时间:2022-03-11 12:08:27
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生产工艺论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

对于生产工艺知识的学习,侧重于各种工具的使用和认知上。目的要求学生对于常用工具能够完全认识和熟练使用。对于产品工艺则要能够编写简单产品的生产工艺,了解工艺流程,了解生产设备。具体学习分三部分进行。
1.焊接工具的使用
对于焊接工具电烙铁的使用是本门课程的一个重点,要求学生熟练掌握,因此授课中只针对烙铁的种类及辅料进行简单的讲解和认识,用一个课时。那么焊接练习则要进行6—8学时。首先准备较多的电子厂报废的线路板,要求学生用元器件在上面进行焊接练习。例如一次要求40个焊点,之后又教师进行点评,指出其中的不良之处及发生原因,将统一的不良点进行分类,要求学生辨别。再经行练习,直到完全符合要求。其次,为锻炼学生的维修能力,还进行拆焊练习,将之前的焊接练习的元件再拆除下来。这样还可以下次继续使用。经过这样的练习之后,学生的手工焊接已经基本合格,可以焊接作品。同时拆焊的能力也得到锻炼。第三,经过前面的练习,学生已经没有耐心再练习了,因此为了调动学生的学习积极性,又开展一个焊接自创作品的比赛活动。先为学生准备焊接导线,要求学生进行创意产品的设计和制作,至少有20个焊点。完成后进行评分,选出有创意的好产品5个,老师进行奖励。学生表现出极大的兴趣,下课之后仍然不离去,甚至晚自习也要制作。课后将作品进行各班级展示,取得很好的效果。可见我们的学生也是有学习热情的,只要找对路,一定有效果。当然学生的奖励是没有经费的,因此就将课程最后学生组装的调频收音机作为奖品。
2.紧固件和紧固工具的学习
上课前将各种常用的紧固工具进行收集,针对实际的使用进行讲解,使学生的实际动手能力提高,特别讲解使用中的注意事项。例如:针对不同大小的螺钉应使用不同大小的改锥,但是怎样确定螺钉拧紧了没有,如何检验,为什么螺钉有脱扣的现象等等,将这样的问题留给学生,以提高其积极参与的热情。还有要求学生举出在生活中的紧固工具和使用方法。同学的学习积极性很高,各种各样的回答都有,既活跃了课堂气氛有提高了教学效果。总之学习这些理论性不强的知识时要让学生更多地参与进来,提高学生的兴趣。
3.生产工艺的学习
对于生产设备的认识不再给予课堂教学,而是带领学生到电子工厂参观,由企业的工程师进行介绍,不仅认识设备同时要了解生产流程和生产工艺。对于工厂的生产考核质量指标也要了解。在参观过程中也要适当进行职业规范的教育,使学生不仅有知识,也要有良好的职业素养的意识,为学生今后走向工作岗位有一定帮助。为了学生达到学习完后能基本达到工厂工艺员的要求,还进行一个调频收音机的组装,完全由学生写出组装工艺流程,工艺文件。当然,以上项目的学习是不能完全分离开来的,要互相参与,互相促进。前后的顺序也是互相掺杂在一起进行的。综合以上的教学方法的改革,使学生对元器件和生产工艺能够熟悉,同时很好的锻炼了学生的焊接技术,维修能力和工艺文件的编写能力,这些能力的准备,被后续课程的老师予以肯定。
作者:郑玉红 单位:内蒙古电子信息职业技术学院
1.1焊接热裂纹问题由于铜与杂质形成多种低熔点共晶,如熔点为326℃的(Cu+Pb)共晶、熔点为1064℃的(Cu2O+Cu)共晶以及熔点为1067℃的(Cu+Cu2S)共晶等,因此易导致热裂纹的产生。应严格限制母材及焊丝中S、P等杂质元素的含量,同时焊前磨去母材坡口氧化膜、用丙酮清洗焊丝及母材表面的油污。
1.2焊接变形由于铜-镍合金线膨胀系数及收缩率偏大,为减少变形及焊缝残余应力,同时保证单面焊双面成型,因此宜采用钨极氩弧焊,采用窄焊道、不宜留过大的焊缝间隙。对于直径偏大的管子应采取对称焊工艺。
1.3气孔铜焊接时极易出现气孔,主要是氢气孔和水蒸气气孔。氢气孔产生的主要原因是由于氢在铜中的溶解度在液态转在固态时有急剧变化,在熔池的快速冷却的作用下,氢来不及逸出形成气孔[2]。水蒸气气孔产生主要原因是由于在高温时铜与氧有很大的亲和力而生成氧化亚铜,它在1200℃时析出,随温度下降,其析出量也随之增大,与溶解在液态铜中的氢发生下列反应。所形成的水蒸气不溶于铜,在熔池的快速冷却的作用下,水蒸气来不及逸出形成气孔。因此在焊接时应该控制氢的来源,保护气体应选用纯度为99.9%的氩气,应减缓熔池的冷却速度,增长气体逸出的时间。由于铜-镍合金冷却速度相对于铜慢,气孔敏感性与纯铜相比有很大的改善,有较充足的时间使气孔逸出,这对于减少氢气孔十分有利。同时,焊前应去除母材坡口表面的氧化膜,以减少氧元素的来源,可以起到减少水蒸气气孔及热裂纹的倾向。
