年产量25万吨绿色啤酒瓶原料车间的工艺设计成都理工大学材化院.docx

1、年产量25万吨绿色啤酒瓶原料车间的工艺设计成都理工大学材化院目 录一、总论 51.1 设计依据与设计原则 51.2 设计内容及要求 6二、配料计算 62.1 计算依据 62.2 配料参数的确定 72.3 配料计算 72.4 配料表 9三、总工艺计算 103.1 主要技术指标的确定 103.2 总工艺计算 11四、原料车间工艺方案及工艺布置的确定 134.1 原料车间的设计原则 134.2 工艺方案 13五、原料处理工艺流程 155.1 原料处理系统的确定 155.2 总生产工艺流程图 16六、主要厂房的设计与计算 176.1 粉库计算 176.2 粉库安排 17七、主要设备选型与计算 207.

2、1 装运设备 207.2 配料工段 20参考文献 22课程设计（工厂设计）任务书设计题目：绿色啤酒瓶厂原料车间工艺设计一、产品名称：绿色啤酒瓶厂二、年产量：2.5万吨三、玻璃成分表 1 成分SiO2Al2O3CaOMgONa2O+ K2OFe2O3Cr2O3MnO2含量%68.853.658.482.5615.700.600.070.094、原料化学成分表2 原料成分表硅砂白云石纯碱芒硝长石方解石SiO298.204.0067.222.60Al2O30.730.4017.570.40CaO0.1531.0054.00MgO0.0121.200.430.94Na2O0.2358.0741.421

3、3.91Fe2O30.170.190.290.13损失量含水量五、要求完成的主要任务课程设计成果由设计说明书和图纸二部分组成。1设计图纸设计图纸是用工程语言表达设计思想的一种成果，应遵循国家有关工艺设计技术规定，要求流程及布置合理。图纸内容与说明书吻合，几个视图相互对应。图纸上应做到清晰、美观、正确，图面线条及各种表示方法均应符合制图规定和国家标准。建筑物的结构形式与构件尺寸亦应符合土建的一般要求。一般工厂总平面图可采用1:500，1:1000比例尺； 生产车间平面布置图及切面图、热工设备结构图则用1:50，1:100，1:200比例，如要采用其他比例理亦应按工程制图规定的常用比例尺。课程设计

4、工作量平面图2-3张，剖面图2张（1号图纸），其中可包括设计车间平面布置图、立面图。生产流程图可附在设计说明书中，不必另行绘制。2课程设计说明书课程设计说明书是一份带有叙述性和论证性的文件，用以说明设计依据和意图，简述设计的结果。设计说明书应做到论证严密，内容确切，主次分明，文字流畅，字迹清楚，版面整洁。一、总论1.1 设计依据与设计原则1.1.1 设计依据（a）玻璃瓶行业现状和发展趋势目前，在玻璃瓶行业中，行列式制瓶机生产线正在向多组段、多滴料方向发展，国际上十组及十组以上双滴料制瓶机占有较大比例，而且多为电子定时控制。国内玻璃机械行业中行列式制瓶机仍以六组单滴行列机为主，而且大多数为机械转

5、鼓配时，机械传动，效率很低。当今世界充满着挑战与机遇，日用玻璃瓶机械行业同样面临着考验与选择，日用玻璃瓶机械行业该如何做好迎接挑战的准备这是应值得深思的问题。 从国际市场来看，瓶罐玻璃制品作为食品、饮料、医药、日化、文教、科研等行业和部门的配套用包装瓶，范围大，用量广，是不可缺少的包装容器。然而，我国与国际人均包装瓶消费量存在很大差距，即使到2010年实现总产量达到1320万吨，仍与国际消费水平存在一定距离。因此，瓶罐玻璃制品有很大的发展前景，随之而来的便是日用玻璃瓶机械行业的发展。随着玻璃瓶制品工业的发展，玻璃厂将逐步向集团化生产方式发展，形成规模生产能力，电子定时控制的十组及十组以上双滴料

