化工設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)書

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1、 化工設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目：年產(chǎn)5000噸活性碳廠 院（系、部）： 姓 名： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師簽名：

2、 2008年5月28日目錄 一．工藝路線與生產(chǎn)方法 1.1.工藝路線 1.2.生產(chǎn)方法 1.3.工藝流程方框圖 二．物料衡算 2.1 .工藝參數(shù) 2.2. 物料衡算 三．能量衡算 四．工藝計(jì)算及選型號(hào) 4.1．各工藝設(shè)備的選擇 4.2.設(shè)備型號(hào)選擇及其參數(shù) 4.3.設(shè)備參數(shù) 五.工藝流程圖設(shè)計(jì) 六．車間布置設(shè)計(jì) 七．概算 7.1投資估算和資金籌措 7.2經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益預(yù)測 八.設(shè)計(jì)說明(略) 九．防護(hù)措施 9．1 防爆 9．2 防火 9．3

3、電氣安全 9．4 自動(dòng)控制 9．5防護(hù)設(shè)施 9．6 防毒 9．7 防噪聲傷害 9．8衛(wèi)生設(shè)施 9．9 預(yù)期效果 9．10 勞動(dòng)安全衛(wèi)生專項(xiàng)投資 附錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書 一. 工藝路線與生產(chǎn)方法 1.1.工藝路線 煤制備活性炭的主要環(huán)節(jié)有破碎粉磨、成型、碳化和活化。制備煤基活性炭有原煤破碎活性炭生產(chǎn)工藝、成型顆?；钚蕴可a(chǎn)工藝（柱狀活性炭、壓塊活性炭及球形活性炭生產(chǎn)工藝）、及粉狀炭生產(chǎn)工藝。 原煤破碎活性炭生產(chǎn)工藝雖然工藝簡單、生產(chǎn)成本低、設(shè)備投資少，但其產(chǎn)品應(yīng)用范圍較窄，對(duì)原料煤的反應(yīng)活性有一

4、定要求且銷售價(jià)格不高；粉狀活性炭一般是利用顆?；钚蕴炕罨蠛Y分時(shí)的篩下物經(jīng)制粉后制成，因此其可看成副產(chǎn)品。 成型顆?；钚蕴可a(chǎn)工藝中我們主要采用的是壓塊活性炭生產(chǎn)工藝此方法與柱狀活性炭生產(chǎn)相比簡化了活性炭的生產(chǎn)工藝，同時(shí)改善了活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)。由于減少了粘合劑和催化劑的用量，成本相對(duì)較低，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染也較小。對(duì)于此方法，要選用低變質(zhì)程度，和具有粘結(jié)性的煤品種。 原料煤的選擇 我們選擇太西煤 在活性炭的生產(chǎn)中，原料煤的選擇十分重要。煤的品種和性質(zhì)不同，工藝條件和產(chǎn)品質(zhì)量就不一樣。根據(jù)原植物的生成年代和成煤過程、煤的灰分含量、碳含量和粘結(jié)性的不同，煤可分為：泥煤、褐煤、煙

5、煤、無煙煤。 選擇生產(chǎn)活性炭的原料時(shí)，必須考慮煤的灰分、揮發(fā)分、固定碳含量和粘結(jié)性等因素。綜合考慮我們選擇太西煤。 其特色： 屬優(yōu)質(zhì)無煙煤。低灰、低硫、低磷、高發(fā)熱量、高比電阻、高塊煤率、高機(jī)械強(qiáng)度、高化學(xué)活性、高精煤產(chǎn)率被稱為“煤中之王”，總儲(chǔ)量10億噸，可采數(shù)百年。該項(xiàng)目利用少量膠質(zhì)層的太西煤為原料生產(chǎn)活性炭，具有微孔發(fā)達(dá)、吸附容量高、強(qiáng)度好、成本低的特點(diǎn)。 1.2.生產(chǎn)方法 1.2.1 壓塊炭簡介 活性炭是一種多孔性吸附劑，同時(shí)也是催化劑和催化劑載體，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、通信和醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，在環(huán)境

6、保護(hù)、改善人類生存條件方面，正在發(fā)揮著越來越重要的作用?？梢哉f，活性炭是人類進(jìn)步、社會(huì)持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)材料，有行業(yè)就有活性炭的身影；有尖端科學(xué)，就有活性炭的新用途，就會(huì)有活性炭的新品種問世。 壓塊炭即壓塊破碎活性炭，一般屬于煤質(zhì)不定型顆粒炭，它是利用原煤自身的多種特性，先將原料科學(xué)合理的配比，然后通過機(jī)械高壓直接將煤粉及添加劑壓制成型，再經(jīng)炭化、活化后制成。其產(chǎn)品特點(diǎn)是強(qiáng)度高、吸附性能優(yōu)越、孔隙結(jié)構(gòu)可隨意調(diào)整、孔徑分布均勻而合理，無漂浮并且在液相中的下沉速度很快。 1.2.2全球壓塊炭情況 壓塊活性炭起源于上世紀(jì)70年代美國Cargon公司在Pittsburgh的總部，后迅