1.4接头性能下降由于铜-镍合金无同素异构转变,在液相转变为α相时易生成大量的柱状晶,导致接头塑性、韧性下降。宜采用适当的工艺方法进行减少柱状晶、细化晶粒。因此,对于壁厚偏厚的管子需采用多层多道工艺,减少单层、单道熔敷金属厚度,以改善接头力学性能。铜合金的耐蚀性能是依靠其合金元素而获得的,但是采用熔化焊方法必然会有合金元素氧化烧损,耐蚀性能会下降。因此,在选择填充材料时应当考虑补充合金元素,即选择含镍量更高的焊丝。
2焊接工艺及接头形式
2.1焊接工艺由于考虑铜-镍合金的焊接性、管子焊接需采用单面焊双面成形工艺、同时考虑车间生产实际情况、以及海水冷却管路总量并不多。最适宜焊接方法确定为TIG焊。焊接设备选用逆变300A焊接电源,保护气体为99.9%氩气,钨极选用WC20铈钨极。在选用焊丝时应考虑焊接接头的耐腐蚀性,选择含镍量为30%的焊丝,牌号为TIG-CuNi(B30),AWSA5.7ERCuNi,生产厂商为辽宁锦州特种焊条厂。
2.2接头形式根据设计要求,海水冷却管均在管子车间内生产,管子零件端头均安装有松套法兰,整个管系无焊接支管、无需冷加工,均采购成品弯头及三通,管子零件生产完成后运输至船上,在船上安装时采用螺栓连接法兰把管子零件连接,再与设备连接即可,整个安装过程无需焊接。因此焊接接头形式只有管对接焊,焊接位置仅设计为1G(水平滚动焊)即满足生产要求。根据详细设计中海水冷却系统管径及壁厚,选择不同的坡口形式,壁厚大于2.5mm采用钝边0~1mm“V”形坡口,壁厚小于等于2.5mm采用“I”形坡口,焊缝间隙均控制在0~1mm。坡口形式见图1。
3焊接试验
3.1试验材料下料及焊前准备在试验材料下料前,首先应参考设计图纸中管径的规格,选择合适的管子外径及壁厚尺寸,并参照船级社规范,选择认可范围能够全面覆盖实际生产的管子规格。对试验管外径小于或等于25mm的管子,认可范围可以达到0.5D~2D的管子;当试验管外径大于25mm,认可范围可以达到0.5D以上,最低范围外径不小于25mm。根据以上设计原则,最终选择了直径×壁厚为219mm×3.5mm(A)和38mm×1.5mm(B)两种规格的管子作为试验材料。其中A管采用机械加工方式开坡口,坡口角度见图1。装配前打磨坡口表面氧化膜及坡口两边20mm范围,并用丙酮擦拭,保证坡口干净、无油污等其它有害于焊接的附着物。设备及工具准备内容:逆变300A焊接电源采用直流正接法(DCEN)、氩弧焊水冷焊枪、直径2.4mm铈钨极、纯度为99.9%氩气2瓶、氩气表、直径2.4mm焊丝TIG-CuNi(B30)、铝箔胶带、焊接面罩、钢丝刷等焊工必备工具。
3.2装配及焊接A管在装配时控制焊缝间隙在0~1mm,并采用3个焊点固定,同心度控制在0.5mm以内。点焊时采用不填丝技术,熔化母材并熔合形成焊点。再使用铝箔胶带将管子两头封闭,一头插入软管通入氩气进行反面气体保护,另一头保留一个排气小孔。充气气体流量根据管子直径确定,打底焊时气体流量应调节至25~30L/min,再用铝箔胶带将管子圆周接缝进行局部封闭,封闭部分占整个环形接缝的75%~80%,焊接时可先焊接未封闭的部分,再将局部封闭的部分慢慢拆下,再焊接刚刚拆下的部分,以此类推。焊接时可采用最合适的焊接位置,即平焊或有一定角度的立焊位置进行焊接。A管在打底焊时采用不填丝技术,熔化母材形成熔池,当液态金属不足时可填一滴焊丝焊滴。当焊接到点焊位置时,应减慢焊接速度,将焊点熔化并熔合后再继续焊接。当焊缝接近焊完时,应减小流量或关闭反面气体保护,以免使管内气体压力过高,造成反面成型变为“凹”形,或熔滴喷出的现象。在收弧时可填充一滴焊丝熔滴,以保证弧坑填满。经过试验,管径越大的管子在焊接过程中越容易出现反面成型不良、大范围氧化的现象。主要原因就是反面气体保护不好,有大量空气混入。因此,对于大直径的管子焊接,更应该重视反面气体保护的工作。经过试验,采用不填丝技术能够更有效地控制反面成型,而且,铜-镍管对接接头打底焊不填丝技术也在有关研究资料中得到应用[3-4]。打底焊完成后应使用钢丝刷刷掉表面氧化部分,层间温度需控制在150℃以下。盖面时管子内部仍需通入氩气,以保证焊缝不被氧化,氩气气体流量可有所降低,调节至15~20L/min即可。盖面焊接速度需减慢,以保证焊丝熔化完全填充坡口。焊接参数见表3。B管在装配时与大直径管子装配方法基本相同,仅管子反面保护气体流量调节至7L/min即可。焊接时边焊接边填丝,一次成型。由于管径较小,反面充气保护比较容易,不易有空气混入,因此反面成型比较容易保证。焊接参数见表4。表4B管焊接参数(采用TIG法、电源极性为DCEN)采用以上工艺参数以及操作方法,焊缝内、外表面成型优良,未产生剧烈氧化、气孔、咬边等表面焊接缺陷,允许进行下一步无损探伤及力学性能试验。B管焊接熔敷顺序及效果见图2。