6、制瓶机生产线将面临较大的市场需求。国内一些具有十万吨以上能力的大型玻璃厂和玻璃集团公司，如广东、上海、蚌埠、青岛等玻璃厂选用的设备大都是十组双滴机生产线，全部从国外引进。初步预测，国内对十组机及十组以上制瓶生产线的年需求将会大大增加。（b）成都理工大学课程设计任务书。 1.1.2 设计原则（a）保证产品质量，提高产品档次；（b）节约投资，保证经济效益；（c）节约能源；（d）注意改善工人工作条件，降低工人劳动强度；（e）设计过程中严格执行国家方针、政策、标准和规范。1.2 设计内容及要求以砂岩、长石、白云石，方解石等为主要原料，设计一年产2.5 万吨酒瓶工厂原料车间，其它生产车间暂不涉及。主要设

7、计内容：（a）配料计算（b）总工艺计算（c）主要设备选型（d）原料车间工艺布置。主要设计成果： 设计说明书1份，平面图2-3张，剖面图2张。二、配料计算2.1 计算依据 （1）建设规模 : 年产2.5万吨酒瓶工厂原料车间工艺设计。（2）玻璃成分 : 玻璃成分见表设计任务书。（3）原料化学组成 : 原料化学组成见设计任务书。2.2 配料参数的确定 纯碱挥效率 1.6， 碳粉含率 4.0碎玻璃掺入率 20， 芒硝含率 5.0 计算基础 100公斤玻璃液 计算精度 0.0012.3 配料计算 Cr2O3由重铬酸钾引入，重铬酸钾中Cr2O3含量为0.5172，,Na2O含量为0.3214. 重铬酸钾质

8、量为：0.07/0.5172=0.14kg.由其引入的Na2O质量:0.14x0.3214=0.04kg.2.3.1 纯碱和芒硝用量的计算设芒硝引入量为x公斤，根据芒硝含率得下式： X0.4142/15.7=5% x=1.895kg则由芒硝引入的氧化钠（kg）为：1.8950.4142=0.785 kg则由芒硝引入的各氧化物量（kg）为：原料SiO2Al2O3CaOMgONa2O纯碱12.019芒硝0.785纯碱用量：（15.7 - 0.79）/ 0.5807 = 25.68 kg2.3.2 硅砂与砂岩用量的计算设硅砂用量为x公斤，砂岩用量为y公斤，则0.982x0.6722y 68.850.

9、0073x0.1757y 3.65 解得：x 57.527 kg y18.3839kg由硅砂和砂岩引入的各氧化物见下表：原料SiO2Al2O3CaOMgONa2O硅砂56.4920.4110.0860.0060.132砂岩12.3853.2300.0792.5572.3.3 白云石和方解石用量的计算设白云石用量为：x公斤，方解石用量为y公斤，则0.31x0.54y 8.48-0.086 = 8.3940.212x 2.56 - 0.006 - 0.079 = 2.475 解得：x= 11.675 kg y = 8.842 kg由白云石和方解石引入的各氧化物的量（kg）为：原料SiO2Al2O3

10、CaOMgONa2O白云石0.4670.0473.6192.475方解石0.2300.0354.7750.0832.3.4 校正纯碱用量和挥发量纯碱用量为25.68kg，设挥散量为x kg ， 则：X/（x+25.68）=0.016 x=0.418kg2.3.5 校正硅砂和砂岩用量设硅砂用量为x公斤，砂岩用量为y公斤，则0.982x0.6722y 68.85-0.0476-0.192-0.015=68.1760.0073x0.1757y 3.65-0.047-0.030-0.010=3.563 解得：x=57.170 y=17.9042.4 配料表把上述计算结果汇总成原料用量表表2-3 玻璃瓶

11、配料表100kg玻璃液所需原料百分数各种原料引入氧化物含量SiO2Al2O3CaOMgONa2OFe2O3SiO3砂岩57.1746.80556.4920.4110.0860.0060.1320.098长石17.90414.65712.3853.2300.0792.5570.0519白云石11.6759.5580.4670.0473.6192.4750.022方解石7.4036.060.2300.0354.7750.0830.010纯碱25.6821.02412.032纯碱挥散量0.4180.342芒硝1.8951.550.033煤粉合计122.145100设计成分考虑到烧失率及含水量，实际配

