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《过程装备成套技术》教学大纲二、课程目的和任务过程装备成套技术课程是为工科院校过程装备与控制工程专业的一门综合性专业选修课，实践性较强。
本课程旨在学习过程装置设计、建设全过程中涉及到的新产品生产工艺开发和项目可行性研究、工艺设计、经济性评价和环境评价、机器设备的型式选择、重要工艺参数的自动控制方案选择与设计、管道设计、绝热与防腐设计、装置的安装及检验、装置的试车等各种工程知识，获得与过程工业生产装置建设有关的广泛而全面的基础知识。
三、本课程与其它课程的关系本课程是在工程材料、化工原理、过程设备设计、过程流体机械、过程装备控制技术及应用、过程装备材料腐蚀与防护、专业生产实习等课程的基础上，综合运用先修课程的基础知识，分析和解决过程工业成套装备从设计到试车全过程问题的工程学科，与过程设备设计、化工机械制造、过程流体机械等课程共同构成过程装备与控制过程专业完整的知识体系。
通过本课程的学习，学生将掌握过程工业生产装置建设中涉及到的相关原理、一般方法，为日后的实践工作奠定理论基础。
四、教学内容、重点、教学进度、学时分配（一）概论(2学时)1、主要内容过程工业与过程装备成套技术；典型成套装备示例；过程装备成套技术的主要任务和基本要求。
2、重点过程工业的特点。
3、教学要求掌握过程工业的特点，了解过程装备技术的工程应用状况。
（二）工艺开发与工艺设计概述(4学时)1、主要内容工艺过程开发及工艺路线选择；工艺设计的内容及设计文件；工艺设计中的全局性问题。
2、重点工艺开发与工艺设计的基本程序和主要内容。
3、教学要求掌握工艺开发与工艺设计的基本程序和主要内容；工艺路线选择的原则及顺序；了解初步设计及施工图设计的基本内容，初步了解厂址选择、总图布置、安全环保、公用工程等非工艺设计内容。
工艺路线选择的原则及顺序是本章难点。
（三）经济分析与评价(2学时)1、主要内容投资估算与成本分析；经济评价；环境影响评价及可行性研究报告概述。
1.过程工业是以流程性物料为主要处理对象、完成上述各种过程或其中某些过程的工业生产之总称。
2.成套装备是为生产某些产品或完成一定任务所必需的整套设备，过程工业成套装备是过程工业生产用的主要机器、设备和各种辅助设备由管道连接起来组成的一个能完成特定工艺过程的一整套设备。
3.过程装备成套技术的主要任务是补充从产品开发、可行性研究、工艺设计、专用设备技术、定型机器设备选型、生产参数自动控制到装置安装、调试、投产全过程所需知识中其他专业课程没有涉及的知识，以拓宽知识面、开拓思路。
4.过程工业新产品开发的基本步骤：第一阶段的内容是商品信息研究和实验性研究。
第二阶段的内容包括小试和概念设计。
第三阶段包括模型试验、中试和基础设计等内容。
第四阶段的内容为工程设计和施工。
5.工艺过程开发程序⑴信息研究⑵实验性研究⑶第一次可行性研究⑷小试⑸概念设计⑹第二次可行性研究⑺模型试验⑻中试⑼基础设计⑽第三次可行性研究⑾工程设计⑿施工注：第二次可行性研究可以作为同有关部门签订合同的依据。
6.实验性研究第一是对工艺方法进行研究；第二是对工艺条件进行研究；第三是物料平衡、能量平衡和生产成本估算；第四是对原材料、半成品和产品的质量进行研究；第五是产品用途及应用产品质量的研究。
7.工艺路线选择⑴调查⑵分析⑶生产成本计算⑷评价⑸工艺路线的选择8.工艺设计的内容：原料和技术路线的选择；工艺流程设计；物料衡算；能量衡算；工艺设备设计与选型；车间布置设计；管道设计；非工艺设计项目的考虑；编制设计文件。
9.工艺设计的程序：初步设计和施工图设计两个阶段。
有时也分为初步设计、扩初设计和施工图设计三个阶段。
10.初步设计的设计文件⑴设计依据⑵设计指导思想⑶设计范围及工厂组成⑷建厂规模及建厂方案⑸主要原材料、燃料的规格⑹生产方法及工艺流程⑺工艺计算⑻厂址概况⑼公用工程及辅助工程⑽环境保护及综合利用⑾工厂的机械化和自动化水平⑿劳动安全与工业卫生⒀消防设施⒁工作制度及劳动定员⒂存在的问题及解决意见⒃附图、附件11.经济分析与评价：初步决策的依据通常是某个经济指标，最终的决策还必须考虑安全以及对环境和社会的影响等不能用金钱来定量表示的因素，这种决策过程常称为经济分析与评价。
南京工业大学过程装备成套技术课程设计过热器1前言氢气是一种重要的工业产品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量都有不相同的要求，特别是改革开放以来，随着工业化的进程，大量高精产品的投产，对高纯度的需求量正逐步加大，等等对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求，同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。
依据原料及工艺路线的不同，当前氢气主要由以下几种方法获得：①电解水法；②氯碱工业中电解食盐水副产氢气；③烃类水蒸气转化法；④烃类部分氧化法；⑤煤气化和煤水蒸气转化法；⑥氨或甲醇催化裂解法；⑦石油炼制与石油化工过程中的各种副产氢；等等。
其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普遍的方法，但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模用氢的场合，工艺路线复杂，流程长，投资大。
