纯净水的生产和空气压缩站的设计毕业设计.doc

齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 I 纯净水的生产和空气压缩站的设计 摘 要 摘摘 要要 纯净水的生产和空气压缩站的设计是当今大中型饮料食品工厂 中重要的组成部分 水是饮料生产不可少的原料之一 占原料的 90 生产饮料用水 分类是原辅料配料用水 生产设备 贮罐与管路系统 容器等洗涤用 水 由于这些用水或多或少会直接或间接地带入产品中 因此水对饮 料的质量有很大的影响 先对各种水处理方法的比较 最终选用反渗 透 根据工艺计算结果进行设备的选型 严格控制水质 使水质达到 饮料水标准 本设计水质达到纯净水标准 压缩空气在生产的自动化中起着重要作用 它使得生产能够连续 化进行 通过对空压机进行比较的基础上 最后采用微油式空气压缩 机 本设计符合空压站设计标准 对压缩空气进行干燥 除油等工序 处理 达到设计要求 关键词关键词 纯净水 反渗透 紫外线杀菌 活性炭过滤 空气压缩 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 II AbstractAbstract Abstract The pure water production and the air compression stand are the important constituent the design in the large and middle scale drink food factory now Water is one part of the drink production occupies 90 The production drink water used classification is the original helping material ingredient water used the production equipment the accumulator tank and the circuitry the vessel and so on washes the water used because these water used are more or less can directly or indirectly lead in the product therefore water has the very tremendous influence to the drink quality First to each kind of water treatment method comparison finally selects the counter seepage Carries on the equipment according to the process design result the shaping The strict control water quality enables the water quality to achieve the drink water standard this design water quality achieves the pure water standard The compressed air is playing the vital role in the production automation it enables the production to be able continuously to melt carries on Carries on the comparison through the ground to air press in the foundation finally uses the micro oil type air compressor This design conforms to the air pressure station design standard carries on dryly to the compressed air eliminates working procedure processing and so on oil meets the design requirements Key word Pure water Counter seepage Ultraviolet ray sterilization The activated charcoal filters Air compression 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 1 绪 论 1 设计意义和指导思想 工厂设计是一门涉及到经济和技术诸多学科的综合性很强的科学 技术 本次设计主要为了使学生们更好的做到理论和实践相结合 并 且可以很好的检查学生对知识掌握的广泛程度及利用所学的知识来解 决处理实际问题的能力 同时考察学生独立思考问题 解决问题的能 力 使要求尽量达到技术设计阶段 在进行工厂设计时 除了确定工艺流程 设备选型 车间布置和 管线安排是必须遵循有关法令和规范外 还要保障工厂有良好的工作 条件 保护环境和减轻劳动强度 重视经济效果 少花钱多办事 努 力做到技术先进 经济合理 要求结合国情 尽量采用国内外先进科 学成就 提高技术水平 2 设计依据 