北京化工大学东区中水站认知实习报告.doc

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认识实习报告

认识实习报告

学院：

化学工程学院

专业：

化学工程与工艺

姓名：

学号：

指导老师：

前言

认识实习是本科学生教学过程中的一个实践性教学环节，其目的是通过参观工厂和企业或生产场所，通过教师和工程技术人员的当堂授课以及工人师傅们的现场现身说法全面而详细地了解相关工艺过程。

一、实习目的 

本次实习将所学的理论知识与实践结合起来，培养勇于探索的创新精神、提高动手能力，加强社会活动能力，严肃认真的学习态度，加深对化工原理的理解和把握，初步对化工生产过程有一个简单的认识。

通过实习，巩固在课堂上学的理论知识，启发我们积极动手，学练结合，加深我们对专业的认识，对社会的了解，积累人生阅历，为我们后期的专业学习职业规划做些铺垫。

二、实习内容

（一）理论学习

1、学习时间：

2010年11月13日8点—12点。

2、学习内容：

（1）化工基本设备：

离心泵：

离心泵主要介绍了磁力离心泵、普通型屏蔽泵和高速离心泵。

磁力离心泵，通常由电动机，磁力偶合器和耐腐蚀离心泵组成。

特点是利用磁力偶合器传递动力，完全无泄漏，当电动机带动磁力偶合器的外磁钢旋转时，磁力线穿过问隙和隔离套，作用于内磁钢上，使泵转子与电动机同步旋转，无机械接触地传递扭矩。

在泵轴的动力输入端，由于液体被封闭在静止的隔离套内，没有动密封因而完全无泄漏。

普通型屏蔽泵是一种无泄漏泵的一种，用于输送具有腐蚀性的、对人有害的（如剧毒，放射性）、易燃易爆及价格昂贵或其它特殊的液体。

电动机与泵制成一体。

电动机内腔与转子外圆分别嵌装屏蔽套，两套之间充满所输送的液体。

高速离心泵具有输送介质流量小、扬程高和结构紧凑等优点，在石油化工，制药和电力等流程工业及航天事业中应用广泛。

列管式换热器：

列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。

它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。

所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。

在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。

列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温差补偿结构来分，主要有以下几种：

1．固定管板式换热器：

这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。

2．浮头式换热器：

换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上连接一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。

其优点是：

管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不变壳体约束，因而当两种换热器介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。

其缺点为结构复杂，造价高。

3．填料函式换热器：

这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也比浮头式低。

但壳程内介质有外漏的可能，壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。

　　4．U型管式换热器：

U形管式换热器，每根管子都弯成U形，两端固定在同一块管板上，每根管子皆可自由伸缩，从而解决热补偿问题。

管程至少为两程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨胀。

其缺点是管子内壁清洗困难，管子更换困难，管板上排列的管子少。

优点是结构简单，质量轻，适用于高温高压条件。

填料：

填料泛指被填充于其他物体中的物料。

在化学工程中，填料指装于填充塔内的惰性固体物料。

填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。

散装填料包括：

拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍填料、矩鞍填料、金属环矩鞍填料、球形填料；规整填料包括格栅填料和波纹填料。

（2）合成氨反应：

氨的用途：

1、氨是氮肥的工业原料。

2、氨是化学工业的重要原料，广泛用于无机化工、有机化工、制药工业、化纤工业、国防工业等。

3、工业中常用的冷冻剂。

合成氨的工艺流程

（1）原料：

焦炭、煤、天然气、炼厂气、石脑油、重油等。

（2）原料气制备：

将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。

对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。

（3）脱硫工序：

各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。

工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗法、聚乙二醇二甲醚法等。

（4）变换工序：

合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。

变换反应如下：

　　CO+H2O→H2+CO2ΔH=-41.2kJ/mol

由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。

第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。

因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。

（5）酸脱工序：

粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。

CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。

因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。

一般采用溶液吸收法脱除CO2。

根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。

一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法，聚乙二醇二甲醚法，碳酸丙烯酯法。

一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化MDEA法等。

（6）气体精制：

经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。

为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3（体积分数）。

因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。

（7）压缩与合成：

将原料气进行压缩，送入合成塔进行反应，最终得到氨。

（3）北京化工大学东区中水站基本概况：

北京化工大学东校区中水站于2005年6月建成，总投资近215万元，其中包括土建费外线改造费150万元，处理工程与设备65万元，建筑面积306平方米，设计能力为日生产中水400吨。

2005年7月通过北京市节约用水管理中心验收合格后投入使用。

　　中水站处理工程采用了高效生物膜和高级氧化结合的技术。

移动床生物膜反应器净化水质的原理是基于高效生物膜降解，沉淀技术。

处理过程中不需要添加絮凝剂，利用钾基自由基活性氧的氧化性能进行后处理，污泥量少，出水水质稳定，消毒后的中水含有微量的钾元素，可作为叶面肥使用，实现了中水处理的清洁生产工艺。

