法：令氢化锂同无水三氯化铝在乙醚中反应，反应方程式如下：

4LiH+AlCl3LiAlH4+3LiCl+77.9kcal/mol （3）

2　主要物料性质及质量指标

该反应过程中所用原料主要有LiH、AlCl3、LiAlH4引发剂、乙醚、高纯氩气等，以下是各主要物料质量技术标准及指标。

2.1　LiH的物化性质及质量指标

LiH是一种白色半透明结晶块状物或粉末，立方晶体。工业品常微带蓝灰色，密度0.78g/cm3，熔点688.7℃，沸点在950℃以上。可溶于乙醚。常温下在干燥空气中能稳定存在，高温则分解为氢和锂。块状者较粉状者稳定。粉状者与潮湿空气接触能着火，遇水分解生成氢氧化锂和氢气，在乙醚中与氯化铝反应生成LiAlH4。是有机合成反应中的重要还原剂。

2.2　AlCl3的物化性质

AlCl3为白色至淡黄色结晶粉末，分子量为133.34 ，相对密度为2.44（25℃），熔点190℃（0.25MPa），升华温度为177.8℃，易溶于水、乙醇、氯仿、四氯化碳、乙醚。微溶于苯，吸水性强，极易潮解，露置空气中易吸收水分并水解产生氯化氢，遇水后会发生热而引起爆炸，有很强的腐蚀性。

2.3　乙醚的物性

乙醚（分子式：C2H5OC2H5），无色易挥发的流动液体，易燃，有芳香气味。具有吸湿性，味甜。沸点34.5℃，凝固点-116.3℃。相对密度0.7145（20℃）。蒸气压（20℃）58.9283kPa。乙醚是一种有毒物质，长久呼吸乙醚气体能使呼吸器官受到刺激，发炎，记忆力减弱，产生颓伤情绪等。燃烧时产生毒物，可使人昏迷，甚至死亡，空气中最高容许浓度1200mg/L。乙醚为一级易燃品，爆炸极限1.85%～36.5%（-45～+13℃），极易燃烧，遇明火即爆炸，能生成爆炸性过氧化物，与过氯酸或氯作用也发生爆炸。

2.4　LiAlH4的性质

LiAlH4是一种白色或灰白色多孔的微晶性粉末，相对密度为0.917，125℃分解，易溶于乙醚，市售有LiAlH4固体、LiAlH4的乙醚溶液（1.0mol/L）等，常温下在干空气中能稳定存在，在潮湿空气中剧烈水解，释放出大量的氢气并引起燃烧。是一个非常重要的还原剂，通常在室温就能进行，在有机合成中应用极广。但毒性较大，遇水和醇发生剧烈反应，一般需在无水乙醚和四氢呋喃等惰性溶剂中使用。

3　工艺流程的设计

3.1　关键技术问题的解决

采用Schlessinger法生产LiAlH4，根据反应原料的相关性质，关键是要解决易燃易爆问题，为此，我们在设计中主要从以下几方面进行考虑。

3.1.1　反应散热问题的解决

该反应是放热反应，在反应过程中考虑到其安全性，对反应的散热进行了设计。主要从以下几方面进行考虑：LiH与AlCl3反应所释放出的反应热，该热量若不及时带走，会引起爆炸；AlCl3溶解于乙醚所产生的溶解热；AlCl3与乙醚中的水分反应会产生反应热。该热量会促使乙醚温度上升并且挥发，从而引起AlCl3溶解效果减弱，大大影响反应效率；为此，对反应器、手套箱、蒸发器等设备进行冷却设计以满足其工艺要求。

3.1.2　系统水分问题的解决

由于LiAlH4遇水会发生剧烈反应，甚至爆炸，所以反应过程中需严格控制原料中的水分，对用来溶解AlCl3的乙醚中的水分就必须严格控制。乙醚原料中水分含量约为3%，必须进行除水后才可使用，经过多种除水方法试验，得知乙醚经4A分子筛除水后水分含量可降至200ppm以下，可满足试验要求。采用4A分子筛是一种干燥剂，溶于强酸或强碱，不溶于水和有机溶剂。有效孔径为0.42nm，能吸附H2O、He、Ne、O2、N2、H2等。对含水量低、温度高、流量大的气体和液体均有很高的干燥能力。

