PAGE2年產(chǎn)1000噸海藻酸鈉生產(chǎn)工藝初步設(shè)計TOC\o"1-3"\h\u270041.總論 184651.1概述 1264071.1.1海藻酸鈉的性質(zhì) 1105121.1.2產(chǎn)品用途 2222131.1.3從馬尾藻中提取海藻酸鈉的意義 491001.1.4海藻酸鈉的市場供需及價格情況 4273831.1.5海藻酸鈉發(fā)展前景 5156521.2設(shè)計的目的和意義 5307861.2.1設(shè)計的目的 5289651.2.2設(shè)計的意義 526111.3設(shè)計依據(jù)和原則 6277981.3.1設(shè)計依據(jù) 6211761.3.2設(shè)計原則 6303701.4設(shè)計范圍 6198051.5海藻酸鈉生產(chǎn)能力及產(chǎn)品質(zhì)量標準 7290461.5.1生產(chǎn)能力 7320681.5.2產(chǎn)品質(zhì)量標準 7242542.生產(chǎn)方案選擇 892382.1生產(chǎn)方法 8280122.1.1酸凝-酸化法生產(chǎn)海藻酸鈉 83182.1.2鈣凝-酸化法生產(chǎn)海藻酸鈉 96322.1.3鈣凝-離子交換法生產(chǎn)海藻酸鈉 9256403.生產(chǎn)工藝流程設(shè)計及說明 11319143.1“鈣凝-離子交換法”生產(chǎn)工藝流程設(shè)計 11290263.2生產(chǎn)工藝流程說明 11132334.工藝計算 12147944.1物料衡算 12299834.1.1原輔物料的計算 12317944.1.2物料衡算匯總列表 1456224.1.3水、電煤的用量計算 15279364.2熱量衡算 1697094.2.1消化工段熱量衡算 16321504.2.2濃縮工段熱量衡算 16311314.2.3干燥工段熱量衡算 1884505.設(shè)備設(shè)計與選型 20110385.1主要設(shè)備設(shè)計和選型 20214465.1.1干馬尾藻浸泡池設(shè)計 20279135.1.2濕馬尾藻粉碎機的選型 20284145.1.3甲醛浸泡池的設(shè)計 21106425.1.4消化鍋的設(shè)計與選型 21315936.環(huán)境保護措施及污水處理方案 26308086.1施工期環(huán)保措施情況 2611846.1.1對施工揚塵采取的防治措施 2618526.1.2對施工噪聲采取的防治措施 27140796.1.3固體廢物防治措施 27141136.1.4廢水防治措施 2797126.2環(huán)保設(shè)施、措施的落實情況 27295836.2.1廢水治理措施 27177886.2.2固體廢物的處置措施 28175496.2.3環(huán)境噪聲治理措施 29146536.2.4危險化學(xué)品的安放與處置 29215546.3環(huán)保機構(gòu)及其管理制度 29277016.4今后的環(huán)保工作計劃 29116987.車間設(shè)計 30164097.1廠房布置設(shè)計的條件和依據(jù) 30271317.1.1常用的規(guī)范和規(guī)定 30225287.1.2設(shè)計的基本條件 30240967.1.3設(shè)計的基本依據(jù) 31249977.2車間廠房的布置設(shè)計 31169237.2.1廠房的平面布置 3265517.2.2廠房的空間布置 32150307.2.3廠房布置時需注意的問題 32271517.3廠房布置原則 32183267.4廠房的整體布置設(shè)計 33167027.5車間設(shè)備布置設(shè)計 34242517.5.1消化車間 34254328.廠址選擇及廠區(qū)總平面設(shè)計 3422958.1廠址選擇 34239748.1.1廠址選擇的原則和指導(dǎo)思想 34120748.1.2廠址選擇及其依據(jù) 34110998.2廠區(qū)總平面設(shè)計 3516018.2.1工廠概況 35251048.2.2主要設(shè)計構(gòu)思 35144128.2.3占地面積的確定 36110198.2.4平面布置原則的指導(dǎo)思想 3669529.設(shè)計評析與總結(jié) 362444參考文獻 37PAGE291.總論1.1概述1.1.1海藻酸鈉的性質(zhì)海藻酸鈉，是從褐藻類海帶或馬尾藻中提取的天然多糖，是海藻酸衍生物中的一種。海藻酸鈉易溶于水，具有增稠，懸浮，乳化，穩(wěn)定，形成凝膠和薄膜的優(yōu)良特性，使其在食品、印染、醫(yī)藥、化妝品和其他化工行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。1.1.2產(chǎn)品用途（一）海藻酸鈉在食品工業(yè)具有以下用途（1）穩(wěn)定性海藻酸鈉作為冰淇淋的穩(wěn)定劑時，海藻酸鈉可控制冰晶的形成，改善冰淇淋口感。許多乳制品，如精制奶酪、摜奶油、干乳酪等利用海藻酸鈉的穩(wěn)定作用可防止食品與包裝物的連粘性，可作為上乳制飾品覆蓋物，海藻酸鈉可使其穩(wěn)定不變并防止糖霜酥皮開裂。（2）增稠與乳化性海藻酸鈉用于色拉(一種涼拌菜)調(diào)味汁，布丁(一種甜點心)、果醬、番茄醬及罐裝制品的增稠劑，海藻酸鈉可提高制品的穩(wěn)定性質(zhì)，減少液體滲出。（3）水合性在掛面、粉絲、米粉制作中添加海藻酸鈉可改善制品組織的粘結(jié)性，使其拉力強、彎曲度大、減少斷頭率，特別是對面筋含量較低面粉，效果更為明顯。在面包、糕點等制品中添加海藻酸鈉，可改善制品內(nèi)部組織的均一性和持水作用，延長貯藏時間。在冷凍甜食制品中添加海藻酸鈉可提供熱聚變保護層，改進香味逸散，提高熔點的性能。（4）膠凝性海藻酸鈉可做成各種凝膠食品，保持良好的膠體形態(tài)，不發(fā)生滲液或收縮，所以海藻酸鈉適合用于冷凍食品和人造仿型食品。還可用海藻酸鈉來覆蓋水果、肉、禽類和水產(chǎn)品作為保護層，使其與空氣不直接接觸，延長貯藏時間。海藻酸鈉還可作為面包的糖衣、加餡填料、點心的涂蓋層、罐頭食品等自凝形成劑。在高溫、冷凍和酸性介質(zhì)中仍可維持原有的體。海藻酸還可代替瓊膠制成具有彈性，不粘牙，透明的水晶軟糖。（二）海藻酸鈉在醫(yī)藥行業(yè)具有以下用途（1）牙科印模料過去牙科印模主要用橡膠、石膏等混合物，近年來已被海藻酸鈉印模料代替，海藻酸鈉印模具有操作簡便，印出的齒形準確等優(yōu)點。海藻酸鈉印模料凝固劑裝兩包，使用時將兩者用水調(diào)合，數(shù)分鐘后即可凝固成型，成型作用主要是海藻酸鈉。（2）止血劑海藻酸鈉溶液在酸性或鈣鹽溶液中具有纖維狀沉淀，其分子結(jié)構(gòu)呈線形，故用此機理，海藻酸鈉可制成各種劑型止血劑，如止血紗布，止血海綿，燙傷紗布，噴霧止血劑等。對放射性元素及有害金屬的阻、排作用：海藻酸鈉具有對某些元素的特殊交換能力。不但有預(yù)防鍶吸收的效果，而且還有一定的治作用，當被放射性鍶染之后，口服一定量的海藻酸鈉，可將消化道中的放射性鍶很快吸收并排出體外。（3）藥膏、藥片及其制劑。利用海藻酸鈉增稠和凝膠的特性，作為藥品各種劑型的添加劑，如海藻酸鈉與羊毛脂調(diào)合制成硫磺軟膏，可醫(yī)治皮膚病，還可與磺胺藥物混合作眼膏以及苯基醋酸等混合作避孕膏低聚藻膠作腸用膠囊，使藥物在腸道中停留和吸收時間大大延長，從而提高藥物的療效。（三）海藻酸鈉在印紡工業(yè)具有以下用途（1）印花漿。海藻酸鈉用作經(jīng)紗上漿、整理漿、印花漿等已有悠久的歷史，但主要用在印花漿方面。海藻酸鈉用作活性染料色漿，具有獨特性能。纖維和活性染料進行化學(xué)反應(yīng)，將染料固定在纖維上，在染色過程中所用印花漿應(yīng)不干擾或參與化學(xué)反應(yīng)鍵合。