1 本次设计根据齐齐哈尔大学生命学院食品教研室下达的技术 要求结合我国的实际情况进行设计 2 本设计是在教师的指导下参观了南京小洋人生物科技发展有 限公司的乳品厂 胡萝卜汁厂的基础上 结合所学的知识完成的 3 本次设计过程中参阅了 食品工艺学 食品工厂设计基础 化工原理 饮料生产工艺与设备选用手册 空压机设计 及国 内外期刊等多种有关资料作为理论基础 并充分利用了学校图书馆的 有关资料进行设计 3 设计内容 本次设计的任务是50t h纯净水生产和空气压缩站的设计 设计包 括工艺流程 工艺计算 设备选型等 重点为工艺计算和图纸设计部 分 设计图纸共四张 生产工艺流程图两张 重点设备图一张和车间 平面布置图一张 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 2 4 设计特点 1 生产过程连续化 自动化 耗能少 节约劳动力 2 采用先进设备 生产易于控制 保证了产品的质量和生产效 率 3 采用反渗透装置制取纯净水 该法脱盐率高 产水量大 化 学试剂消耗少 劳动强度低 水质稳定 利用率高 保证了产品的质 量 4 查阅了大量的空压设计资料 并按照 空压站设计要求 里 的相关要求进行空压站设计 符合国家标准 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 3 第 1 篇 纯净水 第 1 章 概述 在我国经济的不断发展的基础上 人民的生活水平不断提高 对 生活质量也日益关心 尤其对饮用水的质量要求也越来越高 饮料中 直接饮用的水成分占90 左右 而且生产乳饮料原辅料配料用水 生 产设备 贮罐与管路系统 容器等洗涤用水 由于这些用水或多或少 会直接或间接地带入产品中 因此水对饮料质量有很大的影响 饮料 厂水处理系统设计就显得尤为重要 随着全球工业化的进程 人类的工业活动给水资源造成极大的污 染 水源受到严重的污染的原因有 酸雨 大气污染 生态环境的破 坏 工业废水排放 农药 化肥污染 城市废水 废气污染 生物污 染 核泄漏 核试验 管道腐蚀 自来水厂加氯 加沉淀剂 有效地 减少对水资源的污染 控制处理水源污染 切实保证水源质量 对食 品安全越来越重要 纯净水是从原水 自来水等 中部分或完全去除无机离子 有机物 微粒子 包括微生物 等杂质的水 纯净水是高度精制的水 是几乎不 存在杂质 离子和细菌 完全由水分子组成的一种无色无味的水 1 1 水源与水质 1 1 1天然水的来源及其特点 1 自来水 自来水一般已在水厂进行过一定的处理 水中的杂质及细菌指标 已符合饮用水标准 因此若采用此水源 可简化饮料厂的水处理流程 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 4 2 地下水 地下水通常指井水 泉水 地下河水 其中含有较多的矿物质 如铁 镁 钙等 强度 碱度都比较高 但由于水透过地质层时 过 滤掉许多泥沙 悬浮物和细菌 因此 地下水相对来说比较澄清 3 地表水 地表水来自江 河 湖泊和水库 其中含有各种有机物质及无机 物质 污染严重 必须经过严格的水处理方能饮用 1 1 2天然水中的杂质 天然水中含有许多杂质 这些杂质按其微粒大小 大致可分为三 类 悬浮物 胶体 溶解物质 它们对水质有着严重的影响 1 悬浮物质 天然水中凡是粒度大于0 2 m的杂质统称为悬浮物 这类物质使 水质呈浑浊状态 在静置时会自行沉降 悬浮物质主要包括泥沙 虫 类 藻类及微生物等 这类杂质会使产品装瓶后过一段时间产生瓶底 积垢或絮状沉淀的蓬松性微粒 影响CO2的溶解 造成装瓶时喷液 影 响风味 如果有微生物的存在还会导致产品的变质 2 胶体物质 胶体物质的大小大致为0 001 0 2 m 它具有两个很重要的特性 即有丁达尔现象和稳定性 胶体可分为无机胶体和有机胶体两种 无 机胶体如硅酸胶体和黏土 是由许多离子和分子聚集而成的 是造成 水浑浊的主要原因 有机胶体主要是高分子物质 有机体 如蛋白质 腐殖质等 多带负电 腐殖质 腐殖酸是造成水带色的主要原因 3 溶解物质 这类杂质的微粒在0 001 m以下 以分子或离子状态存在于水中 溶解物主要为 1 溶解盐类包括NaCl Na2S以及Ca2 和Mg2 等的碳酸盐 硝酸盐 氯化物等 它们构成水的硬度和碱度 能中和饮料中的酸味剂 使饮 料的酸碱比失调 影响质量 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 5 2 溶解气体如CO2 O2 N2 Cl2 H2S等的存在会影响饮料的风 味和色泽 1 1 3饮料用水的水质要求 水质的标准主要反映在碱度 硬度 浊度 色度以及化学指标 毒理学指标 微生物指标等几个方面 1 硬度 硬度是指水中存在的金属离子沉淀肥皂的能力 水的总硬度是暂 时硬度和永久硬度之和 决定于水中钙 镁离子盐类的总含量 硬度 的单位是mg L或mmol LCaCO3 天然水按硬度 德国度 可分为极软水 4度 软水 4 8度 中 等硬度水 8 16度 硬水 16 30度 和极硬水 30度 饮料用水要求硬度小于8 5度 否则会产生碳酸钙沉淀和有机酸钙 盐沉淀 影响产品口味及质量 使用高硬度的水还会使洗瓶机 浸瓶 槽 杀菌槽等产生污垢 使包装容器发生污染 以至增加烧碱的用量 高硬度的水必须经过软化处理 2 碱度 水的碱度取决于天然水中能与H 结合的OH CO32 和HCO3 的含量 以mmol L表示 水中的OH 和HCO3 不可能同时并存 OH CO32 