3.1.3　LiAlH4产品与乙醚分离问题的解决

为获得LiAlH4产品，必须将LiAlH4与乙醚分离。由于乙醚的沸点比较低，为34.5℃。因此，我们采用了旋转蒸发器对乙醚进行蒸发，将旋转蒸发器水浴锅的温度控制在40～45℃时，可满足工艺要求。

3.2　工艺过程的设计

在解决以上关键技术问题的前提下，设计工艺过程：将乙醚经4A分子筛除水后加入手套箱中的反应器及AlCl3溶解器中，向反应器中缓慢地加入LiH，直到全部溶解。在手套箱中将AlCl3粉末研磨后加入溶解器中溶解，溶解后缓慢地加入反应器中，一边加入一边进行搅拌；再将少许引发剂LiAlH4（2～3g）缓慢加入反应器中，并进行搅拌直至完全溶解，停止搅拌静置约24h，在反应器底部有白色沉淀物出现。用真空抽滤器过滤反应器中的溶液，反复过滤几次；将滤液加入旋转蒸发器中进行蒸发结晶，可获得LiAlH4产品。试验中必须加强通风和反应设备降温。工艺流程图如图1所示。

4　主要设备设计计算及选型

4.1　反应器的设计及选型

该反应是一放热反应，考虑到反应过程中必须冷却，选择BC-S212系列双层玻璃反应器，有以下几个特点：可用普通自来水作为冷却剂接入夹层玻璃之间，以迅速散热；电子变频调速器，电机无火花；PTFE下出料截止阀，毫无泄露；结构合理，反应器内绝无搅拌死角，确保反应充分。

主要参数为，反应器的容积：10L、电机功率：120W。加热温度为：室温～250℃。额定转速：50～600rpm（可调），额定转矩为：～1.2N·m。

4.2　制冷设备设计

该反应过程中所产生的热量计算如下：

4.2.1　LiAlH4合成反应生成热的计算

LiH与AlCl3在乙醚中反应生成LiAlH4时，会放出化学反应热，根据化学反应式可以计算出生产100g LiAlH4所释放出的热量为Q1，

其反应方程式如下：

4LiH+AlCl3LiAlH4+3LiCl+77.9kcal/mol

38 　 77.9

100 　 Q1

故有：Q1=77.9×100/38=205（kcal）

4.2.2　AlCl3溶解于乙醚产生的溶解热

AlCl3溶解在乙醚中时AlCl3将与乙醚结合成AlCl3·2Eto，据相关资料表明，会形成以下结构：

AlCl3与乙醚在结合的过程中伴随着热量的产生，从相关资料上查知，该部分热量大约为15.07 kcal/mol。因此可以计算出356.7gAlCl3溶解于乙醚中产生的热量为Q2：

因此，有Q2=15.07×356.7/133.5=40.27（kcal）

4.2.3　乙醚中的水分与AlCl3反应释放出热量的计算

设计中对乙醚中水分含量严格控制在200ppm以下。本次试验按照每生产100gLiAlH4计算乙醚总量，所用乙醚总量为1933.7ml，其中所含水分质量为m。

因此，有m=ρ·V·C=0.7135×1933.7×200/1000000=0.276（g）

乙醚中的水与AlCl3进行化学反应，在反应过程中放热。其化学反应方程式如下：

AlCl3 +3H2O Al（OH） 3 +3 HCl+303.24 kcal/mol

3×18 303.24

0.276 Q3

因此，有Q3＝303.24×0.276/（3×18）＝1.55（kcal）

4.2.4　合成过程中总热量的计算

根据以上计算可知：合成反应所释放的总热量由三部分组成，即：LiH与AlCl3反应所释放的热量Q1；AlCl3溶解于乙醚中时所产生的溶解热Q2；乙醚中的水分与AlCl3反应释放出的热量Q3。

