化工原理認(rèn)識實習(xí)報告
化工原理認(rèn)識實習(xí)報告
一：認(rèn)識實習(xí)的目的
通過本次認(rèn)識實習(xí)，對我們以后《化工原理》課程的學(xué)習(xí)有很好的感性認(rèn)識，有利于理論和實際更好的結(jié)合和理解。認(rèn)識實習(xí)是我們專業(yè)教學(xué)計劃中一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，為學(xué)生由學(xué)校到工廠，由理論到實踐之間架起的一座“橋梁”。通過生產(chǎn)工藝及設(shè)備的參觀實習(xí)使學(xué)生了解化工生產(chǎn)實際，增加感性認(rèn)識，從而加強(qiáng)工程觀點，為學(xué)習(xí)《化工原理》、《化學(xué)反應(yīng)工程》等專業(yè)課程打下基礎(chǔ)。
二：認(rèn)識實習(xí)的安排
11月13號上午老師講解換熱器的的類型，用途，結(jié)構(gòu)。老師講解中水站的設(shè)備，用途，流程等等。下午參觀實驗室，參觀精餾塔。參觀反應(yīng)器。
11月14號下午13點 組織參觀中水站，由老師的講解，了解中水站的原理，流程，儀器的用途等等。
出于某些原因，這次的認(rèn)識實習(xí)并沒有像往年那樣去工廠參觀，而是通過老師的講解，通過中水站的參觀，來了解一些關(guān)于實際操作的問題。對化工原理所學(xué)的一些知識有更深入更形象的理解。
三：認(rèn)識實習(xí)的內(nèi)容
1.換熱器
換熱器是工廠內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的設(shè)備之一，換熱器按照其結(jié)構(gòu)形式分為：管式換熱器、板式換熱器和熱管式換熱器。
管式換熱器分為：管殼式換熱器、蛇管式換熱器、套管式換熱器和翹片管式換熱器。其中應(yīng)用最為廣泛的是管殼式換熱器，又稱管式換熱器，是一種通用的標(biāo)準(zhǔn)換熱設(shè)備。它具有結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、造價低廉、用途廣泛、清洗方便、適應(yīng)性強(qiáng)等有點；在換熱設(shè)備中占據(jù)主導(dǎo)地位。管殼式換熱器根據(jù)結(jié)構(gòu)特點分為：1固定管板式換熱器2浮頭式換熱器3U形管式換熱器4填料函式換熱器5釜式換熱器。
蛇管式換熱器是管式換熱器中結(jié)構(gòu)最為簡單，操作最方便的一種換熱設(shè)備。通常按照換熱方式不同，將蛇管式換熱器分為沉浸式和噴淋式兩類：1沉浸式蛇管換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、便于防腐蝕、能承受高壓。其缺點是由于容積的體積較蛇管的就、體積大的多，管外流體的傳熱膜系數(shù)較小，故常需加攪拌裝置，以提高其轉(zhuǎn)熱效率。
2噴淋式蛇管換熱器多用于冷卻管內(nèi)的熱流體。固定在支架上的蛇管排列在同一個垂直面上，熱流體自下部的管進(jìn)入，由上部的管流出。冷卻水由管上方的噴淋裝置中均勻地噴灑在上層蛇管上，并沿著管外表面淋漓而下，降至下層蛇管表面，最后收集在排管的底盤中。該裝置通常放在室外空氣流通處，冷卻水在空氣中汽化時帶走部分熱量，以提高冷卻效率。與沉浸式蛇管換熱器相比，噴淋式蛇管換熱器具有檢修清理方便，傳熱效果好等優(yōu)點。其缺點是體積龐大，占地面積達(dá)；冷卻水消耗量較大，噴淋不宜均勻。蛇管換熱器因其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、常被用于制冷裝置和小型制冷機(jī)組中。
套管式換熱器是由兩種不同直徑的直管套住在一起組成同心套管，其內(nèi)管用U形肘管順次連接，外管與外管互相連接而成的。每一段套管稱為一程，程數(shù)課根據(jù)傳熱面積要求而增減。換熱時一種流體走內(nèi)管，另一種流體周環(huán)隙，內(nèi)管的壁面為傳熱面。套管式換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單；能耐高壓；傳熱面積課根據(jù)需要增減；適當(dāng)?shù)剡x擇管內(nèi)、外徑，可使流體的流速增大，且兩種流體呈逆流流動，有利于傳熱。其缺點是單位傳熱面積的金屬耗量大；管子接頭多，檢修清洗不方便。此類換熱器適用于高溫、高壓及小流量流體間的換熱。
板式換熱器也分為平板式換熱器、螺旋式換熱器、板翹式換熱器、熱板式換熱器和板殼式換熱器：
1平板式換熱器簡稱板式換熱器，它是由一組長方形的薄金屬板平行排列，夾緊組裝于支架上面構(gòu)成。
2螺旋式換熱器是由兩張間隔一定的平行薄金屬板圈制而成的，兩張薄金屬板形成兩個同心的螺旋型通道，兩板之間焊有定距柱以維持通道間距，在螺旋板兩側(cè)焊有蓋板。冷、熱流體分別通過兩條通道，通過薄板換熱。
2.精餾塔
（1）精餾塔式精餾裝置的主要設(shè)備，混合液分離的過程主要是在精餾塔內(nèi)進(jìn)行的。在精餾塔內(nèi)裝有若干塊塔板或一定高度的填料.
