【年产1000吨海藻酸钠生产工艺初步设计19000字（论文）】

PAGE2年产1000吨海藻酸钠生产工艺初步设计TOC\o"1-3"\h\u270041.总论 184651.1概述 1264071.1.1海藻酸钠的性质 1105121.1.2产品用途 2222131.1.3从马尾藻中提取海藻酸钠的意义 491001.1.4海藻酸钠的市场供需及价格情况 4273831.1.5海藻酸钠发展前景 5156521.2设计的目的和意义 5307861.2.1设计的目的 5289651.2.2设计的意义 526111.3设计依据和原则 6277981.3.1设计依据 6211761.3.2设计原则 6303701.4设计范围 6198051.5海藻酸钠生产能力及产品质量标准 7290461.5.1生产能力 7320681.5.2产品质量标准 7242542.生产方案选择 892382.1生产方法 8280122.1.1酸凝-酸化法生产海藻酸钠 83182.1.2钙凝-酸化法生产海藻酸钠 96322.1.3钙凝-离子交换法生产海藻酸钠 9256403.生产工艺流程设计及说明 11319143.1“钙凝-离子交换法”生产工艺流程设计 11290263.2生产工艺流程说明 11132334.工艺计算 12147944.1物料衡算 12299834.1.1原辅物料的计算 12317944.1.2物料衡算汇总列表 1456224.1.3水、电煤的用量计算 15279364.2热量衡算 1697094.2.1消化工段热量衡算 16321504.2.2浓缩工段热量衡算 16311314.2.3干燥工段热量衡算 1884505.设备设计与选型 20110385.1主要设备设计和选型 20214465.1.1干马尾藻浸泡池设计 20279135.1.2湿马尾藻粉碎机的选型 20284145.1.3甲醛浸泡池的设计 21106425.1.4消化锅的设计与选型 21315936.环境保护措施及污水处理方案 26308086.1施工期环保措施情况 2611846.1.1对施工扬尘采取的防治措施 2618526.1.2对施工噪声采取的防治措施 27140796.1.3固体废物防治措施 27141136.1.4废水防治措施 2797126.2环保设施、措施的落实情况 27295836.2.1废水治理措施 27177886.2.2固体废物的处置措施 28175496.2.3环境噪声治理措施 29146536.2.4危险化学品的安放与处置 29215546.3环保机构及其管理制度 29277016.4今后的环保工作计划 29116987.车间设计 30164097.1厂房布置设计的条件和依据 30271317.1.1常用的规范和规定 30225287.1.2设计的基本条件 30240967.1.3设计的基本依据 31249977.2车间厂房的布置设计 31169237.2.1厂房的平面布置 3265517.2.2厂房的空间布置 32150307.2.3厂房布置时需注意的问题 32271517.3厂房布置原则 32183267.4厂房的整体布置设计 33167027.5车间设备布置设计 34242517.5.1消化车间 34254328.厂址选择及厂区总平面设计 3422958.1厂址选择 34239748.1.1厂址选择的原则和指导思想 34120748.1.2厂址选择及其依据 34110998.2厂区总平面设计 3516018.2.1工厂概况 35251048.2.2主要设计构思 35144128.2.3占地面积的确定 36110198.2.4平面布置原则的指导思想 3669529.设计评析与总结 362444参考文献 37PAGE291.总论1.1概述1.1.1海藻酸钠的性质海藻酸钠，是从褐藻类海带或马尾藻中提取的天然多糖，是海藻酸衍生物中的一种。海藻酸钠易溶于水，具有增稠，悬浮，乳化，稳定，形成凝胶和薄膜的优良特性，使其在食品、印染、医药、化妆品和其他化工行业有着广泛的应用。1.1.2产品用途（一）海藻酸钠在食品工业具有以下用途（1）稳定性海藻酸钠作为冰淇淋的稳定剂时，海藻酸钠可控制冰晶的形成，改善冰淇淋口感。许多乳制品，如精制奶酪、掼奶油、干乳酪等利用海藻酸钠的稳定作用可防止食品与包装物的连粘性，可作为上乳制饰品覆盖物，海藻酸钠可使其稳定不变并防止糖霜酥皮开裂。（2）增稠与乳化性海藻酸钠用于色拉(一种凉拌菜)调味汁，布丁(一种甜点心)、果酱、番茄酱及罐装制品的增稠剂，海藻酸钠可提高制品的稳定性质，减少液体渗出。（3）水合性在挂面、粉丝、米粉制作中添加海藻酸钠可改善制品组织的粘结性，使其拉力强、弯曲度大、减少断头率，特别是对面筋含量较低面粉，效果更为明显。在面包、糕点等制品中添加海藻酸钠，可改善制品内部组织的均一性和持水作用，延长贮藏时间。在冷冻甜食制品中添加海藻酸钠可提供热聚变保护层，改进香味逸散，提高熔点的性能。（4）胶凝性海藻酸钠可做成各种凝胶食品，保持良好的胶体形态，不发生渗液或收缩，所以海藻酸钠适合用于冷冻食品和人造仿型食品。还可用海藻酸钠来覆盖水果、肉、禽类和水产品作为保护层，使其与空气不直接接触，延长贮藏时间。海藻酸钠还可作为面包的糖衣、加馅填料、点心的涂盖层、罐头食品等自凝形成剂。在高温、冷冻和酸性介质中仍可维持原有的体。海藻酸还可代替琼胶制成具有弹性，不粘牙，透明的水晶软糖。（二）海藻酸钠在医药行业具有以下用途（1）牙科印模料过去牙科印模主要用橡胶、石膏等混合物，近年来已被海藻酸钠印模料代替，海藻酸钠印模具有操作简便，印出的齿形准确等优点。海藻酸钠印模料凝固剂装两包，使用时将两者用水调合，数分钟后即可凝固成型，成型作用主要是海藻酸钠。（2）止血剂海藻酸钠溶液在酸性或钙盐溶液中具有纤维状沉淀，其分子结构呈线形，故用此机理，海藻酸钠可制成各种剂型止血剂，如止血纱布，止血海绵，烫伤纱布，喷雾止血剂等。对放射性元素及有害金属的阻、排作用：海藻酸钠具有对某些元素的特殊交换能力。不但有预防锶吸收的效果，而且还有一定的治作用，当被放射性锶染之后，口服一定量的海藻酸钠，可将消化道中的放射性锶很快吸收并排出体外。（3）药膏、药片及其制剂。