因此，在反应过程中，设总热量为Q：

Q=Q1+Q2+Q3=205+40.27+1.55=246.82（kcal）

4.2.5　单位时间内制冷量的初步计算

根据以上的计算，可以初步计算出进行合成反应和溶液配制所需要的制冷量q。该值将作为选择制冷设备的重要参考值。

q＝Q/t，反应时间为17～21 h

故有：q＝Q/t＝246.82/（17～21）＝11.75～14.5（kcal/h）

4.2.6　制冷设备技术参数的确定

根据工艺过程中所涉及冷却量的初步计算，可初步确定制冷设备的性能参数。为确保所选设备性能满足试验要求，假设反应热在瞬间产生。因此，初步确定制冷参数如下：

（1）设备制冷介质：水；

（2）冷却水进口温度：≤10℃；

（3）冷却水出口温度：≤15℃；

（4）冷却水流量：m（kg/h）。

4.3　蒸发器的设计

为获得LiAlH4产品，必须将LiAlH4与乙醚分离。由于乙醚的沸点比较低，为34.5℃。采用水浴法对乙醚进行蒸发，选择带有双收集瓶的旋转蒸发器，配有立式冷凝器，采用特殊全PTFE复合阀，可任意控制气液流，可连续工作。带进口变频无级调速；加热浴锅可手动或电动升降，可精确设定其加热温度。蒸发乙醚所需总热量Q的计算：

1）乙醚体积总量为：V=1933.7mL

乙醚质量为m，m＝ρ·V＝0.7135×1933.7 ＝1379.7（g）

乙醚物质的量为n，n＝m/M＝1379.7/74＝18.64（mol）

2）乙醚蒸发热为Q1，乙醚的蒸发潜热为：Qevp＝26.02（kJ/mol）

Q1＝Qevp·n＝26.02×18.64＝485.01（kJ）

3）乙醚升温所吸收的热量为Q2，其中C=2.29KJ/kg·℃

4）乙醚蒸发所需总热量为Q

Q=Q1+Q2=（485.01+77.4）÷4.18=134.5（kcal）

5）蒸发乙醚的加热功率为N

若设上述乙醚在2小时内全部蒸发完成，则所需蒸发设备的加热功率为N，

N＝W/t＝134.5/0.86/2＝78.2（W）≈0.08（kW）

所以，蒸发器功率至少应大于0.08kW

5　试验验证

通过多次试验，采用该工艺所制备的LiAlH4达到以下标准，试验结果见表1所示：

由上表我们可以看出，该产品品位达到了98.2%，杂质含量均满足标准。

6　结论

综上所述，通过对LiAlH4制备工艺技术的设计，本文所设计的工艺路线安全可行，生成的LiAlH4品位达到98%以上，满足质量指标要求，此工艺可投入于生产实践。

参考文献

［1］陆振东.化工工艺设计手册[M].北京：化学工业出版社，1996.

［2］张嫦，周小丽.精细化工工艺原理与技术[M].成都：四川科学技术出版社，2005.

［3］刘光启，马连湘，刘杰.化学化工物性数据手册：有机卷[M].北京：化学工业出版社，2002.

篇8

随着生产时间延长，气井排水采气难度加剧，积液水淹井逐渐增多。对于同井场只有1口单井的水淹气井，气举车没有充足的气源供给而不能作业。在集气站有充足的气源供给，可以通过注醇管线进行气举，但单井气举导致气举车超压。通过理论计算多口气井注醇管线流量及摩阻，对气举车排气端气体进行分流，一方面控制气举车排气压力，另一方面保证单井分流气量达到携液要求。利用该方法对4口井开展现场试验，能够很好地控制排气压力，不会导致气举车超压，能够有效举出井内积液，达到气举施工的目的。研究成果对大牛地气田提高气井稳产及气田中后期开发有着重要的指导意义。

