《化工工艺学》教案第五章产品后加工.doc

第五章产品后加工第一节产品后加工概述产品后加工一般以两条标准为指导，一条标准是商品的标准，产品最终作为商品投放场，有商品的条件诸如计量、检测、标签、包装和其它装饰要求等。商品标准不一定等同产品标准，因为商品有牌号，同一产品后加工处理可能出现不同的牌号。另一条标准是使标准，用户对产品提出特殊要求，或者用户是本企业集团的另一个分厂或者是下一个工段为方便下一工序的工作，产品生产出来之后，可能要作后加工处理。当然，对于使用来说上一工序产品的后加工处理，接近于或略等于下一工序的原料准备。产品后处理是产品作为成品的最后一道工序，质量保证体系的终端环节，因此要以保成品的质量标准为中心，设计后处理方案。通常作为产品的要求是纯度指标、杂质种类和量含量的极限值，产品的形态，使用要求，包装方法，贮存运输的要求等等。第二节产品后加工方案一、去除微量杂质从产物中去除微量杂质，通常这也应属于产物的分离净化过程，但许多企业也习惯于精制称为后处理过程。原料经预处理合成和产物分离之后，已经获得基本纯净的产品，杂质的含量其来源有二，一是原料带入的，二是反应和分离过程的沾染。对于前者，当然最好从原料的精制上加以控制；对于后者，也以控制副反应，分离过程尽量简化高效为主要思路。但也不一概而论，要加以技术经济指标的比较，如果从产物中去除微量杂质要比控制原料和反应过程容易，且经济上合理的话，则不必徒费精力去精制原料。固体形态产物中微量杂质的去除最简单的方案是洗涤，此外可以用结晶重结晶等方搴示意如下：固体产物微量杂质去除方案：液相形态产物中微量杂质去除方案：具体设计方案，根据杂质类型加以研究，操作设备已在前面几章举例，详细查阅化学工程手册及有关设计手册。二、产品后加工和精细加工方案“1研磨和粉碎一般的粗粉碎和筛分的设备不难选型设计，对于产品后加工来说，常使用精细的研磨技术。液相乳液或悬浮相产品，常用胶体磨进行精细加工，一般胶体磨可适用于中等硬度以下的产品。胶体磨结构示意如图51所示。一般可根据轴的位置分为立式、透平式和轮盘式(用图51定轮盘式)，工作原理示意于图52和图53。对于乳液产品常用匀质乳化泵将乳液粒子研磨得更细更匀，有利于产品乳液的稳定。2团聚、压片和切粒有些固体产品经粉碎后物料堆积角极大，在使用产品时，显得“不流动”，例如塑料的主塑和其它必须使用给料时，“流动”性不好，易使模具有空腔，给料计量不足等，有必要将粉末加以“造粒”，使之成为细球形，减小堆积角。团聚的广义包括造块、造球、造粒、压片、烧结等，有时在过程中要加添加剂，添加剂种类有增加强度的，比如一些粘合剂或准粘合剂。有些是改善使用性能的，如色素等。有些是一些特别的要求，如防老剂，增塑剂等等，不一而足，有关手册上可以查找。常用的方法和例示如表51所示表51团聚的方法、设备和应用团聚的方法设备应用压块造球烧结或加热固结其它方法：喷丸法溶胶法流态化法凝聚法聚合法模型冲压机压片机对辊压型机切块机螺旋挤压机、柱塞挤压机圆筒造球机、圆盘造球机带式烧结机、烧结盘、带式焙烧机、竖炉、链算机一回转窑喷丸塔喷雾柱流态化床层搅拌机锥形混合机塑料制品、粉末冶金制品药片、催化剂、化工产品、陶瓷产品、金属粉末氯化钠、氯化钾、有机化合物、矿石、煤、焦炭、石灰、海绵钛、磷酸盐药品、塑料、粘土制品、碳素制品、化工产品、肥料、橡胶产品、饲料铝矾土、塑料、稀土氟化物、粘土铁矿和有色金属矿的球固矿、吧料、非金属矿、粘土、炭黑、废料由铁矿、有色金属矿和非金属矿制成烧结矿和球团矿，水泥熟料，固体废料尿素，硝酸氨，树脂，煤焦油沥青金属的球状二碳化物药片，液态的放射性废料分离并团聚液体中的固体颗粒咖啡，糊精产品，淀粉，脱脂的干乳品压片是将粉状物料在较大压力下压制成形，可以是有模压制，也可是无模压制。喷雾造粒，实际上是喷雾干燥的一种方法，而且与干燥融为一体，干燥的同时造粒，但喷雾干燥获得的产品粒子较细，基本上为粉状，如奶粉等。要获得极大粒径的产品，常用熔体喷雾、冷却凝固，人们把这种设备称“喷丸塔”。喷丸塔原理示意如图59。有时为了加工方便而临时“造球”，不要求球的强度多大，只要在加工时减小堆积角，一般可用喷洒液体(加工时可挥发掉)振动造球，设备十分简单，可制成小球。塑料切料是高分子材料(合成得到的一般为粉料和细球形)与各种添加剂，混合均匀后，熔融一冷却一切成小粒。作为商品出售，用户在模压时特别方便。塑料切粒有定型的切粒机械。熔融的方法有双螺杆挤出机和釜式融熔几种形式，适用和方便程度因事而异。3复混和混批作为商品的产品要求给用户提供尽可能多的方便，有时要与各种添加剂均匀混合，如阻聚剂、抗震剂、防冻剂等这些添加剂往往用量很小，如不均匀混合，等于不起作用。有时某些产品的乳液、液体物料生产的批次不同，在质量上略有波动，比如乳液产品的固体含量，液体产品的粘度，它们都在某个合格的范围之内，但批与批之间略有差别，一般都在后处理阶段安装一个较庞大的“拼批混合器”，以达到在一个较大的数量级上质量指标完全一致。这种混批混合器，要安装功率较大的搅拌器，转速并不要求高而要混合均匀。