利用海藻酸钠增稠和凝胶的特性，作为药品各种剂型的添加剂，如海藻酸钠与羊毛脂调合制成硫磺软膏，可医治皮肤病，还可与磺胺药物混合作眼膏以及苯基醋酸等混合作避孕膏低聚藻胶作肠用胶囊，使药物在肠道中停留和吸收时间大大延长，从而提高药物的疗效。（三）海藻酸钠在印纺工业具有以下用途（1）印花浆。海藻酸钠用作经纱上浆、整理浆、印花浆等已有悠久的历史，但主要用在印花浆方面。海藻酸钠用作活性染料色浆，具有独特性能。纤维和活性染料进行化学反应，将染料固定在纤维上，在染色过程中所用印花浆应不干扰或参与化学反应键合。若色浆参与反应，就会固定在纤维上，这就造成染过的纤维手感发硬，变脆、色泽不好。当使用海藻酸钠作印花浆时，既不影响活性染料与纤维的染色过程，同印出花纹清晰、鲜艳、给色量高，手感好。海藻酸钠不仅适合于棉布印色，也适用于羊毛、丝、合成纤维的印花。中等粘度和低粘度的海藻酸钠都适用于从筛网式印花到滚筒式印花色浆的要求。实际上用低粘度的海藻酸钠制备花浆较稳，这使制备较高含量的印花浆成为可能，这种印花浆可导致在干燥过程中产生致密的膜，使着色率增加。（2）人造纤维。海藻酸钠与石棉短纤维混合，经过醋酸钙溶液凝固处理，可防止石棉纤维飞扬，从而影响人身健康。（四）海藻酸钠在其它工业的用途造纸上浆用水溶性海藻酸钠代替部分松香纸浆分散剂或纸张表面上浆，能增加纸张表面光滑度，并能调节印刷墨水、蜡、油的吸收，提高纸张的耐揉性。电焊条被负：焊条药皮材料与海藻酸钠，海藻酸钾，海藻酸钙混合，可粘合被负药皮，并湿润药皮材料，使得在挤压过程中有足够的塑性，而且在使用焊接过程中容易燃烧成灰，减少飞溅。此外，海藻酸钠可应用于树脂涂料、橡胶膏化剂、电池隔极层以及水处理方面。在农业方面，海藻酸钠可作为种子处理、杀虫剂、抗病毒材料进行应用。1.1.3从马尾藻中提取海藻酸钠的意义目前我国海藻酸钠的制备是以人工养殖的海带为原料，但产量有限，只盛产于北方，且生产成本高。而马尾藻则是热带及温带海域多年生藻类，我国沿海地区的马尾藻资源丰富，但我国对其利用甚少，本次设计便是基于此情况做从马尾藻中提取海藻酸钠的工艺设计，从一定程度上提高对中国沿海地区野生马尾藻的利用，另一方面也促进了我国海藻酸钠产业的发展。随着我国国民经济的不断发展，海藻酸钠市场需求量也在不断增长，因此，开发国内海藻酸钠的生产和应用，对我国化学工业的发展意义重大。1.1.4海藻酸钠的市场供需及价格概况目前全世界褐藻胶年产量约为3～4万吨，其中中国的年产量约为10000吨。美国、日本生产的褐藻胶的售价为5500—8000美元／吨，挪威、法国胶为5000～7000美元／吨，中国出口胶由于质量欠优，售价只有3500～5000美元／吨，内销胶价为2．O～4．0万元(人民币)／吨（此价随海带等原料价因素而波动）。此外，随着海藻酸钠应用范围的扩大，要求高纯度海藻酸钠的用户越来越多。由于我国生产技术落后，产品纯度远远不能满足国内外消费者的要求。例如，随着印刷业的蓬勃发展，对糊料的要求越来越高，而印刷各种优质面料需要高纯度的海藻酸钠来制备面糊，据统计，国内外每年约有1000吨。同时，由于高纯度，国内外优质食品所用的海藻酸钠，每年约为4000吨。因此，仅上述两个行业每年就需要5000吨左右的高纯度海藻酸钠，市场潜力很大。1.1.5海藻酸钠发展前景在美国海藻酸钠被誉为“奇妙的食品添加剂”，在日本海藻酸钠被誉为“长寿食品”。高粘度海藻酸钠具有增稠性好，成膜性好，凝胶强度高，成丝性好等优点，是良好的食品添加剂，美国、英国、挪威以及一些东南亚国家已经将海藻酸钠广泛应用于食品工业。目前国际海藻酸钠贸易量约为2.2万吨/a，其中美国和挪威公司销售量占71%。国际海藻酸钠需求量将稳中有升。因此我国对海藻酸钠的生产也应加大幅度，而且还应该把工作重点放在提高质量，增加品种上。食用藻类的利用是当前食品研发的重要方向。因此，海藻酸钠作为从褐藻生物体中获得的产物，为其在“保健食品”等领域的应用提供了广阔的空间。由于海藻酸钠可以保留软骨细胞分泌的基质，软骨细胞可以很好地在海藻酸钠中繁殖，因此，硅藻土钠在人工软骨中有重要的应用。1.2设计的目的和意义1.2.1设计的目的从马尾藻中提取海藻酸钠以满足日益增长的市场需求，充分利用野生马尾藻资源，同时获得很好的经济收益。1.2.2设计的意义（1）满足各行各业产品需求。（2）可以长远解决公司的生存问题，并且为当地提供更多的业机会，促进区域经济的展。（3）做到了真正意义上的绿色产业。（4）有利于国家产业结构的调整，保持国民经济的可持续发展。1.3设计依据和原则1.3.1设计依据海南大学2013年毕业设计课题《年产1000吨海藻酸钠生产工艺流程初步设计》任务书，见附件。1.3.2设计原则（1）按技术先进、成熟可靠、经济合理的原则对技术方案进行论证，以确定最佳方案；（2）尽可能采用节能工艺和高效设备，充分发挥规模效应，降低能耗、物耗和生产成本，提高项目的经济效益和社会效益；（3）主体工程与环境保护、劳动安全和工业卫生同时考，以减少“三废”排放，加强废渣治理，确保安全生产，消除并尽可能减小工厂生产对化境的不良影响和对工厂职工以及周边地区居民健康的危害。1.4设计范围本设计的主要内容：（1）生产方案选择（2）工艺流程设计与论证（3）工艺原理与操作条件说明（4）工艺计算——物料衡算与热量衡算（5）生产主要设备设计计算与选型（6）生产车间设备配置与布置设计（7）编写项目设计说明书（8）工程设计绘图设计重点：生产方案选择；工艺流程设计与论证；工艺计算；设备设计计算与选型。1.5海藻酸钠生产能力及产品质量标准1.5.1生产能力年产1000吨海藻酸钠，年工作日为300天，全天候连续生产。1.5.2产品质量标准本设计生产的海藻酸钠产品质量标准参考中华人民共和国海藻酸钠质量标准，也可适当根据客户对产品的需求进行改造。表1中华人民共和国海藻酸钠质量标准项目指标分类工业级

执行：中国农业部

SC/T3401-1985食品级