关键词：

气井水淹；排水采气；气举设计

大牛地气田自2003年投产开发至今，已经建成年产40亿m3的中型气田。由于部分单井生产时间长，油压小于4．5MPa的气井占80％，产量低于1万m3的气井占83％，低压低产直井比例高。主要排水工艺是泡沫排水工艺，56．5％气井不能同时满足临界携泡流量和举升压力要求，积液减产甚至水淹严重。针对积液严重及水淹井，难以依靠气井自身能量来恢复生产，需要补充外部能量。国内外采取的措施主要为气举［1］，使用最多的为液氮气举，该工艺单次施工成本高，其次是气举车气举［2］。由于大牛地气田气井管线特征限制，气举车气举单井受到气源供给及超压限制。针对这类技术难题，结合气举施工工艺原理及目前气举工艺研究成果，进行理论计算分析，完善气举车配置，开展多井联合气举工艺研究，为气举车气举在大牛地气田应用提出了新的方法，确保了积液水淹气井平稳生产，延长了生产期。

1多井联合气举理论分析

1．1工艺原理多井联合气举是使用车载压缩机把低压天然气压缩后向多个井内打入高压气体，补充气井地层能量，在达到降压分流作用的同时，提高气井瞬时流量，达到带液目的。

1．2多井联合气举设计

1．2．1阶段划分根据现场多井联合气举流程，考虑到施工进度及压力变化规律，将多井联合气举整个过程划分为4个阶段，如图2所示。1）注醇管线置换阶段。气举流程应用的是单井注醇管线，因此气举开始后，首先是对单井注醇管线进行置换，这个过程气井油套压、流量不变。2）套管充压阶段。注醇管线置换完毕之后，天然气进入气井油套环空，这个过程气井套压出现上升，油压、流量不变或者波动（环空积液缓慢进入油管）。3）积液完全进入油管阶段。气举位置到达油管鞋位置，环空积液完全进入油管，此时套压达到最大值，油管流体密度达到最大，油压及流量都降至最低（站内降压带液最好时机）。4）稳定阶段。积液完全进入油管后，压力流量稳定。稳定阶段生产30min后，气井无异常，可停止气举并做好气井稳产。

1．2．2气举参数设计气举过程中的参数涉及到气举时排气压力的控制，单井注气量的确定以及气举持续时间的长短，保证气举过程中，单井能够达到举升压力并且瞬时流量能够到达临界携液流量要求，最终将井筒积液全部排出，气井恢复正常生产的状态。1）排气压力控制［4］。根据气举车排气压力设计以及单井注醇管线承压能力，要求最大排气压力不超过23MPa。因此，根据整个流程压力损失及气举所需最大压力，即可确定排气压力。2）注气量控制［5］。为排出油套环空以及油管内积液，天然气最终要充填整个油管及油套环空，计算时可用气举后压力体积减去原有体积，考虑天然气损失以及实际气举过程中的气窜现象，天然气用量取为理论用量的1．2倍。

2多井联合气举现场试验

2．1选井及参数设计根据多井联合气举要求，选取了同一座集气站4口积液井（如表1），所选气井受井内积液影响，无法完成配产，自身携液能力弱，需站内泡排并定期进行降压带液维持生产。依据多井联合气举参数设计方法，进行4口井排气压力、注气量以及气举时间设计，由于注醇管线尺寸小，计算出注醇管线压力损失在6．75～8．68MPa，需要排气压力最高为14．89MPa。具体数据如表2。