4无损探伤及力学性能试验
根据船级社规范,焊接工艺试验焊缝无损探伤需进行100%渗透检验和100%拍片检验,所有焊接试管对接缝检验均未发现表面裂纹或开口型缺陷,且拍片检验时均评为I级片。力学性能试验结果完全符合要求。
5车间内预制管的生产
焊接工艺经过认可以后,更重要的工作就是能够高质量且稳定、高效率地生产。因此,还需要以焊接工艺为基础,研究预制管零件图纸,进行仔细分析、精心组织、细化生产流程。以每一道工序为单位,场地固定、人员定编的流水线式生产,以达到高效生产的目的。下料时可采用砂轮切割机或等离子切割机,切口必须修整光顺,并清除毛刺,下料长度误差控制在±1mm。壁厚>2.5mm的管子宜采用多道焊技术,需开坡口,坡口角度为70°,装配间隙0~1mm。焊接工序是铜-镍合金预制管生产的最重要工序,所有的焊工必须经过培训并考试合格后方可进行施工,必须保证所有的工具及设备齐全、气体纯度达标、焊丝牌号正确。检查坡口及坡口两边20mm范围内不得有油污、杂物、氧化皮及其他对焊接质量有影响的附着物。焊前将管子两头封闭,向管子内通入氩气,气体流量需根据管子直径及打底焊及盖面焊有所区分,同时将管子上未焊接的环缝采用铝箔胶带包裹起来,焊一条、拆一条,直至管子完全焊完。管子零件生产完成后需进行水压试验。试验压力为0.4MPa,检验合格后在法兰位置打上验收合格钢印。如有泄露应进行返修,采用砂轮机打磨泄露处,打磨出“U”形坡口后再进行补焊,补焊时同样需要在管子内部通入氩气。验收合格的管子零件需在两头用塑料封板封闭,管子外侧用三防布严密包裹后方可装箱发货,起吊时需采用吊带,不得使用钢丝绳。
6管系安装
铜-镍合金管质地比较软,在安装时应特别仔细、小心,严禁乱扔,防止管子变形或损坏。管子在分段预装结束、进行喷砂处理之前,应进行良好的保护,以免钢砂损坏管子。海水冷却系统管路安装完全结束后更应该注意保护,以免在机舱内进行焊接、切割等交叉作业时损坏管子。安装在人员活动频繁位置的管子应考虑防碰撞保护,采用三防布包裹后,再使用铅丝和软木条包扎在管子周围,待机舱内所有工种施工完成后再拆除所有防护。
7结束语
1维生素B12添加剂的生产工艺创新
1.1混合颗粒机机型选择创新。混合颗粒机一般分成单螺杆混合颗粒机和双螺杆混合颗粒机2种机型。单螺杆混合颗粒机,对物料变化、产品要求变化等的适应能力较差。威可达公司维生素B12添加剂需要根据客户需要,生产维生素B12为0.1%-1%不同含量,不同粒度的产品,所以单螺杆混合颗粒机不太适用。威可达公司根据需要,创新地使用双螺杆混合颗粒机,这样混合颗粒机使用范围更宽。由于混合颗粒机两个螺杆的协助作用,所以在混合颗粒机挤压过程中物料的走向得到较理想的控制,避免了单螺杆混合颗粒机中出现的逆向隙流,使物料受力均衡,维生素B12添加剂产品颗粒大小均一。而且双螺杆混合颗粒机两个螺杆工作时相互清理粘附于螺杆的物料,所以双螺杆混合颗粒机生产时物料残留很少,节约了原料的使用。
1.2原料入机水分调节的工艺创新。原料进入混合颗粒机时,为了使得维生素B12添加剂易于成型,需要控制进料时的物料水分。物料水分对维生素B12添加剂产量、生产时的耗能、维生素B12添加剂产品质量、混合颗粒机使用寿命及混合颗粒机的工作平稳性等都有影响。维生素B12添加剂原料的水分提高,那么此后的蒸汽成本和干燥成本相应增加。维生素B12添加剂生产原料需要有一定的水分含量,这样可促使维生素B12添加剂生产原料软化,降低维生素B12添加剂物料对设备的摩擦阻力,降低对混合颗粒机螺杆的驱动力要求,并减小混合颗粒机易损件的磨损。通过威可达公司技术人员的深入研究,认为维生素B12添加剂物料水分22%-31%,是混合颗粒机的适宜操作参数。
1.3湿法混合工序。维生素B12添加剂的载体一般是玉米淀粉,或者根据客户要求使用碳酸钙、磷酸氢钙、甘露醇作为载体。将玉米淀粉置于混合颗粒机中,然后根据客户要求的维生素B12含量,加入订单含量的维生素B12液体,搅拌10分钟出料,得维生素B12添加剂湿物料后卸出。