食品添加剂国家标准GB1976-80粒度30目100%通过或根据合同要求根据合同要求水份%≤14≤14Ph6.0-7.56.0-8.0粘度(mPa.s)根据合同要求≥150或按合同要求含钙量%≤0.3/硫酸灰份%20.0-24.030-37水不溶物%≤0.6≤3.0透明度cm≥3COMPLYTOSTIPULATED重金属%/≤0.004砷盐%/≤0.0002铅%/≤0.00042.生产方案选择海藻酸钠常用的提取方法主要有酸凝-酸化法，钙凝-酸化法，钙凝-离子交换法和酶解法。下面简单介绍前三种提取方法的工艺原理和流程。2.1海藻酸钠的生产方法2.1.1酸凝-酸化法生产海藻酸钠该提取方法的提取过程如下：浸泡——切碎——消化——稀释——过滤、洗涤——酸凝——中和——乙醇沉淀——过滤——烘干——粉碎——成品该提取方法的操作要点及原理如下：浸泡加10倍于海带重量的水，在常温下浸泡4小时，并加适量质量分数1.0%的甲醛，这样可以将海带色素固定在皮肤细胞中，不溶于水，从而导致产品颜色加深。同时甲醛对植物细胞壁组织有破坏作用，有利于海藻酸盐的消化和溶解。浸出后取海带，用水冲洗，直至冲洗液变色。消化将切碎的海带在一定温度下，加入一定浓度一定体积的Na2CO3溶液进行消化。此过程反应方程式如下：2M(Alg)n+nNa2M(Alg)n+nNa2CO32nNaAlg+M2(CO3)(2.1.1-1)其中M为Ca、Fe等金属离子，Alg为海藻酸过滤消化以后的海带变成糊状，比较粘稠，要先加一定量的水将糊状液体稀释，再过滤。NaAlg+HclNacl+HAlg(2.1.1-2)酸凝将过滤后的料液加水稀释，再往料液中缓慢加入稀盐酸直至开始有絮状沉淀为止，然后静置8-12h,最后往静置液中缓慢加入稀盐酸，调节PH值约为NaAlg+HclNacl+HAlg(2.1.1-2)2HAlg+Na2CO3NaAlg+H2O+CO2(2.1.1-3)中和在常温下，边搅拌边加入一定浓度Na2HAlg+Na2CO3NaAlg+H2O+CO2(2.1.1-3)析出海藻酸钠中和后加入酒精，浓度达95%，形成白色沉淀物。由于硅藻土钠容易溶于水而不溶于乙醇，为了获得尽可能广泛的产品范围，它可以从乙醇和水溶性稀释藻类中分离出来。中和后加入酒精，浓度达95%，形成白色沉淀物。由于硅藻土钠容易溶于水而不溶于乙醇，为了获得尽可能广泛的产品范围，它可以从乙醇和水溶性稀释藻类中分离出来。最后经过过滤、干燥、粉碎后即可得到产品。该工艺流程中酸凝速度慢，需要8-12个小时，而且胶状沉淀颗粒很小，不好过滤；生产的中间产物海藻酸不稳定，易降解，因此，所得产品产率、粘度都很低。2.1.2钙凝-酸化法生产海藻酸钠该提取方法提取过程如下：浸泡——切碎——消化——稀释——过滤、洗涤——钙析——盐酸脱钙——碱溶——乙醇沉淀——过滤——烘干——粉碎——成品该提取方法的其他步骤与酸凝酸化法相同，只是有以下两步不同：2NaAlg+Cacl22Nacl+Ca(Alg)2(2.1.2-1)钙析将滤液用盐酸调节PH值为6-7，加入一定量2NaAlg+Cacl22Nacl+Ca(Alg)2(2.1.2-1)Ca(Alg)2+HclCa(Alg)2+HclCacl2+2HAlg(2.1.2-2)该工艺流程，钙析的速度比较快，沉淀颗粒也比较大。但在脱钙过程中，由于采用盐酸洗脱的方式，产生的中间产物海藻酸不稳定，易降解，因此所得到的的产品收率和粘度都不是很高。2.1.3钙凝-离子交换法生产海藻酸钠该提取方法提取过程如下：浸泡——切碎——消化——稀释——过滤、洗涤——钙析——离子交换脱钙——乙醇沉淀——过滤——烘干——粉碎——成品该提取方法的其他步骤与钙凝-酸化法相同，只是采用离子交换脱钙，即将钙析后的产品过滤后，再往里加入一定浓度为15%的氯化钠溶液脱钙。此过程反应方程式如下：Ca(Alg)Ca(Alg)2+Nacl2NaAlg+Cacl2(2.1.3-1)利用交换生成的海藻酸钠，由于海藻酸钠不溶于乙醇，仍为絮状凝胶，最后经过滤、干燥、粉碎即得成品海藻酸钠。在此工艺流程中，钙析的速度比较快，沉淀颗粒也比较大，采用离子交换脱钙法所得产品收率较高，已达42.6%，粘度已达2840mPa.s,远高于目前国际上工业产品粘度（150-1000mPa.s),而且所得产品均匀性好，储存过程中粘度稳定。2.2生产方案确定通过对以上三种生产海藻酸钠的工艺流程的介绍可以知道，酸凝-酸化法和钙凝-酸化法一方面生成的中间产物海藻酸不稳定易降解，会减少海藻酸钠的提取率，另一方面产生的大量废酸增大了污水处理的难度，成本增高，处理不当，还会严重污染环境。而钙凝-离子交换法很好地避免以上两方面的问题。综合以上分析方法比较考虑，本次设计选择钙凝-离子交换法来生产海藻酸钠。3.生产工艺流程设计及说明3.1“钙凝-离子交换法”生产工艺流程设计综上分析，本课题选取用“钙凝-离子交换法”生产方法，其工艺流程设计见图1所示：干马尾藻浸泡粉碎脱水甲醛浸泡加碱消化兑稀干马尾藻浸泡粉碎脱水甲醛浸泡加碱消化兑稀发泡沉降过滤钙化离子交换脱钙无水乙醇沉淀过滤烘干粉碎成品过滤水洗水洗浓缩3.2生产工艺流程说明“钙凝-离子交换法”工艺流程说明：干马尾藻经计量后，加入干马尾藻重量10倍的水浸泡30分钟后，将湿马尾藻脱水送入粉碎机破碎至2-3mm，送入甲醛浸泡池，加10倍质量分数为1%的甲醛浸泡3小时，其主要目的是将马尾藻的色素固定在表皮细胞中，不至于产品色泽加深。同时，甲醛对植物细胞壁纤维组织有破坏作用，有利于海藻酸钠在消化过程中的置换和溶解，缩短消化时间。浸泡后过滤洗涤至洗涤液无色。将粘稠物质放入蒸煮器中，在蒸煮器中加入10倍的2%碳酸钠溶液，在60℃的蒸煮温度下蒸煮3小时℃.然后放入稀释槽中，稀释至100-120秒，与压缩空气混合后，送入发泡机发泡沉淀2小时，取上清液至300目履带式过滤器中两次，滤液泵入钙化系统进行钙化，加入20%的钙溶液（钙溶液，氯化钙浓度为10%）。在这个过程中，海藻酸钠可以转化为不溶于水的海藻酸钙，海藻酸钙可以将海藻酸钠从大量的水中分离出来，并随水排出大量的无机盐、色素等水溶性杂质。在发泡机中发泡，高速搅拌后，过滤洗涤。然后送入间歇反应器，加入适量的15%NaCl溶液进行多次间歇脱钙，并在洗脱液中加入适量的稀硫酸，直至不产生硫酸钙浑浊溶液。浓缩后，加入过量无水乙醇沉淀过滤，成品干燥粉碎。4.工艺计算4.1物料衡算4.1.1原辅物料的计算根据设计任务，海藻酸钠的年生产能力为1000吨/年，全年365天，除去大、中修理及放假等共65天。则年工作日=365－65=300天每昼夜生产能力为：1000÷300=3.3334吨/天=0.1389吨/小时本生产过程属于间歇式生产过程，生产周期为16小时，全年生产周期为300×24÷16=450个周期。