7、速波及歐洲和日本，當(dāng)今世界的名牌產(chǎn)品有美國的F系列，如F-300、F-400、日本三菱008#及德國的H系列產(chǎn)品。壓塊炭的誕生不僅增加了活性炭家族的新品種，更加豐富了應(yīng)用領(lǐng)域，如軍事“核生化”三防、醫(yī)藥、食品的脫色和汽油回收等方面。 在全球活性炭的生產(chǎn)量、使用量、貿(mào)易量三總量中，壓塊活性炭占有自己的一席之地，約占其總份額1/4，可見其是多么重要！ 1.2.3 我國壓塊活性炭的現(xiàn)狀與發(fā)展前景分析 相比柱狀炭和粉狀炭而言，我國壓塊炭的科研、生產(chǎn)起步較晚，設(shè)備、工藝控制系統(tǒng)水平和原料質(zhì)量相對(duì)一般，但發(fā)展速度卻非同尋常。 上世紀(jì)八十年代，我國煤質(zhì)活性炭的發(fā)源地國營新華化工廠（

8、現(xiàn)為山西新華化工有限責(zé)任公司），從英美引進(jìn)一條壓塊活性炭生產(chǎn)線，拉開了我國壓塊活性炭生產(chǎn)的序幕，研制出主要吸附性能達(dá)到美國F-400的壓塊活性炭樣品，但綜合性能的差距較大，主要表現(xiàn)在灰分偏高15%以上，V中孔比例偏低。但反復(fù)多次的試制，積累了所有煤種如標(biāo)準(zhǔn)煙煤、焦煤、肥煤、肥氣煤、瘦煤、弱粘煤和煙煤半焦等到工藝品調(diào)整的寶貴經(jīng)驗(yàn)。為在中國和山西利用其豐富的地下煤炭資源，生產(chǎn)國際暢銷的壓塊炭，實(shí)現(xiàn)我國壓塊炭的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；龀隽朔e極貢獻(xiàn)！此后，從80年代至今已有山西交城、保德和大同先后上馬了壓塊（片）活性炭生產(chǎn)線。尤其大同市合資企業(yè)的壓塊炭成型生產(chǎn)線，已開始中等規(guī)模的生產(chǎn)。在不遠(yuǎn)的將來，國內(nèi)的壓塊

9、炭有大規(guī)模生產(chǎn)趨勢。 我國壓塊炭得到迅猛發(fā)展和不斷擴(kuò)大生產(chǎn)的有利因素之一：就是經(jīng)濟(jì)效益的杠桿作用：每生產(chǎn)一噸壓塊活性炭成品，與破碎炭相比，材料消耗和能源消耗及人工費(fèi)用相差無幾，但質(zhì)量和價(jià)格卻相差很大，每噸普通破碎炭價(jià)格3000元/噸，而壓塊炭則每噸價(jià)格約8000~10000元，每年即使生產(chǎn)5萬噸優(yōu)質(zhì)壓塊活性炭也不會(huì)對(duì)全球90萬噸貿(mào)易量的巨大市場形成沖擊，可取得雙贏和多贏的局面。 有利因素之二：與柱狀活性炭生產(chǎn)過程相比，還具有改善環(huán)境的作用，由于不使用煤焦油，因而不存在焦油蒸汽的污染，因此，只需要在除塵系統(tǒng)中多做點(diǎn)工作和加強(qiáng)管理，現(xiàn)代化的清潔生產(chǎn)線就會(huì)呈現(xiàn)在世人面前。 有利因素

10、之三：中國需要世界，世界離不開中國，入世前，我國活性炭在國際市場本來就具有一定的競爭實(shí)力，入世后到目前為止，有利條件不斷增多，投資環(huán)境進(jìn)一步改善，國際大公司一致看好我國活性炭生產(chǎn)基地及相對(duì)廉價(jià)的材料、能源、人工費(fèi)用，于是紛紛進(jìn)行雙方或多方洽談合作，正所謂捷足者先登，先入者，先得利。所以，合資、獨(dú)資的壓塊活性炭生產(chǎn)企業(yè)，也將在五年內(nèi)迅速增加，從而開創(chuàng)世界活性炭制造中心的新格局。當(dāng)然，面對(duì)國際活性炭市場變化的大好時(shí)機(jī)，不要、也不能放松對(duì)國內(nèi)壓塊炭市場的開拓。為此活性炭的應(yīng)用研究就顯得越來越迫切了，這一點(diǎn)，既是市場的自身需要，也是生產(chǎn)企業(yè)更快更好地深入用戶，提供技術(shù)支援的薄弱之處；應(yīng)用人才的缺乏，是

11、培育市場的最大障礙，也是市場向縱深發(fā)展一道的鴻溝。 結(jié)論：通過以上研討分析，可以得出如下結(jié)論： 1）．壓塊活性炭在我國的發(fā)展前景十分美好而前途一片光明。 2）．我國壓塊活性炭與世界先進(jìn)技術(shù)水平存在較大的差距，差距就 是壓力，也是動(dòng)力。 3）．壓塊活性炭的產(chǎn)銷均有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。 4）．活性炭行業(yè)，尤其是新品種壓塊活性炭的發(fā)展，在我國加入 WTO后的最初十年左右，發(fā)展最為迅猛。 5）．搞好應(yīng)用研究，可促進(jìn)市場開拓，引導(dǎo)壓塊炭向縱深領(lǐng)域發(fā)展。 1.3.工藝流程方框圖: 二. 物料衡算 2.1 .工藝參數(shù)