2．2现场试验及效果分析气举过程中气举井的压力变化如图3～6所示。连接好流程后，10：40加载开始气举，为4口气井同时气举（D66－197、D66－33，D66－25和D23－4），2h内排气压力保持在11MPa，单井套压增长缓慢。考虑到加快气举速度，关闭D66－197井的球阀，12∶30—13∶20排气压力增速加快，D23－4井套压增加到12MPa，油压、进站压力略降、站内有出液迹象，倒进放空流程，D23－4出液连续；12∶30—15∶00排气压力先升高再降低，并趋于稳定。D23－4井出液1．9m3后进站压力回升。15∶00将D23－4井倒进生产，关闭D23－4井的球阀，打开D66－197井的球阀，此时气举3口井（D66－197、D66－33，D66－25）。15∶00—15∶30排气压力增加缓慢，15∶30关闭D66－197井的球阀，排气压力快速升高后稳定在15MPa，D66－33井油套压差增大，积液进入油管，排液0．32m3。D66－25井油套压、进站压力突降，开始出液，排液0．3m3。此后气举车持续循环30min后停机。对选取的4口井开展多井联合气举，由于气举期间排气压力增长缓慢，同时气举井为2～3口，开展气举的3口井均为积液减产井，本次举出积液2．75m3，有效率100％，气举后稳产井4口，稳产率100％，增产气量1200m3／d。如表3所示。

3结论

1）多井联合气举阶段划分为4个阶段，气举过程中要时刻关注每口气井压力及气举车排气压力变化，调整同时气举井数。2）满足多井联合气举条件为：一是满足气举车排气压力要求，即在气举过程中不能够超压（气举车排气压力小于23MPa）；二是要气举单井的流量均满足临界携液流量的要求。3）按照设计要求进行4口井现场试验，能够很好地控制排气压力，不会导致气举车超压。对于不能够正常生产的积液井，能够有效举出井内积液。4）建议对气举井安装压力数据远传系统，保证能够更精确地监测气举过程中单井压力数据变化，提前做出判断分析，保证气举施工顺利开展。

参考文献

［1］王杨．氮气增压气举复产工艺在靖边气田的应用［J］．辽宁化工，2010，39（8）：858－861．

［2］贾友亮．水淹气井气举复产方式选择计算方法［J］．钻采工艺，2013，36（1）：33－36．

［3］贾友亮．天然气压缩机气举工艺在苏里格气田的应用［J］．石油化工应用，2011，30（9）：94－96．

［4］莫琼．气举采气技术在白庙气田的应用［J］．油气田地面工程，2010，29（5）：96－97．

［5］杨盛余．气举阀气举排液技术研究［J］．石油矿场机械，2011，40（7）：18－21．

篇9

绿茶片的生产对茶叶资源高效开发利用意义重大，针对绿茶片加工技术关键控制点，采用蒸汽杀青机，转子破碎，优化分筛拣梗环节，明确生产工艺流程、装备配置和工艺参数，实现了全程连续化作业，成品茶制率达到5.5~6.5，经济效益和示范带动作用显著。

关键词：

绿茶片；工艺设计；初步应用

近年来，茶饮消费快速增长，绿茶片的生产，以弃老茶鲜叶、碎末茶为原料，主要用于袋茶原料、食品添加、饮料萃取、天然防腐剂、美容化工等领域，既促进了茶叶深加工、延长了产业链，又提高了茶叶附加值，使茶叶不光可喝，还可吃、可用，对实现茶叶资源高效开发利用，增加茶农收入具有重要意义。针对绿茶片加工技术关键控制点，采用蒸汽杀青机，转子破碎，细化分筛拣梗环节等技术，优化绿茶片加工装备配置和工艺流程，实现了全程连续化作业，提升了产品质量和加工效率，收到了非常好的经济效益和示范带动作用。

1生产工艺流程及主要加工装备

1.1工艺流程

摊青杀青脱水冷却揉切连续烘干粉碎分筛风选拣梗补火称重包装。

2主要工艺参数

2.1摊青

采摘的鲜叶要及时摊放，厚度均匀，以便散发青气、水分，避免阳光直照。

2.2杀青脱水

要求上叶均匀，上叶量、杀青速度、杀青叶脱水程度可视情况进行调整，温度200~300℃，杀青过程20s左右，热风炉余热热风脱水，整个杀青脱水过程1.0~1.2min，达到杀青叶叶张完整，成朵成个，失重约20％，叶表面干爽，色泽绿翠，无烟焦味，无青张红叶。