若色漿參與反應(yīng)，就會固定在纖維上，這就造成染過的纖維手感發(fā)硬，變脆、色澤不好。當使用海藻酸鈉作印花漿時，既不影響活性染料與纖維的染色過程，同印出花紋清晰、鮮艷、給色量高，手感好。海藻酸鈉不僅適合于棉布印色，也適用于羊毛、絲、合成纖維的印花。中等粘度和低粘度的海藻酸鈉都適用于從篩網(wǎng)式印花到滾筒式印花色漿的要求。實際上用低粘度的海藻酸鈉制備花漿較穩(wěn)，這使制備較高含量的印花漿成為可能，這種印花漿可導(dǎo)致在干燥過程中產(chǎn)生致密的膜，使著色率增加。（2）人造纖維。海藻酸鈉與石棉短纖維混合，經(jīng)過醋酸鈣溶液凝固處理，可防止石棉纖維飛揚，從而影響人身健康。（四）海藻酸鈉在其它工業(yè)的用途造紙上漿用水溶性海藻酸鈉代替部分松香紙漿分散劑或紙張表面上漿，能增加紙張表面光滑度，并能調(diào)節(jié)印刷墨水、蠟、油的吸收，提高紙張的耐揉性。電焊條被負：焊條藥皮材料與海藻酸鈉，海藻酸鉀，海藻酸鈣混合，可粘合被負藥皮，并濕潤藥皮材料，使得在擠壓過程中有足夠的塑性，而且在使用焊接過程中容易燃燒成灰，減少飛濺。此外，海藻酸鈉可應(yīng)用于樹脂涂料、橡膠膏化劑、電池隔極層以及水處理方面。在農(nóng)業(yè)方面，海藻酸鈉可作為種子處理、殺蟲劑、抗病毒材料進行應(yīng)用。1.1.3從馬尾藻中提取海藻酸鈉的意義目前我國海藻酸鈉的制備是以人工養(yǎng)殖的海帶為原料，但產(chǎn)量有限，只盛產(chǎn)于北方，且生產(chǎn)成本高。而馬尾藻則是熱帶及溫帶海域多年生藻類，我國沿海地區(qū)的馬尾藻資源豐富，但我國對其利用甚少，本次設(shè)計便是基于此情況做從馬尾藻中提取海藻酸鈉的工藝設(shè)計，從一定程度上提高對中國沿海地區(qū)野生馬尾藻的利用，另一方面也促進了我國海藻酸鈉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，海藻酸鈉市場需求量也在不斷增長，因此，開發(fā)國內(nèi)海藻酸鈉的生產(chǎn)和應(yīng)用，對我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展意義重大。1.1.4海藻酸鈉的市場供需及價格概況目前全世界褐藻膠年產(chǎn)量約為3～4萬噸，其中中國的年產(chǎn)量約為10000噸。美國、日本生產(chǎn)的褐藻膠的售價為5500—8000美元／噸，挪威、法國膠為5000～7000美元／噸，中國出口膠由于質(zhì)量欠優(yōu)，售價只有3500～5000美元／噸，內(nèi)銷膠價為2．O～4．0萬元(人民幣)／噸（此價隨海帶等原料價因素而波動）。此外，隨著海藻酸鈉應(yīng)用范圍的擴大，要求高純度海藻酸鈉的用戶越來越多。由于我國生產(chǎn)技術(shù)落后，產(chǎn)品純度遠遠不能滿足國內(nèi)外消費者的要求。例如，隨著印刷業(yè)的蓬勃發(fā)展，對糊料的要求越來越高，而印刷各種優(yōu)質(zhì)面料需要高純度的海藻酸鈉來制備面糊，據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)外每年約有1000噸。同時，由于高純度，國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)食品所用的海藻酸鈉，每年約為4000噸。因此，僅上述兩個行業(yè)每年就需要5000噸左右的高純度海藻酸鈉，市場潛力很大。1.1.5海藻酸鈉發(fā)展前景在美國海藻酸鈉被譽為“奇妙的食品添加劑”，在日本海藻酸鈉被譽為“長壽食品”。高粘度海藻酸鈉具有增稠性好，成膜性好，凝膠強度高，成絲性好等優(yōu)點，是良好的食品添加劑，美國、英國、挪威以及一些東南亞國家已經(jīng)將海藻酸鈉廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。目前國際海藻酸鈉貿(mào)易量約為2.2萬噸/a，其中美國和挪威公司銷售量占71%。國際海藻酸鈉需求量將穩(wěn)中有升。因此我國對海藻酸鈉的生產(chǎn)也應(yīng)加大幅度，而且還應(yīng)該把工作重點放在提高質(zhì)量，增加品種上。食用藻類的利用是當前食品研發(fā)的重要方向。因此，海藻酸鈉作為從褐藻生物體中獲得的產(chǎn)物，為其在“保健食品”等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的空間。由于海藻酸鈉可以保留軟骨細胞分泌的基質(zhì)，軟骨細胞可以很好地在海藻酸鈉中繁殖，因此，硅藻土鈉在人工軟骨中有重要的應(yīng)用。1.2設(shè)計的目的和意義1.2.1設(shè)計的目的從馬尾藻中提取海藻酸鈉以滿足日益增長的市場需求，充分利用野生馬尾藻資源，同時獲得很好的經(jīng)濟收益。1.2.2設(shè)計的意義（1）滿足各行各業(yè)產(chǎn)品需求。（2）可以長遠解決公司的生存問題，并且為當?shù)靥峁└嗟臉I(yè)機會，促進區(qū)域經(jīng)濟的展。（3）做到了真正意義上的綠色產(chǎn)業(yè)。（4）有利于國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，保持國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。1.3設(shè)計依據(jù)和原則1.3.1設(shè)計依據(jù)海南大學(xué)2013年畢業(yè)設(shè)計課題《年產(chǎn)1000噸海藻酸鈉生產(chǎn)工藝流程初步設(shè)計》任務(wù)書，見附件。1.3.2設(shè)計原則（1）按技術(shù)先進、成熟可靠、經(jīng)濟合理的原則對技術(shù)方案進行論證，以確定最佳方案；（2）盡可能采用節(jié)能工藝和高效設(shè)備，充分發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，降低能耗、物耗和生產(chǎn)成本，提高項目的經(jīng)濟效益和社會效益；（3）主體工程與環(huán)境保護、勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生同時考，以減少“三廢”排放，加強廢渣治理，確保安全生產(chǎn)，消除并盡可能減小工廠生產(chǎn)對化境的不良影響和對工廠職工以及周邊地區(qū)居民健康的危害。1.4設(shè)計范圍本設(shè)計的主要內(nèi)容：（1）生產(chǎn)方案選擇（2）工藝流程設(shè)計與論證（3）工藝原理與操作條件說明（4）工藝計算——物料衡算與熱量衡算（5）生產(chǎn)主要設(shè)備設(shè)計計算與選型（6）生產(chǎn)車間設(shè)備配置與布置設(shè)計（7）編寫項目設(shè)計說明書（8）工程設(shè)計繪圖設(shè)計重點：生產(chǎn)方案選擇；工藝流程設(shè)計與論證；工藝計算；設(shè)備設(shè)計計算與選型。1.5海藻酸鈉生產(chǎn)能力及產(chǎn)品質(zhì)量標準1.5.1生產(chǎn)能力年產(chǎn)1000噸海藻酸鈉，年工作日為300天，全天候連續(xù)生產(chǎn)。1.5.2產(chǎn)品質(zhì)量標準本設(shè)計生產(chǎn)的海藻酸鈉產(chǎn)品質(zhì)量標準參考中華人民共和國海藻酸鈉質(zhì)量標準，也可適當根據(jù)客戶對產(chǎn)品的需求進行改造。表1中華人民共和國海藻酸鈉質(zhì)量標準項目指標分類工業(yè)級

執(zhí)行：中國農(nóng)業(yè)部

