赛区湖北文理学院greenland 3设计创新性说明

创新理 一、创新理 一、清洁生产技术创 1.1绿色催化剂应 1.2碳排放减 二、反应技术及分离技术创 2.1乙烯气相流化床法技术创 三、过程节能技术创 3.1热集成技 3.2双效精馏的应 四、新型过程设备创 4.1流化床反应器创 高效除沫气液分离 可连续空载不锈钢磁力 换热器结构方面的创 新型塔板简 五、环境保护技术创 5.1本质环保技术方案创 5.2循环利用减少三废排 六、废水用作循环水零排放处理技 6.1背 6.2项目生产废水分 技术方 技术创新 七、厂房建筑技术创 7.1背 7.2项目建筑分 I技术实施方 技术实施方 创新理2025创新理20251一、清洁生产技术创1.1绿色催化剂应一、清洁生产技术创1.1绿色催化剂应1.2碳排放减21-23冷公用工程热公用工程总计1电度23451-23冷公用工程热公用工程总计1电度2345678二、反应技术及分离技术创 乙烯气相流化床法技术创二、反应技术及分离技术创 乙烯气相流化床法技术创4566三、过程节能技术创3.1热集成技三、过程节能技术创3.1热集成技本项目使用了夹点分析和热集成节能技术，运用了AspenEnergyV9软件，得到适用于本系统的换热网络方案。使厂区内的冷热物流在合理范内换热，从而达到节省能量的目的，最终获得一个能量较大回用的换热网络，下图所示3-1换热网相较不采用热集成技术直接用公用工程进行换热的换热网络，运用热集成后能耗对比如下3-1公用工程对比7项 热公用工程 冷公用工程 总计直接公用 （优化前换热网络设 可以发现节能效果显著，能量回用率较大，加强了生产过程的经济性，能回收率（可以发现节能效果显著，能量回用率较大，加强了生产过程的经济性，能回收率（节能率）达到23.61%，热集成分析详细参见《能量集成及换热网络计》3.2双效精馏的应双效精馏系统由不同操作压强的塔组成。利用较高压力的塔顶蒸汽作为压冷凝器。塔顶蒸汽的汽化潜热被系统本身回收利用。因此在较大程度节约了精装置的能耗0.2bar后，塔顶气相温度80℃，为高品位的热源。粗VAC精馏T0302-2低压塔，塔底再沸液体的温度为60℃。因此，粗VAC精馏T0302-1的再沸告，如下图所示3-2双效精馏利用工艺流程将其与普通精馏进行能耗对比；在经过相关计算后，具体对比结果见3-23-2能耗对比算8能耗减少量 9项9项 普通精 双效精塔顶冷凝能耗 塔底再沸能耗 总能耗 四、新型过程设备创4.1流化床反四、新型过程设备创4.1流化床反应器创由于本项目主要反应乙烯气相氧化生成醋酸乙烯酯为气固相放热反应，放量较大，当温度升高时对反应选择性和转化率造成较大影响。由于高温下催化易结焦失活，为了实现良好的传热性能与催化剂的高效催化，我们采用流化床应器，同时通过精准的控制系统，补加损失的催化剂本项目流化床采用小颗粒且粒度范围较宽的催化剂，可以消除内扩散阻力且利用内置换热管及时移走反应放出大量热量，使整个床层在近于等温条件下作，易于控制，利于传质。由于催化剂颗粒处于稳定的流动状态，所以采用补催化剂的方式，维持流化床内好的流化条件。且设备结构简单，适用于大型化产。可以解决目前现有固定床反应器内部换热结构存在的管式换热系数低，难实现传热强化，催化剂耗量大且难以实现连续或生产等问题4-1流化床反详细见《4-1流化床反详细见《反应器设计说明书4.1.1陶瓷陶瓷膜组件在诸多领域应用广泛。陶瓷膜组件具有较高的分离效率且稳定好。同时陶瓷膜组件具有良好的抵抗能力，可以耐酸碱、高温以及大部分有机剂，因此决定其具有良好的抵抗外界污染和再生性能。除此之外，陶瓷膜组件具有较高的机械强度、较小的过滤阻力以及较低的能耗和较长的使用寿命，加操作维护简便，因而广泛应用于食品领域、医药领域、精细化工领域和植物深工等领域在醋酸乙烯酯合成反应器中，使用的催化在醋酸乙烯酯合成反应器中，使用的催化剂为Au-Pb贵金属催化剂，在液固三相反应中，催化剂颗粒会随反应的进行而流失，为了防止催化剂固体影后续工段的分离过程，且回收贵金属催化剂。本项目创新地使用陶瓷膜组件对化剂和液相物料进行过滤，以达到催化剂颗粒与物料的有效分离4-2陶瓷膜管结构示4.1.2气体分布在确定了反应器尺寸之后，小组成员对反应器结构进行了优化。气体分布其作用是将反应气体均匀的送入反应器，保证良好的起始反应条件和稳定操作态。