12、料需修正如下表:表2-4原料100kg玻璃液需原料（kg）损失率（%）干基（kg）含水量（%）湿基（kg）百分率（%）硅砂57.170.357.342560.36044.104硅砂粉17.90417.904218.27013.349白云石11.67542.9820.475120.68215.112方解石7.40346.0013.709113.84810.118纯碱25.6820.720121.14315.449芒硝0.4183.792.12422.1671.583重络酸钾0.3870.3870.50.3890.284注：Cr2O3、MnO2的原料在混合机房直接称取混合，不计入配料，也不占用粉库

13、。三 总工艺计算物料衡算的目的：计算各种原料的需要量以及从原料进厂至成品出厂各工序所需处理的物料量，作为工厂原料需要量，运输量，工艺设备选型计算的依据根据玻璃组成和所用的化学组成来进行配料计算。在计算中。应该认为在加热的过程中全部分解逸出，而分解后的氧化物则全部转入玻璃组成中去。随着对制品质量要求不断的提高，必须考虑会影响玻璃组成的各种因素。例如，耐火材料的侵蚀，原料的飞料损失以及玻璃的组成等。因而在配料计算时，应对某些组成作适当的增件和修正，以保证设计组成尽如期望而实现。3.1 主要技术经济指标的确定 本次主要设计规格尺寸为300ml ,350ml ,640ml 的啤酒瓶，计划年产量为2.5

14、万吨。产品比例：300ml占35% ,350ml占25% ,640ml占40%。确定主要技术经济指标:(1) 行列机选择与数量确定300ml 70个/min350ml 65个 /min640ml 55个/min(2) 年工作制度制瓶机中检修停产天数：14天（每年2次，每次7天）；制瓶机中检修停产天数：12天（每月3次，每次8小时）；制瓶机其他原因停产天数：4天；窑炉检修考虑平均每年25天。共计：365-55=310天(3) 容重比300mL 0.85350ml 0.80640mL 0.753.2 总工艺计算（物料衡算后得到原料消耗表）3.2.1 行列机的选择与数量确定 选择六组双滴料行列机，机

15、速已知，合格率为85%，年工作日为310天。容重比=酒瓶质重量/满口容量满口容量=规格尺寸+30ml啤酒瓶重量计算如下： 300mL (300+30)0.85=280.50 (t) 350ml (350+30)0.80=304.44 (t) 640mL (640+30)0.75=502.5 (t)根据啤酒瓶重量，计算每台行列机的年产量： 300mL 280.57060243100.8510.6=7450.340 (t/a) 350ml 304.006560243100.8510.6=7497.734 (t/a)640mL 502.505560243100.8510.6=10486.773 (t

16、/a)产品比例：300ml35%，350ml25%，640ml40%，所以，每台行列机的年总量为：0.357450.304+0.257497.734+0.410486.773=8676.749 (t/a)行列机台数：25000/8676.749=2.881（台），取3台3.2.2 玻璃成品产量计算3-1 成品比例表成品品种百分率（%）年产量（t/a）300ml358750350ml256250640ml4010000完成各类产品需要生产天数： 300mL 8750/(7450.3403/310)=121.360 (d) 工作日比例 0.397 350ml 6250/(7497.7343/310

17、)=86.137 (d) 工作日比例 0.281640mL 10000/(10486.7733/310)=98.537 (d) 工作日比例 0.322合计：306.034天310天，所以能完成任务各种规格啤酒瓶全年平均生产天数： 300mL 3100.517=122.932(d) 350ml 3100.313=87.253 (d)640mL 3100.358=99.814 (d)计算产量：300mL 98.346(7450.3403/310)=8863.394(t/a) 350ml 96.984(7497.7343/310)=6330.996 (t/a) 640mL 110.904(10486