（2）精餾塔在石油煉制、石油化工和其它化工生產(chǎn)中，精餾是應(yīng)用極為廣泛的傳質(zhì)過程。其工藝過程多采用DCS（分布式控制系統(tǒng)）監(jiān)控。其目的是將混合液中的各組分進(jìn)行分離，使之達(dá)到所規(guī)定的純度。精餾裝置一般由精餾塔、再沸器和冷凝器等設(shè)備組成。精餾過程實質(zhì)上是利用混合物中各組分揮發(fā)度的不同這一性質(zhì)，使液相中的輕組分和汽相中的重組分互相轉(zhuǎn)移，從而實現(xiàn)分離的目的。
3版式精餾塔的工作原理：板式塔為逐級接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，它主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構(gòu)成。操作時，塔內(nèi)液體依靠重力作用，由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤，然后橫向流過塔板，從另一側(cè)的降液管流至下一層塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液層。氣體則在壓力差的推動下，自下而上穿過各層塔板的氣體通道（泡罩、篩孔或浮閥等），分散成小股氣流，鼓泡通過各層塔板的液層。在塔板上，氣液兩相密切接觸，進(jìn)行熱量和質(zhì)量的交換。在板式塔中，氣液兩相逐級接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化，在正常操作下，液相為連續(xù)相，氣相為分散相。
版式塔的特點板式塔是逐級接觸，混合物濃度發(fā)生階躍式變化，而填料塔則不同，氣、液兩相是微分接觸，氣、液的組成則發(fā)生連續(xù)變化。板式塔結(jié)構(gòu)如圖所示。塔體為一圓式筒體，塔體內(nèi)裝有多層塔板。塔板設(shè)有氣、液相通道，如篩孔及降液管、底隙、溢流堰等。氣、液相流程；再沸器加熱釜液產(chǎn)生氣相在塔內(nèi)逐級上升，上升到塔頂由塔頂冷凝器冷凝，部分凝液返回塔頂作回流液。液體在逐級下降中與上升氣相進(jìn)行接觸傳質(zhì)。具體接觸過程如圖所示。液體橫向流過塔板，經(jīng)溢流堰溢流進(jìn)入降液管，液體在降液管內(nèi)釋放夾帶的氣體，從降液管底隙流至下一層塔板。塔板下方的氣體穿過塔板上氣相通道，如篩孔、浮閥等，進(jìn)入塔板上的液層鼓泡，氣、液接觸進(jìn)行傳質(zhì)。氣相離開液層而奔向上一層塔板，進(jìn)行多級的接觸傳質(zhì)。
3.合成氨
現(xiàn)在合成氨是以碳氨為主要原料, 1. 工藝路線：
以無煙煤為原料生成合成氨常見過程是:
造氣 -> 半水煤氣脫硫 -> 壓縮機(jī)1，2工段 -> 變換 -> 變換氣脫硫 ->壓縮機(jī)3段 -> 脫硫 ->壓縮機(jī)4，5工段 -> 銅洗 -> 壓縮機(jī)6段 -> 氨合成 -> 產(chǎn)品NH3
采用甲烷化法脫硫除原料氣中CO. CO2 時, 合成氨工藝流程圖如下:
造氣 ->半水煤氣脫硫 ->壓縮機(jī)1,2段 ->變換 -> 變換氣脫硫 -> 壓縮機(jī)3段 ->脫碳 -> 精脫硫 ->甲烷化 ->壓縮機(jī)4,5,6段 ->氨合成 ->產(chǎn)品NH3
4.中水站
北京化工大學(xué)中水站采用先進(jìn)的移動床生物膜反應(yīng)器、鉀基自由基活性氧消毒；過程模擬DCS控制；互聯(lián)網(wǎng)通訊和現(xiàn)代管理功能等技術(shù)。每年為東校區(qū)提供10萬余噸的中水，用于校園綠化和沖廁，年節(jié)約水費40多萬元，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的兼收，努力創(chuàng)建國內(nèi)一流的節(jié)約用水示范站。