在反应器实际操作过程中，往往存在反应物气流分布不均匀，造成催化剂能充分利用的问题。尤为重要的是，浓度不均匀的原料气在高温反应下很容易进而实现反应优化4.1.3换热键。本项目反应器采用250℃高压蒸汽加热热管内的反应物料，同时采用螺纹片形式的换热管，传热系数可提高20%，更好地实现了热量的传递，保持催化床层温度分布均匀，同时严格控制导热油流量使其达到控温的目的图4-3螺纹翅片换热管结 高效除沫气液分离本项目的物料信息如下表所示4-1气液分离器工艺参图4-3螺纹翅片换热管结 高效除沫气液分离本项目的物料信息如下表所示4-1气液分离器工艺参因分离液体量较少，选择立式丝网分离器来完成该气液分离过程。在实际用中，会存在由于气体量大而形成大量液体被夹带从上口出去，为了达到更好CN201520216299.4《一种高效除沫气液分离器》来解决气液分离不够彻底，无适应长时间的气液分离工作的问题。在罐体内设置除沫装置、挡板、电源、时开关和若干初步清洁装置，除沫装置安装在罐体的上端，挡板设在除沫装置上的蒸汽出口处，初步清洁装置在除沫装置上，初步清洁装置的输入端通过时控关与电源建立连接。除沫装置包括第一丝网捕沫器（波浪形）和第二丝网捕沫（上装式）。第一丝网捕沫器和第二丝网捕沫器均包括丝网垫和支架，支架贴安装在丝网垫的上下两侧，蒸汽经过两层丝网捕沫器进行分离，能够将95%液进行分离，从而加强分离效果。每个震动包括防水罩、电机和偏心凸轮，电固定在第一丝网捕沫器上和第二丝网捕沫器的支架上，电机的输出轴与支架器行，所述电机的输入端通过时控开关与电源建立连接，电机的输出轴上安装有心凸轮，防水罩扣在电机和偏心凸轮的外部，电机转动带动偏心凸轮转动，形参进口物气体出液体出温度压力33气相010摩尔流率质量流率体积流率震动，使支架产生震动，进而震动，使支架产生震动，进而丝网垫上的带有微小颗粒的液滴加速下落，方式液滴内的微小颗粒滞留在丝网上造成丝网的堵塞该新型技术与现有技术相比具有以下效果：蒸汽经过第一丝网捕沫器和第丝网捕沫器逐层分离后由蒸汽挡板进行最终的气液分离，分离效果更加彻底，时利用震动装置，使附着在除沫装置上的液滴快速下落，在气液分离器工作的时进行初步清理，使设备工作时间更长，本实用新型提高了工作效率，延长了作时间，保证了气液分离质量，从根本上解决了蒸汽夹带物料的问题，从而保了蒸发器更高效更稳定的运行。具体结构图如下图所示4-4高效除沫气液分离器结 可连续空载不锈钢磁力 可连续空载不锈钢磁力4-5OKEBCQF载不锈钢磁力 换热器结构方4-5OKEBCQF载不锈钢磁力 换热器结构方面的创4.4.1流体诱导振动现由平行于管子轴线流动的流体诱导振动（简称纵向流诱振）和由垂直于管轴线流动的流体诱导振动（横向流诱振）。一般情况下，纵向流诱振引起的振小，危害性不大，往往可以忽略。只有当流速远远高于正常流速时，才需要考纵向流诱振的影响。但横向流诱振则不同，即使在正常的流速下，也会引起很的振幅，使换热器产生振动而破坏。其主要表现为：相邻管子、管子与折流板壳体之间产生撞击、摩擦，使管和壳体受到磨损而变薄，甚至使管子破裂；使子产生交变应力，从而引起管子的疲劳，管子与管板连接处发生泄漏；壳程空发生强烈的噪声；增加壳程的压力降等4.4.2强化传热的方强化传热技术通常分为有源强化和无源强化两大类，而有源强化传热需要耗外部能量，如采用电场，磁场，光照，搅拌，喷射等手段。无源强化传热则传热管的形状变化，管内加入插入物，改变支架等流体诱导振动在管壳式换热器的使用过程中极其普遍，而且破坏性较大，往只能防止它，没有能够被利用。近年来，随着换热技术的发展，已经提出了传热管的振动能够有效的去除污垢，提高传热效率4.4.3无源振动强化传此部分参考《弹性管束换热器强化传热试验研究》以及《锥螺旋管束流体导振动换热器及性能》。从第一篇文献里面我们可以看出弹性管束的设计可以化传热，后一篇文献则介绍了螺旋管诱导流体振动的原理，以及其结构，实现源振动换热图4-6锥螺旋管束流体诱导振动换热1-管程的进2-脉动流管束；3-前端脉动流发生器；4-阀门；5-壳程进料6-管程出料管；7-后端脉动流发生器；8-脉动流出料管；9-质量块；10-空间锥旋4-7空间锥螺旋管束结4-8脉动管路结每排管束（如Ⅰ，Ⅱ）由紫铜并排成锥形螺旋分布4-8脉动管路结每排管束（如Ⅰ，Ⅱ）由紫铜并排成锥形螺旋分布，2个管束的顶部通过管束上，多排螺旋管束之间嵌套连接。