1.4干燥工序及工艺创新。维生素B12添加剂从混合颗粒机出来后,一般水分在25%以上。所以离开混合颗粒机后的维生素B12添加剂颗粒必须干燥,去除维生素B12添加剂部分水分。维生素B12添加剂的干燥通常分为两步进行:热风干燥,冷风干燥。通过沸腾干燥机进行干燥,以进风口温度120℃~130℃的热空气干燥物料。120℃~130℃范围内沸腾干燥机干燥效率高,且维生素B12添加剂物料不易焦化。热风干燥使维生素B12添加剂物料水分降至14%~18%。待出风口温度到从60℃上升到80℃时,将进风口温度设定为40℃,继续引风40分钟后停引风机,卸出干燥维生素B12添加剂物料。调节原料水分,也是调节维生素B12添加剂产品密度的重要措施之一。威可达公司科研人员认为,减少维生素B12添加剂水分的汽化程度,可以使维生素B12添加剂产品密度增高。在螺膛处调节温度,加温促使水分汽化,维生素B12添加剂产品密度下降;在螺膛处用冷却水降温,减少汽化强度,可以使维生素B12添加剂产品密度增加。所以可以根据客户的需求,进行维生素B12添加剂干燥程度的控制。
1.5后处理工序、干混合工序及终筛分。检查振动筛状态和筛网情况,根据客户需要选择相应目数的筛网,将维生素B12添加剂干物料加入到振动筛内,干物料经粉碎后同筛下的粉末一同混合,混合得维生素B12添加剂中间体。将维生素B12添加剂中间体置于锥形混合机中,根据客户订单的要求,加入固体维生素B12配方,搅拌30分钟后,从混合机底部接出维生素B12添加剂混合后物料。将混合好的成品粉剂,根据客户需求,使用相应筛网目数的振动筛进行筛分,去除杂物。
1.6包装及包装前后的质量控制创新。根据包装规格,准确称量维生素B12添加剂并复核,无误后按包装要求进行包装,即双层聚乙烯袋扎口及铝箔袋热封。打包工序对于维生素B12添加剂质量的控制,是至关重要的。无论维生素B12添加剂前序的所有生产工序是否符合维生素B12添加剂加工要求,对维生素B12添加剂打包环节都应该加大力度进行监控。质检员要对维生素B12添加剂产品进行仔细的检查,如果发现维生素B12添加剂质量问题,需要及时反馈给维生素B12添加剂生产线上的生产者或控制者,以便对维生素B12添加剂生产工艺进行改进,以保证维生素B12添加剂产品质量。在维生素B12添加剂打包时,当标签被加入并封口后,必须保证维生素B12添加剂没有生产失误问题,维生素B12添加剂粒度符合要求,B12有效含量指标检测合格,维生素B12添加剂包装重量在误差规定范围之内。
2维生素B12添加剂生产工艺中的质量控制创新
2.1提高与完善维生素B12添加剂设备的性能。机电设备对维生素B12添加剂产品质量有着直接影响。所以混合颗粒机、沸腾干燥机、封口机等设备,决定了维生素B12添加剂产品外观、均匀度以及封口的好坏。所以在维生素B12添加剂生产设备的管理上,必须责任到人,加强维生素B12添加剂生产设备的维修与维护,提高与完善维生素B12添加剂生产设备的性能,使维生素B12添加剂生产设备能够有效的投入高质量的维生素B12添加剂生产中。在维生素B12添加剂生产中,要严格按照维生素B12添加剂生产工艺要求进行生产。在维生素B12添加剂生产中,要进行合理工艺设计和工艺参数的选择避免在维生素B12添加剂生产中发生设备故障,减少加工过程物料残留,更好地生产出合格维生素B12添加剂产品。
2.2制定科学的维生素B12添加剂质量控制制度。威可达公司需要对维生素B12添加剂生产人员制定岗位责任制度、生产管理制度等,并不断进行完善。威可达公司还要严格按照国家《饲料兽药添加剂管理条例》等条例的要求进行生产。这样威可达公司可以更有效地、有针对性地对维生素B12添加剂进行质量控制。要通过制度减少维生素B12添加剂生产过程存在的质量隐患,通过质量管理制度,针对维生素B12添加剂不同生产环节进行控制,避免维生素B12添加剂质量问题发生。威可达公司,应根据维生素B12添加剂生产的不同岗位,明确职责,制定相应的管理制度。对于维生素B12添加剂生产设备的操作人员,从维生素B12添加剂生产设备的启动顺序,到维生素B12添加剂配方的准确输入,都要制定相应的管理制度,并在维生素B12添加剂生产过程中全面地执行,确保维生素B12添加剂生产的质量控制。
作者:刘伟单位:华北制药威可达有限公司
(1)输送工序
按一定的量和速度把料送入一定高度的干洗设备进行脱皮,输送设备可以采用刮板输送机、皮带输送机及链板输送机。其他工艺常采用皮带输送,投资小,便于管理,但产量小,使用周期寿命短;本工艺采用刮板输送机,由于传递环节采用刚环组链结构,环环相扣,不松动、传递率高、机构简单、故障率低、维修方便,是用户首选机型。
(2)洗涤工序
洗涤的作用:将木薯表面的泥沙、木薯皮洗涤干净,原先工艺采用两道工序,首先通过滚筒式清洗机进行去皮(干脱皮)、然后再通过一道滚筒式清洗机加水进行洗涤;现工艺是首先通过滚筒去皮机将木薯皮去掉(干脱皮),然后将混有泥沙、木薯皮的鲜木薯输送到螺旋清洗机,加生产的工艺水(黄浆水)进行粗洗,目的是去除泥沙和大部分的木薯皮,然后再将洗好的鲜木薯送到下级的滚筒式清洗机,完全加清水进行再次洗涤,目的是将残留的泥沙、木薯皮彻底洗涤干净,有利于提高产品质量,进入下道工序使用。原工艺洗涤鲜木薯每吨需清洁水3.8吨,现工艺用于使用大量的生产工艺水(黄浆水)洗涤鲜木薯,而在生产工艺中补加清洁水只需要2.3吨,又减少了清洁水的使用1.5吨左右。