HCO3 分别称为氢氧化物碱度 碳酸盐碱度和重碳酸盐碱度 三种碱度的总 量为水的总碱度 天然水中通常不含OH 又由于钙 镁碳酸盐的溶解 度很小 所以当水中无钠 钾存在时CO32 的含量也很少 因此 天然 水中仅有HCO3 存在 只有在含Na2CO3或K2CO3的碱性水中 才存在CO32 离子浓度过高时 会影响其溶解度 水中的碱性物质和金属离子反应 形成水垢 会产生不良气味 碱性物质还和饮料中的有机酸反应 改 变饮料的酸甜比而使饮料显得淡而无味 失去新鲜感 同时酸度下降 使微生物容易在饮料中生存 总碱度和总硬度的关系有三种情况 见表1 1 表1 1 总碱废和总硬度的关系 硬度 mmol L 1 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 6 分析结果H非碳H碳H负 H总 A总 H总 A总 H总 A总 H总 A总 0 0 A总 H总 A总 H总 0 0 A总 H总 3 浊度和色度 通常用浊度和色度来定量表示水中的各种悬浮物和胶体 浊度表 示水中悬浮物对光线透过时发生的阻碍程度 通常把1L水中含有1mg高 岭土 或硅藻土 表示为1浊度 根据水质情况 采用凝聚沉淀和过滤 氯化等方法去除浑浊 某些胶体物质的存在使水中带有一定的颜色 通常用氯铂酸钾和氮化钴溶液配成标准色列与水样进行比较 相当于 1mg铂在1L水中所具有的颜色称为l度 即色度单位 饮料用水要求浊 度小于1 6度 色度为无色透明 选择饮料用水 基本上要求符合我国 生活饮用水卫生标准 TJ 20 一1976 见表1 2 表 1 2 生活饮用水卫生标准 摘自TJ20 1976 项目要求说明 色色度不超过 15 度 并不 得呈现其他异色 嗅和味在原水中或者煮沸后饮用 时 保证无异臭和异味 浑浊度不超过 5 度 这些指标过高后 不但给人嫌 恶的感觉 也有可能是水中含 有害物质和某些病毒的标志 肉眼可见物无肉眼可见物 总铁不超过 0 3mg L人体必需的元素 过量时会使 成品带有铁锈味 并影响成品 色泽 锰不超过 0 1mg L 铜不超过 1 0mg L 锌不超过 1 0mg L 挥发性酚类 以苯 酚计 不超过 0 002mg L 过量时会产生氯酚臭 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 7 阴离子合成洗涤剂 以烷基苯磺酸钠 计 不超过 0 3mg L过量会使水产生异臭 异味和 泡沫 并阻碍净水处理过程 氯化物不超过 200mg L过量会产生咸味 影响成品口 味 硫酸盐不超过 250mg L过量会引起腹泻 总碱度不超过 25 度 pH 值6 5 8 5 细菌总数 37 24h 1mL 水中不超过 100 个 大肠杆菌1L 水中不超过 3 个 保证水质卫生安全 游离性余氯 Cl2 出厂水 0 5 0 1mg L 管 网末梢 0 05 0 1mg L 余氯量过高 产生氯臭 影响 产品风味 1 2 饮料用水 生产软饮料时要用大量的水 它包括配料及相应的工艺用水 洗 瓶机用水 锅炉用水及 CIP 定位 清洗用水 卫生用水等 1 2 1 配料及相应的工艺用水 软饮料中大约有 90 左右的水 溶解白砂糖时需要用一部分水 溶解柠檬酸 甜味剂 防腐剂 食用色素时需要用少量的水 有些饮 料还需要使要增稠剂及乳化稳定剂 在溶解 CMC 羧甲基纤维素钠 黄 原胶 PGA 藻酸丙二醇酯 及果胶等时也需要用一部分水 在生产碳酸 饮料时 在气水混合机中进行碳酸化时也需要用大量的水 在瓶子洗 净后 还要用装瓶用水反冲洗后再灌装饮料 所有这些水都属于装瓶 及相应的工艺用水 1 2 2 洗瓶机 锅炉及 CIP 清洗用水 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 8 洗瓶机要用大量的水 玻璃瓶子要先用碱液洗涤干净 然后再用 水将瓶子中的残余碱液冲洗干净 每班在生产完毕后要将所有的设备 及管道消洗干净 有的是通过 CIP 清洗 洗瓶机 锅炉及 CIP 清洗用 水都是属于同一类型的用水 1 2 3 卫生用水 卫生用水是指车间地面及厕所等的用水 水质的好坏对产品的质量及设备损耗的情况的影响都很大 不同 的用水部门对水质的要求也各不相同 装瓶及相应的工艺用水时水质的要求比较严格 要求其要达到生 活饮用水的标准 而且对其浊度 色度 味及臭气 总固形物 总硬 度 铁 锰 高锰酸钾消耗量 总碱度 游离氯及致病菌几项指标也 都提出了特殊要求 洗瓶机 锅炉及 CIP 清洗用水对硬度指标的要求要高些 最好是 没有硬度的水 卫生用水应为清水 1 3 水处理方法的选择 水处理的目的即是利用化学或物理方法 将水中的各种悬浮物质 杂质及微生物除去 以降低水的硬度 浊度 碱度和色度等理化指标 和微生物指标 总之 经处理的水必须符合饮用水的水质标准 水处理的方法很多 一般将用反渗透处理的水称纯水 用微滤或 超滤处理的水称纯净水 蒸馏取得的水为蒸馏水 1 3 1 蒸馏法 蒸馏法制取纯净水是利用水在 100 时沸腾变成气体 遇冷再变成 液体的性质制成的 水的这种形态的改变 使水中的杂质和有益物质 不能随水分子一起变化 因此可以说这是一种只含水分子的最纯净的 水 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 9 1 3 2 膜处理法 电渗析法 离子交换法 反渗透法及其他方法的生产制作原理很 简单 即过滤掉杂质 它所使用的过滤膜是高科技的结晶 是用一种 高分子材料制成的逆渗透膜 