固体产品各种粉末混合而用的搅拌，通常是螺带式或螺旋式的等。4混炼和色料橡胶塑料或某些粉状产品，作为精细加工的产品，有时要添加各种添加剂，如增强、堆塑、增韧、抗寒、抗氧、阻燃、抗辐射、防光、防热、防老化等性能，有的液体产品用户要有颜色加以区别，有些液固相悬浮产物，如涂料等要求颜料粉浆分散均匀等等。常用高压搅拌机均匀分散固体和液体产物。用捏和机、混炼机、螺杆挤出机等对橡胶鋈料和加工中的添加剂一起混和，进行精加工，以精细产品作为商品出售，如混炼胶塑料的各种色母料等等。5脱色和除臭常用活性炭处理，一般液体可以经过一个l?舌性炭吸附塔或简单的活性炭浸液器，处理三将活性炭过滤分离，活性炭的基本性能如表52。其它的吸附分离方法，如用硅藻土，膨润土，活性白土，以及生物微生物的方法。设；一相当的吸附塔，吸附操作并不是很困难，问题是吸附之后，如何将吸附剂再生并不致造成二次污染，各种吸附剂的再生方法不尽相同，此处不赘。6干燥和深度干燥干燥已如前述。许多产品用户要求水含量极低，一般可细低至5010山以下，更有甚者要求含水量更低，用此通常对产品进行深度干燥。深度干燥的方法往往是用分子筛吸附干燥，可达到510山以下。7深冷和气体液化气体产品一般要液化贮存和运输。气体液化的方法通常是常压下冷冻或深度冷冻。许多气体不易液化，则采用加压下冷却液化的方法，例如无水氟化氢，通常在室温下是气体，常压下沸点为194，只要冷冻即可液化。但大多数气体形态的产品如C12，NH3，CH3Cl等，都是加压以后冷却液化的，随着产品饱和蒸汽压的不同而加压程度不同。加压的设备用往复式压缩机，特殊气体可用液环式气体压缩机。8专门要求的加工这类加工一般都是因为商品有特别的要求，例如需要一定的粘稠度，可以外加增稠剂。又如硝酸用于电子工业中要求无色产品，脱色的方法不是用活性炭，是因为N02溶于硝酸使之发黄，必须通入纯净的以气提法脱去N02，才得到无色的硝酸；有些产品要在纯N2气氛F保存；有些产品不耐可见光，精制后，要存放在特殊颜色的贮槽中等等，必须将贮槽等进行预处理；有些产品作为商品要预先活化有些则要预先钝化以利运输等等。如此后处理加工的特殊要求，因产品而异，不能一概而论。表52活性炭的基本性能及用途活性炭形状原料活化法粒度大小目硬度气孔率空隙率充填密度(gc一)比表面积(抒g)平均孔径溶剂吸附量碘吸附量(g)亚甲基蓝脱色率(InIg)焦糖脱色率用途粉末木材木材其它药品气体气体7001500800150075013502O5O153015350712O舟120灌111202啊)140250120200859870956093净水、液相脱水、脱臭、精制破碎状果壳煤气体气体48832832104090905060507038453845038055O35一O559001500900335030450812O712100230140250气体精制、净化，溶剂回收、脱乜，催化剂担体球状煤石油气体气体820，8322036，28609092506550653542334U040O58O45一O628501250900135015251525304J033450712O8121402301(3018030一。65液体脱色精制，水净制，溶剂回收成型果壳苴官气体气体466846689595一。5265526538453845038O480380489001500900l：3501525152533483045溶剂回收，空气净化，气体精制摧化剂担体纤维状其它气体10002000】5253350O812190230溶剂回收，水净制第三节产品包装一、产品合格检验产品按生产批次送检，检验由工厂的质量监督科室执行。在产品生产过程中，所进行的车间生产控制检验，对成品的检验有控制意义。合格产品标注并进入成品仓库，不合格产品待处理，产品严格按产品标准检验，用户有特殊要求则按用户要求的指标和方法代检验，按照用户特殊要求的产品，也应有产品的企业标准。产品检验由质量监督科室抽样，以保证产品的检验公正性。每一批产品都必须检验，出具检验合格证书，制定合格标识，并有质量监控指标、质量标准要点和主要指标，注明产品生产日期、出厂日期、保质期限、储存运输和使用注意事项等，随产品送至用户。二、产品计量和包装计量工具必须每年由标准计量局指定检验合格后，投入使用。产品严格按企业规范和商品要求计量后，按计量进行包装。计量和包装都有定型的设备，如电子秤，按质量计算；一些包装机、灌装机等则按容积计算，特殊产品的包装要有专门的包装设备，包括各种封口机、封头机等等。包装形式，由企业根据标准和市场要求制定，包装容器、包装袋要有严格合理的规定，包装形式首先要保证产品质量，不因包装材料而变化。包装容器不能与产品发生化学反应，不发生化学和物理变化，有些产品对光线敏感，还要求有特别颜色的包装容器(如红色、蓝色、黑色等)。其次，产品的包装要求在储运过程中可靠性强，不能因为储存运输内损坏、损失或变化。第三，产品的包装要符合商标法和国家有关规定，对于有毒有害物质，不仅要严格把握包装质量，同时要有明显标志，并注明储运中的注意事项，按有关规定储存和运输。此外