(3)粉碎工序
在粉碎工序中,原先生产工艺利用两级碎解机6WSJ-45型将鲜木薯进行粉碎,粉碎的目的就是将木薯的纤维结构破坏,使微小的游离、结合淀粉颗粒能够从木薯纤维中解体分离出来。现在新型工艺有采用两种方式:一种是先经过一级切片机将洗涤好的鲜木薯进行切成碎状颗粒,然后再通过2~3台锉磨机将鲜木薯进行粉碎;另外一种是采用新型碎解机WSJ-500通过垂直立体落差式分布,首先经过一级(1台)粉碎,然后在经过两级粉碎(2~3台)。利用锉磨机的这种好处是能够将木薯纤维粉碎的更细,不仅能够有利于游离淀粉分离出来,而且结合的淀粉也能最大程度的分离出来;而采用新型碎解机WSJ-500的这种,不仅粉碎的更细,而且生产量更大,既有利于淀粉很好的分离,而且还有利于电力成本的节约。通过两种工艺的对比,要结合各地的木薯情况而定,由于各地木薯的纤维情况不同,适宜采用不同的粉碎工艺,便于淀粉分离,节约成本。
(4)筛分工序
在木薯淀粉生产工艺中,筛分工序非常重要,决定木薯淀粉提取率重要环节。鲜木薯经粉碎后的渣浆通过浆液输送泵提升到叠式立体落差工艺最顶端的曲筛设备进行渣浆的分离,分离出的淀粉浆通过净筛分离后进入到精浆池(罐),分离出的木薯渣纤维通过重力作用后落到第一级的立筛设备,立筛通过转鼓周围的喷水设施对木薯渣纤维进行洗涤,将木薯纤维中淀粉溶出进行二次分离,分离出的淀粉浆液通过净筛分离后回到精浆池(罐),分离出的木薯渣纤维再次靠重力作用下落到第二级立筛,立筛再通过转鼓周围的喷水设施对木薯渣纤维进行洗涤,将木薯纤维中淀粉溶出进行再次分离,分离出的淀粉浆液直接回到原浆池,分离出的木薯渣纤维再次靠重力作用下落到最后级立筛,同样原理分离出的淀粉浆水此时回到工艺用水工序,而分离出的木薯渣纤维汇集到渣浆池收集,经过压榨机压榨后将木薯渣烘干,压榨后的水也将进入到工艺中使用。本工艺优势是减少了许多中间环节必须靠泵输送来完成,完全是靠重力作用下完成各个工序环节的工艺要求,大大节省动力,减少能耗。
(5)分离浓缩工序
分离浓缩工序目的就是将淀粉浆进行最后泥沙、蛋白、溶融性木薯纤维进行分离和浓缩的过程,此工序直接决定淀粉质量。首先淀粉浆经过分离浓缩前必须用泵送入除沙器、过滤器,除去泥沙和过滤掉大的杂质,然后才能进入分离浓缩系统,此法目的一是对产品质量的考虑,二是对分离设备的保护。分离浓缩工序常用两种设备,碟片分离机和旋流洗涤器,碟片分离机的工作原理是根据溶融性木薯渣纤维、黄浆(蛋白)的比重小于或接近于水,又比淀粉的颗粒比重轻,容易分层,将淀粉浆通过高速旋转的转鼓旋转,靠离心力的作用将溶融性木薯渣纤维和蛋白分离出来,达到淀粉、蛋白的分离,同时又可以浓缩。而旋流洗涤器的工作原理也是根据熔溶融性木薯渣纤维、黄浆(蛋白)的比重小于或接近于水,又比淀粉的颗粒比重轻,容易分层的原理,只不过旋流洗涤器工作原理是将淀粉浆通过高压输送泵进入到其中的锥形旋流管,溶融性木薯渣纤维和蛋白分离到旋流管顶端而被分离出来,淀粉颗粒沉降到旋流管的底端而被分离和浓缩出来。
(6)脱水工序
脱水工序就是将淀粉浆中的水脱离出来,得出的湿淀粉含水率低于35%,为下道工序烘干做准备。脱水工序常用两种设备,一种是真空转鼓过滤机,一种是刮刀离心机;真空转鼓过滤机的原理是将淀粉浆均匀地分布到设备转鼓表面,通过负压将水分吸出,达到脱水的目的;而刮刀离心机通过高速旋转的作用,进行固相与液相的分离,将大部分水份从筛网上的滤布空隙中甩出,以达到脱水目的。
(7)干燥工序
干燥工序目的就是将淀粉进行干燥以期达到要求。干燥工序常用箱式干燥和气流干燥两种模式,箱式干燥由于产能小不常用,气流干燥是湿淀粉与热空气混合过程,通过热传递过程达到烘干淀粉。就是以高温气流与湿淀粉均衡地在气流干燥管内进行热交换,将淀粉中的水份充分地由液态雾化到气态而被分离出来,使干燥的淀粉呈粉状,再经成品筛、装包、过磅、缝包、入库。
2木薯淀粉立体落差式生产工艺先进性
原料鲜木薯经输送至脱皮、洗涤、碎解,再至原浆池,其布局全部采用上下落差式传递。在整个设备布局中输送至去皮工序高差在5.5米左右,脱皮与清洗工序高差在1米左右,洗涤与一级粉碎以及一级粉碎与二级粉碎保持在1米左右的落差。木薯淀粉浆的各种筛分设备布局按照立体落差式结构设置,使淀粉浆的分离完全按照从上到下不需泵的输送,按照自身重力惯性完成分离,这是工艺的关键,从渣浆池中的浆液泵入到曲筛进行分离后,再通过重力作用无动力驱动进入到三级立筛完成整个的分离过程,确保整个过程中纤维中的淀粉完全被分离出来。工艺突破了目前传统的工艺平面流程布局思维,改平面流程为垂直立体自由落差式,达到流程短、减少占地面积,优化产品质量,降低产品生产成本,提高市场竞争力。