在高压情况下可截留水分子以外的杂质 更至水中对人体健康有益的溶解氧等有益物质透过 这种过滤膜结构 复杂 制造难度大 由于这种水既过滤掉了杂质又保留了一部分有益 物质 有人称之为 21 世纪的水 蒸馏法制取的纯净水其纯水电导率比反渗透法制取的纯净水的电 导率要低一些 但蒸馏法在降低低分子有机物含量方面没有反渗透有 效 而且蒸馏法制纯水约是反渗透法 二级工艺 能耗的 9 倍之多 生 产成本极高 膜处理 微滤膜 超滤膜 反渗透膜 吸附 离子交换树脂 活性 炭 相变 蒸馏 和分解 紫外线 等方法去除各种杂质的能力各有不同 见表 1 3 表 1 3 各种方法去除杂质的能力 杂质无机离子有机物热源微生物粒子操作成 本 微滤 MF 中 超滤 UF 中 膜 处 理 反渗透 RO 小 活性炭 除氯有 效 小吸附 离子交换 小 相变蒸馏 大 分解紫外线 UV 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 10 注 最好 好 可 不可 综合考虑 本设计采用反渗透法制取纯净水 该方法的优点是脱 盐率高 产水量大 化学试剂消耗少 劳动强度低 水质稳定 原水 利用率可达 75 80 第2章 工艺流程的确定 2 1 工艺流程 絮凝剂 还原剂 阻垢剂 井水 原水泵 机械过滤器 炭滤器 保安过滤器 高压泵 化学清洗系统 反渗透装置 纯净水 纯水泵 紫外线消毒装置 用水点 2 2 工艺流程说明 2 2 1预处理 1 砂过滤 砂滤的过滤介质是石英砂 当含有悬浮物的水经过砂滤层时 水中 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 11 的悬浮物等被截留 水得到澄清 砂滤层可用细砂 中砂和粗砂 也 可用卵石 有时上面放滤砂 下面放卵石和碎石做垫层 水中固体杂 质的去除效果与过滤介质的形状与粒度有关 选择砂粒大小时 不仅 要考虑阻截悬浮颗粒的效果 还要使悬浮颗粒渗入滤层内一定深度 防止水的流速过快 放砂粒直径为0 45 0 70mm 砂滤层厚度 600 800mm 砂滤有慢滤和速滤之分 一般过滤速度8 12m h 在使 用过程中 当水的净化效果变差或出水量变小时 需要定期将水反向 流动或进行清洗 2 活性炭过滤 活性炭过滤是为了去除水中的有机物 色度和余氯 也可以作为 离子交换的预处理工序 用氯处理过的水会损害饮料的风味 必须用 活性炭脱氯 其原理并不是简单地吸附掉余氯 而是活性炭的 活性 位 起催化反应 从而消除过多的氯 主要技术条件如下 1 活怀炭过滤器的水流速度 5 15m h 2 活性炭过滤器的层高 1000 2000mm 一般不低于 1000mm 3 活性炭滤料主要采用木质炭 粒径一般为 2 3mm 4 反洗方式 反洗流速 20 30m h 反洗时间 4 10min 3 6 天反洗一次 滤层膨胀率为 30 50 5 活性炭使用寿命一般为 2 3 年 饱和炭需再生或更换 6 常用果壳活性滤料的比密度为0 4 2 2 2 絮凝剂计量泵 药箱 原水含有一定浊度 胶体等悬浮有机物含量也较高 系统设计必 须加强絮凝效果 去除原水悬浮物及有机物含量 以使能减轻反渗透 膜负荷 为此絮凝剂采用聚合氯化铝无机絮凝剂 它的絮凝效果较好 它能使原水中藻类 胶体 颗粒及部分有机物进行敖合 桥架 凝聚 为较大的矾花以便被机械过滤器截留 降低进水悬浮物含量 提高进 水水质本系统计量泵采用美国计量泵定量加药与原水泵同步 2 2 3 保安过滤器 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 12 在反渗透装置高压泵进水前增设保安过滤器 保安过滤器作为原 水进入反渗透膜前的最后一道处理工艺 内装精密过滤滤芯 熔喷式 精度 5 m 确保污染指数 FI 能更有效地防止前道过滤工序中有可能 遗留的胶体 悬浮物等微小颗粒进入反渗透膜而划伤膜或使膜阻塞 2 2 4脱盐 1 反渗透原理 渗透的定义是 一种溶剂 即水 通过一种半透膜进入一种溶液或 者是从一种稀溶液向一种比较浓的溶液的自然渗透 反渗透的定义是 在浓液一边加上比自然渗透压更高的压力 扭 转自然渗透方向 把浓溶液中的溶剂 水 压到半透膜的另一边稀溶液 中 这是和自然界正常渗透过程相反的 因此称为反渗透 2 进水水质要求 本设计采用醋酸纤维素膜螺旋卷式 其对水质的要求如下 浊度 0 5 pH 4 6 5 FI 污染指数 3 水温 0 35 降压后最大35 余氯 mg L 1 0 5 Fe mg L 1 0 1 图 1 反渗透原理图 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 13 Al mg L 1 0 05 Ca2 SO42 mg L 1 浓水 1 9 10 4 化学耗氧量COD mg L 1 2 总有机碳TOC mg L 1 5 生物耗氧量BOD mg L 1 97 排列方式 7 3 RO 膜管外壳 美国制造 CODE LINE 六支装 10 组 RO 膜管 CPA3 60 支 高压配管 不锈钢配管 低压配管 PVC SCH 80 系统支架 不锈钢 304 制 RO 清洗装置 清洗桶 T 103 1500L PE 制 1200mmODx1400mmH 清洗泵 CP 102 流量 30t h 扬程 5m 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 21 额定电压 380v 额定功率 7 5kw 厂牌型号 KDL65 