年产600吨氮化铝粉体工厂设计.ppt

前期调研 制备方法及工艺选择 车间布置及技术经济 物料衡算及设备选择 前期调研 制备方法及工艺选择 车间布置及技术经济 物料衡算及设备选择 1 引言 绝缘材料 散热基片 耐热材料 工具陶瓷 压电元件 热交换材料 2 氮化铝的结构 性能及用途 氮化铝晶体属于六方晶系 具有纤锌矿结构 晶胞分子数Z 6 氮与铝的配位数为4 具有原子量小 结构简单 简谐性好等特点 3 氮化铝的市场需求及生产量 市场需求量 统计资料表明 随着电子行业的飞速发展及其应用范围的不断扩大 氮化铝市场需求量年平均增长率高达70 预计将达到130亿美元 供不应求 制备工艺及工艺选择 前期调研 物料衡算及设备选择 工厂布置及技术经济 4 制备方法 铝粉直接氮化法就是将铝粉在高温氮气中直接化合生成氮化铝的过程 其反应方程式为 2Al N2 AlN 碳热还原法是将氧化铝粉和碳粉混合均匀后在氮气中加热获得氮化铝的方法 反应方程式为 3Al2O3 3C N2 2AlN 3CO 5 制备方法 化学气相沉积法是采用无机物 氯化铝 或有机物 烷基铝 为原料 与氨气反应生成AIN的过程 反应方程式分别为 AlC13 NH3 A1N 3HClAl C2H5 3 NH3 A1N 3C2H6 自蔓延高温合成法实质就是铝粉的直接氮化 它充分利用了铝粉直接氮化为强放热反应的特点 将铝粉于氮气中点燃后 利用与之间的高化学反应热使反应自行维持下去合成 6 氮化铝生产方法优缺点比较 7 碳热还原法 碳热还原法分为两步 第一步Al2O3 3C 2Al 3CO第二步2Al N2 2AlN工艺流程图如下 氮化铝粉体 碳粉 筛分 氮化 除碳 球磨 筛分 检验 通氮气 通空气 球磨 包装 配比 制备方法及工艺选择 前期调研 物料衡算及设备选择 工厂布置及技术经济 8 物料衡算 质量 氧化铝949t碳粉475t氮气8 0 103L 3Al2O3 3C N2 2AlN 3CO27 2 16 32 27 14 X600tX 746 34t 氮化铝600t 原料 氧化铝 氮气以及碳粉配比 氧化铝 碳粉 2 1氮气流量 1 5L min 现有球磨机一览表 以球磨机选择为例 设备选则 通过对三台球磨机比较 型号为1800 2000的球磨机处理量最大 出料粒度更细 价格最便宜 选择球磨机1 理论台数 每天总处理量 每台球磨机的处理量 4661 1 3 5 1500 10 9台实际台数 1 4 理论球磨机台数 1 4 10 9 15 26台 故取16台为宜 设备一览表 前期调研 制备工艺及工艺选择 工厂布置及技术经济 物料衡算及设备选择 工厂车间 车间布置 拟定设备与墙之间距离取1 5m 设备之间长度安全距离取2m 宽度距取1 5m 球磨机以及振动筛分三排布置 每排七台设备 故原料车间的长度为1 5 3 2 6 3 1 5 36m 宽度为1 5 4 1 5 2 4 1 5 18m 故设备部分车间尺寸为长36m 宽18m 面积为648m2 原料车间 车间面积一览表 车间分布图 技术经济 技术经济一览表 经济效果评价 经济效果评价主要包括投资回收率以及投资回收期两个指标 投资回收率为净收入与总投资之比 投资回收期为将投产开始投资的全部资金回收所要的年数 计算如下 投资回收率 年净收入