每个生产周期生产能力为：0.1389×16=2.2223吨/周期根据实验及经验知道从马尾藻中提取海藻酸钠的平均提取率W=35.5%，则每个周期投入的干马尾藻质量m=2.2223÷35.5%=6.26吨/周期以此作为物料衡算的基准。(1)浸泡取6.26吨干马尾藻，加10倍重量水于浸泡池中浸泡1小时，浸泡后的水用于提取碘和甘露醇，所需水的质量为m1（水）=6.26×10=62.6t/周期,马尾藻无质量损失。干马尾藻吸水后的质量为：m（湿马尾藻）=m（干马尾藻）×150%=6.26×150%=9.39吨/周期（2）脱水，粉碎将浸泡后的马尾藻脱水后送入粉碎机粉碎，此时马尾藻有0.5%的质量损失m(湿马尾藻）’=9.39×（1-0.5%）=9.3431吨/周期（3）甲醛浸泡后过滤水洗将粉碎后的马尾藻投入甲醛浸泡池，加入10倍质量分数为1%的甲醛溶液浸泡3小时，m(甲醛溶液）=10×9.3431=93.431吨/周期，其中甲醛消耗量：m(甲醛)=93.431×1%=0.93431吨/周期，水的消耗量：m2（水）=93.431×（1-1%）=92.4967吨/周期过滤水洗耗水量占马尾藻重量的30%，m3（水）=9.3431×30%=2.8030t/周期，水洗后马尾藻损失1%的质量，故过滤水洗后，m(湿马尾藻)’’=9.3431×(1-1%)=9.2497t/周期消化将过滤水洗后的粘稠状马尾藻送入消化锅内，加入10倍质量分数为2%的碳酸钠溶液浸没马尾藻，在60摄氏度的条件下消化3小时，此时所需碳酸钠溶液的质量为m(碳酸钠溶液)=9.2497×10=92.497t/周期，其中碳酸钠的消耗量：m(碳酸钠）=92.497×2%=1.8500t/周期水的消耗量：m4（水）=92.497×(1-2%)=90.6471t/周期（5）冲稀，发泡沉降，过滤将消化后的消化液放入冲稀池，冲稀至恩氏100-120秒，与压缩空气混匀后，送入发泡机发泡沉降2.5小时，然后取上清液送入300目履带过滤机过滤两次，此时有1%海藻酸钠的质量损失（6）钙化，水洗滤液泵入钙化系统钙化，加入20%钙溶液（钙溶液，氯化钙浓度10%）。发泡机发泡后高速搅拌，过滤洗涤，水洗耗水量为洗涤物质海藻酸钙质量的30%。水洗过程中会有0.5%的海藻酸钙流失。（7）离子交换脱钙钙化水洗后送入间歇式反应釜中加入10倍质量分数为15%的Nacl溶液进行脱钙。浓缩沉淀过滤将脱钙后的海藻酸钠溶液浓缩至60%后加入10倍无水乙醇搅拌均匀后静置半个小时过滤，此时有1%的海藻酸钠产品损失。干燥粉碎，包装假设过滤后海藻酸钠含水量为25%(湿基含水量），干燥后含水量5%(湿基含水量），所得海藻酸钠质量为m0(海藻酸钠)=2.2223t/周期，过滤后海藻酸钠质量m(含水海藻酸钠)=2.2223×(1-5%)÷（1-25%）=2.8149t/周期干燥除去水分质量m5(水)=2.8149-2.2223=0.5926t/周期，离子交换脱钙后海藻酸钠质量m1(海藻酸钠)=2.2223÷（1-1%）=2.2448t/周期。浓缩后海藻酸钠溶液质量m(浓缩后海藻酸钠溶液)=2.2448÷60%=3.7414t/周期，则沉淀所需无水乙醇质量m(无水乙醇)=3.7414×10=37.414t/周期钙化水洗后海藻酸钙的质量m1(海藻酸钙)=2.2500t/周期，则消耗的质量分数为15%的氯化钠溶液质量为m(氯化钠溶液)=2.2500×10=22.500t/周期m(氯化钠）=22.500×15%=3.375t/周期，耗水量m6(水)=22.500×（1-15%）=19.125t/周期钙化后海藻酸钙的质量m2(海藻酸钙)=2.2500÷（1-0.5%）=2.2613t/周期钙化水洗耗水量m7(水)=2.2613×30%=0.6784t/周期冲稀发泡沉降过滤后的滤液中海藻酸钠质量m2(海藻酸钠)=2.2560t/周期消化后消化液中海藻酸钠质量m3(海藻酸钠)=2.2560÷（1-1%）=2.2789t/周期则消化过滤后马尾藻滤渣质量m(滤渣)=9.2497-2.2789=6.9708t/周期消化过滤后消化液质量m(消化液)=92.497+2.2789=94.7759t/周期，在钙化过程中消耗的氯化钙溶液的质量：m(氯化钙溶液)=94.7759×20%=18.9552t/周期m(氯化钙)=18.9552×10%=1.89552t/周期耗水量m8(水)=18.9552×（1-10%）=17.0597t/周期4.1.2物料衡算汇总列表（1）物料输入表表4.1年产1000吨海藻酸钠物料输入表物料名称年投入物料量/吨周期物料量/吨干马尾藻28176.26甲醛420.43950.93431碳酸钠832.51.8500氯化钙852.9841.89552氯化钠1518.753.375无水乙醇16836.337.414配料水128434.5285.41输入物料总和151712.4735337.13883（2）物料输出表表4.2年产1000吨海藻酸钠物料输出表物料名称年物料输出量/吨周期物料输出量/吨海藻酸钠1000.0352.2223废甲醛溶液42043.9593.431废滤渣3205.08457.12241钙化过滤后废滤液50161.41111.4698乙醇沉淀过滤后的废滤液17408.738.686水洗所排放的废水37893.29484.2074输出物料总和151712.5095337.138914.1.3水、电煤的用量计算（1）水的计算根据查阅各种资料以及以上物料衡算知，生产1000t海藻酸钠过程中调浆、配料、设备容器清洗、锅炉用水及卫生用水等约消耗水资源15万t。（2）电的计算根据估算以及查阅各种资料知，生产1t海藻酸钠过程中各种动力耗电、生活用电等方面约耗电2000度。则年产量1000吨海藻酸钠则需消耗电2000×5000=1000万度。（3）煤的计算海藻酸钠生产过程中煤的使用主要是供热、锅炉蒸汽等方面。根据资料及经验，生产1t海藻酸钠约耗煤5.3t。则年产5000吨海藻酸钠需耗煤5.3×5000=2.65万吨4.2热量衡算本工艺设计热量衡算主要集中在消化工段、浓缩工段和干燥工段。