200 4 7 纯水输送系统 4 7 1 纯水泵的选择 纯水输送泵 P 201 两套 材质 SUS316 型式 立式多段离心式 输送量 50m3 h 扬程 47m 马达电力 三相 60Hz 380vAc 11kw 厂牌型号 WILO 4 7 2 纯水箱的选择 工程溶积 60L 筒体直径 2600mm 筒体高度 2800mm 材 质 塑料 4 8 消毒设备的选择 本设计采用紫外线杀菌技术 其设备选用如下 型号 X 3 灯管型号 GGS3000 流量 50m3 h 最大照射半径 175mm 最短照射时间 10 3s 灯管数 3 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 22 第 5 章 设备维护 5 1 机械过滤器 1 运行 检查阀门开关状态 关闭排空阀 启动原水泵即可 2 反洗 当机械过滤器进水压差大于 0 05MPa 时 或按规定定期反洗 此 时需将系统置于手动控制状态 然后按阀门开关状态调节阀门状态 开启原水泵 按冲洗流量调节原水进水量 对机械过滤器进行反洗 注意滤料不能被冲出 反洗时间 10 15 分钟左右 3 正洗 反洗完毕后 按表 1 调节阀门状态 对机械过滤器进行正洗 正 洗流量按正常工作流量 正洗时间 10 分钟左右后进入正常工作状态 5 2 活性炭过滤器 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 23 1 运行 检查机械过滤器处于运行阀门状态 检查炭滤器阀门开关状态 打开排气阀 待关闭排空阀 启动原水泵即可 2 反洗 对炭过滤器需进行常规维护性反洗 因活性炭比重较小 所需反 冲洗流量也较小 反冲洗流量一般按正常工作流量 按表 2 调节好阀 门开关状态 注意滤料不能被冲出 反洗时间为 10 分钟 也可定期反 冲洗 3 正洗 反冲洗完毕后 按表 2 调节阀门状态 正洗 5 10 分钟后可进入 正常工作状态 5 3 填料与滤芯的更换 1 保安过滤器的填料更换 设备使用中如达到反洗条件后 经过 多次反洗出水仍然达不到要求 则需要更换填料 2 活性炭过滤器的填料更换 设备使用中 在其他设备正常运转 的条件下 如多次反洗后达不到控制余氯 0 1mg L 的条件或对有机物 吸附 下降后恢复不明显 在有能力的情况下可采用蒸汽吹洗再生的 方法 以温度 122 1 05kg cm2的蒸汽吹洗 8 10 小时 每小时耗气 量为 0 62t m3 直到排除的冷凝汽的颜色比起始色浅为止 3 保安过滤器的滤芯的更换 当保安过滤器或微过滤器进出口压 差达到 0 07 0 10MPa 时或运行 15 天后需更换滤器内滤芯 5 4 反渗透装置的仪表控制 装置的仪表控制部分包括以下内容 1 反渗透膜进水压力开关 采用高压压力开关安装在高压泵出水 口 可显示反渗透膜进水压力 用以保证反渗透膜不在超压下工作 2 高压泵进水压力开关 采用低压压力开关安装在高压泵进水口 可显示高压泵进水压力 当该压力低于某设定值时 装置停车保护并 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 24 发出报警 保证高压泵的进水压力 3 反渗透膜进水 段间 浓水压力表 从反渗透膜进水压力 段 间压力 浓水压力可以比较反渗透膜压降 从而判断反渗透膜工作情 况 4 产水电导仪 测定产水的电导率 从而可知道反渗透膜的脱盐 性能 5 流量计 单级脱盐装置上一般装有二只流量计 产水流量计 浓水排放流量计 6 电控箱 电控箱包括各类泵的启动 停止 故障报警等功能 7 反渗透装置浓水管路上装了一只慢开慢关排放电动球阀 在装 置开机 关机时自动打开 利用预处理水对反渗透膜表面进行大流量 低压冲洗 排挤膜和不锈钢管路中的高 TDS 残水 使停运膜完全浸没 在淡水中 可以防止膜的自然渗透造成膜的损伤 去除污垢 使膜得 到有效保养 5 5 装置停运 储存 原水经过适当的预处理达到反渗透膜进水要求后 进入高压泵加 压 送至反渗透膜 当压力超过自然渗透压时 能透过反渗透膜的即 为反渗透产水 没有透过反渗透膜的即为浓水 浓缩水可以直接排放 根据反渗透装置回收率情况 浓缩水也可做成分两路 一路直接排放 另一路回流至高压泵进口 浓水回流的目的是为了提高水的利用率 即提高系统的回收率 反渗透膜可根据要求产水情况选择数量 采用多支串联和并联的 方法 具体排列方式视具体装置而定 装置在长期停运 储存的情况下 装置内必须灌以灭菌保护液 灭菌保护液用 1 亚硫酸氢钠溶液配置而成 长期停运 储存时 若环 境温度低于 0 则保护液中还需加入 18 甘油 装置短期停运 不 超过一星期 可不必灌保护液 每天在低压运行 0 5 小时即可 5 6 化学清洗 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 25 反渗透装置长期运行 反渗透膜表面不可避免地会产生结垢 污 染等情况 集中表现为产水量和脱盐率下降 用化学清洗的方法可使 产水量和脱盐率恢复 当发生下列情况之一时 化学清洗就必须进行 1 产水量下降 10 2 产水含盐量明显上升 3 反渗透膜压降上升 15 化学清洗步骤如下 1 根据膜污染情况 选择适当的化学清洗剂 化学清洗剂的选择 可有无机盐 金属化合物 硅胶体 微生物 有机物 根据实际情况 选择 2 在化学清洗箱中配置好化学清洗剂 配置用的水必须是高质量 不含余氯的水 同时检查化学清洗剂 PH 值 对于卷式复合膜 PH 值需 要在 2 11 之间 