12、 原料炭:含水率15%,除雜損失7%. 活化:溫度800~900C,時(shí)間9.6h，得率25%（絕對(duì)干炭料）。 粉磨：細(xì)度100%，通過目/英寸損失3%。 酸水洗：酸煮時(shí)間2h,水洗時(shí)間2h,蒸汽壓力200kPa，酸用量20%，水耗量為炭：水=1：30，酸煮炭水比為1比5，吸濾真空度為67kPa，壓縮空氣壓力為400kPa，濕炭含水率65%，損失3%。 干燥：溫度300~500C，產(chǎn)品含水率5%，損失3%。 包裝：裝箱量20kg。 2.2. 物料衡算 年工作日300日，成品炭（含水率5%）500kg/d為基準(zhǔn)。 2.2.1原料炭 總得率＝(1-0.07)(1-0.03)30

13、.25＝21.22% 日需原料炭量＝(500/0.2122)(95/85)=2633kg　　 　其中絕干炭　 263385%=2238kg　 　　　　　水分　　2633-2238=395kg 2.2.2 除雜 收入2633kg 支出　　　　 2500kg　　　　 　　　　　　　　　　去雜26337%=133kg 　　　　　　　　　 總計(jì) 2633kg 2.2.3 活化 活化時(shí)間９.６ｈ，兩套爐每天共生產(chǎn)５爐，煤爐加工量500kg炭 （總量2500kg）。 活化過程燒失70%：其中４０％為活化反應(yīng)燒失，３０％為部分炭燃燒損失。 ① 活化反

14、應(yīng)（全以吸熱反應(yīng)計(jì)算，略去放熱活化反應(yīng)，簡化、安全）： C+H2O=====H2+CO -131KJ/mol 　　　需水蒸汽量　　　(25000.850.4/12) 18=1275kg 　　生成水煤氣量　　?。?+28）25000.850.4/12=2125kg ② 炭燃燒：　　C+O2====CO2 　　 　　需O2量　　　(25000.850.3)/1232=1700kg 　　　　生成CO2量 (25000.850.3)/1244=2338kg ③二次反應(yīng)——生成的水煤氣燃燒： 　　　　 　 H2+1/2O2==H2O 需O2量

15、 (25000.850.4)/1216=1133kg 生成水蒸汽量 (25000.850.4)/1218=1275kg CO+1/2O2==CO2 需O2量 (25000.850.4)/1216=1133kg 生成CO2量 (25000.850.4)/1244=3117kg 活化工序物料平衡：　　　　　　　　 物料平衡表 收入： 支出： ①料炭　2500kg （其中炭2125kg 水375kg） ② 水蒸汽量（余量40%） 12751.4=1785kg ③ 二次空氣量 1.5(1700+2

16、1133)/(0.2132) 29=25600kg (過剩系數(shù) 1.5) ① 活化炭 530kg ② 煙道氣： 水蒸汽 2175kg CO2 5455kg 未反應(yīng)空氣 21725kg 總收入=29885kg=總支出 2.2.4 粉磨 進(jìn)料 530kg出料 525kg 損失5300.03=15kg 總計(jì)： 530kg 2.2.5 酸、水洗 進(jìn)料515kg 出料（含水率65%）1415kg 水920kg

17、 損失 20kg 2.2.6 干燥、包裝 進(jìn)料1415kg 出料：成品炭（含水率5%）500kg 損失 19kg 水 896kg 三．能量衡算 根據(jù)物料量及其反應(yīng)物進(jìn)行活化段及煙道氣預(yù)熱鍋爐、干燥器等工序熱量衡算，以作為設(shè)備設(shè)計(jì)的依據(jù)之一。 3.１.活化爐熱量衡算 3.1.1放熱 1)水煤氣燃燒放出的熱量： Q1=m1C1=2125x16.736x107 =355.65x108J 式中:C1--水煤氣的熱值。 活化過程中炭的燃燒放出的熱量： Q2=m2C2-2500x0.85x0.3x33.

18、472x106 =213.38x108J 式中：C2--炭的熱值。 Q總放=Q1+Q2 =355.65x108+213.88x108 =569.03x108J 3.1.2 吸熱 2) 炭由25℃→900℃（加熱）所需的熱量： Q，1=mC△t=2500x0.25x1.255x108（900-25）x0.85 =5.3875x108J 3) 加熱水蒸汽所需的熱量 加熱由木炭帶進(jìn)水所需的熱量： Q，2=m﹝（t2-t1）C1+C2+（t3-t2）C3x4.18﹞

19、 =75x5x﹝（100-25）x4.18+2260+（1000-100）x（0.55+0.45）2 x4.18﹞x108 =16.7x108J 式中：C 1--水在0—100℃的平均比熱（J/kg）； C2--水在100℃時(shí)的汽化潛熱（J/kg）； C3--水蒸汽在100—1000℃時(shí)平均比熱（J/kg）。 加熱通過參加活化的水蒸汽所耗熱量： Q，， 2=mC4=1700x0.505（1000-132.9）x4.18 =31.1x108J 4)反應(yīng)吸熱： C+H2O===H2+CO-131KJ/mol Q3=(2500x0.8