SC/T3401-1985食品級

食品添加劑國家標準GB1976-80粒度30目100%通過或根據(jù)合同要求根據(jù)合同要求水份%≤14≤14Ph6.0-7.56.0-8.0粘度(mPa.s)根據(jù)合同要求≥150或按合同要求含鈣量%≤0.3/硫酸灰份%20.0-24.030-37水不溶物%≤0.6≤3.0透明度cm≥3COMPLYTOSTIPULATED重金屬%/≤0.004砷鹽%/≤0.0002鉛%/≤0.00042.生產(chǎn)方案選擇海藻酸鈉常用的提取方法主要有酸凝-酸化法，鈣凝-酸化法，鈣凝-離子交換法和酶解法。下面簡單介紹前三種提取方法的工藝原理和流程。2.1海藻酸鈉的生產(chǎn)方法2.1.1酸凝-酸化法生產(chǎn)海藻酸鈉該提取方法的提取過程如下：浸泡——切碎——消化——稀釋——過濾、洗滌——酸凝——中和——乙醇沉淀——過濾——烘干——粉碎——成品該提取方法的操作要點及原理如下：浸泡加10倍于海帶重量的水，在常溫下浸泡4小時，并加適量質(zhì)量分數(shù)1.0%的甲醛，這樣可以將海帶色素固定在皮膚細胞中，不溶于水，從而導(dǎo)致產(chǎn)品顏色加深。同時甲醛對植物細胞壁組織有破壞作用，有利于海藻酸鹽的消化和溶解。浸出后取海帶，用水沖洗，直至沖洗液變色。消化將切碎的海帶在一定溫度下，加入一定濃度一定體積的Na2CO3溶液進行消化。此過程反應(yīng)方程式如下：2M(Alg)n+nNa2M(Alg)n+nNa2CO32nNaAlg+M2(CO3)(2.1.1-1)其中M為Ca、Fe等金屬離子，Alg為海藻酸過濾消化以后的海帶變成糊狀，比較粘稠，要先加一定量的水將糊狀液體稀釋，再過濾。NaAlg+HclNacl+HAlg(2.1.1-2)酸凝將過濾后的料液加水稀釋，再往料液中緩慢加入稀鹽酸直至開始有絮狀沉淀為止，然后靜置8-12h,最后往靜置液中緩慢加入稀鹽酸，調(diào)節(jié)PH值約為NaAlg+HclNacl+HAlg(2.1.1-2)2HAlg+Na2CO3NaAlg+H2O+CO2(2.1.1-3)中和在常溫下，邊攪拌邊加入一定濃度Na2HAlg+Na2CO3NaAlg+H2O+CO2(2.1.1-3)析出海藻酸鈉中和后加入酒精，濃度達95%，形成白色沉淀物。由于硅藻土鈉容易溶于水而不溶于乙醇，為了獲得盡可能廣泛的產(chǎn)品范圍，它可以從乙醇和水溶性稀釋藻類中分離出來。中和后加入酒精，濃度達95%，形成白色沉淀物。由于硅藻土鈉容易溶于水而不溶于乙醇，為了獲得盡可能廣泛的產(chǎn)品范圍，它可以從乙醇和水溶性稀釋藻類中分離出來。最后經(jīng)過過濾、干燥、粉碎后即可得到產(chǎn)品。該工藝流程中酸凝速度慢，需要8-12個小時，而且膠狀沉淀顆粒很小，不好過濾；生產(chǎn)的中間產(chǎn)物海藻酸不穩(wěn)定，易降解，因此，所得產(chǎn)品產(chǎn)率、粘度都很低。2.1.2鈣凝-酸化法生產(chǎn)海藻酸鈉該提取方法提取過程如下：浸泡——切碎——消化——稀釋——過濾、洗滌——鈣析——鹽酸脫鈣——堿溶——乙醇沉淀——過濾——烘干——粉碎——成品該提取方法的其他步驟與酸凝酸化法相同，只是有以下兩步不同：2NaAlg+Cacl22Nacl+Ca(Alg)2(2.1.2-1)鈣析將濾液用鹽酸調(diào)節(jié)PH值為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)該工藝流程，鈣析的速度比較快，沉淀顆粒也比較大。但在脫鈣過程中，由于采用鹽酸洗脫的方式，產(chǎn)生的中間產(chǎn)物海藻酸不穩(wěn)定，易降解，因此所得到的的產(chǎn)品收率和粘度都不是很高。2.1.3鈣凝-離子交換法生產(chǎn)海藻酸鈉該提取方法提取過程如下：浸泡——切碎——消化——稀釋——過濾、洗滌——鈣析——離子交換脫鈣——乙醇沉淀——過濾——烘干——粉碎——成品該提取方法的其他步驟與鈣凝-酸化法相同，只是采用離子交換脫鈣，即將鈣析后的產(chǎn)品過濾后，再往里加入一定濃度為15%的氯化鈉溶液脫鈣。此過程反應(yīng)方程式如下：Ca(Alg)Ca(Alg)2+Nacl2NaAlg+Cacl2(2.1.3-1)利用交換生成的海藻酸鈉，由于海藻酸鈉不溶于乙醇，仍為絮狀凝膠，最后經(jīng)過濾、干燥、粉碎即得成品海藻酸鈉。在此工藝流程中，鈣析的速度比較快，沉淀顆粒也比較大，采用離子交換脫鈣法所得產(chǎn)品收率較高，已達42.6%，粘度已達2840mPa.s,遠高于目前國際上工業(yè)產(chǎn)品粘度（150-1000mPa.s),而且所得產(chǎn)品均勻性好，儲存過程中粘度穩(wěn)定。2.2生產(chǎn)方案確定通過對以上三種生產(chǎn)海藻酸鈉的工藝流程的介紹可以知道，酸凝-酸化法和鈣凝-酸化法一方面生成的中間產(chǎn)物海藻酸不穩(wěn)定易降解，會減少海藻酸鈉的提取率，另一方面產(chǎn)生的大量廢酸增大了污水處理的難度，成本增高，處理不當，還會嚴重污染環(huán)境。而鈣凝-離子交換法很好地避免以上兩方面的問題。綜合以上分析方法比較考慮，本次設(shè)計選擇鈣凝-離子交換法來生產(chǎn)海藻酸鈉。3.生產(chǎn)工藝流程設(shè)計及說明3.1“鈣凝-離子交換法”生產(chǎn)工藝流程設(shè)計綜上分析，本課題選取用“鈣凝-離子交換法”生產(chǎn)方法，其工藝流程設(shè)計見圖1所示：干馬尾藻浸泡粉碎脫水甲醛浸泡加堿消化兌稀干馬尾藻浸泡粉碎脫水甲醛浸泡加堿消化兌稀發(fā)泡沉降過濾鈣化離子交換脫鈣無水乙醇沉淀過濾烘干粉碎成品過濾水洗水洗濃縮3.2生產(chǎn)工藝流程說明“鈣凝-離子交換法”工藝流程說明：干馬尾藻經(jīng)計量后，加入干馬尾藻重量10倍的水浸泡30分鐘后，將濕馬尾藻脫水送入粉碎機破碎至2-3mm，送入甲醛浸泡池，加10倍質(zhì)量分數(shù)為1%的甲醛浸泡3小時，其主要目的是將馬尾藻的色素固定在表皮細胞中，不至于產(chǎn)品色澤加深。同時，甲醛對植物細胞壁纖維組織有破壞作用，有利于海藻酸鈉在消化過程中的置換和溶解，縮短消化時間。浸泡后過濾洗滌至洗滌液無色。將粘稠物質(zhì)放入蒸煮器中，在蒸煮器中加入10倍的2%碳酸鈉溶液，在60℃的蒸煮溫度下蒸煮3小時℃.然后放入稀釋槽中，稀釋至100-120秒，與壓縮空氣混合后，送入發(fā)泡機發(fā)泡沉淀2小時，取上清液至300目履帶式過濾器中兩次，濾液泵入鈣化系統(tǒng)進行鈣化，加入20%的鈣溶液（鈣溶液，氯化鈣濃度為10%）。在這個過程中，海藻酸鈉可以轉(zhuǎn)化為不溶于水的海藻酸鈣，海藻酸鈣可以將海藻酸鈉從大量的水中分離出來，并隨水排出大量的無機鹽、色素等水溶性雜質(zhì)。在發(fā)泡機中發(fā)泡，高速攪拌后，過濾洗滌。然后送入間歇反應(yīng)器，加入適量的15%NaCl溶液進行多次間歇脫鈣，并在洗脫液中加入適量的稀硫酸，直至不產(chǎn)生硫酸鈣渾濁溶液。濃縮后，加入過量無水乙醇沉淀過濾，成品干燥粉碎。4.工藝計算4.1物料衡算4.1.1原輔物料的計算根據(jù)設(shè)計任務(wù)，海藻酸鈉的年生產(chǎn)能力為1000噸/年，全年365天，除去大、中修理及放假等共65天。則年工作日=365－65=300天每晝夜生產(chǎn)能力為：1000÷300=3.3334噸/天=0.1389噸/小時本生產(chǎn)過程屬于間歇式生產(chǎn)過程，生產(chǎn)周期為16小時，全年生產(chǎn)周期為300×24÷16=450個周期。每個生產(chǎn)周期生產(chǎn)能力為：0.1389×16=2.2223噸/周期根據(jù)實驗及經(jīng)驗知道從馬尾藻中提取海藻酸鈉的平均提取率W=35.5%，則每個周期投入的干馬尾藻質(zhì)量m=2.2223÷35.5%=6.26噸/周期以此作為物料衡算的基準。