3 连接好清洗箱 清洗泵和反渗透装置之间的管路 启动清洗泵 进行循环清洗 时间为 1 2 小时 清洗时的压力和流量见表 5 4 清洗完毕后用经过预处理的水冲洗掉装置内残留的化学药品 冲洗时间为 20 分钟 5 重新配置另一种清洗液 进行清洗 一般清洗顺序为先酸洗后 碱洗 表 5 1 化学清洗压力流量 膜种类和尺寸进水压力 MPa 清洗流量 3 h 4 卷式复合膜0 15 0 451 8 2 2 8 卷式复合膜0 15 0 456 8 9 0 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 26 第第 6 6 章章 建筑部分建筑部分 1 本系统处理量每小时 50 吨产水 设计采用一套反渗透设备 厂 房面积较小 一般以长方形车间的建筑为主 车间宽度 25 米 车间高 度为 6 米 主车间以平房为主 2 地坪 采用平整地面 并设有 40 厘米深矩形截面排水地沟排水 地面采用高标号混凝土地面 一般采用 300 号混凝土 地坪表面作防 滑护理 3 内墙面及顶棚 顶角 墙角及地角处均应做成圆弧形 窗台做 成坡形 墙裙采用白瓷砖 砌成 1 8 米 其于墙面可用耐化学防腐蚀 的过氯乙烯油漆涂料 棚顶面力求表面平整 可采用氯防霉涂料 4 总体设计要从全局出发 首先 满足生产要求 同时 还必须 考虑水处理车间在总体平面上的位置 与其他车间或部门的关系 以 及发展前景等各方面 满足总体设计要求 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 27 5 在进行设备布置时 应考虑到多种生产的可能性 以便相互调 动设备进行多种生产 并留有适当的余地以便更换设备 同时 还要 注意相互间的间距和设备与建筑的安全维修距离 既要保证操作的方 便也要保证维修装卸和清洁方便 7 由于生产厂在北方冬季气温较低 水处理过程反渗透膜随温度 降低而透水量降低整个产水的 2 3 所以室内必须设置保暖措施 8 室内必须保持良好的环境卫生 以免使处理水二次污染 第 2 篇 空气压缩站 第 1 章 概述 1 1 压缩空气的应用 随着科技的发展 一些高科技产品在食品工厂中被广泛的应用 如 PLC 技术 在实现自动化控制方面起着重要的作用 光电控制系统 中 通过光或电感应 将结果反映给电子设备 在经过放大 输出信 号 最终由压缩空气执行 实现过程控制的自动化 1 1 1UHT 杀菌设备 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 28 前处理车间对物料进行加工 过程中要进行杀菌处理 使产品的 保质期延长 该杀菌设备热源采用蒸气 蒸气流量的大小根据杀菌的 工艺参数进行设置 应用压缩空气调节蒸气流量大小 1 1 2 灌装输送设备 灌装车间采用压缩空气设施 可以减少劳动量 减少产品成本 如 理瓶机到洗瓶机过程中的瓶子输送 用压缩空气将瓶子吹入轨道 过 程省事 不需人为推瓶 既避免了外界杂菌的污染 也有利于连续化 生产 灌装后的瓶子外表面难免有残余物料或水 将影响压盖和套标工序 的进行 传统方法是人为的进行擦拭 或自然晾干 既增加了劳动量 也延长了劳动时间 不利于连续化生产 而采用压缩空气对其进行吹 干 则避免了上诉问题 而且卫生 无污染 1 2 空压站设计中的问题 1 2 1 技术要求 压缩空气站必须保证压缩空气的压力和流量 还要保证压缩空气中 的水 油 灰尘量在一定水平以下 1 2 2 空压机选择方案的确定 采用无油润滑空气压缩机可保证压缩空气中无油 优点是压缩空气 中含油量能得到控制 但主机一次性投资较大 选用有油润滑的活塞 式空压机 优点是主机一次性投资较小 但须滤油设备 辅机投资较 大 1 2 3 水和灰尘排除 在压缩机前安装空气过滤器可控制含尘量 除去压缩空气中水分却 成为一个重要课题 若水分不及时消除 与压缩空气一起进入气动系 统 则随着环境温度的变化 会达到露点而冷凝析出 使元件腐蚀生 锈 甚至会使整个气动系统失灵 通常在用气车间供气管道上设置集 水罐和放水阀 以及排除析出的水 此外 还要在压缩空气站安装干 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 29 燥装置 空气相对湿度较大的地区 对除去压缩空气中水分的问题更 应注意 1 2 4 其它问题 空压站位置的确定 需要确保噪音不对周围居民的生活造成污染 空压设备的维护及保养问题等 第 2 章 工艺计算 2 1 设计要求 要安装下列气动设备 气动专机三台 一台备用 每台最大理论耗 气量为 Q1 12m min 气动控制生产自动线两条 连续工作 气 动控制产品包装线一条 间断工作 理论耗气量均为 25m3 min 要 求的工作气源压力均为 3 5bar 表压 压缩空气站与恒温车间之间的 管道长 50m 该地区常年平均温度为 24 大气相对湿度为 70 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 30 2 2 确定空气压缩视容量 2 1 1 压力 1 设计压缩空气源压力应按工作压力范围的最高压力考虑 即取 P工作 5 bar 若整个气动系统的供气压力要求不同 则气源压力应 按系统中最大供气压力设计 其余用降压方式解决 2 须考虑供气管道 接头 阀门等的压力损失 包括沿程损失与局 部损失 故气源压力 P源应高于工作压力 P工作20 左右 即 p源 p工作 1 20 5 1 2 6bar 表压 2 1 2 