20、5x0.4/12)x31.14x4.18 =92.2x108J 5)反應(yīng)物CO2由250℃加熱到1000℃所需吸收的熱： Q4= mC，△t =5455x0.306x（1000-25）x4.18 =68.05 x108J 6)未參加反應(yīng)的空氣由25℃加熱到1000℃所需熱量： Q5= mC，△t=21725x0.27x4.18x（100-25） =239.05 x108J Q總吸= Q，1+ Q，2+ Q，

21、，2+ Q3 +Q4 +Q5 =（5.3875+16.7+31.1+92.2+68.05+239.05）x108 =452.50 x108J 活化爐熱量平衡表（x108J） 木炭燃燒 反應(yīng)氣體燃燒 加熱量 加熱水蒸汽 反應(yīng)吸熱 加熱CO2 加熱空氣 系統(tǒng)損失 總計(jì) 收入 213.38 355.65 596.03 支出 5.39 47.8 92.2 68.05 239.05 143.53 596.03 3.2.煙道氣余熱鍋爐熱量

22、衡算 (1)煙道氣帶出的熱量：以25℃為基準(zhǔn)，煙道氣的平均比熱取 Cp=1.296KJ/kg，則一天由活化爐帶出來的熱量為： Q= mCp△t=（21725+5455+2075）x1.296x（1000-25） =369.6 x108J (2)鍋爐的熱量消耗：余熱鍋爐的生產(chǎn)能力為100kg/h，則一 天需吸熱為： Q=﹝（100-t1）xC1+C2+C3(t2-100)﹞ =24x100x103x﹝(100-25)4.18+2260 +0.453（132.9-100）x4.18﹞

23、 =63.27 x108J 式中：C 1--水在25-100℃的平均比熱（J/kg）； C2--水在100℃時(shí)的汽化潛熱（J/kg）； C3--水蒸汽在132.9—100℃時(shí)平均比熱（J/kg）。 設(shè)煙道氣的熱損失為10%： Q損=36.96 x108J 總需熱量: Q總=63.27 x108+36.96 x108 =100.23 x108J 消耗100.23 x108J能量，煙道氣溫降低△t，則： 100.23 x108J=5851x0.31x4.18x108x

24、5x△t △t=264℃ t=1000-264=736℃ 3.3.干燥器熱量衡算 因?yàn)檫M(jìn)洞道干燥器時(shí)煙氣溫度要求在500℃以下，可以在干燥前的煙道內(nèi)通入盤管，管內(nèi)通冷水加熱以降低煙氣溫度在500℃以下，這部分水可用于工人下班洗澡用、洗炭用。 干燥時(shí)進(jìn)料1415kg。其中：炭495kg，需蒸發(fā)掉水849kg，剩余水71kg。 （1） 炭由25→100℃需熱： Q1= mCp△t=495x1.255x103x75=0.47x108 J （2） 5%H2O由25→100℃： Q２= mCp△t=71

25、x1x4.18x103x75=0.22x108 J （3） 蒸發(fā)水分： Q３= m﹝Ｃ１△t＋Ｃ２﹞ 　　　　　=89X103﹝(100-25)x4.18+2260﹞ 　=21.85x１08J 　　　　Q＝Q1+ Q2+ Q３ 　　　　　　　　　?。剑?.47＋0.22＋21.85）x１08 　　　　?。?2.54 x１08J 煙道氣以５00℃進(jìn)干燥爐帶入的熱量 Q煙=851x0.31x4.18x103x(500-25) =3.61 x１08J Q損=3.61 x１08J

26、 經(jīng)過干燥爐后煙道氣的溫度降低△t，則： (22.54＋3.61)x１08=5851x0.31x△tｘ4.18x１05x5 △t=69℃ t=500-69=431℃ 即出干燥爐時(shí)煙氣溫度為431℃。 四．工藝計(jì)算及選型號(hào) 4.1．各工藝設(shè)備的選擇 ①原料制備工序 預(yù)破：一般選用對(duì)輥破碎機(jī)對(duì)煤進(jìn)行預(yù)破處理，應(yīng)粉碎到20mm以下。 制粉：懸輥擺式磨粉機(jī)(雷蒙磨)，處理至180目~200目。 ②．混捏成型工序 粘合劑的選擇：煤焦油（主要的粘合劑有煤焦油、木質(zhì)黃酸鈉、紙漿廢液及淀粉溶液等。） 4.２.設(shè)備型號(hào)選擇及其參數(shù)

27、 1）設(shè)備型號(hào) ⅰ．R型雷蒙磨粉機(jī)簡介： 廣泛適用于粉碎重晶石、方解石、鉀長石、滑石、大理石、石灰石、石膏、石英石、活性白士、活性炭、膨潤土、高嶺石、玻璃、錳礦、鉻礦、礦渣等莫氏硬度不大于7級(jí)，濕度在8%以下的非易燃易爆的礦產(chǎn)、化工、建材等行業(yè)三百多種物料的高細(xì)度制粉加工，成品粒度30-400目范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。通過磨機(jī)內(nèi)部增加特殊裝置，可生產(chǎn)出30-60目的粗粉。 我們?cè)趥鹘y(tǒng)的活性炭生產(chǎn)工藝?yán)镌黾恿烁∵x工序，這可以很大程度上降低原料煤的灰度。很少的灰分含量對(duì)活性碳的性能就有很大的影響。 ⅱ．SF型浮選機(jī)的簡介 SF型浮選機(jī)適用于分離有色金屬、黑色金屬、貴金屬、非金屬