2.3冷却

调整杀青叶冷却机速度，使杀青叶冷却至室温。

2.4揉切

要求最大限度地破坏叶细胞，使茶汁在冲泡时快速浸出，揉切完成后，要求叶组织破损率达到80%以上。

2.5连续烘干

温度100~130℃，薄摊，时间每台7~10min，共用时间35~50min，含水量5.5%~6.0%，发展香气和紧固颗粒。

2.6粉碎

经打碎、切隔形成片状碎茶，要求规格符合12~60目。

2.7筛分

筛分后分出筛号茶、头子及末茶茶灰。

2.8风选

除去、毛筋、灰末及其他杂物。

2.9拣梗

拣出茶梗、片朴、毛筋及杂物,提高净度。

2.10补火

温度在80~90℃，时间5~10min，含水量达到4.0%~5.0%，用于发展香气去掉粗老气。

2.11匀对包装

按照标准进行产品匀对，完成后称重包装，内套塑料袋装箱,即成为绿碎茶的成品茶。

3初步应用

篇10

铜镉渣提取精镉通常采用的方法:浸出－粗镉－精炼－精镉。根据浸出剂的不同，浸出分为酸浸法［4］、氨浸法［5］、微生物浸矿法［6］等技术方法。氨浸法采用氨水及碳酸铵为浸出剂，浸出过程中锌、铜、镉等与氨形成稳定的氨配离子进入溶液，而钙、镁氧化物等杂质基本不溶解。少量的铁和锰也可以低价氨配离子形态进入溶液。也有直接采用氯化氨来作为浸出剂，可以提高浸出速度和锌、铜的浸出率。氨浸法和微生物浸矿法难以与现有铜镉渣处理系统衔接［7，8］。酸浸法又分为常压酸浸和加压酸浸。酸浸法是将废渣中锌及其它一些金属离子与硫酸反应，进入浸出液中，控制浸出过程的条件，从而将大部分锌及低价态的铁、锰杂质残留在浸出液中，而大量的金属杂质如高价态的铁、锰及钙、镁等杂质留在浸出废渣中排掉。然后对浸出液进行净化除杂可得到较纯净的含镉溶液。酸浸法的缺点是工艺流程长而复杂［9］，高温高酸浸出劳动条件较差，不易操作。必须用大量的硫酸来浸取，以及要中和废渣中所夹带的碱性杂质。因此常导致硫酸的消耗较高，成本增大，而且易腐蚀设备。镁、铁、锰等杂质也会大量进入溶液中，对后续的除杂净化工作带来麻烦。而且，常压酸浸出法各种沉铁工艺难于控制，产出的铁渣铁品位低，且铁渣量大，低铁渣难于处理，其中的有价金属难于回收。酸浸出法因浸出率高、浸出速度快、原理简单，可综合回收多种有价金属，仍为目前最主要的工业生产方法［8］。由于本流程是为某大型铅锌冶炼厂配套，采用常压酸浸法制取粗镉。为了充分回收原料中的有价金属，并预留考虑将来原料来源的复杂性，前端的湿法流程可适当拉长，分离提取镉、铜、钴、铟、银等，尽可能产出附加值高的产品，以提高经济效。铜镉渣主要成分见表1。精镉的工业化生产方法有电积法和蒸馏法［10］。电积法技术成熟，安全可靠，但存在电解效率低，电耗大，周期长，电解沉积物不稳定等缺陷，由于流程长，占地面积大，设备投资高，成本高，目前新建厂基本不采用电积法制镉。由于粗镉中常见的杂质锑、铜、砷、铅、铊、锌、锡和铁，这些元素的蒸汽压都比镉低、难于挥发，塔式蒸馏利用镉与其它杂质的沸点差异，通过镉气化挥发提纯镉。通过控制精馏塔塔体组合中不同功能段的温度使高沸点金属在由蒸发盘、回流盘组成的塔体组合中不断蒸发回流冷凝，最后由塔体下延部排出，而绝大部分低沸点金属(镉)在塔体组合内蒸发形成蒸气由塔体顶盘排出［11］，而后进入冷凝器冷凝成以低沸点金属为主成分的合金液体(精镉液)，铸锭为精镉。粗镉塔式蒸馏技术已发展完善，工艺简单，设备占地面积小，热效率高，可实现连续生产。控制一定工艺参数，可直接产出精镉，铅、锌及其它高沸点杂质金属含量符合要求。本设计精镉生产采用电热特殊钢塔式蒸馏工艺。