18、.7733/310)=10129.593 (t/a) 产量汇总表3-2 产品规格300350640年总产量（t/a）年产量（t/a）8863.3946330.99610129.59325323.9843.2.3 碎玻璃量计算生成碎玻璃量：25323.9841-0.85(1-0.005)=3906.224(t/a)碎玻璃损失量：3906.2240.005=19.531(t/a)碎玻璃回收量：3906.224-19.531=3886.693（t/a）需由配合料熔成的玻璃液量：26323.984-3886.693=21437.290（t/a）3.2.4 原料消耗计算料熔成率：100/136.859=

19、0.731配合料平均需要量：69.153/0.731=94.600(t/d)经物料衡算后所得原料消耗表如下表3-3：3-3 原料消耗表原料百分数原料日需量IL(%)干基（t）含水率（%）湿基（t）砂岩46.80546.1050.3046.244548.737长石14.65714.43914.439215.263白云石9.5589.41642.9816.51319.953方解石6.065.97046.0011.05616.311纯碱21.02416.71016.710117.664芒硝1.551.6483.791.71321.742合计1003.2.5配料单计算混合机机型选择QH1250强制式混

20、合机。混合机混合量：1250*1.2=1500（kg 干基）每次称量为（湿基）：硅砂：769.532白云石：150.803纯碱：270.367芒硝：26.663长石：233.617方解石：95.621煤粉：0.009重铬酸钾:4.975料单如表3-4：表3-4原料硅砂白云石纯碱芒硝长石方解石煤粉重铬酸钾MnO2总计称量量（kg）769.53150.80270.3726.669233.6295.6210.0095.104.981551.588水分为：1551.588-1500=51.588kg设定配合料含水率为4%，则理论含水量：1500*4%=60kg所以加水量为:60-51.588=8.41

21、2。四、原料车间工艺方案及工艺布置的确定4.1 原料车间的设计原则（a）保证产品质量，提高产品档次；（b）节约投资，保证经济效益；（c）节约能源；（d）注意改善工人工作条件，降低工人劳动强度；（e）设计过程中严格执行国家方针、政策、标准和规范。4.2 工艺方案4.2.1 原料的储存方式 由于硅砂为合格颗粒进厂，其中有少量泥块，草皮等；百云石、方解石、长石、纯碱、芒硝均为粉料进厂；煤粉，碎玻璃为本厂所得。 考虑到纯碱和芒硝、碳粉容易吸湿受潮，所以采用物料堆棚，这样可以避免受风雨的影响，有利于控制物料水分。 对于硅砂和白云石、方解石、长石等，考虑大环境保护的因素，选用圆库来储存。圆库储存有效利用率

22、高，占地面积小，密闭性好，扬尘较易处理，易于机械化、自动化操作。 原料进厂后，在圆库之间用平面摇筛进行筛分，除去杂物，筛上物丢弃，筛下物运入斗式提升机。4.2.2 粉库的布置 本设计中的粉库包括硅砂粉库、长石粉库、白云石、方解石粉库、纯碱粉库、芒硝粉库。 一般粉库的布置方式有两种，排库和塔库。排库的布置特点是配料线呈一字排开 ,厂房低 ,地坑浅 ,对地质情况的要求不高 ,单方工程造价较低。一般采用单料单秤并且多数电子秤采用减量法 ,但占地面积较大。塔库的布置特点是配料线集中成塔型布置 ,厂房高 ,地坑深 ,对地质情况要求较高 ,单方工程造价也较高。一般采用多料累积称量 ,占地面积较小。从其使用

23、效果来看 ,一般二者均能满足玻璃生产对配料的要求。但在具体的方案设计与选择过程中 ,应该考虑的因素主要有地质情况、配料精度、环境保护、场地大小、发展余地、(上料 )设备使用维护及操作习惯等，采用排库方式来进行布置。4.2.3 混合机的安放标高 混合机安放方式一般有低放式和高仿式两种，在本设计中，混合机放置于混合房二楼，即采用高放式安置方式。4.2.4 碎玻璃 碎玻璃是由本厂所得，在混合车间直接加入。4.2.5 配合料的输送方式 输送配合料的设备有振动输送机ZSS-G-32400、活动溜管（REP-40）、单元料罐、斗式提升机(TH、HL型环链)。皮带输送机存在分料现象，但不严重；斗式提升机，在