28、礦物和化工原料、回收有用礦物。 浮選柱法可以在可燃體回收率高80%~90%的情況下制備出含灰量1%~3%的超純煤，且生產(chǎn)費(fèi)用不高，對(duì)環(huán)境的影響也很小。生產(chǎn)出來的超純煤可以降低有害氣體的排放，有利于減小后期的尾氣回收成本。 該設(shè)備具有如下特點(diǎn):吸氣量大、功耗低。每槽兼有吸氣、吸漿和浮選三重功能，自成浮選回路，不需任何輔助設(shè)備，水平配置,便于流程的變更.礦漿循環(huán)合理，能最大限度地減少粗砂沉淀。設(shè)有礦漿面的自控裝置，調(diào)節(jié)方便 。葉輪帶有后傾式的上下葉片。上葉片產(chǎn)生礦漿上循環(huán)，下葉片產(chǎn)生礦漿下循環(huán)。 ⅲ．成型設(shè)備：Z式攪拌機(jī)和四柱液壓機(jī)聯(lián)合生產(chǎn) 性能特點(diǎn)：三梁四柱式結(jié)構(gòu)，經(jīng)計(jì)算機(jī)優(yōu)

29、化設(shè)計(jì)，簡單、經(jīng)濟(jì)、適用。液壓控制系統(tǒng)采用插裝閥集成系統(tǒng)，動(dòng)作可靠，使用壽命長，液壓沖擊小，減小了連結(jié)管路與泄漏點(diǎn)。獨(dú)立的電氣控制系統(tǒng)，工作可靠，動(dòng)作直觀，維修方便。采用按鈕集中控制，設(shè)調(diào)整（點(diǎn)動(dòng)），單次（半自動(dòng)）二種操作方式?？蓪?shí)現(xiàn)定程，定壓二種成型工藝，并具有保壓延時(shí)等性能。工作壓力、行程根據(jù)工藝需要在規(guī)定的范圍內(nèi)可調(diào)。 適用領(lǐng)域：本系列壓機(jī)適用于金屬材料的拉深、彎曲、翻邊、冷擠、沖裁等工藝，還適用于校正、壓裝、粉末制品、磨料制品、壓制成型以及塑料制品，絕緣材料的壓制成型。 4.3.設(shè)備參數(shù) 以上所選設(shè)備的參數(shù)分別列表: 1)對(duì)輥破碎機(jī)的參數(shù) 型號(hào) 輥?zhàn)又睆? (mm

30、) 輥?zhàn)娱L度(mm) 進(jìn)料 (mm) 出料(mm) 產(chǎn)量 (mm) 轉(zhuǎn)速 功率 (千瓦) 外型尺寸(mm) 重量(公斤) 400x610 610 400 85 0-30 13-40 75 15x2 3430x1520x880 1350 　 選用400610 ，功率較大，適合大規(guī)模生產(chǎn) 2）雷蒙磨參數(shù) 型號(hào) 最大進(jìn)料 成品粒度 班產(chǎn)量 主軸轉(zhuǎn)速 磨環(huán)內(nèi)徑 磨輥直徑 磨輥高度 主機(jī)電機(jī) 風(fēng)機(jī)電機(jī) 分析電機(jī) 外型尺寸 總重量 5R4119 30 0.044-0.125 6-66 103 1280 410

31、190 Y280S-4-75 Y250M-4-55 YCT200-4B-7.5 8000x7850x9800 26500 3)SF型浮選機(jī) 型號(hào) 槽容積(米3) 吸氣量(米3/米2分) 電機(jī)功率(千瓦) 生產(chǎn)能力(米3/分) 單槽重量(公斤) Sf-2.0 2.0 0.9-1.0 7.5 1.0-2.0 1750 選用SF-2.0 它的單槽處理能力大，適合大規(guī)模生產(chǎn) 4)成型設(shè)備：Z式攪拌機(jī)和四柱液壓機(jī)聯(lián)合生產(chǎn) ③.碳化工序 炭化（carbonization） 炭化的實(shí)質(zhì)是有機(jī)物的熱解過程，包括熱分解反應(yīng)和熱縮

32、聚反應(yīng)，在高溫條件下，有機(jī)化合物中所含的氫、氧等元素的組成被分解。炭原子不斷環(huán)化，芳構(gòu)化，結(jié)果使氫、氧、氮等原子不斷減少，炭不斷富集，最后經(jīng)過石墨化過程成為富炭或純炭物質(zhì)。 選用多層耙式爐 炭化和活化連續(xù)進(jìn)行,產(chǎn)量大,質(zhì)量均勻,易于控制,產(chǎn)品得率高,自動(dòng)化水平高,生產(chǎn)效率高,運(yùn)行穩(wěn)定,負(fù)荷變化大。 ④.活化工序 活化（activation） 活化的目的是利用蒸汽或化學(xué)物質(zhì)來清除炭化過程中積蓄在孔隙結(jié)構(gòu)中的焦油物質(zhì)及裂解產(chǎn)物，以提高孔洞體積（或表面積）及高吸附容量的成品炭。 其操作條件: 活化的二種方法 1、物理活化法 物理活化也叫做