(1)浸泡取6.26噸干馬尾藻，加10倍重量水于浸泡池中浸泡1小時，浸泡后的水用于提取碘和甘露醇，所需水的質(zhì)量為m1（水）=6.26×10=62.6t/周期,馬尾藻無質(zhì)量損失。干馬尾藻吸水后的質(zhì)量為：m（濕馬尾藻）=m（干馬尾藻）×150%=6.26×150%=9.39噸/周期（2）脫水，粉碎將浸泡后的馬尾藻脫水后送入粉碎機粉碎，此時馬尾藻有0.5%的質(zhì)量損失m(濕馬尾藻）’=9.39×（1-0.5%）=9.3431噸/周期（3）甲醛浸泡后過濾水洗將粉碎后的馬尾藻投入甲醛浸泡池，加入10倍質(zhì)量分數(shù)為1%的甲醛溶液浸泡3小時，m(甲醛溶液）=10×9.3431=93.431噸/周期，其中甲醛消耗量：m(甲醛)=93.431×1%=0.93431噸/周期，水的消耗量：m2（水）=93.431×（1-1%）=92.4967噸/周期過濾水洗耗水量占馬尾藻重量的30%，m3（水）=9.3431×30%=2.8030t/周期，水洗后馬尾藻損失1%的質(zhì)量，故過濾水洗后，m(濕馬尾藻)’’=9.3431×(1-1%)=9.2497t/周期消化將過濾水洗后的粘稠狀馬尾藻送入消化鍋內(nèi)，加入10倍質(zhì)量分數(shù)為2%的碳酸鈉溶液浸沒馬尾藻，在60攝氏度的條件下消化3小時，此時所需碳酸鈉溶液的質(zhì)量為m(碳酸鈉溶液)=9.2497×10=92.497t/周期，其中碳酸鈉的消耗量：m(碳酸鈉）=92.497×2%=1.8500t/周期水的消耗量：m4（水）=92.497×(1-2%)=90.6471t/周期（5）沖稀，發(fā)泡沉降，過濾將消化后的消化液放入沖稀池，沖稀至恩氏100-120秒，與壓縮空氣混勻后，送入發(fā)泡機發(fā)泡沉降2.5小時，然后取上清液送入300目履帶過濾機過濾兩次，此時有1%海藻酸鈉的質(zhì)量損失（6）鈣化，水洗濾液泵入鈣化系統(tǒng)鈣化，加入20%鈣溶液（鈣溶液，氯化鈣濃度10%）。發(fā)泡機發(fā)泡后高速攪拌，過濾洗滌，水洗耗水量為洗滌物質(zhì)海藻酸鈣質(zhì)量的30%。水洗過程中會有0.5%的海藻酸鈣流失。（7）離子交換脫鈣鈣化水洗后送入間歇式反應(yīng)釜中加入10倍質(zhì)量分數(shù)為15%的Nacl溶液進行脫鈣。濃縮沉淀過濾將脫鈣后的海藻酸鈉溶液濃縮至60%后加入10倍無水乙醇攪拌均勻后靜置半個小時過濾，此時有1%的海藻酸鈉產(chǎn)品損失。干燥粉碎，包裝假設(shè)過濾后海藻酸鈉含水量為25%(濕基含水量），干燥后含水量5%(濕基含水量），所得海藻酸鈉質(zhì)量為m0(海藻酸鈉)=2.2223t/周期，過濾后海藻酸鈉質(zhì)量m(含水海藻酸鈉)=2.2223×(1-5%)÷（1-25%）=2.8149t/周期干燥除去水分質(zhì)量m5(水)=2.8149-2.2223=0.5926t/周期，離子交換脫鈣后海藻酸鈉質(zhì)量m1(海藻酸鈉)=2.2223÷（1-1%）=2.2448t/周期。濃縮后海藻酸鈉溶液質(zhì)量m(濃縮后海藻酸鈉溶液)=2.2448÷60%=3.7414t/周期，則沉淀所需無水乙醇質(zhì)量m(無水乙醇)=3.7414×10=37.414t/周期鈣化水洗后海藻酸鈣的質(zhì)量m1(海藻酸鈣)=2.2500t/周期，則消耗的質(zhì)量分數(shù)為15%的氯化鈉溶液質(zhì)量為m(氯化鈉溶液)=2.2500×10=22.500t/周期m(氯化鈉）=22.500×15%=3.375t/周期，耗水量m6(水)=22.500×（1-15%）=19.125t/周期鈣化后海藻酸鈣的質(zhì)量m2(海藻酸鈣)=2.2500÷（1-0.5%）=2.2613t/周期鈣化水洗耗水量m7(水)=2.2613×30%=0.6784t/周期沖稀發(fā)泡沉降過濾后的濾液中海藻酸鈉質(zhì)量m2(海藻酸鈉)=2.2560t/周期消化后消化液中海藻酸鈉質(zhì)量m3(海藻酸鈉)=2.2560÷（1-1%）=2.2789t/周期則消化過濾后馬尾藻濾渣質(zhì)量m(濾渣)=9.2497-2.2789=6.9708t/周期消化過濾后消化液質(zhì)量m(消化液)=92.497+2.2789=94.7759t/周期，在鈣化過程中消耗的氯化鈣溶液的質(zhì)量：m(氯化鈣溶液)=94.7759×20%=18.9552t/周期m(氯化鈣)=18.9552×10%=1.89552t/周期耗水量m8(水)=18.9552×（1-10%）=17.0597t/周期4.1.2物料衡算匯總列表（1）物料輸入表表4.1年產(chǎn)1000噸海藻酸鈉物料輸入表物料名稱年投入物料量/噸周期物料量/噸干馬尾藻28176.26甲醛420.43950.93431碳酸鈉832.51.8500氯化鈣852.9841.89552氯化鈉1518.753.375無水乙醇16836.337.414配料水128434.5285.41輸入物料總和151712.4735337.13883（2）物料輸出表表4.2年產(chǎn)1000噸海藻酸鈉物料輸出表物料名稱年物料輸出量/噸周期物料輸出量/噸海藻酸鈉1000.0352.2223廢甲醛溶液42043.9593.431廢濾渣3205.08457.12241鈣化過濾后廢濾液50161.41111.4698乙醇沉淀過濾后的廢濾液17408.738.686水洗所排放的廢水37893.29484.2074輸出物料總和151712.5095337.138914.1.3水、電煤的用量計算（1）水的計算根據(jù)查閱各種資料以及以上物料衡算知，生產(chǎn)1000t海藻酸鈉過程中調(diào)漿、配料、設(shè)備容器清洗、鍋爐用水及衛(wèi)生用水等約消耗水資源15萬t。（2）電的計算根據(jù)估算以及查閱各種資料知，生產(chǎn)1t海藻酸鈉過程中各種動力耗電、生活用電等方面約耗電2000度。則年產(chǎn)量1000噸海藻酸鈉則需消耗電2000×5000=1000萬度。（3）煤的計算海藻酸鈉生產(chǎn)過程中煤的使用主要是供熱、鍋爐蒸汽等方面。根據(jù)資料及經(jīng)驗，生產(chǎn)1t海藻酸鈉約耗煤5.3t。則年產(chǎn)5000噸海藻酸鈉需耗煤5.3×5000=2.65萬噸4.2熱量衡算本工藝設(shè)計熱量衡算主要集中在消化工段、濃縮工段和干燥工段。4.2.1消化工段熱量衡算消化液的組成：m(碳酸鈉溶液)=92.497t/周期，χ1= m(馬尾藻)=9.2497t/周期,χ2=1-χ1=0.0909碳酸鈉溶液比熱容Cp,1=4.179kJ/（kg·℃）,馬尾藻比熱容Cp,2=1.550kJ/（kg·℃）消化液平均比熱容：Cp=Cp,1×χ1+Cp,2×χ2=4.179×0.9091+1.550×0.0909=3.9400kJ/（kg·℃）則消化液從常溫25℃加熱到60℃所吸收的熱量Q需=Cp·m·Δt=3.9400×101.7467×103×(60-25)=1.4031×107kJ /hQ供=1.2 