3与传统工艺的比较
利用木薯立体落差式生产工艺生产与传统工艺生产在产能、能耗等方面的对比:立体落差式工艺比传统工艺生产能力(木薯处理量)明显提高,能耗方面在耗水、耗电方面明显降低,淀粉回收率方面也有明显的提高。
4结语
1研究意义
根据攀枝花市住建局统计提供的数据分析,预计至“十二五”末期,攀枝花地区建筑行业预拌砂浆每年总需求量约64万吨左右,市场销售价格约230元/t。另一方面矿渣砂、表外矿废弃物等工业废料可作为预拌砂浆主料,可集中利用攀钢的矿渣砂及表外矿废弃物,缓解攀钢废弃物堆场不足的矛盾,同时,可开发利用攀钢钒能动中心的大量原灰作为砂浆中的生产辅料。达到废物再利用,符合攀钢实现循环经济可持续发展产业政策。故本文研究预拌砂浆生产工艺流程,拟为攀枝花预拌砂浆生产服务。
2工艺流程
本文设计生产预拌砂浆(干混砂浆)量20×104t/a,主要包括砌筑砂浆、抹灰砂浆、地面砂浆中M5~M25各强度等级的干混砂浆,产品质量满足《预拌砂浆》GB/T25181-2010[1]和《预拌砂浆应用技术规程》JGJ/T223-2010[2]的标准相关参数要求。干混砂浆原料主要包括:水泥、二级粉煤灰(攀钢的原灰生产)、砂子(攀钢的高钛重矿渣砂)、稠化粉、填充料、外加剂等,其原料配合比见表1,与现场拌制砂浆的对应关系见表2;燃料采用煤,主要用于将原料中水份不合格砂石干燥至含水率小于0.5%。生产线主要由:原燃料贮存、原料预处理、成品原料上料、配料混合、成品贮存及输出等工序组成,各生产工序基本呈“一”字型布置。主要原料砂石利用攀钢的高钛重矿渣砂,原料露天堆放,料场采用自卸汽车+装载机操作方式。原燃料进料采用装载机转运进料方式,砂石及燃煤进料间设置在原燃料堆放场地旁。原燃料进料后进入干燥工段,原料预处理拟采用燃煤沸腾炉加热三滚筒干燥机的方式对水份超标砂石进行干燥,将砂石含水率由小于8%降为小于0.5%。砂石进入料仓后通过料仓下设置的定量带式给料机进入上料斗提机后进入滚筒筛,滚筒筛将砂石分为+4.75mm及-4.75mm两种规格粒度。+4.75mm规格的砂石由于本身量较少,通过溜料管散堆于干燥厂房旁,定期由人工清除后作为混凝土搅拌站砂石原料。-4.75mm规格的砂石通过溜料管进入三滚筒干燥机内进行干燥。燃煤进入料仓后通过料仓下设置的定量带式给料机进入相应的上料斗提机后进入一振动筛,筛下料(粒度-10mm)直接进入沸腾炉内作为燃料,筛上料(粒度+10mm)通过一破碎机破碎后进入沸腾炉。成品砂石通过布置在三滚筒干燥机出料口处的斗提机直接提升至配料混合主楼的分级筛内,将其分为-4.75~+2mm和-2mm粗细两种粒级,分别进入设在配料混合主楼内的粗、细砂料仓内。水泥、粉煤灰、稠化粉采用定期散装水泥输送车运入厂内,直接送入料仓中贮存。填充料、外加剂等袋装购入,贮存在袋装成品包装间内,需要时根据生产品种配方需求量,由井式提升机提升至相应的配料平台计量后人工加入料仓中。通过干燥系统布袋脉冲除尘器收集的除尘灰通过气力输送返回至配料混合主楼内的粉煤灰仓中作为原料使用。砂石仓、水泥仓、粉煤灰仓、稠化粉仓、外加剂仓中原材料依靠自身的重力进入螺旋输送机输送至各计量斗内,最后进入单轴犁刀式混合主机内混合,混合后的物料即成为成品。各设备配料计量及混合均采用PLC控制。成品贮存及输出工序配置1个散装成品料仓和一条袋装成品包装间。经混合主机混合好的成品干混砂浆通过螺旋输送机及4号斗提机送入散装成品料仓内,需装车时,通过料仓下部设置的散装接头将成品料散装到散装水泥输送车中,散装接头可以伸缩以满足散装输送车的不同高度。成品需袋装时,通过混合主机下的另一螺旋输送机输送至袋装成品包装间内的中间斗内,再经自动包装机装袋后外运。
3结论
虽然干混砂浆市场的兴衰与建筑行业市场兴衰休戚相关,同时与当地政府推行“禁现”力度的大小有直接关系,但由于其可利用工业废料具有明显的社会效益。高钛渣砂仅需在挖掘、破碎矿渣的基础上,进行筛分。测算每m3矿渣砂比普通河砂节约成本4元~6元,攀枝花市若每年生产10万立方矿渣砂则可获得40万元~60万元的经济效益,而其间接经济效益更为可观[3]。它的使用完全符合国家节能减排、发展循环经济的要求,有较好的发展前景。掺高钛重矿渣砂、粉煤灰的混合砂浆强度比普通水泥砂浆强度高、和易性好,其流动性和分层度也满足施工要求[3]。干混砂浆生产质量有保证,产品种类齐全,可根据产品种类及性能要求特定设计配合比并添加多种外加剂进行改性。攀枝花地区目前还没有生产干混砂浆的企业,干混砂浆在攀枝花市也具有一定的市场需求量。因此,本文介绍的干混砂浆的生产工艺流程,必能为攀枝花地区干混砂浆生产提供参考。