24、固定的轨道上运输，运行平稳，但窑头料仓中卸料时会产生飞料及分层现象；单元料罐多用单轨电葫芦做垂直和水平输送，不但运行平稳，而且还可以作为贮存原料的容器，分层少，是中小型工厂广泛采用的一种设备。4.2.6 厂房的平面布置玻璃厂总平面布置是玻璃厂设计的主要组成部分之一。在设计中必须全面贯彻国家各方面方针政策。全面地、辫证地对待工厂企业中各项设施的要求。力求使工厂布置合理，力争造符合该企业生产工艺特性的统一的建筑群体，使工厂多快好省地建成投产，并创造良好的生产经营管理条件。设计中除遵循一般工厂总平面布置原则外，还必须结合玻璃工厂的特点。(1） 玻璃工厂总平面布置必须遵循一般工厂设计的原则，满足生产工

25、艺流程的合理性。(2）玻璃工厂多位于城市或近郊地区，建筑物、构筑物布置一般采用区带形式，竖向布置一般采用连续式系统，因此，厂区布置必须紧凑，切实注意节约用地，少占或不占良田，采取合并建筑，集中布置等各种措施。厂区布置必须符合城市规划的要求。(3）应将原料车间、熔制联合车间、成品库紧接布置，使生产作业连续、顺直及短捷，以改善熔化质量、减少玻璃半成品搬运距离，应使玻璃成品能直接装车外运，以减少装卸环节，减少玻璃破损。辅助设施要合理配置，保证不间断输送，达到简化生产、运输、装卸过程，节省劳动力，提高机械化水平，节省动力，减少设备损耗，降低生产成本的目的。（4）玻璃工厂熔制车间属于高温生产车间，应布置

26、在较为开阔、通风的地段。（5）玻璃工厂原料车间、熔制车间荷重较大，地下建筑物多而深，沉陷量要求小而均匀。（6）玻璃工厂总平面布置应力争将近期建设和远期发展相结合，要有利于挖潜改造。五、原料处理工艺流程5.1 砂岩处理系统的确定（含筛分、提升）（1）硅砂为合格颗粒进厂，考虑其中常有泥块，草皮等，建议用平面摇筛在堆场进行。（2）白云石、方解石、长石均为合格粉料进厂，加强进厂检测。（3）纯碱芒硝粉料进厂，考虑易吸湿结块，因此筛分后筛上物进笼形碾破碎后再返回筛上。（4）煤粉为本厂所得，直接经斗式提升机进粉库。（5）碎玻璃由本厂所得，经破碎后，洗涤，风干进入料仓后，加入配合料输送皮带上。5.2 总生产工

27、艺流程图 砂岩直接购买外面的块料，经过颚破，对辊破碎机后筛分进入料仓，白云石、方解石购回块状经过破碎和粉磨，筛分后进入料仓，纯碱购买的有粉料和块状的，块状的经过颚破，筛分后进入料仓，芒硝购买的块状的回来经过笼形碾破碎后筛分进入料仓，碎玻璃由本厂所得，经破碎后，洗涤，风干进入料仓图示如下：六、主要厂房的设计与计算6.1 粉库的计算表6-1 粉库计算参数表原料原料日需要量(t/d)物料容重(t/m3)自然安息角硅砂48.6781.45032长石14.7331.60032白云石16.6791.60032方解石11.1681.53030纯碱17.0510.61030芒硝1.7480.98030粉料储存一般以用料最大的原料可使用1.5-2天为依据.硅砂用量最大,按其进行计算:硅砂消耗量为48.678t/d,设储存时间为2天,则储存量为:48.678*2=97.356天设堆积系数为0.8,所需硅砂粉库容积为:97.356/0.8*1.45=83.928 设硅砂需要2个粉库,料仓规格尺寸为34.53.5m,斗高设为3m,其中宽度方向上厚度设为0.15m,长度方向上厚度为0.2m,粉库图如下： h1=4.5tg33/2=1.398m A B V1=1.3984.53/3=5.709m3 V2=(3.5-1.398)4.53=25.766m3 V3=