随着精细化工的行业的发展，当其氢气用量在200～3000m3/h时，甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。
甲醇蒸气转化制氢具有以下特点：3)与大规模的天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢相比，投资省，能耗低。
4)与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。
5)所用原料甲醇易得，运输、贮存方便。
6)能够做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。
对于中小规模的用氢场合，在没有工业含氢尾气的情况下，甲醇蒸气转化及变压吸附的制氢路线是一较好的选择。
本设计采用甲醇裂解+吸收法脱二氧化碳+变压吸附工艺，增加吸收法的目的是为了提高氢气的回收率，同时在需要二氧化碳时，也能够方便的得到高纯度的二氧化碳。
1、设计任务书一、题目：生产能力为1600 Nm3/h甲醇制氢生产装置。
二、设计参数：生产能为1600 Nm3/h。
1、工艺计算：物料衡算和热量衡算。
2、机器选型计算。
3、设备布置设计计算。
4、管道布置设计计算。
1.1 过程工业的概念以流程性物料为主要处理对象、完成一系列化学、物理过程以改变物质的状态、结构、性质，并进行物料的传输过程，或其中某种过程的工业生产的总称。
特点：1）处理对象：流程性物料（2）有过程性（3）传输性（4）密闭性（5）连续性（6）广泛性1.2 过程装备成套技术包含内容：设计：工艺设计和装备设计，要求合理组合。
安装：装备的就位，要求符合设计、规范要求。
检验试车：调试技术性能指标，是正常运行的保证。
正常运行：运行管理。
2.1 工艺开发与工艺设计的基本程序和主要内容：工艺开发：第一阶段：商品信息研究和实验性研究第二阶段：小试和概念设计第三阶段：模型试验，中试和基础设计第四阶段：工程设计和施工工艺设计：原料和技术路线选择，工艺流程设计，物料衡算，能量平衡计算，工艺设备设计和选型车间布置设计，管路设计，非工业设计项目的考虑，编制设计文件，包括设计说明书，附图和附表工艺路线选择的原则及顺序：生产上安全可靠，技术上先进，经济上合理。
3.2 经济评价 :财务评价、国民经济评价、必要的社会效益分析财务评价是遵循现行财税制度和规定，根据现行市场价格，计算工程项目在财务上的收入和支出，并测算一个项目投入的资金所能带来的利润，考察项目上的盈利能力、消偿能力等财务状况，据以判别工程项目的财务可行性财务评价的盈利能力分析分为：①静态指标：投资利润率，投资利税率，资本金净利润率，投资回收期②动态指标：财务净现值和财务内部收益率项目清偿能力分析是考察计算期内，各年的财务状况及偿债能力。
用借款偿还期，资产负债率，流动比率和速动比率等指标表示。
国民经济评价是在财务评价的基础上，采用国家规定的参数和影子价格调整项目的投入物和产出物，从而对项目的收益和费用进行计算分析。
环境影响评价的基本原则：1.为开发建设决策服务，坚持可靠、实用及综合分析的原则2.要建立在基础数据、资料完整准确的基础上3.要选用先进的、适用的方法和技术手段，保证环境影响评价工作的科学性、先进性。
第1章概述过程工业•概念：以流程性物料为主要处理对象、完成一系列化学、物理过程以改变物质的状态、结构、性质，并进行物料的传输过程，或其中某种过程的工业生产的总称。
几乎遍及所有现代工业生产领域。
完成的工具：机器；设备（容器等）；管道（包括管件）动力设备；仪器仪表。
涉及领域：石油化工、轻工、能源、制药、食品、核工业、制药等。
特点（1）处理对象：流程性物料。
很多生产过程处理的物料为流程性物料，如气体、液体、粉体等（2）有过程性从原材料到最后产品的生产过程中要进行一系列的化学、物理过程，以改变物质的状态、结构、性质（3）传输性生产过程中，原料和中间反应产物往往需要传输。
那么，从原材料怎样得到中间产品，又怎样得到最终产品，即采用什么样的工艺路线的问题，是我们以后要讲的工艺设计；用什么实物传输呢？管道。
今后我们以要讲管道的问题。
（4）密闭性过程工业中进行的各种化学、物理过程往往在密闭状态下进行。
比如氨的合成，氮、氢气体在合成塔中合成氨是密闭的（5）连续性生产要求连续运行，除了大检修设备外以及事故停车外，都要连续生产。
（6）广泛性化学工业是最传统、典型的过程工业等生产过程大都处理流程性物料各种型式的压缩机、泵、换热设备、反应设备、塔设备、干燥设备、分离设备、储罐、炉窑、管子、管件完整的过程工业的生产系统在过程工业中过程装备是装置的主体，但只有这些机器、设备还不能完成生产的全过程，它们之间还要用各种管道连接起来才能形成一个完整的系统，为保证各种机器、设备正常运行，在关键部位还要设置各种参数显示和控制装置，如压力表、温度计、流量计、液位计或相应的自动检测、控制装置等.如当压缩机排气压力超标时自动打开安全阀，锅炉、锅筒液位过高、过低自动报警等，具有自控功能，自动调整有关工艺参数。
这样，构成一个完整的过程工业的生产系统，并保持生产正常进行。
三、过程装备成套技术装置：为实现特定工艺性能所设计或选定的、并能将具有各种不同性能的众多部分（生产设备）有机结合而成的整体（系统）。