Q需=m水蒸氣·r=1.2×1.4031×=1.6837×查表得200KPa飽和水蒸汽，溫度t=127.2℃,汽化潛熱r=2185.4kJ/kg水蒸氣消耗量Q=KAΔt傳熱系數(shù)K=1000W/（m2·℃）, Δt=127.2-60=67.2℃，則傳熱面積A==4.2.2濃縮工段熱量衡算離子交換脫鈣后海藻酸鈉質(zhì)量濃縮前海藻酸鈉溶液的質(zhì)量，即蒸發(fā)原料液量F=19.125+2.2448=21.3698t,海藻酸鈉濃度×100%=10.5%濃縮后海藻酸鈉溶液的質(zhì)量，即完成液量L=2.2448÷60%=3.7414t,海藻酸鈉濃度蒸發(fā)水量w=21.3698-3.7414=17.6284t/h因為海藻酸鈉在60℃-170℃會脫去內(nèi)部水分，所以選擇最高蒸發(fā)溫度T=60℃，則蒸發(fā)室操作壓力P=19.923KPa加熱蒸汽壓力P=0.7MPa,t=164.7℃,汽化潛熱r=2071.5KJ/㎏冷凝器操作壓力P=50KPa,t=81.2℃,二次蒸汽汽化潛熱=2304.5KJ/㎏對蒸發(fā)器做熱量衡算：DH+F=W+(F-W)+D+ψ式中：D—加熱蒸汽消耗量，㎏/hH—加熱蒸汽的焓，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—熱損失，約為加熱蒸汽提供熱量的5%在忽略溶液稀釋熱，以及溶液濃度變化對焓的影響時，整理上式可得加熱蒸汽消耗量式中為原料液的比熱容，=Cp,1×χ1+Cp,2×χ2海藻酸鈉比熱容（kg·℃）,水的比熱容4.179kJ/（kg·℃）則=2.013×0.105+4.179×（1-0.105）=3.9516kJ/（kg·℃）則加熱蒸汽消耗量為：/h=1.1452×KJ/h又Δ，K=5000W/（m2·℃），=T-t=164.7-60=104.7℃所以換熱面積4.2.3干燥工段熱量衡算干燥前海藻酸鈉質(zhì)量，濕基含水量干燥后海藻酸鈉質(zhì)量，濕基含水量干燥除去水分的質(zhì)量進干燥器濕物料質(zhì)量流量出干燥器產(chǎn)品的質(zhì)量流量濕物料中絕對干物料質(zhì)量流量濕物料干基含水量產(chǎn)品干基含水量水分蒸發(fā)量干空氣初始溫度℃，相對濕度ψ0=50%，查表得空氣濕度，經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱至120℃，相對濕度ψ1=ψ0=50%，，離開干燥器時，空氣溫度60℃，相對濕度ψ2=80%，查表得空氣濕度 濕物料進料溫度?1=25℃，出口溫度?2=50℃，干空氣消耗量風(fēng)機風(fēng)量，其中，預(yù)熱器加熱量為則=8466×97.9146÷3600=230.3kw當加熱蒸汽壓力為200KPa時，可查得汽化熱r=2205KJ/kg,則加熱蒸汽消耗量在干燥器內(nèi)利用熱量守恒得單位時間內(nèi)向干燥器補充的熱量干空氣質(zhì)量流量濕物料中絕對干物料的質(zhì)量流量,干料比熱容℃）濕物料的焓?1+?1=2.013×25+0.3333×4.187×25=85.2132KJ/kg干物料干燥后產(chǎn)品的焓?2+?2=2.013×50+0.0526×4.187×50=111.6618KJ/kg干物料干燥熱損失則干燥系統(tǒng)總加熱量Q=5.設(shè)備設(shè)計與選型海藻酸鈉生產(chǎn)過程中，用到各種儀器設(shè)備。主要生產(chǎn)設(shè)備有：干馬尾藻浸泡池，濕馬尾藻粉碎機，甲醛浸泡池，消化鍋，沖稀池，發(fā)泡機，鈣化系統(tǒng)裝置，噴淋水洗裝置，離子交換脫鈣裝置，蒸發(fā)裝置，干燥器，各種配套真空泵、壓濾機、各類儲罐、鍋爐、供水設(shè)備等。本次設(shè)計根據(jù)生產(chǎn)要求對一般設(shè)備進行簡單選型，主要對消化工段的消化鍋和濃縮工段的蒸發(fā)器進行重點設(shè)計。5.1主要設(shè)備設(shè)計和選型5.1.1干馬尾藻浸泡池設(shè)計，按ρ=，則浸泡池的總體積÷ρ=68.86，為了方便操作，設(shè)計3個等體積的小浸泡池，≈24，h×d×l=6m×4m×1m，占地面積S=4×6×3=72由于干馬尾藻和水無任何腐蝕或有毒作用，所以浸泡池選取以水泥為材質(zhì)的敞口形式浸泡池。5.1.2濕馬尾藻粉碎機的選型干馬尾藻浸泡后質(zhì)量膨脹為原來的150%，故粉碎機選型：生產(chǎn)廠家：鄭州市一誠機械制造有限公司名稱：半濕物料粉碎機型號：BSFS-110生產(chǎn)能力：10-15t/h粉碎粒徑：0.5-5mm尺寸：2160mm×2276mm×1880mm功率：45kw5.1.3甲醛浸泡池的設(shè)計，≈100t/周期按ρ=1000，則總體積，為了操作方便，設(shè)計成4個等體積的小浸泡池，，由于甲醛濃度較低，故甲醛浸泡池也采用水泥制敞口操作型浸泡池。5.1.4消化鍋的設(shè)計與選型反應(yīng)釜體結(jié)構(gòu)設(shè)計①確定釜體的幾何形狀先忽略封頭體積，估算筒體內(nèi)徑，每臺反應(yīng)釜的容積, —每臺反應(yīng)釜處理料液量，；—反應(yīng)容器備用系數(shù)，一般取0.1-0.15；—裝料系數(shù)，根據(jù)實際生產(chǎn)條件或試驗結(jié)果而定，通常取0.6-0.85。當攪拌狀態(tài)平穩(wěn)或物料的粘度較高時，可取0.8-0.85；i—容器裝液高徑比，，對于液-液反應(yīng)釜，高徑比通常取1-1.3。根據(jù)設(shè)計要求和料液的具體情況，我們?nèi)。妹颗_反應(yīng)釜容積，筒體內(nèi)徑，進行圓整得封頭直徑確定后，根據(jù)下式確定筒體高度：式中—容器封頭容積，對立式容器為下封頭的容積，對臥式容器為兩封頭容積之和，查JB/T25198-2010標準可知公稱直徑DN3100mm標準橢圓形封頭容積=4.2015，故校核：≈1.3，≥25，大致符合條件。②夾套幾何尺寸計算夾套內(nèi)徑，則夾套高度又因為傳熱面積，，取，則核算換熱面積：A=πDH=3.14×3.1×2=19.5㎡≥14.5㎡由上計算結(jié)果表明，可以只在筒體部分設(shè)有夾套即可。③攪拌器的幾何尺寸要求物料分散均勻，選擇六直葉圓盤渦輪式攪拌器，具體尺寸如下：攪拌器直徑，，則攪拌器寬度b=0.2=2100mm,攪拌器長度攪拌器圓盤直徑一般取槳徑的2/3，因為液層較高，液層高度，故選用三層攪拌器，每層攪拌器位置設(shè)計如下：第一層攪拌器距離液面0.9m，第二，三層依次距離上一層攪拌器0.9m的距離，攪拌器距離筒底高度C=④接管。根據(jù)工藝條件，確定各接管尺寸，選用板式平焊法蘭，公稱壓力PN=1.6MPa.⑤擋板。擋板寬度W=，擋板數(shù)Z=4，即可實現(xiàn)全擋板化條件。⑥人孔。為了方便安裝,拆卸，清洗和檢修設(shè)備，在上封頭上開公稱直徑為950mm的人孔，選用HG/T21516—2005標準中的回轉(zhuǎn)蓋板式平焊法蘭人孔。⑦視鏡。為了便于觀察釜內(nèi)情況，安裝一對視鏡。⑧支座。根據(jù)工藝要求，選用耳式支座。（2）攪拌設(shè)備強度計算①筒體強度計算。釜體內(nèi)為常壓，夾套內(nèi)工作壓力為0.2MPa,取其設(shè)計壓力P=1.1×0.2MPa=0.22MPa，消化鍋圓筒承受外壓，故需進行穩(wěn)定性計算。筒體材質(zhì)為0Cr18Ni9鋼，焊接接頭系數(shù)￠=0.85，許用應(yīng)力[σ]=137MPa.設(shè)圓筒的壁厚為18mm,取鋼板厚度負偏差,則筒體有效厚度δ=17.2mm,筒體外直徑，筒體長度L=4100mm。/δ=3136/17.2=182.33,L/=4100/3136=1.31,查GB150得系數(shù)A=0.00035，E=1.90×，B=44MPa,許用外壓力[P]=Bδ/=0.241MPa圓筒穩(wěn)定性滿足要求，所以取圓筒名義厚度δ=18mm②夾套強度計算。夾套工作壓力為0.2MPa,取設(shè)計壓力P=0.22MPa,夾套筒體材質(zhì)為Q235B，焊接接頭系數(shù)￠=0.85，許用應(yīng)力[σ]=113MPa則夾套厚度δ=P/｛2[σ]￠-P｝=取腐蝕余量，，則厚度附加量，夾套設(shè)計厚度δ=δ+C=3.56+2.8=6.36mm,所以取夾套名義厚度δ=7mm③封頭強度計算查JB/T4746—2002可知，公稱直徑為3100mm標準橢圓形封頭最小厚度為8mm，而容器內(nèi)為常壓，故取橢圓形封頭名義厚度為8mm。