33、氣體活化，此過程是將炭化產(chǎn)物于高溫（800-1100℃），通以水蒸汽、二氧化炭或空氣與炭質(zhì)做選擇性炭的氧化，以清除堆積在孔洞的反應(yīng)生成物。 2、化學(xué)活化法 化學(xué)活化系將原料炭與活化劑直接調(diào)和、炭化與活化同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，此種方法能產(chǎn)生較少炭氫化合物或氧化物，但化學(xué)活化劑之污染與回收則是另一項(xiàng)需要考慮的問題。目前常用的活化劑有氯化鋅及磷酸。 選用斯列普爐 易于控制，不需要外加熱源，產(chǎn)量大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品品種易于調(diào)整，可同時(shí)加工多種原料，熱效率高，產(chǎn)品得率較高。 ⑤.產(chǎn)品后處理 后處理工藝包括酸洗、浸漬、干燥、破碎、篩分、制粉、包裝等。其中篩分采用直線振動(dòng)

34、篩，篩下物的制粉則采用小型號(hào)的雷蒙磨。 ⑥.粉塵回收和尾氣處理 活性炭在生產(chǎn)炭化過程中會(huì)產(chǎn)生煙氣、篩分過程中會(huì)產(chǎn)生粉塵，對(duì)環(huán)境造成污染。本項(xiàng)目利用先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)，通過合理的治理措施，減少了煙氣、粉塵對(duì)環(huán)境的影響，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，達(dá)到了保護(hù)環(huán)境的目的。 粉塵的回收再利用 本項(xiàng)目屬較大的炭化料生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)過程中采用了機(jī)械化程度較高的設(shè)備對(duì)原料及成品進(jìn)行破碎、篩分等處理，各工段均不可避免的產(chǎn)生細(xì)微粒粉塵。為達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求，各工段均使用“回轉(zhuǎn)肥吹布袋除塵器”回收粉塵，除塵效率為99%，除塵器回收的粉塵又可以加工粉炭。這樣，既保護(hù)了環(huán)境，又使資源得以利用，兼顧了經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)

35、境效益。 炭化煙氣的治理及顯熱回收利用 耙式爐產(chǎn)生尾氣先利用焚燒爐對(duì)其進(jìn)行焚燒，焚燒產(chǎn)生的高溫尾氣先利用余熱鍋爐回收其中熱能，提高熱利用效率，促進(jìn)了項(xiàng)目的清潔生產(chǎn)。 耙式爐煙氣采用高溫焚燒技術(shù)，煙氣首先進(jìn)行焦油的回收，后進(jìn)入焚燒爐經(jīng)1100℃高溫焚燒的處理，再通過脫硫除塵器進(jìn)行除塵、脫硫，排空尾氣達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。 五.工藝流程圖設(shè)計(jì) 六．車間布置設(shè)計(jì) 6.1 廠址的選擇 山西省孝義市 孝義地理區(qū)位優(yōu)越。距省會(huì)太原120公里，距北京、西安、天津、鄭州等各大城市600公里。南同蒲鐵路介西支線直插腹地，孝柳鐵路向西延伸，成為晉西和陜北地區(qū)的

36、物流通道。孝義礦產(chǎn)資源豐富，境內(nèi)含煤面積占市域總面積的82.8%，具有煤層厚、埋藏淺、煤種全、煤質(zhì)好等特點(diǎn)，被國務(wù)院確定為全國首批50個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)煤縣（市）之一。 選擇孝義的原因不只是因?yàn)橛辛己玫牡乩砦恢煤褪敲旱脑a(chǎn)地，而且當(dāng)?shù)氐墓I(yè)結(jié)構(gòu)偏重工業(yè)，有多家冶煉廠和煤炭廠，但是煤業(yè)生產(chǎn)加工的廠子還是沒有的。并且有良好的投資環(huán)境，而且產(chǎn)品有銷路，還可優(yōu)化當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。 6.2車間布置（略） 七．概算 7.1投資估算和資金籌措 投資估算及構(gòu)成：投資估算為2000萬元。其中：建設(shè)資金1500萬元，流動(dòng)資金500萬元。 擬引進(jìn)資金額及合作方式：擬引進(jìn)資金1000萬元，合作方式

37、為合資或股份。 7.2經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益預(yù)測 通過投資建設(shè)，使活性炭年產(chǎn)量達(dá)到5000噸，產(chǎn)品消耗減少，成本降低，效益提高。全部產(chǎn)品綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明每噸活性炭按市場銷售平均價(jià)格8500元/噸計(jì)算，經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益預(yù)測來看年產(chǎn)值可達(dá)到5000萬元，利稅700萬元。 八.設(shè)計(jì)說明 九．防護(hù)措施 ９．1 防爆 本裝置改造后，增加的設(shè)備管線等均為密閉系統(tǒng)。易燃、易爆物料在操作條件下置于密閉的設(shè)備和管道系統(tǒng)中。生產(chǎn)裝置、設(shè)備均為露天布置，壓力容器的設(shè)計(jì)執(zhí)行有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備管道聯(lián)接處采用相應(yīng)的密封措施。裝置中需要設(shè)置安全閥的帶壓的設(shè)備均設(shè)置安全閥,當(dāng)控制失靈或發(fā)生事故時(shí)，可將易燃