2工艺流程

设计采用的铜镉渣制取精镉工艺流程包括硫酸浸出，锌粉一次置换，造液，锌粉二次置换，压团，粗炼，精炼等工序，其工艺流程如图1所示。2.1浸出、一次置换、造液、二次置换净化车间送来的铜镉渣先通过加水浆化，根据原料锌含量的变化，也可加入稀酸，洗去部分的锌。浆化后的矿浆经泵泵入铜镉渣浸出槽，加入废电解液进行浸出。浸出液固比6∶1，浸出温度70～90℃，浸出时间4～6h，始酸25～30g/L，终点pH值5.2。铜镉渣浸出液经压滤机压滤，滤渣进浸出滤渣浆化槽水洗浆化后压滤，滤渣即铜渣送铜冶炼;滤渣压滤滤液储存后返锌净化。浸出滤液存储在浸出液贮槽，待溶液温度在60℃以下时，再泵送到一次置换槽进行一次置换。一次置换加入1.2倍锌粉，锌粉粒度为0.149～0.125mm，酸度0.3～0.5g/L，置换时间60～90min。置换采用机械搅拌，置换后液含镉0.1～0.2g/L。置换后液经压滤后存储于置换后液贮槽;滤渣堆存7～15d后，在潮湿的空气中自然氧化，再送至造液槽中加入硫酸造液。造液温度85～90℃，造液始酸400～500g/L，造液终了pH值5.2～5.4。操作周期5～6h，造液后液含镉200～500g/L。造液后液压滤去除造液渣，再与新鲜镉棉、锌粉在二次置换槽进行二次置换，二次置换始酸pH=4，加锌粉，搅拌15～20min后，调溶液到中性pH值，再次加入锌粉，搅拌20～30min。镉二次置换后液经二次置换压滤机后得到纯镉绵。二次置换压滤机滤液也存储于置换后液贮槽，待存储一定的量后送除镍钴槽除镍钴，所得贫镉液送锌浸出。2.2火法精炼海绵镉用压团机压团，团饼直径Φ150。压团后的镉团，用氢氧化钠作复盖剂，经粗镉电炉熔化，加入还原剂和氢氧化钠，镉团中含的锌与苛性钠生成碱渣，产出粗镉。粗镉可铸成粗镉锭或者直接从粗镉电炉连续流进精馏塔。精馏炉，由粗镉熔化炉、蒸发炉体、精馏塔体、出料管、冷凝器、精镉铸锭池等组成。镉在精馏塔内加热蒸发和冷凝回流交替进行，纯镉蒸汽以镉气态形式上升至炉顶经冷却成液态，冷却到一定温度流入精镉锅，定期铸成镉锭。高沸点金属经回流富集逐步下流，进入渣锅，定期排出。精馏炉采用自动进料、自动出料，电阻式加热，PID调节仪自动控温。熔化炉入塔原料含镉60%～65%左右。燃烧室温度1120℃，下延部熔析温度450℃。冷凝器精镉含镉95%～98%，含铅0.0001%～0.0006%，含锌2%～3%。精镉蒸馏过程中，蒸馏温度需严格控制，不得高于440℃，避免因蒸馏温度过高将其它杂质蒸馏，造成蒸馏镉所含杂质高，后序浇铸的精镉除杂困难。还需控制好冷凝器和密封圈冷却回水温度，回水温度不宜过高，密封圈温度应高于冷凝器温度，便于最后蒸馏完毕清锅，回水温度以35～70℃为宜。蒸馏时间过长，过终点，其它杂质被蒸馏，影响蒸馏镉的品位，造成精镉除杂困难。蒸馏温度在短时间内急剧上升为蒸馏过程的终点2.3问题与讨论2.3.1浸出过程的控制由于酸浸处理过程，单质铜与稀硫酸不易发生反应(铜的电极电位在氢的电极电位之上)，金属锌、镉较易与稀硫酸反应生成硫酸盐。为将铜留在渣中，并尽可能地浸出镉、锌，可通过控制浸出pH值，分离铜等杂质。根据试验情况，本设计通过仪表控制浸出过程的酸加入量，控制浸出终点pH值5.2，浸出渣含锌7%，铜25%。实现对铜镉渣进行选择性浸出。2.3.2浸出渣浆化洗涤为尽可能控制镉的分散，回收水溶锌，提高锌回收率及铜渣中铜品位。设计增加了对浸出渣浆化洗涤工序。根据试验报道，酸性条件下可大量溶解锌，是否采用加酸浆化洗锌可待进一步的试验，确定洗涤pH值。2.3.3海绵镉选择性富集由于一次置换前液含锌高但含镉低，锌镉比为(4～5)∶1，故一次置换所得到的海绵镉不仅含锌高，镉品位较低，且还有部分其它杂质，不能满足后续工序的需要。根据报道，当置换前液锌含量在30～40g/L时，一次置换海绵镉产品含镉可达85%以上。可在生产中采用分段置换的工艺。首先置换一次置换前液中85%的镉，液固分离后再置换剩余的镉。第一段置换的镉可直接送熔炼，第二段置换的镉再送造液或返回浸出。