4.2.1消化工段热量衡算消化液的组成：m(碳酸钠溶液)=92.497t/周期，χ1= m(马尾藻)=9.2497t/周期,χ2=1-χ1=0.0909碳酸钠溶液比热容Cp,1=4.179kJ/（kg·℃）,马尾藻比热容Cp,2=1.550kJ/（kg·℃）消化液平均比热容：Cp=Cp,1×χ1+Cp,2×χ2=4.179×0.9091+1.550×0.0909=3.9400kJ/（kg·℃）则消化液从常温25℃加热到60℃所吸收的热量Q需=Cp·m·Δt=3.9400×101.7467×103×(60-25)=1.4031×107kJ /hQ供=1.2 Q需=m水蒸气·r=1.2×1.4031×=1.6837×查表得200KPa饱和水蒸汽，温度t=127.2℃,汽化潜热r=2185.4kJ/kg水蒸气消耗量Q=KAΔt传热系数K=1000W/（m2·℃）, Δt=127.2-60=67.2℃，则传热面积A==4.2.2浓缩工段热量衡算离子交换脱钙后海藻酸钠质量浓缩前海藻酸钠溶液的质量，即蒸发原料液量F=19.125+2.2448=21.3698t,海藻酸钠浓度×100%=10.5%浓缩后海藻酸钠溶液的质量，即完成液量L=2.2448÷60%=3.7414t,海藻酸钠浓度蒸发水量w=21.3698-3.7414=17.6284t/h因为海藻酸钠在60℃-170℃会脱去内部水分，所以选择最高蒸发温度T=60℃，则蒸发室操作压力P=19.923KPa加热蒸汽压力P=0.7MPa,t=164.7℃,汽化潜热r=2071.5KJ/㎏冷凝器操作压力P=50KPa,t=81.2℃,二次蒸汽汽化潜热=2304.5KJ/㎏对蒸发器做热量衡算：DH+F=W+(F-W)+D+ψ式中：D—加热蒸汽消耗量，㎏/hH—加热蒸汽的焓，KJ/㎏—二次蒸汽的焓，KJ/㎏—原料液的焓，KJ/㎏—完成液的焓，KJ/㎏—水的焓，KJ/㎏Ψ—热损失，约为加热蒸汽提供热量的5%在忽略溶液稀释热，以及溶液浓度变化对焓的影响时，整理上式可得加热蒸汽消耗量式中为原料液的比热容，=Cp,1×χ1+Cp,2×χ2海藻酸钠比热容（kg·℃）,水的比热容4.179kJ/（kg·℃）则=2.013×0.105+4.179×（1-0.105）=3.9516kJ/（kg·℃）则加热蒸汽消耗量为：/h=1.1452×KJ/h又Δ，K=5000W/（m2·℃），=T-t=164.7-60=104.7℃所以换热面积4.2.3干燥工段热量衡算干燥前海藻酸钠质量，湿基含水量干燥后海藻酸钠质量，湿基含水量干燥除去水分的质量进干燥器湿物料质量流量出干燥器产品的质量流量湿物料中绝对干物料质量流量湿物料干基含水量产品干基含水量水分蒸发量干空气初始温度℃，相对湿度ψ0=50%，查表得空气湿度，经预热器预热至120℃，相对湿度ψ1=ψ0=50%，，离开干燥器时，空气温度60℃，相对湿度ψ2=80%，查表得空气湿度 湿物料进料温度Ø1=25℃，出口温度Ø2=50℃，干空气消耗量风机风量，其中，预热器加热量为则=8466×97.9146÷3600=230.3kw当加热蒸汽压力为200KPa时，可查得汽化热r=2205KJ/kg,则加热蒸汽消耗量在干燥器内利用热量守恒得单位时间内向干燥器补充的热量干空气质量流量湿物料中绝对干物料的质量流量,干料比热容℃）湿物料的焓Ø1+Ø1=2.013×25+0.3333×4.187×25=85.2132KJ/kg干物料干燥后产品的焓Ø2+Ø2=2.013×50+0.0526×4.187×50=111.6618KJ/kg干物料干燥热损失则干燥系统总加热量Q=5.设备设计与选型海藻酸钠生产过程中，用到各种仪器设备。主要生产设备有：干马尾藻浸泡池，湿马尾藻粉碎机，甲醛浸泡池，消化锅，冲稀池，发泡机，钙化系统装置，喷淋水洗装置，离子交换脱钙装置，蒸发装置，干燥器，各种配套真空泵、压滤机、各类储罐、锅炉、供水设备等。本次设计根据生产要求对一般设备进行简单选型，主要对消化工段的消化锅和浓缩工段的蒸发器进行重点设计。5.1主要设备设计和选型5.1.1干马尾藻浸泡池设计，按ρ=，则浸泡池的总体积÷ρ=68.86，为了方便操作，设计3个等体积的小浸泡池，≈24，h×d×l=6m×4m×1m，占地面积S=4×6×3=72由于干马尾藻和水无任何腐蚀或有毒作用，所以浸泡池选取以水泥为材质的敞口形式浸泡池。5.1.2湿马尾藻粉碎机的选型干马尾藻浸泡后质量膨胀为原来的150%，故粉碎机选型：生产厂家：郑州市一诚机械制造有限公司名称：半湿物料粉碎机型号：BSFS-110生产能力：10-15t/h粉碎粒径：0.5-5mm尺寸：2160mm×2276mm×1880mm功率：45kw5.1.3甲醛浸泡池的设计，≈100t/周期按ρ=1000，则总体积，为了操作方便，设计成4个等体积的小浸泡池，，由于甲醛浓度较低，故甲醛浸泡池也采用水泥制敞口操作型浸泡池。5.1.4消化锅的设计与选型反应釜体结构设计①确定釜体的几何形状先忽略封头体积，估算筒体内径，每台反应釜的容积, —每台反应釜处理料液量，；—反应容器备用系数，一般取0.1-0.15；—装料系数，根据实际生产条件或试验结果而定，通常取0.6-0.85。当搅拌状态平稳或物料的粘度较高时，可取0.8-0.85；i—容器装液高径比，，对于液-液反应釜，高径比通常取1-1.3。根据设计要求和料液的具体情况，我们取，，，得每台反应釜容积，筒体内径，进行圆整得封头直径确定后，根据下式确定筒体高度：式中—容器封头容积，对立式容器为下封头的容积，对卧式容器为两封头容积之和，查JB/T25198-2010标准可知公称直径DN3100mm标准椭圆形封头容积=4.2015，故校核：≈1.3，≥25，大致符合条件。②夹套几何尺寸计算夹套内径，则夹套高度又因为传热面积，，取，则核算换热面积：A=πDH=3.14×3.1×2=19.5㎡≥14.5㎡由上计算结果表明，可以只在筒体部分设有夹套即可。③搅拌器的几何尺寸要求物料分散均匀，选择六直叶圆盘涡轮式搅拌器，具体尺寸如下：搅拌器直径，，则搅拌器宽度b=0.2=2100mm,搅拌器长度搅拌器圆盘直径一般取桨径的2/3，因为液层较高，液层高度，故选用三层搅拌器，每层搅拌器位置设计如下：第一层搅拌器距离液面0.9m，第二，三层依次距离上一层搅拌器0.9m的距离，搅拌器距离筒底高度C=④接管。根据工艺条件，确定各接管尺寸，选用板式平焊法兰，公称压力PN=1.6MPa.