38、易爆介質(zhì)排入火炬系統(tǒng)?？赡軘y帶的液體，先進(jìn)入分液罐分出液體后排往火炬系統(tǒng)，杜絕危險(xiǎn)物料泄漏事故。改造后裝置現(xiàn)有可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)不變。新增壓力容器的設(shè)計(jì)執(zhí)行國家有關(guān)規(guī)定。 ９．2 防火 裝置的防火設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等有關(guān)規(guī)定。裝置內(nèi)的檢修道與裝置外的道路相通，可滿足檢修和消防的需求。新增設(shè)備平面布置符合規(guī)范要求。新增設(shè)備與周圍裝置及設(shè)施的間距也符合防火間距的要求。裝置改造后消防水仍由布置在裝置外的環(huán)形消防管網(wǎng)供給。 裝置內(nèi)設(shè)有蒸汽滅火設(shè)施及小型滅火器；高于15m 的框架平臺(tái)，沿梯子敷設(shè)消防給水豎管；爐區(qū)、壓縮機(jī)房附近設(shè)消火栓箱。本次改造在裝置區(qū)增加箱式消火

39、栓。含油污水管道出裝置處設(shè)置水封井。裝置現(xiàn)有火災(zāi)報(bào)警采用行政電話報(bào)警。 ９．3 電氣安全 在生產(chǎn)裝置內(nèi)，按爆炸危險(xiǎn)區(qū)等級(jí)選用新增的防爆電器設(shè)備和防爆儀表，設(shè)計(jì)執(zhí)行國家《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058-92 等規(guī)定。 裝置內(nèi)的塔、管道、框架、電氣設(shè)備及金屬構(gòu)件都設(shè)有防靜電接地。工作接地、保護(hù)接地、防靜電接地組成公共接地網(wǎng)。本次改造更換塔及其它設(shè)備機(jī)泵的防雷、防靜電接地及保護(hù)接地，需新設(shè)并與原接地網(wǎng)相連。 ９．4 自動(dòng)控制 本裝置是在原有裝置上進(jìn)行改造，因此自動(dòng)控制部分既要保證達(dá)到工藝操作靈活，安全可靠，又要節(jié)省投資，縮短施工周期。改造后裝置自動(dòng)控

40、制采用DCS控制系統(tǒng)，本次設(shè)計(jì)將裝置工藝過程的新增的主要參數(shù)都通過現(xiàn)場變送器送入盤裝表進(jìn)行調(diào)節(jié)、記錄、顯示、報(bào)警等操作。 ９．5防護(hù)設(shè)施 本裝置內(nèi)新增的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，均設(shè)有防護(hù)設(shè)施。具體設(shè)計(jì)執(zhí)行有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。 ９．6 防毒 本裝置設(shè)計(jì)為密閉系統(tǒng)，使有毒物料在操作條件下置于密閉的設(shè)備和管道中，各個(gè)連接處采用可靠的密封措施，不與人員接觸，保證職工健康不受損害。裝置已配備空氣呼吸器，本次改擴(kuò)不再增加。 ９．7 防噪聲傷害 對(duì)新增設(shè)備，本裝置設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用低噪聲電機(jī)，使工人作業(yè)場所的噪聲水平可滿足《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ87-85 的要求。 ９．8衛(wèi)生設(shè)

41、施 裝置區(qū)現(xiàn)設(shè)有廁所；浴室和職工食堂及醫(yī)務(wù)室依靠現(xiàn)有設(shè)施，可以滿足職工衛(wèi)生要求及對(duì)在事故中受傷人員實(shí)施現(xiàn)場救護(hù)。 ９．9 預(yù)期效果 在設(shè)計(jì)中采取了必要的安全措施，使裝置在生產(chǎn)過程中的火災(zāi)及爆炸危險(xiǎn)降至最低。設(shè)計(jì)中充分考慮勞動(dòng)安全衛(wèi)生的要求，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)定，使職工健康不受損害。 ９．10 勞動(dòng)安全衛(wèi)生專項(xiàng)投資 本裝置勞動(dòng)安全衛(wèi)生專項(xiàng)投資僅包括改造部分用于勞動(dòng)安全衛(wèi)生的投資，約為50 萬元。 附錄: 煤質(zhì)顆?；钚蕴?國家標(biāo)號(hào) 一、脫硫用煤質(zhì)顆?；钚蕴?，GB-7701．1-97 1、特性及用途：脫硫用煤質(zhì)顆粒活性

42、炭主要用于脫除煤氣中硫化氫及其他硫化物；在加入適量的添加劑后，亦可用于脫除煙道氣或天然氣中的硫化氫及其他硫化物。 2、脫硫用煤質(zhì)顆?；钚蕴考夹g(shù)指標(biāo)應(yīng)符合下表要求： 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)級(jí) 一級(jí) 合格 孔容積，cm3/g ≥0.60 比表面積，m2/g ≥800 飽和硫容量mg/g ≥900 850~899 810~849 水分% ≤5 強(qiáng)度% ≥90 ph 8~10 穿透硫容量 ,mg/g 實(shí)測 裝填密度g/L 400~550 粒度mm ＞5.60 ≤5% 2.5~5.6 ≥79% 1.00~2.5 ≤15% ≤1.00 ≤1%