作者:郭剑 王刚 单位:攀枝花学院
(1)全浆型。该工艺以生鲜山药为原料,通过蒸煮熟化、打浆调配而成,具体工艺路线为:山药清洗去皮(切片)护色蒸(煮)打浆过滤调配精滤均质灭菌脱气灌装(灭菌冷却)成品。该工艺能保留山药的营养和香味,稳定性差、易高温褐变。张驰等以湖北省利川市团堡镇红皮山药为原料,对生产工艺条件等进行探讨。饮料的悬浮状况影响产品的外观、口感等。观察结果,淀粉本身即为稳定剂,在其中能起一定的稳定作用。符德学用河北小白嘴山药为原料研制成全浆型白山药饮料。
(2)酶解型。山药中含有大量的淀粉,全浆型饮料存在淀粉返生问题、容易造成饮料成品分层、结块沉淀,影响饮料感官。对山药淀粉进行酶解,使其转化为低分子糖类,从而避免了山药淀粉返生沉淀的问题,从而提高了饮料的稳定性,但也存在山药风味丢失的缺点。汪伦记等研究了酶解法制山药饮料的工艺条件。具体工艺是山药去皮护色蒸煮熟化打浆酶解过滤调配精滤均质(灭菌)脱气灌装灭菌冷却成品。结果表明,经过淀粉酶酶解和不经过酶解处理相比,制成的山药饮料沉淀明显减少,但山药特有的香气明显减弱,且外观色泽发暗。孔瑾等以怀山药为原料,将怀山药浆料加热至80℃保温10min左右进行糊化,升温至90~95℃,加入α-淀粉酶进行酶解,完成后煮沸灭酶,通过配料灌装灭菌制成酶解型怀山药饮料,具有很好的稳定性。兰社益等通过使用耐高温α-淀粉酶水解山药淀粉和食品增稠剂来解决山药饮料易发生分层和沉淀的问题,从而提高山药饮料的稳定性和感官品质。酶解条件为:温度90℃,酶用量0.005%,酶解时间40分钟,配以增稠剂,制得稳定性很好的山药饮料。赵静等以鲜山药为主要原料,用耐高温淀粉酶酶解山药浆中的淀粉,酶添加量为原料的0.005%、酶解时间40分钟、酶解温度为70℃;酶解后离心分离,离心液加入增稠剂,能得到感官较好且几乎没有沉淀的饮料。
(3)提取型。焦作大学符德学等利用提取技术研制清汁型怀山药饮料,该工艺是去除山药的纤维、淀粉,仅保留粘蛋白、粘多糖和山药中的可溶性成分。具体做法是:山药挑选,清洗去皮,切段(粒),护色,粉碎、提取、过滤去渣,离心去淀粉。去除粗纤维和淀粉,可提高饮料的稳定性,利口不黏口。但为保护材料的风味,山药的用量必然增大,粘蛋白的含量必然升高,蛋白质热变性问题又凸显出来,必须配以合适的稳定剂和灭菌温度、时间,以防蛋白质变性。该技术能保留和浓缩山药营养精华部分和香味,稳定性好,不需或少加稳定剂,可获得稳定性好、口感清爽的怀山药饮料,但存在操作复杂、制作成本高的缺点,适应大规模生产。
(4)复合型山药饮料。为丰富山药饮料的风味和营养,也可将山药与其他原料复配成饮料,一般先把山药煮熟打浆、其他原料蒸煮取汁,二者混合后再加入稳定剂均质而成,如山药红枣复合饮料、山药枸杞复合饮料、山药胡萝卜复合饮料、山药菠萝复合饮料、山药银耳复合饮料、山药杏仁复合饮料、山药、葡萄、梨复合运动饮料等。具体做法是:将新鲜山药先制成熟山药浆汁,将其他原料洗净后分别与水混合熬两次,滤液与山药浆汁混合配以稳定剂,通过均质、灌装、灭菌而成。
(5)发酵软饮料。将山药和其他原料熟化后制浆,加入菌种,在一定条件下发酵,再加入稳定剂均质而成,如山药黑豆发酵饮料。将山药浆和黑豆浆混合加入嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳酸杆菌、双歧杆菌,在42℃下发酵5个小时,然后再加辅料进行调配、均质、灌装、杀菌而成,该饮料具有黑豆及山药复合香气,无分层、沉淀,无肉眼可见杂质。山药与南瓜发酵型饮料是将山药和南瓜分别去皮护色后煮沸5~8分钟,用胶体磨制取混合浆液,经糊化后添加0.5%糖化酶在pH4.5时加热至60℃糖化30分钟,再加入6%蔗糖和稳定剂混合均质,经灭菌冷却后再接种双歧杆菌发酵而成。该饮料色泽乳黄鲜亮,质地均匀稳定,具有特殊宜人的风味。
(6)山药固体饮料。山药也可以制成固体饮料,如速溶山药粉、复合山药粉等。速溶山药粉有两种制作工艺,一种是打浆后喷雾干燥法,其工艺流程为:山药去皮护色(熟化)打浆调配均质喷雾干燥包装灭菌。另一种是干燥粉碎法,其工艺流程为:山药去皮护色干燥粉碎调配包装灭菌,也可制成山药泡腾片固体饮料。速溶山药粉除主要原料为山药外,还需另加植脂末、白砂糖等辅料。复合山药固体饮料是以山药为主要原料,加入其他天然产物如茯苓、枸杞、葡萄、芡实等,通过制浆、喷雾干燥而成。成品外观呈粉末状,方便保存和携带,冲调方便,开水冲调易分散,呈糊状,不易分层,具有愉快的香甜味和山药味,口感舒爽。
2.生产工艺中需要解决的问题
2.1山药饮料褐变问题