流量 1 应按系统中所有气动设备同时连续工作时所需最大耗气量计算 因此气动控制生产内动线理论最大耗气量为 Q1 2 0 25 1 0 25 0 75m3 min 全部气动专机最大理论耗气量为 Q2 3 0 12 0 36m3 min 因此整个气动设备的最大耗气员为 Q最大 Ql十 Q 2 1 11m min 2 上述耗气量是指工作压力下的气量 而选用空压机时且绝压 bar 下的流量 所以 最大 0 0 PT PT 源 源 1 11 20273 1 24273 6 6 75m3 min 3 上述耗气量 Q 还不能作为选用压缩机的依据 还必须考虑下列 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 31 几点 1 整个系统中所有气动设备同时连续工作的机会不多 若按上 述气量选压缩机 则压缩机利用率不高 为节约能源 通常再乘以气 动设备利用系数 K K 6 1 视工厂气动设备利用情况 由经验 确定 2 考虑系统中管道 接头等的泄漏量 需乘 个系数 K 1 2 3 考虑长远发展用气量的增加 乘系数 K 1 3 因此设汁的压缩空气源的实际供气量 实应为 实 Q Kl K2 K 6 75 0 7 1 2 1 3 7 37m3 min 2 2 确定空气压缩机参数 本设计空气压缩机三台并联供气 参数为 排气量 Q 3Nm min 排气压力 P表 8bar 轴功率 Ws 19kW 2 3 主要辅助设备参数的计算 2 3 1 冷却器 压缩机排气温度很高 水分和气缸中的润滑油 如采用的有油润滑 的压缩机 都成为汽态 与灰尘一起成为气溶胶进入气动系统中 又会 因温度降到室温而冷凝 所以应考虑冷却器及油水分离器 冷却器一 般用水作冷却介质 它常作为压缩机的配套辅助设备供应 2 3 2 贮气罐 为保持压缩空气流量的连续性 减小气源输出压力的波动 稳定 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 32 输出压力 常装置贮气罐 设计的依据是设想压缩机或外部管网突然 停止供气 即 Q 情况下 仅以贮气罐内气体维持供气 保证在一定 时间内 本例中定为 5 分钟 压力不致降到维持气动系统正常工作的最 低压力以下 本设计就是在 Q 时可贮气保证气体压力从 l 8bar 绝压 降至 P 3 l 4bar 绝压 贮气罐最小容积按下式 计算 0 12 VQ T pp 式中 V0一气动设备消耗的空气量 Nm3 Q 一空气压缩机或外部管网供给贮气罐的空气量 Nm min t 一气动设备工作周期 min P1一贮气罐的进气压力 bar 绝压 P2一允许的贮气罐内气体最低压力 bar 绝压 本设计中 Q 7 37Nm min t 5min 故 V 9 21m 贮气罐可以 考虑几只串联使用 2 3 3 管路 考虑管道阻力损失 从经济性出发 供气主管中的气流速度应 u 15m s 按下式计算管径 d m v 4Q 60v 式中 Qv一供气管道中压缩空气的体积流量 m3 min 本设计中 Qv Q最大 取 15m s 代入式 3 得供气主管内径 d d 0 0396m v 4Q 60v 1514 3 60 57 7 4 取 d 40mm 2 4 析出饱和水的计算 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 33 2 4 1 原始数据 压缩空气经冷却器后温度 t1 60 压力 Pl 8bar 绝压 贮气罐内气体初始温度 t2 t1 60 贮气耀内气体最终温度 t 30 气动系统的耗气量 Q实 37Nm min 其余参数同前 2 4 2 贮气罐中析出饱和水的计算 贮气罐内气体压力 P2 P1 8bar t2 60 压缩空气的相刘湿度 罐 压后 按下式计算 压后 罐 压前 0 PP PP 0 压前压后 压后压前 式中 压前 自由状态空气的相对湿度 压前 70 P0压前 当 P0压前 P0 1bar 绝压 时空气中饱和水蒸气的分 压 由湿空气表查得 P0压前 29 8mbar 绝对 P0压后 在 P0压后 8mbar 绝压 t2 60 时饱和空气中水蒸 气分压 由湿空气表查得 P0压后 199mbar 绝压 将各参数代入得贮气罐内压缩空气的相对湿度 压后 罐 0 7 83 8 199 8 29 1 8 可见入罐时压缩空气中的水蒸气尚未饱和 当温度从 60 冷却到 30 之前 压缩空气达到露点而析出水分 温度降至 30 时贮气罐内 析出的水量为压缩前空气所含水量 G0减去压缩空气降至 30 后可能含 有的最大水量 G3 G水 G0 G3 0饱和 0 V0 3饱和 3 V3 式中 0饱和 3饱和 压缩前及压缩后 30 下饱和蒸气之密度 g m3 查湿度表分别 21 77 及 30 37g m3 0 3 分别为压缩前及压缩后降到 30 的空气湿度 分 别为 0 7 及 1 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 34 V0 V3 分别为压缩前及压缩后降到 30 的空气流量 V0 7 37Nm3 min V3 003 30 PVT PT 0 94m3 min 将数值代入上式得贮气罐中每分钟析出水量 G 水 112 31 28 56 83 75g min 5 025kg h 即每小时贮气耀中要析出 5 025kg 水 2 5 水分和油的清除 压缩空气会经常析出水分 析出的量随空气的相对湿度而变 为了 排除这些水分 必须设置集水罐和排水阀 