第四章生物工厂设计概论1

25
12
生化工厂设计
第四章 工艺流程设计
4、设计步骤
（一）生产工艺流程示意图： ➢ 任 务：定性地表明原料变成产品的路线和顺序，以及应用的过程及
设备，是物料衡算的基础。 ➢ 关 键：组合单元操作，确定连续或间歇操作方式。 ➢ 表示方法：用文字示意图，或设备的大致轮廓流程图。 （二）工艺流程草图： ➢ 工作内容：物料衡算－－热量、水、电、汽、气衡算－－设备设计和
第四章 工艺流程设计
What is Technique?
(1) Technique:
✓ The systematic procedure by which a complex or scientific task is accomplished.
✓ The way in which the fundamentals, as of an artistic work, are handled.
1、任务和意义
任 务：确定由原料到成品的各个生产过程及顺序（说 明生产过程中物料和能量发生的变化及流向，同时表示 出生物反应或化工过程，及相应的设备），绘制出工艺 流程图
意 义：是整个工艺设计中的开篇工作和基础，决定工 厂的工艺计算、车间组成、生产设备及其布置的关键步 骤
9
生化工厂设计
第四章 工艺流程设计
✓ Skill or command in handling such fundamentals.
6
生化工厂设计
第四章 工艺流程设计
What is Procedure?
(2) Procedure: A manner of proceeding; a way of performing or
effecting something:

社会及经济效益要进行静态分析和动态分析。
Biochemical Engineering Department of Northwest University
第四节 设计任务书
➢ 设计任务书是确定基本建设项目、编制设计文件及 进行设计工作的主要依据，对设计工作具有指令性。 ➢ 经过批准的设计任务书，是建设单位进行基本建设 的指令性文件，必须按照设计任务书所规定的内容进 行基建工程，按期完成基建任务，保证工厂如期竣工 投入生产； ➢ 对设计单位来说，它是编制设计文件和进行设计的 主要依据，必须按规定的内容与建设条件进行设计。
绪论
三、设计工作的任务和内容
➢ 凡是设计范围涉及整个工业企业的，就称为总体 设计。比如总平面设计、工艺、结构、给排水、 暖通、电气、照明、消防等。一般来讲，新建厂 房的设计属于总体设计。
➢ 凡是设计工作范围不涉及整个工业企业的全部内 容，而只是其中一部分或者某一特定设备，就称 为局部设计。一般来讲，扩建厂房的设计属于局 部设计。
一、施工图设计的内容
1、设计文件（施工说明书）
施工图设计阶段的设计文件主要阐明以下三方面 内容： ➢ 如果对初步设计的某些内容必须进行修改时应详 细说明修改的理由和原因。但有些主要内容如生 产规模、产品方案、工艺流程、主要设备、建筑 而积和标准、定员等等，须报请原来审批初步设 计的主管部门批准后才能加以修改； ➢ 设备（包括非标设备）安装和验收标准及其注意 事项； ➢ 管道安装和验收标准及其注意事项，包含管道的 保温及不同管道的颜色标定等。
Biochemical Engineering Department of Northwest University
二、可行性研究的内容
1 总论
1）研究工作的目的、依据和范围； 2）项目提出的背景、投资的必要性和经济意义； 3）研究工作概况及结论。

CS
X
上式表示反应物S反应到某一程度时所需要的反应时间，是一普遍式，对于 不同的反应，有不同的动力学方程，积分可以求得不同的反应时间的表达式。
• 均相酶反应
rS
• 固定化酶反应
rmaxCS 1 rmaxtr CS 0 X S K S ln K S CS 1 X S
假定反应器中液相物料 占的体积分率为 L，则固定化酶占的体积 分率为（ L）， 1 酶反应发生在固相，又 考虑到有内扩散的影响 ，则反应器中底物消耗 速率应为： dCS （ L）VR rS ; 累积项则应为反应器内 1 液相中的物浓度随时间 的变化： LVR . dt 物料衡算式如下： dCS （ L）VR rS LVR 1 dt 积分得到： X S dX V X S dX S S t r CS 0 L CS 0 L 1 L 0 rS VP 0 rS VL 和VP 分别为液相和固相的体 积。 如果反应速率是以单位 催化剂的质量来定义， 此时反应速率以 SW 表示，则有： r t r CS 0 VL W dX S rSW
对细胞作衡算： 如果指数期开始时的细 胞浓度为C X 0，指数期末的细胞浓度 C X 1 , 为 减速期末的细胞浓度为 X 2，则所需反应时间 r 应包括这两个时期所需 C t 时间的和： t r t r1 t r 2
CX 1 CX 0 C X 2 dC dCX X CX 0 r CX 1 r X1 X2 CX 1
• 按反应物系在反应器内的流动和混合状态：活塞流反应器和全混流反应器。
生物反应器的分类
生物反应器
间歇操作
半间歇半连续操作
连续操作
生物团块反应器 全混流型
•搅拌釜式反 应器 •循环反应器 •环流反应器

3. 常减压蒸馏装置的火灾危险性
常减压蒸馏装置是原油加工的第一道工序Байду номын сангаас是石化企业的“龙头”装置, 它为后续的装置提供原料,在石化企业中占有举足轻重的位置。该装置主要 包括电脱盐、常压蒸馏、减压蒸馏。其工艺原理是利用原油中各组分沸点的 不同,
通过加热,使其全部或部分汽化,反复地通过冷凝与汽化,将各种烃类混合 物进行分离。
一、燃烧 燃烧是可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和(或)发烟 的现象。
燃烧必须同时具备三个条件:可燃物、助燃物、点火源。
二、火灾 在时间和空间上都失去控制的燃烧称为火灾。根据国家标准GB/T4968— 2008 《火灾分类》,将火灾分为六类。
三、爆炸与爆炸极限
爆炸极限是可燃气体(或蒸气、粉尘)在空气中能发生燃烧或爆炸的浓度范围。 如一氧化碳的爆炸极限(体积分数)为12.5%~74.5%,即一氧化碳在空气中的浓度 低于12.5%或高于74.5%都不能燃烧或爆炸。 可燃性混合物的爆炸极限范围越宽、爆炸下限越低和爆炸上限越高时,其爆炸危 险性越大。这是因为爆炸极限越宽则出现爆炸条件的机会就多;爆炸下限越低则可燃 物稍有泄漏就会形成爆炸条件;爆炸上限越高则有少量空气渗入容器,就能与容器内的 可燃物混合形成爆炸条件。应当指出,可燃性混合物的浓度高于爆炸上限时,虽然不会 着火和爆炸,但当它从容器或管道里逸出,重新接触空气时却能燃烧,仍有发生着火的危 险。
五、石油化工火灾的特点
a.爆炸性火灾居多
b.大面积流淌性火灾多
c.立体性火灾多
d.火势发展速度快
e.火情复杂扑救困难
训练内容 对石油化工生产装置火灾危险性进行分析
1.石油化工生产中使用物料的火灾爆炸危险性 石油化工生产中,所用的物料绝大部分都具有火灾爆炸危险性,从防火防爆的角度, 这些物质可分为七大类。 ① 爆炸性物质,如硝化甘油等。 ② 氧化剂,如过氧化钠、亚硝酸钾等。 ③ 可燃气体,如苯蒸气等。 ④ 自燃性物质,如磺磷等。 ⑤ 遇水燃烧物质,如硫的金属化合物等。 ⑥ 易燃与可燃液体,如汽油、丁二烯等。 ⑦ 易燃与可燃固体,如硝基化合物等。