在工作人員老師的帶領(lǐng)下，我們實地參觀了進(jìn)水泵房格柵間、瀑氣池、中水池等地，真切的看到了污水一步步得到處理最后變成潔凈的“中水”的過程，這種直觀的感受和體驗讓我們對污水處理的認(rèn)識更直接更全面，達(dá)到一種新的層面.在裝置設(shè)計中為了“克服大馬拉小車的問題” ，盡量采用節(jié)能動力設(shè)備，供水部分根據(jù)用水需求變化采用雙泵并聯(lián)組合和變頻控制技術(shù)。
在該系統(tǒng)中綜合利用了數(shù)據(jù)采集，自動控制與互聯(lián)網(wǎng)通訊的技術(shù)，可確保中水裝備穩(wěn)定運行。同時無需加入絮凝劑等化學(xué)藥品，具有運行成本低的特點。
主要設(shè)備：
移動床生物膜反應(yīng)器
移動床生物膜反應(yīng)器是類似化工反應(yīng)器中的流化床，依據(jù)表面更新理論，該工藝具有極高處理效率的一種微生物水處理技術(shù)，其具有生物介質(zhì)比表面積大（850m2/m3），使用壽命20年不更換。載體表面微生物食物鏈長。
生物介質(zhì)比表面積大（850m2/m3），使用壽命20年不更換。載體表面微生物食物鏈長無堵塞，無需反沖洗。動力消耗少，運行費用低。
鉀基自由基活性氧消毒裝置
鉀基自由基活性氧消毒裝置，所制備的活性氧消毒劑，直接用于中水的消毒，細(xì)菌總數(shù)由5000-6000個/ml降至50-80個/ml，大腸桿菌未檢出。消毒處理后的中水，還可有效降低氨氮，陰離子表明活性劑等的含量。出水質(zhì)質(zhì)量好，除沖便外，因其含有鉀元素（硫酸鉀，磷酸鉀等），可直接作為葉面肥用于校園綠地灌溉，有利于草皮、花卉等植物的生長，從根本上消除含氯化學(xué)品對水體的污染，避免了水體中氯離子對草皮，花卉，樹木的損害，其創(chuàng)新之處是實現(xiàn)了中水回用的清潔工藝。
利用鉀基自由基活性氧消毒劑消毒，消毒后的中水中含有微量的鉀元素，可作為葉面肥使用，實現(xiàn)了中水處理的清潔生產(chǎn)工藝。中水工程試驗表明：添加自由基氧消毒劑為100mg/L時，為滿足水質(zhì)要求的最經(jīng)濟(jì)用量。
對COD 、NH3-N 、總氮、總磷、TDS、陰離子表面活性劑均有良好的去除效果，分別下降了50%、35%、49%、39%、24%、11% 。工程出水經(jīng)北京市節(jié)水管理中心的三次抽測檢驗均達(dá)到《城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。
活性污泥馴化條件試驗表明反應(yīng)器10天內(nèi)馴化良好，連續(xù)運行后在停留時間為2~4h時，對COD去除率達(dá)到78~87%，NH3-N去除率達(dá)到80%~93%，TSS去除率達(dá)到93%~95%。有良好的耐沖擊符合的能力在COD為2000mg/L的沖擊負(fù)荷下，當(dāng)停留時間為7小時時反應(yīng)器對COD和NH3-N的去除率分別達(dá)到了70%和90%，有良好的耐沖擊性。處理過程中不需要添加絮凝劑。
四.認(rèn)識實習(xí)的意義
在實習(xí)中，讓我深深體會到了將理論與實踐結(jié)合起來的不易。理論知識在實踐生產(chǎn)中的應(yīng)用，了解了一些在課堂上和書本內(nèi)不能直觀地觀測到的設(shè)備和宏觀的概念。其中每一步的設(shè)計都必須要考慮到各方面的條件限制和因素的制約，對于我們今后的學(xué)習(xí)生活的態(tài)度必須嚴(yán)謹(jǐn)，不懂就問，虛心向?qū)嵙?xí)指導(dǎo)老師學(xué)習(xí),努力提高自己的知識面和結(jié)構(gòu)層次。
五.對本次認(rèn)識實習(xí)的感受
認(rèn)識實習(xí)是大學(xué)本科的必修課程，在認(rèn)識實習(xí)的過程中我們要學(xué)習(xí)的不僅僅是那些原理和生產(chǎn)流程和生產(chǎn)流水線。這次認(rèn)識實習(xí)讓我認(rèn)識到自己在工作中應(yīng)該干什么，了解了宏觀的一些設(shè)備的結(jié)構(gòu)。這次的實習(xí)讓我受益匪淺。
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