封頭材質(zhì)為0Cr18Ni9。④攪拌功率計算已知n=60r/min=1r/s，攪拌器直徑，ρ=1050㎏/,μ=0.092Pa·s對于單層攪拌器而言，雷諾數(shù)Re=nρ/μ=≥,屬于攪拌湍流區(qū)，在全擋板條件下，消除打旋現(xiàn)象，故重力影響可忽略不計。在Rushton算圖中表現(xiàn)為功率因數(shù)￠幾乎不會受到Re和Fr的影響而成為一條水平直線。即￠=,則攪拌功率N=￠ρ。查Rushton-Re圖得功率因數(shù)￠=5.9，因此攪拌功率N=5.9×1050××=7.29KW由于采用三層攪拌器，近似認為三層攪拌器功率為單層攪拌器功率的三倍，則N'=3N=21.87KW⑤電動機額定功率的確定填料密封功率損失約為攪拌器功率的10%或至少0.368KW，而機械密封功率的損失僅為填料密封的10%-50%。在此選用機械密封，其功率損失選用帶傳送，機械效率η=0.95，故電動機功率(N'+)/η=為了安全生產(chǎn)，選擇三相防爆異步電動機⑥攪拌器強度設(shè)計攪拌器強度計算中的計算功率η-式中K—啟動時電動機的過載系數(shù)，由電動機特性表中查得，k=2.2由上式求得2.2×0.95×24.2-1.1=49.478KW每個圓盤渦輪葉片為6片，在強度計算時以各葉片受力相等處理，每個葉片的危險斷面處的彎矩為式中—計算功率，KW；Z—葉片數(shù)量；n—轉(zhuǎn)速，r/min；—攪拌器的外半徑，m；—圓盤渦輪槳葉內(nèi)半徑，m；—槳葉上液體阻力合力位置，m。由前述工藝條件知攪拌功率=49.478KW，n=60r/min，Z=6，，，算得，則M=攪拌器槳葉厚度δ=13mm,攪拌器寬度b=210mm,則抗彎截面系數(shù)W=bδ=5.915×()攪拌器強度計算中的安全系數(shù)，則[σ]=137/3.5=39.143MPa攪拌器最大彎曲應(yīng)力σ=≤[σ]=39.143MPa因此攪拌器強度足夠，所以攪拌器厚度δ=13mm。⑦攪拌軸設(shè)計按轉(zhuǎn)矩計算時。軸材料選用45鋼，實心軸直徑≥365.1式中P—攪拌傳遞功率，kW；n—攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min；d—實心軸直徑，mm；k—攪拌軸許用切應(yīng)力，MPa。P=49.478kW，n=60r/min，k=40MPa，則≥b.按剛度計算時。式中h—軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角，（o）/m；G—剪切彈性模量，對于碳鋼以及合金鋼，G=7.94×；P—攪拌傳遞功率，kW；n—攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min。P=49.478kW，h=(o)/m，，n=60r/min，則攪拌軸直徑綜上兩種結(jié)果取軸徑d=105mm軸的轉(zhuǎn)速低于200r/min，故不需要計算軸的臨界轉(zhuǎn)速。⑧傳動裝置設(shè)計。電動機選用YB24.2kW-4P。減速器可選用擺線針齒行星型減速裝置BCF62U—2.2/60Ⅱ，與電動機直接相連。軸封選用機械密封。中間軸承選用SL50—1800T1。⑨支座。選用4個A5耳式支座進行校核，支座本體允許載荷[Q]=100kN，4個A5耳式支座完全滿足要求。6.環(huán)境保護措施及污水處理方案6.1施工期環(huán)保措施情況6.1.1對施工揚塵采取的防治措施為了把施工揚塵對周圍環(huán)境的影響降到最低限度，擬采取以下措施：1.施工期間場地周圍建設(shè)2m高的安全防護墻，減輕揚塵的擴散；2.施工期間嚴格遵守施工現(xiàn)場環(huán)境規(guī)范，促進文明作業(yè)，設(shè)計實施嚴格的現(xiàn)場粉塵輸送系統(tǒng)，及時處置垃圾，清理路面，清理澆水，汽車運輸過程中除塵、保持一定濕度等；3.避免大風(fēng)雪，加快施工進度，縮短施工周期；4.公開堆放原材料，應(yīng)覆蓋，避免粉塵，盡量減少使用原材料，如干水泥；5.設(shè)施及配套管道應(yīng)在完成地形整治、地面灌漿、種植工作后立即施工。植被恢復(fù)是保護生態(tài)環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，不僅可以防止水土流失，還能減少由于刮風(fēng)引起的浮土揚塵。6.1.2對施工噪聲采取的防治措施根據(jù)噪聲污染源特性分析可知，施工場地的噪聲源主要是各類施工機械設(shè)備，這些設(shè)備噪聲級水平較高,處于半自由空間，且交互作業(yè)時間長，具有數(shù)量多、聲級高、作業(yè)現(xiàn)場有固定工地并周期性移動的特征，故其治理難度較大，針對不同施工階段噪聲特性，采取以下措施：（1）采用質(zhì)素高、噪音低的建筑機械及操作車輛，控制聲源。（2）根據(jù)建筑地盤的情況，合理規(guī)劃一些強大的噪音源，例如混凝土攪拌車、起重機及其他車輛、行車路線，操作，最大限度地減少噪音對環(huán)境的干擾。（3）對于正在施工中的噪音設(shè)備，根據(jù)工作時間限制及禁止夜間工作的規(guī)定，還可根據(jù)工程進展情況，將高噪聲作業(yè)盡量安排在晝間進行，避開周圍居民休息時間，從而減輕噪聲對周圍環(huán)境的影響。(4)提倡文明施工，減少施工中不必要的撞擊、磨擦等噪聲。(5)對個別噪聲強度很大的施工工序和工藝設(shè)備，應(yīng)采取外協(xié)方式開展，如使用商品混凝土、木料、石材等場外定點切割等。(6)施工前安裝安全降噪圍簾，構(gòu)筑2M高防護墻。施工過程中采用了先進的工藝設(shè)備，建立了完善的施工現(xiàn)場環(huán)境管理體系。6.1.3固體廢物防治措施項目施工人員生活垃圾全部集中存放，送往垃圾填埋場填埋處置。6.1.4廢水防治措施項目施工人員生活廢水集中收集后全部堆漚作農(nóng)肥。6.2環(huán)保設(shè)施、措施的落實情況6.2.1廢水治理措施海藻酸鈉生產(chǎn)過程中排放的廢水懸浮物濃度高，有機物質(zhì)含量多，COD平均濃度在13000mg/L。如若直接排放，將會嚴重污染周邊生態(tài)環(huán)境。因此對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水進行凈化處理很有必要。本設(shè)計的污水處理站設(shè)計及實際日處理污水能力均為2000m3/d，并將生活污水通過廠區(qū)管網(wǎng)輸入工廠污水處理站。污水處理方案采取的核心工藝是“氣浮+水解酸化處理”，水解酸化池出水自流進入GAST反應(yīng)器進行好氧生化處理。通過處理后的污水，經(jīng)市環(huán)境保護監(jiān)測站監(jiān)測，應(yīng)達到《海南省水污染物綜合排放標準》（DB37/676-2007）中的一級標準。另外，對廠內(nèi)外所有的污水管道均進行了防腐防滲處理，同時對達標排放的污水用專用污水管道輸送至附近海域排放。污水處理工藝流程圖如下：排泥排泥排泥濾液排泥GAST反應(yīng)器出水池出水污泥井污泥脫水泥餅外運廢水格柵調(diào)節(jié)池初沉池氣浮機G出水池出水通過處理后的污水，經(jīng)市環(huán)境保護監(jiān)測站監(jiān)測，應(yīng)達到《海南省水污染物綜合排放標準》（DB37/676-2007）中的一級標準。另外，對廠內(nèi)外所有的污水管道均進行了防腐防滲處理，同時對達標排放的污水用專用污水管道輸送至附近海域排放。6.2.2固體廢物的處置措施該項目運營期間產(chǎn)生的固體廢物分為馬尾藻渣、鍋爐灰渣和生活垃圾、污水處理污泥四種。