⑤挡板。挡板宽度W=，挡板数Z=4，即可实现全挡板化条件。⑥人孔。为了方便安装,拆卸，清洗和检修设备，在上封头上开公称直径为950mm的人孔，选用HG/T21516—2005标准中的回转盖板式平焊法兰人孔。⑦视镜。为了便于观察釜内情况，安装一对视镜。⑧支座。根据工艺要求，选用耳式支座。（2）搅拌设备强度计算①筒体强度计算。釜体内为常压，夹套内工作压力为0.2MPa,取其设计压力P=1.1×0.2MPa=0.22MPa，消化锅圆筒承受外压，故需进行稳定性计算。筒体材质为0Cr18Ni9钢，焊接接头系数¢=0.85，许用应力[σ]=137MPa.设圆筒的壁厚为18mm,取钢板厚度负偏差,则筒体有效厚度δ=17.2mm,筒体外直径，筒体长度L=4100mm。/δ=3136/17.2=182.33,L/=4100/3136=1.31,查GB150得系数A=0.00035，E=1.90×，B=44MPa,许用外压力[P]=Bδ/=0.241MPa圆筒稳定性满足要求，所以取圆筒名义厚度δ=18mm②夹套强度计算。夹套工作压力为0.2MPa,取设计压力P=0.22MPa,夹套筒体材质为Q235B，焊接接头系数¢=0.85，许用应力[σ]=113MPa则夹套厚度δ=P/｛2[σ]¢-P｝=取腐蚀余量，，则厚度附加量，夹套设计厚度δ=δ+C=3.56+2.8=6.36mm,所以取夹套名义厚度δ=7mm③封头强度计算查JB/T4746—2002可知，公称直径为3100mm标准椭圆形封头最小厚度为8mm，而容器内为常压，故取椭圆形封头名义厚度为8mm。封头材质为0Cr18Ni9。④搅拌功率计算已知n=60r/min=1r/s，搅拌器直径，ρ=1050㎏/,μ=0.092Pa·s对于单层搅拌器而言，雷诺数Re=nρ/μ=≥,属于搅拌湍流区，在全挡板条件下，消除打旋现象，故重力影响可忽略不计。在Rushton算图中表现为功率因数¢几乎不会受到Re和Fr的影响而成为一条水平直线。即¢=,则搅拌功率N=¢ρ。查Rushton-Re图得功率因数¢=5.9，因此搅拌功率N=5.9×1050××=7.29KW由于采用三层搅拌器，近似认为三层搅拌器功率为单层搅拌器功率的三倍，则N'=3N=21.87KW⑤电动机额定功率的确定填料密封功率损失约为搅拌器功率的10%或至少0.368KW，而机械密封功率的损失仅为填料密封的10%-50%。在此选用机械密封，其功率损失选用带传送，机械效率η=0.95，故电动机功率(N'+)/η=为了安全生产，选择三相防爆异步电动机⑥搅拌器强度设计搅拌器强度计算中的计算功率η-式中K—启动时电动机的过载系数，由电动机特性表中查得，k=2.2由上式求得2.2×0.95×24.2-1.1=49.478KW每个圆盘涡轮叶片为6片，在强度计算时以各叶片受力相等处理，每个叶片的危险断面处的弯矩为式中—计算功率，KW；Z—叶片数量；n—转速，r/min；—搅拌器的外半径，m；—圆盘涡轮桨叶内半径，m；—桨叶上液体阻力合力位置，m。由前述工艺条件知搅拌功率=49.478KW，n=60r/min，Z=6，，，算得，则M=搅拌器桨叶厚度δ=13mm,搅拌器宽度b=210mm,则抗弯截面系数W=bδ=5.915×()搅拌器强度计算中的安全系数，则[σ]=137/3.5=39.143MPa搅拌器最大弯曲应力σ=≤[σ]=39.143MPa因此搅拌器强度足够，所以搅拌器厚度δ=13mm。⑦搅拌轴设计按转矩计算时。轴材料选用45钢，实心轴直径≥365.1式中P—搅拌传递功率，kW；n—搅拌轴转速，r/min；d—实心轴直径，mm；k—搅拌轴许用切应力，MPa。P=49.478kW，n=60r/min，k=40MPa，则≥b.按刚度计算时。式中h—轴扭转变形的扭转角，（º）/m；G—剪切弹性模量，对于碳钢以及合金钢，G=7.94×；P—搅拌传递功率，kW；n—搅拌轴转速，r/min。P=49.478kW，h=(º)/m，，n=60r/min，则搅拌轴直径综上两种结果取轴径d=105mm轴的转速低于200r/min，故不需要计算轴的临界转速。⑧传动装置设计。电动机选用YB24.2kW-4P。减速器可选用摆线针齿行星型减速装置BCF62U—2.2/60Ⅱ，与电动机直接相连。轴封选用机械密封。中间轴承选用SL50—1800T1。⑨支座。选用4个A5耳式支座进行校核，支座本体允许载荷[Q]=100kN，4个A5耳式支座完全满足要求。6.环境保护措施及污水处理方案6.1施工期环保措施情况6.1.1对施工扬尘采取的防治措施为了把施工扬尘对周围环境的影响降到最低限度，拟采取以下措施：1.施工期间场地周围建设2m高的安全防护墙，减轻扬尘的扩散；2.施工期间严格遵守施工现场环境规范，促进文明作业，设计实施严格的现场粉尘输送系统，及时处置垃圾，清理路面，清理浇水，汽车运输过程中除尘、保持一定湿度等；3.避免大风雪，加快施工进度，缩短施工周期；4.公开堆放原材料，应覆盖，避免粉尘，尽量减少使用原材料，如干水泥；5.设施及配套管道应在完成地形整治、地面灌浆、种植工作后立即施工。植被恢复是保护生态环境的重要环节，不仅可以防止水土流失，还能减少由于刮风引起的浮土扬尘。6.1.2对施工噪声采取的防治措施根据噪声污染源特性分析可知，施工场地的噪声源主要是各类施工机械设备，这些设备噪声级水平较高,处于半自由空间，且交互作业时间长，具有数量多、声级高、作业现场有固定工地并周期性移动的特征，故其治理难度较大，针对不同施工阶段噪声特性，采取以下措施：（1）采用质素高、噪音低的建筑机械及操作车辆，控制声源。（2）根据建筑地盘的情况，合理规划一些强大的噪音源，例如混凝土搅拌车、起重机及其他车辆、行车路线，操作，最大限度地减少噪音对环境的干扰。（3）对于正在施工中的噪音设备，根据工作时间限制及禁止夜间工作的规定，还可根据工程进展情况，将高噪声作业尽量安排在昼间进行，避开周围居民休息时间，从而减轻噪声对周围环境的影响。(4)提倡文明施工，减少施工中不必要的撞击、磨擦等噪声。(5)对个别噪声强度很大的施工工序和工艺设备，应采取外协方式开展，如使用商品混凝土、木料、石材等场外定点切割等。(6)施工前安装安全降噪围帘，构筑2M高防护墙。施工过程中采用了先进的工艺设备，建立了完善的施工现场环境管理体系。