脉动管路的出口与螺旋管束自由端的质块保持一定的角度和距离，利用脉冲流冲击管束来实现诱导震动从空间锥螺旋管管束流体诱导震动换热器结构示意图，脉冲流发生元件（柱，三棱柱等）放置在管路进口（前端）或者每个分支的出口（后端）。通过冲流发生元件产生适当频率的脉冲流，由此冲击螺旋管束的自由端质量以诱发管束的的振动表4-螺旋管束的尺结构参数管束截面直管束壁2螺旋大螺旋小质量块大小4-9平面管束与螺旋管束4-9平面管束与螺旋管束对可以很明显的看出与平面弹性管束相比，锥螺旋管束的二次有所增强，换的压力损失如上图所示。可以看出随着流速稍微增大，空间螺旋管管束单位面的换热量大约是平面弹性管束的1.4~1.5倍，受到管内二次流和管束曲率的影响空间螺旋管管束的压力损失比平面管束略有增加4.4.4与普通平面管束的对螺旋型管束强化对流换热的主要原因有a提高近壁面的流体速b附面层厚度减c提高了附面层区域的湍流d改变了绕流圆管的流畅结注：设计中仍然用普通平面管束进行设计与校核4.5新型塔板简4.5.1ADV微分浮4.5新型塔板简4.5.1ADV微分浮阀的特ADV微分浮阀塔盘,在浮阀本身、降液管型式、鼓泡促进器及塔盘连接构上都进行了优化设计，从而使得其相应的浮阀塔盘具有更大的处理能力，操弹性和塔板传质效率更好1、结构特ADV微分浮阀结构示意图如图所4-10ADV微分浮阀结构示意a)ADV微分浮阀在阀顶部开有小阀孔,充分利用浮阀上部的传质空间,使体分散更加细密均匀,气液接触更充分。此外由于部分气液沿阀顶小孔喷出,降了阀周边喷出的气流速度,也减少了高负荷时各阀之间的气流对冲，从而减少雾沫夹带，提高了气相处理量b)局部带有导向作用的ADV微分浮阀,消除了塔板上的液体滞留现象,提了气液分布的均匀度c)采用鼓泡促进器,使整个塔板鼓泡均匀,同时使气体分布亦趋于均匀,从提高了塔板的处理能力,提高了传质效率d)适当改进降液管,增加鼓泡区面积。同时采用新的塔板连接方式,使塔板接处也可布阀，增大了塔盘的开孔率,提高了整个塔盘阀孔排列的均匀度,进一提高塔板的效率和处理能力,而且提高塔板的效率和处理能力,而且利于塔盘安装。塔盘上液体流动的状况如5-所示4-11液体流e)采用新的阀脚结构，在操作时浮阀不易旋转和脱落ADV微分浮阀与重型浮阀的对雾沫夹带率的对4-12雾沫夹带对从上图可以看出在低空塔气速条件下，两种塔板对的雾沫夹带率基本相同在较高的空塔气速下ADV微型浮阀的雾沫夹带率明显小于重型浮b)液体泄漏率的比ADV型微分浮阀与重型浮阀泄漏率的比较见下4-13泄漏率对由上4-13泄漏率对由上图可以看出ADV型浮阀塔板比重型浮阀塔板泄漏率低c)塔板压降的比ADV型微分浮阀与重型浮阀塔板压降的比较见下4-14塔板压降对比由上图可以看出ADV型浮阀塔板比重型浮阀塔板塔板压降d)传质效率的比ADV型微分浮阀与重型浮阀塔板传质效率的比较见下4-15传质效率对比4-15传质效率对比由上图可以看ADV型浮阀塔板比重型浮阀塔板传质效率更高五、环境保护技术创5.1本质环保技术方案创五、环境保护技术创5.1本质环保技术方案创 循环利用减少三废排义上实现高效清洁生产义上实现高效清洁生产5-工艺流程循环图（一5-工艺流程循环图（二六、废水用作循环水零排放处六、废水用作循环水零排放处理6.1背6.2项目生产废水分6-废水排放一览名排放量污染物组方备正最名流量16.2项目生产废水分6-废水排放一览名排放量污染物组方备正最名流量1VAC液3236.3技术方6.3技术方油、浊度降至100NTU以下，即可作为工业循环水的补充水冷却塔和冷却塔下方的冷却水池，冷却水池出水口和终端冷却设备进水口之间上设有循环泵，循环泵的入水口还连通废水管，补充水通过废水管补入工业循冷却水系统6-1循环冷却水系统的结构示废水在进水管、回水管和冷却水池发生厌氧反应，在终端冷却设备和冷却发生好氧反应。具体原理如下预处理后的废水进入循环冷却水池出口（循环水泵入口）水面以下，在经空气换热，空气中的氧进入循环水中，又是一个好氧过程。废水在冷却水池中个厌氧过程，废水中的微生物将污染物的大分子分解成小分子，为后序的化还原反应创造了条件。在废水深度处理过程中，通过调节循环水系统的保有6.46.4技术创新⑤循环水中的③循环水水质不控制PO43-。因为控制PO43-，是为了控制药量，这里有误七、