3主要技术经济指标及设备选型

3.1主要技术经济指标本项目建设投资总额约为700万元(包括土建部分及流动资金)，设计精镉(Cd99.99%)生产能力800t/a，处理铜镉渣10000t/a。建成达产后年平均可实现利润总额550万元/a，经济效益明显。3.2主要处理设备设计所选用的主要处理设备见表3。

4污染控制

镉具有很强的污染性和毒性，提镉生产不仅需注意镉对外界和周围环境造成的污染，也须重视镉在锌冶炼厂区域内的污染，以及镉生产车间内操作环境。4.1废气在铜镉渣湿法提取的生产过程中，各反应槽内的溶液保持有一定的温度，反应过程中散发出酸雾、水蒸汽和粉尘等有害物质。特别是锌粉置换过程会产生砷蒸汽，对操作工人健康是很大的威胁。火法工序中在对海绵镉进行熔化铸锭时，为了防止镉的氧化和挥发，在熔融镉的表面上虽然有碱液覆盖，但难免逸出镉蒸汽，造成车间内的低空污染。该设计在浸出槽、置换槽上设置排气筒;在熔铸炉出镉口设置集烟罩;使用大风量排烟风机，将湿法废气排气管与火法烟气收集管相连，废气统一由熔铸炉喷淋式水膜脱硫除尘器处理。由于熔铸炉烟尘带碱粒，与湿法系统共用除尘系统，可降低碱耗。系统处理风量为75000m3/h，进入废气处理系统的烟尘浓度为800mg/m3，酸雾浓度600mg/m3。水膜脱硫除尘器处理效率为98%，处理后废气中粉尘浓度约为1.2mg/m3，可实现达标排放。4.2废水含镉污水外排将导致严重的污染事故。该设计在全车间设置250mm高的围堰，将车间内的污水与外界隔离。车间的污水经自流收集、混合后返回浸出，洗水、贫镉液、车间污水均在系统内循环，不外排。多次循环后的高浓度污水及事故排水采用石灰中和处理工艺处理。通过石灰乳和铁、铝盐法中和沉淀处理后，去锌、砷、镉等重金属，使污水排放满足《污水综合排放标准》(GB8978－2002)一级标准。4.3废渣镉回收湿法流程产生的铜渣、镍钴渣等作为副产品，送综合回收。湿式收尘的底泥返回浸出工序。火法流程产生的碱渣、底渣含有大量的碱、锌，可根据成分返回锌系统配料或送废水处理站做中和剂。全流程无需要堆存的废渣。

5结语