43、 二、回收溶劑用煤質(zhì)顆?；钚蕴?GB7701．2-97 1、特性及用途：回收溶劑用煤質(zhì)顆?；钚蕴恐饕糜诒健⒓妆?、二甲苯、醚、乙醇、丙酮、汽油、三氯甲烷、四氯化碳等有機(jī)溶劑之回收。 2、回收溶劑用煤質(zhì)顆?；钚蕴考夹g(shù)指標(biāo)應(yīng)符合下表要求： 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)級(jí) 一級(jí) 合格 孔容積，cm3/g ≥0.65 比表面積，m2/g ≥850 四氯化炭吸附率，% ≥70 60-69 54 四氯化炭脫附率，% ≥80 著火點(diǎn)， ≥350 水分% ≤5 強(qiáng)度% ≥90 ph 8~10 裝填密度g/L 350~500 420~520 480~560 粒度，%

44、 ＞5.60 mm 2.5~5.6 1.00~2.5 ≤1.00 ≤5% ≥79% ≤15% ≤1% 粒度可協(xié)商 三、媒載體用煤質(zhì)顆粒活性炭，GB7701．3-97 1、特性及用途：觸媒載體用媒質(zhì)顆?；钚蕴恐饕糜诤铣晒I(yè)中的觸媒或觸媒載體。 2、其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合下表要求： 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)級(jí) 一級(jí) 合格 孔容積，cm3/g ≥0.65 比表面積，m2/g ≥850 水容量，% ≥75 70~74 66~69 四氯化炭吸附率，% ≥65 60-64 54~59 水分% ≤5 強(qiáng)度% ≥90 ph 8~10 裝填密度g/L

45、 400~600 粒度，% ＞6.3 mm 3.15~6.3 2.5~3.15 ≤2.5 ≤5% ≥79% ≤15% ≤1% 粒度可協(xié)商 四、凈化水用煤質(zhì)顆?；钚蕴?，GB7701．4-97 1、特性及用途：凈化水用媒質(zhì)顆?；钚蕴恐饕糜诠I(yè)用水的脫氯、除油，以及污水的深度凈化處理。 2、凈化水用煤質(zhì)顆粒活性炭技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合下表要求： 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)級(jí) 一級(jí) 合格 孔容積，cm3/g ≥0.65 比表面積，m2/g ≥900 漂浮錄，% ≤2 ph 6~10 水分% ≤5 灰分% ≤10 11~15 強(qiáng)度% ≥8

46、5 苯酚吸附值,mg/g ≥140 碘吸附值，mg/g ≥1050 900~1049 800~899 裝填密度g/L 380~500 450~520 480~560 亞藍(lán)吸附，mg/g ≥180 150~179 120~149 粒度，% ＞2.5 mm 1.25~2.5 1.0~1.25 ≤1.00 ≤2% ≥83% ≤14% ≤1% 粒度可協(xié)商 五、凈化空氣用煤質(zhì)顆?；钚蕴? GB7701.5-97 1、特性及用途凈化空氣用煤質(zhì)活性炭主要用于脫除空氣的污染物,以及用于氣體的分離和提純 2、其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合下表要求： 項(xiàng)目 指標(biāo) 孔容

47、積，cm3/g ≥0.55 比表面積，m2/g ≥750 Ph值 8~10 水分% ≤5 強(qiáng)度% ≥90 四氯化炭吸附率，% ≥45 碘吸附值mg/g ≥700 裝填密度g/L 450~600 粒度mm ＞6.3 3.15~6.3 <3.15 ≤5% ≥90 ≤5% 粒度可以協(xié)商 六、防護(hù)用煤質(zhì)顆?；钚蕴?，GB7701.6-97 1、特性及用途：防護(hù)用煤質(zhì)顆粒活性炭主要用于裝填各種工業(yè)防毒器具。 2、防護(hù)用煤質(zhì)顆?；钚蕴考夹g(shù)指標(biāo)應(yīng)符合下表要求： 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)級(jí) 一級(jí) 合格 孔容積，cm3/g ≥

48、0.7 比表面積，m2/g ≥930 Ph值 6~10 水分% ≤5 強(qiáng)度% ≥85 對(duì)苯的防護(hù)時(shí)間min ≥50 45~49 40~44 對(duì)氯乙烷的防護(hù)時(shí)間min ≥30 27~29 25~26 裝填密度g/L 430~530 粒度mm ＞2.5 1.25~2.5~6.3 1.00~1.25 <1.00 ≤2% ≥87% ≤10% ≤1% 粒度可以協(xié)商 七、高吸附用煤質(zhì)顆?；钚蕴? 1.特性及用途：適用于吸附氣相有害物質(zhì)，液相有害物質(zhì)，脫除各種有機(jī)蒸汽，濾除有害氣體及空氣中的臭味等用的煤質(zhì)顆?；钚蕴?。 2.技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合下表要求 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)級(jí) 一級(jí) 孔容積，cm3/g ≥0.08 比表面積，m2/g ≥950 Ph值 6~10 焦糖脫色率，% ≥90 水分% ≤5 強(qiáng)度% ≥90 四氯化炭吸附率，% ≥80 70~79 碘吸附值mg/g ≥1050 1000~1049 裝填密度g/L 300~480 粒度% ￠1.5mm ￠4mm 顆粒度可以協(xié)商