其中的馬尾藻渣經(jīng)螺旋壓榨機壓榨后，再烘干制成動物飼料出售，既產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，又保護了生態(tài)環(huán)境。生活垃圾全部由環(huán)衛(wèi)處負責清運至垃圾處理場進行無害填埋處理。污水處理站處理后的污泥富含海藻纖維等，經(jīng)干化后可用于堆肥。鍋爐灰渣由磚瓦廠回收利用。以上固體廢物處置措施經(jīng)濟合理，可操作性強，有效地避免了對環(huán)境可能造成的二次污染，保證了項目固廢實現(xiàn)“零排放”。6.2.3環(huán)境噪聲治理措施針對該項目噪聲源的實際特點，本次設(shè)計針對局部重點噪聲源以及一般聲源都考慮了一系列的控制措施。首先，從治理聲源入手，在設(shè)備選型定貨時，首選運行高效、低噪型設(shè)備，要求制造廠家加裝了進口消音器等裝置，以降低噪聲源。如水泵選用低噪節(jié)能型等。其次，在設(shè)備安裝時，先打堅固地基，加裝減振墊，增加穩(wěn)定性減輕振動。對于噪聲強度稍大的設(shè)備，單獨進行封閉布置。如水泵，空壓機等均安裝隔振底座，集中布置在隔聲效果較好的室內(nèi)，保證屏蔽隔聲效果。再次，廠區(qū)平面布置統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局，注重辦公區(qū)與生產(chǎn)區(qū)的防噪間距。同時在周圍栽種了防護林，營造優(yōu)美的作業(yè)環(huán)境。通過采取以上噪聲污染防治措施，完全可以將廠界噪聲控制在《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》(GB12348-2008)中的2類區(qū)標準要求的范圍內(nèi)。6.2.4危險化學(xué)品的安放與處置本次設(shè)計建設(shè)了危險化學(xué)品貯存場所并設(shè)置了標志。制定了危險化學(xué)品應(yīng)急預(yù)案和環(huán)境風(fēng)險應(yīng)急預(yù)案，并報送市環(huán)保局審核備案，并且定期組織開展應(yīng)急演練，防止發(fā)生意外事件。6.3環(huán)保機構(gòu)及其管理制度工廠設(shè)有環(huán)保科，配備專業(yè)技術(shù)人員2名，負責管理落實日常各項環(huán)保工作，特別是污水處理系統(tǒng)的具體運行管理和維護工作，保證污水處理設(shè)施的正常運轉(zhuǎn)，做好各項運行紀錄及報告。確保各類污染物達標排放，杜絕對周邊環(huán)境的影響，履行對企業(yè)和社會的承諾。6.4今后的環(huán)保工作計劃(1)進一步加強崗位人員的培訓(xùn)，使其熟練掌握各種環(huán)保設(shè)施操作、故障處理技能，強化對環(huán)保設(shè)施的維護和管理，確保環(huán)保設(shè)施的長期穩(wěn)定運行。(2)建立更完善的環(huán)境保護管理制度，加強監(jiān)督管理，積極配合相關(guān)部門做好環(huán)境保護工作。(3)積極配合環(huán)保部門做好環(huán)境保護工作。(4)經(jīng)常開展應(yīng)急預(yù)案的管理和演練，把各種事故隱患和污染環(huán)境的不利因素，徹底消滅在萌芽狀態(tài)。7.車間設(shè)計在初步設(shè)計階段工藝流程圖和設(shè)備工藝設(shè)計計算完成之后，下一步工作就是將各工段與各個工藝設(shè)備按生產(chǎn)流程在空間上(水平和垂直方向)進行組合、布置，并用管道將它們連接起來。前者稱車間布置，后者稱管道布置或配管設(shè)計，統(tǒng)稱布置設(shè)計。車間布置分初步設(shè)計與施工圖設(shè)計兩個階段，配管設(shè)計則屬于施工圖設(shè)計的內(nèi)容。本章重點介紹車間布置設(shè)計。7.1廠房布置設(shè)計的條件和依據(jù)7.1.1常用的規(guī)范和規(guī)定(1)《化工裝置布置設(shè)計規(guī)定》HG20546—92；(2)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GBJ16—87(1997年局部修訂條文)；(3)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》GB50160—92(2001年局部修訂條文)；(4)《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058—92；(5)《化工工程建設(shè)起重施工規(guī)范》HGJ201—83；(6)《石油化工企業(yè)工藝裝置設(shè)備布置設(shè)計通則》SHJ11—89；(7)《化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計規(guī)定》HG20571—95；(8)《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》GB2348—90。7.1.2設(shè)計的基本條件(1)要有廠區(qū)總平面圖，已明確規(guī)定了本車間在總平面圖中所處的位置。(2)已掌握本車間與其它各生產(chǎn)車間、輔助車間和生活設(shè)施的相互關(guān)系。(3)本廠房與廠外道路、鐵路、碼頭、輸電、運輸和消防等關(guān)系。(4)熟悉生產(chǎn)工藝流程有關(guān)物料的物化數(shù)據(jù)，原料和產(chǎn)品的貯存、運輸方式和要求，合理劃分工段，生產(chǎn)和生活等輔助設(shè)施，以便通盤考慮。(5)要了解廠房內(nèi)各種設(shè)備和設(shè)施的特點和要求，要顧及日后安裝、拆卸、維修、操作位置、巡回路線和地段。(6)熟悉有關(guān)防火、防雷、防爆、防毒和衛(wèi)生等標準，以便確定車間廠房的有關(guān)等級。(7)要了解土建、設(shè)備、儀表、電氣、給排水、通風(fēng)采暖等專業(yè)和機修、安裝、操作和管理等方面的需要。7.1.3設(shè)計的基本依據(jù)為了搞好車間廠房布置設(shè)計，必須具備下述技術(shù)資料。(1)廠區(qū)的總圖布置，本車間在總圖上的位置和允許占地面積。(2)化工工藝專業(yè)提供的工藝管道及儀表流程圖及其設(shè)計資料。(3)車間設(shè)備一覽表，定型設(shè)備和機泵的外形尺寸。(4)物料貯存運輸?shù)纫蟆?5)有關(guān)化驗、配電、儀表控制等其他專業(yè)和辦公等生活行政方面的要求。(6)有關(guān)布置方面的一些規(guī)范資料。(7)車間定員一覽表。(8)化工設(shè)備專業(yè)提出的容器和換熱器等非標準設(shè)備圖。(9)車間外主管廊的位置及方向。(水文、地質(zhì)、主導(dǎo)風(fēng)向)(10)公用工程資料。7.2車間廠房的布置設(shè)計化工廠廠房布置比較復(fù)雜細致，其涉及內(nèi)容較多，如土建、工藝、設(shè)備暗轉(zhuǎn)檢修、電氣、儀表、安全衛(wèi)生以及有關(guān)生活設(shè)施等等，因此，要求工藝設(shè)計人員掌握全局、統(tǒng)籌兼顧，與其它專業(yè)人員密切配合，力求使車間廠房布置做到：經(jīng)濟合理、節(jié)約投資、設(shè)備緊湊、操作維修方便、安全衛(wèi)生、整齊美觀。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)特點以及廠區(qū)面積、地形、地質(zhì)等條件考慮廠房的整體布置，采用分離式或集體式。