　　基本流程为：

污水由污水控制口进入调节池中，经过溶氧之后进入反应器中进行反应，再由泵抽至过滤罐中，经二氧化硅和活性炭的吸附后进入活性氧消毒机中，消毒结束后的水进入中水池，这样就得到了中水。

　　运行结果证明，生物和高级氧化的结合技术对水体中的COD,NH3-N,总氮，总磷，TDS,阴离子表面活性剂均有良好的去除效果，工程出水经几次抽测均达到《城市杂用水水质标准》。

　　以生物膜法为基础的高效生物介质——米字支撑的聚乙烯环是该中心的具有极高处理效率的一种微生物水处理技术工具。

其具有众多的特点，如生物介质比表面积大，使用寿命20年不更换，载体表面微生物食物链长。

传质效果好，处理效率高，水力停留时间短，污泥产生量少，无堵塞，无需反冲洗。

动力消耗少，运行费用低。

中水处理中心的日常运转一般只需要考虑用电和制备氧化消毒剂的费用。

节能是该处理中心的一大特色，如安装了两个泵，在用水高峰期时采用大泵抽水，用水地峰期时采用小泵抽水，这样可以有效地将用电成本降下来。

由于采用计算机数据采集与控制，无人操作，可实现远程全过程监控，因而该中水处理工程具有运行成本低的特点。

水站每年为东校区提供10万余吨的中水，用于校园绿化和冲厕，年节约水费40多万元，实现经济效益和社会效益的兼收。

（二）参观工程楼实验室

1、实习时间：

2010年11月13日16点—17点。

2、参观简介：

我们共参观了精馏、传热、吸收和干燥四个实验室，其中老师对精馏进行了较为详细的讲解说明。

蒸汽由蒸馏塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发（低沸点）组分不断地向蒸汽中转移，蒸汽中的难挥发（高沸点）组分不断地向下降液中转移，蒸汽愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。

由塔顶上升的蒸汽进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。

塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸汽返回塔中，另一部分液体作为残液取出。

我们还看到了早上理论课上讲到的一些填料和塔板。

传热也是化工生产中的一个重要的单元操作,传热设备在化工厂设备投资中占有很大比例.约1/4---1/3.工业上用于传热过程的基本设备称为换热器.在化工生产中,最常见的是两流体间的热交换，而且多是间壁式换热,两流体不接触,不混合。

冷热两流体在传热是被固体壁面（传热面）所隔开,两流体分别在壁画两侧流动，典型的换热器有套管式换热器和列管式换热器.最简单的套管换热由直径不同的两根同心管套在一起构成。

吸收塔是实现吸收操作的设备。

按气液相接触形态分为三类。

第一类是气体以气泡形态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、搅拌鼓泡吸收塔；第二类是液体以液滴状分散在气相中的喷射器、文氏管、喷雾塔；第三类为液体以膜状运动与气相进行接触的填料吸收塔和降膜吸收塔。

塔内气液两相的流动方式可以逆流也可并流。

通常采用逆流操作，吸收剂以塔顶加入自上而下流动，与从下向上流动的气体接触，吸收了吸收质的液体从塔底排出，净化后的气体从塔顶排出。

通过参观学习，大致了解了实验设备及其工业上的应用，对化学工程与工艺有了进一步的认识。

（三）参观北京化工大学东区中水站

1、实习时间：

2010年11月14日10点—11点。

2、设备：

泵与风机类：

容器类：

主要设备：

3、处理工艺：

中水站处理工程采用了高效生物膜和高级氧化结合的技术。

移动床生物膜反应器净化水质的原理是基于高效生物降解、沉淀技术。

反应器内装填的无阻塞、具有大比表面积的填料始终处于流态化，极大的优化了生物传质过程，水力停留时间缩短到2-4小时，大大提高了反应效率。

处理过程中不需要添加絮凝剂，利用甲基自由基活性氧的氧化性能进行后处理，污泥量少，出水水质稳定，消毒后的中水中含有微量钾元素，可作为叶面肥使用，实现了中水的清洁生产工艺。

4、工艺流程：

来自学生公寓1-4号楼和男生浴池及洗衣房的污水进入污水池，经过粗过滤和毛发过滤器，滤去较大的废物和毛发，进入三个串联的MBBR反应器进行，除去污水中的有机物，经过沉降，然后进入过滤罐进行过滤，污水上进下出，洗水下进上出，间歇式完成过滤冲洗，滤液从过滤器流出后经活性氧消毒剂消毒，最后进入中水池，供学校浇花和冲厕所。

5、过滤罐过滤冲洗路径：

过滤时，阀门3、4、5关闭，污水流经阀门2进入过滤罐，过滤后滤液由阀门1流入下一设备。

冲洗时，阀门1、2、5关闭，自来水流经阀门3进入过滤罐自下而上冲洗滤饼，洗水再流经阀门4排出。

阀门5自始至终关闭，当设备出现故障或是其他问题时起作用。

6、MBBR反应器简介：

MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。

由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混