目前常用的压缩空气干燥装置有吸附剂干燥装置及冷冻干燥装置两 种 冷冻干燥装置是利用制冷设备使压缩空气冷却到一定温度 析出 部分水分 从而达到所需干燥度 这种装置适宜于压缩空气流量大 工作压力较低 干燥要求不高的情况 干燥后的压缩空气的露点因干燥剂不同而异 用粒状氯化钙为干燥 剂露点为 14 而用分子筛 压缩空气露点可达 50 可以满足工 业使用的要求 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 35 第 3 章 设备选型 3 1 空压机的选择 本设计采用微油螺杆式压缩机具有运转性能可靠 易损件少 振动 小 噪音低 效率高的特点 在压缩过程中 压缩机凭借其自身所产 生的压力差 不断向压缩室及轴承喷入润滑油 润滑油主要有三个作 用 1 润滑作用 润滑油可以在转于之间形成油膜 避免了转子间的 接触减少摩擦 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 36 2 密封作用 润滑油产生的油膜能对压缩空气起到密封作用 提 高了压缩机的容积效率 3 冷却作用 由于润滑油吸收了大量的压缩热 使压缩过程接近 于等温压缩 降低了压缩机的比功率 另外 润滑油还能降低高频压缩所产生的噪音 本设计采用苏州工业园区宝德机电有限公司的空压机设备 型号 L 10 7 有油式空压机 台数 3 台 排气量 3Nm min 排气压力 8bar 轴功率 19kW 3 2 贮气罐的选择 为保证压缩空气流量的连续性 减小气源输出压力的波动 稳定输 出压力 需要装置贮气罐 型号 KWD 10N 容积 10m3 最大承受压力 10br 设计压力 15bar 压力损失 0 005Mpa 接口管径 DN80 工作温度 5 65 外形尺寸 mm 160 400 2000 3 3 油水分离器的选择 油水分离器是通过消化吸收国内外压缩空气油水分离器的先进技术 开发研制出来的 其内部同时采用直接拦截 惯性碰撞 布朗扩散及 凝聚等机理 能有效地去除空气中的水 油雾 尘埃 内部不锈钢丝 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 37 网可清洗 使用寿命长 该机特点 结构设计合理 便于维护 检修 滤芯使用寿命长 本设计采用杭州科林气源设备有限公司的设备 以下设备均是 型号 KWF 12N 台数 1 台 处理量 13Nm min 接口管径 DN80 过滤孔径 5UM 滤油精度 10PPM 工作压力范围 0 2 1 0Mpa 压力损失 0 005Mpa 工作温度 5 65 除水率 液态水 99 外形尺寸 mm 159 340 1200 3 4 除油器的选择 该系列设备是以超细玻璃纤维为主体滤材 采用旋转分离 预过滤 器和凝聚式精滤三级净化 与有油润滑压缩机配套使用时 可获得含 油量低于无油量润滑空气压缩机的气质水平 而且具有相当高的除尘 过滤精度及一定的脱湿干燥能力 广泛用于气动控制 气动仪表 气 动元件及化工 轻工 电讯 石油 医药 纺织 冶金 食品 喷漆 橡胶等行业 特点 结构设计合理 便于维护 检修 采用进口滤芯 除油效率 高 使用寿命长 型号 KGY 1N 空气处理量 1 5m min 进气压力 0 4 1 0Mpa 进气温度 0 50 初始压降 0 02MPa 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 38 出口气体含油量 0 1 0 001ppm 直径 780mm 高 150mm 设备净重 56Kg 空气接管口径尺寸 ZG1 3 5 后冷却器 水冷却 的选择 经穿压机压缩后的空气 不仅含有大量的水分 油污 粉尘等杂 质 而且温度非常高 特别是往复式空压机和螺杆式空压机 常常超 出后处理设备的运行条件 KLF 系列后部冷却器的使用效果受环境温度 较大 在选型时 应充分考虑当地最高环境温度与相对湿度 安装时 无需基础 运行成本低 使用寿命长采用了新颖的管束结构 以水作 为冷却介质 精心设计 确保高温压缩空气能有效地冷却到指定温度 具有结构紧凑 占地面积小等特点 尤其适用高温 高湿 重尘环境 型号 KLW 1N 空气处理量 1 5m min 工作压力 管 壳 1 0 0 4MPa 设计压力 管 壳 1 0 1 5MPa 最高进气温度 160 冷水 出口空气温度 42 进水温度 32 排水温度 40 环境温度最高 40 风冷 筒径 108mm 高 1180mm 换热面积 1 33m3 3 6 冷却干燥机的选择 齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸齐齐哈尔大学毕业设计 论文 用纸 39 低露点压缩空气干燥机的干燥流程 与现有冷干机 吸干机 冷干 机与吸干机外接和内接方式均有所不同 因此有很高的技术性 由压 缩机后冷却器出来的湿热空气 首先在预冷回热器与吸干机出来的低 温干燥的压缩空气进行热交换 降温后进一步冷却 大部分水蒸汽已 成液态水由排水管排出 此含水量及少的压缩空气进入吸附桶内 被 进一步干燥除去水至露点温度符合要求 最后低温干燥的压缩空气进 入预冷回热器去冷却高温高湿的进口压缩空气 同时本身温度也升高 防止了输气管外壁结露 且升温后的一部分压缩空气作为吸附剂的再 生气体 技术参数 进气压力 0 4 1 0mpa 初始压降 0 05mpa 空气入口温度 45 低温型 或 80 高温型 空气干燥度 常压露点 70 再生气耗量 3