6.1.3固体废物防治措施项目施工人员生活垃圾全部集中存放，送往垃圾填埋场填埋处置。6.1.4废水防治措施项目施工人员生活废水集中收集后全部堆沤作农肥。6.2环保设施、措施的落实情况6.2.1废水治理措施海藻酸钠生产过程中排放的废水悬浮物浓度高，有机物质含量多，COD平均浓度在13000mg/L。如若直接排放，将会严重污染周边生态环境。因此对生产过程中产生的废水进行净化处理很有必要。本设计的污水处理站设计及实际日处理污水能力均为2000m3/d，并将生活污水通过厂区管网输入工厂污水处理站。污水处理方案采取的核心工艺是“气浮+水解酸化处理”，水解酸化池出水自流进入GAST反应器进行好氧生化处理。通过处理后的污水，经市环境保护监测站监测，应达到《海南省水污染物综合排放标准》（DB37/676-2007）中的一级标准。另外，对厂内外所有的污水管道均进行了防腐防渗处理，同时对达标排放的污水用专用污水管道输送至附近海域排放。污水处理工艺流程图如下：排泥排泥排泥滤液排泥GAST反应器出水池出水污泥井污泥脱水泥饼外运废水格栅调节池初沉池气浮机G出水池出水通过处理后的污水，经市环境保护监测站监测，应达到《海南省水污染物综合排放标准》（DB37/676-2007）中的一级标准。另外，对厂内外所有的污水管道均进行了防腐防渗处理，同时对达标排放的污水用专用污水管道输送至附近海域排放。6.2.2固体废物的处置措施该项目运营期间产生的固体废物分为马尾藻渣、锅炉灰渣和生活垃圾、污水处理污泥四种。其中的马尾藻渣经螺旋压榨机压榨后，再烘干制成动物饲料出售，既产生了良好的经济效益和社会效益，又保护了生态环境。生活垃圾全部由环卫处负责清运至垃圾处理场进行无害填埋处理。污水处理站处理后的污泥富含海藻纤维等，经干化后可用于堆肥。锅炉灰渣由砖瓦厂回收利用。以上固体废物处置措施经济合理，可操作性强，有效地避免了对环境可能造成的二次污染，保证了项目固废实现“零排放”。6.2.3环境噪声治理措施针对该项目噪声源的实际特点，本次设计针对局部重点噪声源以及一般声源都考虑了一系列的控制措施。首先，从治理声源入手，在设备选型定货时，首选运行高效、低噪型设备，要求制造厂家加装了进口消音器等装置，以降低噪声源。如水泵选用低噪节能型等。其次，在设备安装时，先打坚固地基，加装减振垫，增加稳定性减轻振动。对于噪声强度稍大的设备，单独进行封闭布置。如水泵，空压机等均安装隔振底座，集中布置在隔声效果较好的室内，保证屏蔽隔声效果。再次，厂区平面布置统筹规划、合理布局，注重办公区与生产区的防噪间距。同时在周围栽种了防护林，营造优美的作业环境。通过采取以上噪声污染防治措施，完全可以将厂界噪声控制在《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)中的2类区标准要求的范围内。6.2.4危险化学品的安放与处置本次设计建设了危险化学品贮存场所并设置了标志。制定了危险化学品应急预案和环境风险应急预案，并报送市环保局审核备案，并且定期组织开展应急演练，防止发生意外事件。6.3环保机构及其管理制度工厂设有环保科，配备专业技术人员2名，负责管理落实日常各项环保工作，特别是污水处理系统的具体运行管理和维护工作，保证污水处理设施的正常运转，做好各项运行纪录及报告。确保各类污染物达标排放，杜绝对周边环境的影响，履行对企业和社会的承诺。6.4今后的环保工作计划(1)进一步加强岗位人员的培训，使其熟练掌握各种环保设施操作、故障处理技能，强化对环保设施的维护和管理，确保环保设施的长期稳定运行。(2)建立更完善的环境保护管理制度，加强监督管理，积极配合相关部门做好环境保护工作。(3)积极配合环保部门做好环境保护工作。(4)经常开展应急预案的管理和演练，把各种事故隐患和污染环境的不利因素，彻底消灭在萌芽状态。7.车间设计在初步设计阶段工艺流程图和设备工艺设计计算完成之后，下一步工作就是将各工段与各个工艺设备按生产流程在空间上(水平和垂直方向)进行组合、布置，并用管道将它们连接起来。前者称车间布置，后者称管道布置或配管设计，统称布置设计。车间布置分初步设计与施工图设计两个阶段，配管设计则属于施工图设计的内容。本章重点介绍车间布置设计。7.1厂房布置设计的条件和依据7.1.1常用的规范和规定(1)《化工装置布置设计规定》HG20546—92；(2)《建筑设计防火规范》GBJ16—87(1997年局部修订条文)；(3)《石油化工企业设计防火规范》GB50160—92(2001年局部修订条文)；(4)《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058—92；(5)《化工工程建设起重施工规范》HGJ201—83；(6)《石油化工企业工艺装置设备布置设计通则》SHJ11—89；(7)《化工企业安全卫生设计规定》HG20571—95；(8)《工业企业厂界噪声标准》GB2348—90。7.1.2设计的基本条件(1)要有厂区总平面图，已明确规定了本车间在总平面图中所处的位置。(2)已掌握本车间与其它各生产车间、辅助车间和生活设施的相互关系。(3)本厂房与厂外道路、铁路、码头、输电、运输和消防等关系。(4)熟悉生产工艺流程有关物料的物化数据，原料和产品的贮存、运输方式和要求，合理划分工段，生产和生活等辅助设施，以便通盘考虑。(5)要了解厂房内各种设备和设施的特点和要求，要顾及日后安装、拆卸、维修、操作位置、巡回路线和地段。(6)熟悉有关防火、防雷、防爆、防毒和卫生等标准，以便确定车间厂房的有关等级。(7)要了解土建、设备、仪表、电气、给排水、通风采暖等专业和机修、安装、操作和管理等方面的需要。7.1.3设计的基本依据为了搞好车间厂房布置设计，必须具备下述技术资料。(1)厂区的总图布置，本车间在总图上的位置和允许占地面积。(2)化工工艺专业提供的工艺管道及仪表流程图及其设计资料。(3)车间设备一览表，定型设备和机泵的外形尺寸。(4)物料贮存运输等要求。(5)有关化验、配电、仪表控制等其他专业和办公等生活行政方面的要求。(6)有关布置方面的一些规范资料。(7)车间定员一览表。(8)化工设备专业提出的容器和换热器等非标准设备图。(9)车间外主管廊的位置及方向。