即將車間各工段及輔助房間分散在單獨的廠房內(nèi)或集中合并在一個廠房內(nèi)，一般來說，凡生產(chǎn)規(guī)模較大、車間各工段的生產(chǎn)特點有顯著差異(如防火等級等)。廠區(qū)面積較大、山區(qū)等情況，可適當考慮分離式。反之，凡生產(chǎn)規(guī)模較小、車間各工段聯(lián)系頻繁，生產(chǎn)特點無顯著差異，廠區(qū)面積較小，廠區(qū)地勢平坦等情況，可適當采用集中式。在車間廠房的整體布置時，考慮的另一個問題是露天工廠問題。因為設(shè)備露天布置后，對建筑來說，有以下幾點好處：1.可以節(jié)省大量建筑面積，因而可以節(jié)約大量基本建設(shè)投資；2.節(jié)約土建施工工程量，因而可加快基建進度，縮短基建工期；3.將具有火災(zāi)及爆炸危險的設(shè)備露天布置，就可降低廠房的防火、防爆等級，因而減少了廠房造價；4.將有毒物質(zhì)的設(shè)備露天化，就可減少廠房的通風(fēng)次數(shù)，節(jié)約通風(fēng)設(shè)備及動力的消耗；5.對廠房的改建和擴建，靈活性較大。必須根據(jù)車間外部和車間內(nèi)部條件，全盤考慮車間各廠房，露天廠房和各建筑物的相對位置和布局。7.2.1廠房的平面布置化工廠廠房的平面布置是根據(jù)生產(chǎn)工藝條件(包括工藝流程、生產(chǎn)特點、生產(chǎn)規(guī)模等)以及建筑本身的可能性與合理性(包括建筑形式、結(jié)構(gòu)方案、施工條件和經(jīng)濟條件等)來考慮的。在考慮廠房的平面布置時，應(yīng)從以下幾個方面進行。(1)廠房的平面組成；(2)廠房的平面形式；(3)廠房的跨度和柱網(wǎng)布置。7.2.2廠房的空間布置廠房的空間布置與廠房的平面布置一樣，在滿足生產(chǎn)工藝、設(shè)備布置的前提下，力求簡化，要充分利用廠房的空間，做到既經(jīng)濟合理，施工容易，又能充分滿足采光、通風(fēng)等要求。廠房的空間布置主要考慮兩點。(1)廠房的層數(shù)和高度；(2)起重運輸設(shè)備。7.2.3廠房布置時需注意的問題要為工人創(chuàng)造良好的采光條件，布置設(shè)備時應(yīng)避免影響采光。(2)要最有效利用自然對流通風(fēng)，不宜將車間南北向隔開。對方熱量大、有毒氣體或粉塵的工段，設(shè)備在室內(nèi)布置時應(yīng)設(shè)置機械送排風(fēng)裝置，以滿足衛(wèi)生標準的要求。(3)凡火災(zāi)危險性為甲、已類生產(chǎn)的廠房，必須考慮：①在通風(fēng)上必須保證廠房中易燃氣體或粉塵的濃度不超過允許極限；②采取必要的措施，防止產(chǎn)生靜電、放電以及著火的危險性；③凡產(chǎn)生腐蝕性介質(zhì)的設(shè)備，其基礎(chǔ)、設(shè)備周圍的地面、墻、梁、柱都需采取防護措施。7.3廠房布置原則廠房布置設(shè)計比較復(fù)雜，但也有一定規(guī)律可循的。歸納起來主要考慮建筑結(jié)構(gòu)、工藝生產(chǎn)操作、設(shè)備安裝檢修、勞動保護和安全防火等方面的要求。最主要的布置原則如下：(1)建筑形式。廠房的建筑平面力求簡單，這不僅有利于建筑面積和場地面積的合理使用，而且有利于建筑施工的機械化。最簡單的建筑平面長方形，應(yīng)最先采用。(2)廠房的柱距、跨度、層高和柱網(wǎng)布置根據(jù)建筑模數(shù)規(guī)定如下：①廠房柱距4.0m、6.0m；跨度6.0m、7.5m、9.0m、12m、15m、18m、24m；層高4～6m，最低不宜低于3.2m，有配管的廠房一般最低不宜低于4m。②輔助建筑開間3.3m～3.9m，最小不小于3m；進深4.2m～6.0m；走廊寬1.5m、1.8m、2.1m、2.4m。(3)門、窗、樓梯、走廊既要符合建筑上的有關(guān)規(guī)定又要滿足工藝生產(chǎn)的需要。廠房的大門應(yīng)按人流和貨流分開的原則設(shè)置。(4)生活用室及輔助用室。生產(chǎn)車間除各個生產(chǎn)工序外，還要設(shè)置一定的生活用室和輔助用室。這些用室可單獨設(shè)立，亦可與廠房毗連，但不宜與廠房內(nèi)生產(chǎn)區(qū)域混同布置，應(yīng)有明顯的分界。生活用室和輔助用室一般包括如下部分：生活用室：車間辦公室、休息室、廁所等。輔助用室：控制室、配電室、化驗室、維修間等。(5)設(shè)備布置。應(yīng)順應(yīng)工藝流程，避免物料的不合理往返。通常將計量設(shè)備布置在高層，主要設(shè)備（如攪拌器）布置在中層，貯罐及重型設(shè)備布置在最底。(6)同類型設(shè)備盡可能布置在一起。如攪拌器、研磨機等宜成列布置，以便各設(shè)備護衛(wèi)備用，充分發(fā)揮設(shè)備潛力。同時，也便于管道安裝、整齊美觀。(7)設(shè)備之間、設(shè)備與建筑之間都要保持一定的距離。這些間距是生產(chǎn)操作、安裝檢修所必須的。(8)廠房要留有設(shè)備拆卸和維修所需要的面積和空間。(9)安全設(shè)施。廠房內(nèi)應(yīng)設(shè)置消防設(shè)備和安全疏散設(shè)施。7.4廠房的整體布置設(shè)計根據(jù)生產(chǎn)工藝流程﹑生產(chǎn)特點﹑生產(chǎn)規(guī)模和建筑結(jié)構(gòu)等進行整理布置設(shè)計。（1）由于設(shè)備較少，宜采用單層廠房，根據(jù)空間要求，廠房均選單層結(jié)構(gòu)。（2）由于操作車間流程簡單，操人數(shù)不多，因此在布置時可只安排控制室，輔助生產(chǎn)和行政設(shè)施，如廁所，在分配空間，機器維修和其他車間，不包括在這里。（3）根據(jù)車間設(shè)備情況，廠房采用9×96×6米的柱網(wǎng)，廠房寬度也采用適應(yīng)寬度。7.5車間設(shè)備布置設(shè)計車間設(shè)備織物的設(shè)計是在滿足生產(chǎn)工藝需要的基礎(chǔ)上進行的，對設(shè)備的安裝和維修進行了綜合考慮，安全生產(chǎn)、運營和發(fā)展。本設(shè)計重點設(shè)計消化車間。7.5.1消化車間消化區(qū)呈線形排布，設(shè)置在室外，由于消化罐體積較大，且密封性好，無需建造廠房，東西方向4個消化罐，每兩個發(fā)酵罐間距離3m，以確保工作人員操作方便，消化罐外圍與廠區(qū)道路之間距離3m。因此消化區(qū)已使用部分長38m，寬10m，面積380m2。8.廠址選擇及廠區(qū)總平面設(shè)計8.1廠址選擇8.1.1廠址選擇的原則和指導(dǎo)思想(1)從實際出發(fā)，正確處理好城鄉(xiāng)生產(chǎn)與生存、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)生活近期與遠期等多種關(guān)系。(2)貫徹執(zhí)行“整體發(fā)展中等城市”的方針。(3)充分考慮環(huán)境保護和綜合利用。(4)節(jié)約用地，少占或不占良田。(5)保持自然風(fēng)景區(qū)，不在劃定的風(fēng)景區(qū)內(nèi)建廠。8.1.2廠址選擇及其依據(jù)⑴廠址海南洋浦經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。⑵選廠依據(jù)洋浦經(jīng)濟開發(fā)區(qū)（東經(jīng)109°11’，北緯19°43’）位于海南省西北部的洋浦半島上，北臨瓊州海峽，西對北部灣，正處于新加坡-香港-上海-大坂國際海運主航線上，是連接中國與東南亞、中東的樞紐，距離海口市130公里，海口美蘭機場145公里，距離三亞鳳凰機場280公里。年平均氣溫24.7℃，降雨量約為1100毫米，相對濕度介于82％（夏季）與26％（