(水文、地质、主导风向)(10)公用工程资料。7.2车间厂房的布置设计化工厂厂房布置比较复杂细致，其涉及内容较多，如土建、工艺、设备暗转检修、电气、仪表、安全卫生以及有关生活设施等等，因此，要求工艺设计人员掌握全局、统筹兼顾，与其它专业人员密切配合，力求使车间厂房布置做到：经济合理、节约投资、设备紧凑、操作维修方便、安全卫生、整齐美观。根据生产规模和生产特点以及厂区面积、地形、地质等条件考虑厂房的整体布置，采用分离式或集体式。即将车间各工段及辅助房间分散在单独的厂房内或集中合并在一个厂房内，一般来说，凡生产规模较大、车间各工段的生产特点有显著差异(如防火等级等)。厂区面积较大、山区等情况，可适当考虑分离式。反之，凡生产规模较小、车间各工段联系频繁，生产特点无显著差异，厂区面积较小，厂区地势平坦等情况，可适当采用集中式。在车间厂房的整体布置时，考虑的另一个问题是露天工厂问题。因为设备露天布置后，对建筑来说，有以下几点好处：1.可以节省大量建筑面积，因而可以节约大量基本建设投资；2.节约土建施工工程量，因而可加快基建进度，缩短基建工期；3.将具有火灾及爆炸危险的设备露天布置，就可降低厂房的防火、防爆等级，因而减少了厂房造价；4.将有毒物质的设备露天化，就可减少厂房的通风次数，节约通风设备及动力的消耗；5.对厂房的改建和扩建，灵活性较大。必须根据车间外部和车间内部条件，全盘考虑车间各厂房，露天厂房和各建筑物的相对位置和布局。7.2.1厂房的平面布置化工厂厂房的平面布置是根据生产工艺条件(包括工艺流程、生产特点、生产规模等)以及建筑本身的可能性与合理性(包括建筑形式、结构方案、施工条件和经济条件等)来考虑的。在考虑厂房的平面布置时，应从以下几个方面进行。(1)厂房的平面组成；(2)厂房的平面形式；(3)厂房的跨度和柱网布置。7.2.2厂房的空间布置厂房的空间布置与厂房的平面布置一样，在满足生产工艺、设备布置的前提下，力求简化，要充分利用厂房的空间，做到既经济合理，施工容易，又能充分满足采光、通风等要求。厂房的空间布置主要考虑两点。(1)厂房的层数和高度；(2)起重运输设备。7.2.3厂房布置时需注意的问题要为工人创造良好的采光条件，布置设备时应避免影响采光。(2)要最有效利用自然对流通风，不宜将车间南北向隔开。对方热量大、有毒气体或粉尘的工段，设备在室内布置时应设置机械送排风装置，以满足卫生标准的要求。(3)凡火灾危险性为甲、已类生产的厂房，必须考虑：①在通风上必须保证厂房中易燃气体或粉尘的浓度不超过允许极限；②采取必要的措施，防止产生静电、放电以及着火的危险性；③凡产生腐蚀性介质的设备，其基础、设备周围的地面、墙、梁、柱都需采取防护措施。7.3厂房布置原则厂房布置设计比较复杂，但也有一定规律可循的。归纳起来主要考虑建筑结构、工艺生产操作、设备安装检修、劳动保护和安全防火等方面的要求。最主要的布置原则如下：(1)建筑形式。厂房的建筑平面力求简单，这不仅有利于建筑面积和场地面积的合理使用，而且有利于建筑施工的机械化。最简单的建筑平面长方形，应最先采用。(2)厂房的柱距、跨度、层高和柱网布置根据建筑模数规定如下：①厂房柱距4.0m、6.0m；跨度6.0m、7.5m、9.0m、12m、15m、18m、24m；层高4～6m，最低不宜低于3.2m，有配管的厂房一般最低不宜低于4m。②辅助建筑开间3.3m～3.9m，最小不小于3m；进深4.2m～6.0m；走廊宽1.5m、1.8m、2.1m、2.4m。(3)门、窗、楼梯、走廊既要符合建筑上的有关规定又要满足工艺生产的需要。厂房的大门应按人流和货流分开的原则设置。(4)生活用室及辅助用室。生产车间除各个生产工序外，还要设置一定的生活用室和辅助用室。这些用室可单独设立，亦可与厂房毗连，但不宜与厂房内生产区域混同布置，应有明显的分界。生活用室和辅助用室一般包括如下部分：生活用室：车间办公室、休息室、厕所等。辅助用室：控制室、配电室、化验室、维修间等。(5)设备布置。应顺应工艺流程，避免物料的不合理往返。通常将计量设备布置在高层，主要设备（如搅拌器）布置在中层，贮罐及重型设备布置在最底。(6)同类型设备尽可能布置在一起。如搅拌器、研磨机等宜成列布置，以便各设备护卫备用，充分发挥设备潜力。同时，也便于管道安装、整齐美观。(7)设备之间、设备与建筑之间都要保持一定的距离。这些间距是生产操作、安装检修所必须的。(8)厂房要留有设备拆卸和维修所需要的面积和空间。(9)安全设施。厂房内应设置消防设备和安全疏散设施。7.4厂房的整体布置设计根据生产工艺流程﹑生产特点﹑生产规模和建筑结构等进行整理布置设计。（1）由于设备较少，宜采用单层厂房，根据空间要求，厂房均选单层结构。（2）由于操作车间流程简单，操人数不多，因此在布置时可只安排控制室，辅助生产和行政设施，如厕所，在分配空间，机器维修和其他车间，不包括在这里。（3）根据车间设备情况，厂房采用9×96×6米的柱网，厂房宽度也采用适应宽度。7.5车间设备布置设计车间设备织物的设计是在满足生产工艺需要的基础上进行的，对设备的安装和维修进行了综合考虑，安全生产、运营和发展。本设计重点设计消化车间。7.5.1消化车间消化区呈线形排布，设置在室外，由于消化罐体积较大，且密封性好，无需建造厂房，东西方向4个消化罐，每两个发酵罐间距离3m，以确保工作人员操作方便，消化罐外围与厂区道路之间距离3m。因此消化区已使用部分长38m，宽10m，面积380m2。8.厂址选择及厂区总平面设计8.1厂址选择8.1.1厂址选择的原则和指导思想(1)从实际出发，正确处理好城乡生产与生存、工业与农业、生产生活近期与远期等多种关系。(2)贯彻执行“整体发展中等城市”的方针。(3)充分考虑环境保护和综合利用。(4)节约用地，少占或不占良田。(5)保持自然风景区，不在划定的风景区内建厂。8.1.2厂址选择及其依据⑴厂址海南洋浦经济开发区。⑵选厂依据洋浦经济开发区（东经109°11’，北纬19°43’）位于海南省西北部的洋浦半岛上，北临琼州海峡，西对北部湾，正处于新加坡-香港-上海-大坂国际海运主航线上，是连接中国与东南亚、中东的枢纽，距离海口市130公里，海口美兰机场145公里，距离三亚凤凰机场280公里。年平均气温24.7℃，降雨量约为1100毫米，相对湿度介于82％（夏季）与26％（