山药中含有多酚氧化酶和过氧化酶,山药去皮与空气接触后很易发生酶促褐变,从而造成饮料变色,影响外观。赵喜亭等研究了铁棍山药中多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性与褐变度的关系,以及pH和温度对其非酶褐变的影响。研究表明,酚类物质的分布与褐变发生部位相关,PPO、POD和PAL的活性与褐变度呈正相关,相关性为PPO>POD>PAL,研究还发现,酸性条件下有利于抑制非酶褐变,低于或高于40℃,非酶褐变均有降低的趋势。苏宇杰等对以怀山药和银耳为主要原料的饮料的护色工艺进行了研究。对怀山药漂烫6分钟后用0.2%柠檬酸、0.25%抗坏血酸和0.5%NaCl组成的护色液浸泡45分钟可以达到理想的护色效果;用0.001%的葡萄糖氧化酶在30℃下对怀山药浆酶解2小时能够显著抑制饮料高温杀菌中的非酶褐变。金苏英等比较了不同护色剂的护色效果,并确定了最佳护色工艺。最佳护色条件为在20℃把山药切片后放进含0.01%氯化钠、0.5%柠檬酸和0.5%抗坏血酸的水溶液中浸泡15分钟,可防止其切片后褐变。原德树[24]通过感官评定和正交试验,对怀山药饮料的护色工艺条件进行优化,得出最佳工艺条件和配方为0.1%EDTA-2Na、0.06%D-异抗坏血酸钠、0.06%植酸和0.07%柠檬酸,护色效果最好。张驰等以湖北省利川市红皮山药为原料,对饮料中的护色工艺条件进行研究,认为用0.1%Vc、0.4%CaCl2和0.5%NaCl混合浸泡45分钟后,褐变指数最小,并发现煮后榨汁比榨汁后煮易发生褐变。张敏等对麻山药为原料饮料加工过程中的防褐变问题进行了研究,表明麻山药去皮切块后及时浸入0.08%亚硫酸氢钠、0.6%柠檬酸和0.6%VC的水溶液中,可防止去皮后麻山药块的褐变。
2.2稳定性
山药含有大量的淀粉、蛋白,其淀粉颗粒大而不易溶胀,做成饮料后淀粉易返生而引起沉淀和分层问题。淀粉返生凝沉的解决:一是采用高压均质的方法来减少颗粒直径,从而提高成品稳定性;二是人工加入增稠剂,来减少颗粒沉降速度,有效防止淀粉颗粒沉淀;三是可通过酶处理使淀粉分子酶解成可溶性小分子来解决其稳定性问题;四是合适的灭菌温度和时间,由于山药含有蛋白,灭菌温度过高、时间过长也易引起饮料分层;五是适宜的酸度调节,酸度太高也是引起沉淀产生的因素之一,因为蛋白质在酸性环境中易发生变性而产生沉淀。张敏等以麻山药为原料,0.1%海藻酸钠、0.05%CMC的复配稳定剂对麻山药果肉饮料的稳定效果明显,所得麻山药饮料的浆液形态均匀,长时间放置不分层。陈颖等以怀山药为主要原料,研究不同粒度、不同浓度和均质条件等工艺参数以及稳定剂对山药饮料稳定性的影响。研究表明:山药含量16.7%时、二次均质、粒度15μm,加入0.04%的琼脂、0.04%的黄原胶、0.05%的海藻酸钠和0.06%的羧甲基纤维素钠,可得到稳定性较好的山药饮料。原德树对怀山药饮料稳定剂的研究:先对怀山药浆进行酶解,调配时pH6.0,以0.06%蔗糖酯、0.1%单甘脂、0.08%卡拉胶、0.02%结冷胶、0.06%CMC-Na和全脂乳粉2.0%,稳定期可达一年。李会芬以麻山药为原料,以0.04%果胶、0.05%琼脂和0.02%卡拉胶为稳定剂,能有效地保证产品均匀一致、不分层、不沉淀,稳定效果较好。兰社益等研究耐高温A-淀粉酶水解山药淀粉和用增稠剂来解决山药饮料容易分层和沉淀的问题,研究表明,高温灭菌后增稠剂性质改变是造成山药饮料沉淀的一个重要因素。金苏英等用0.2%CMC、0.15%卡拉胶和0.15%瓜尔豆胶复配成稳定剂对山药果肉饮料的稳定效果最为明显,所得山药饮料的浆液组织形态均匀,长时间放置不分层。兰社益等认为增稠剂自身受溶液酸碱性、温度等因素的变化可能引起增稠剂理化性质发生改变,造成其稳定性的降低。对于高淀粉山药饮料,高温灭菌是影响增稠剂特性的重要因素,羧甲基纤维素钠在高于80℃长时间加热的情况下,会降低黏度并形成水不溶物。兰社益等针对高温灭菌后复合增稠剂水溶液的沉淀率及相对沉淀率(增稠剂沉淀量占成品饮料沉淀量的比例)进行了研究,表明高温灭菌后增稠剂沉淀占成品饮料沉淀中很大一部分,最大可达94%,说明复合增稠剂在高温灭菌后产生沉淀是造成饮料沉淀的重要因素。在选用增稠剂时,应先对增稠剂在不同的酸碱度、温度、剪切力大小环境下测定其稳定性,保证其在饮料加工要求条件下,本身性质不发生改变,也不会产生沉淀,增稠剂之间也不会产生负面的相互作用而影响饮料的稳定性和增稠效果。
3.山药饮料的发展方向
1氨汽提法
氨汽提法是目前尿素生产中最具竞争力的提取工艺之一,由意大利的Saipem公司在1967年获得专利,1970年建成世界上第一套工业化生产装置。该生产工艺经历几十年的发展,仍然保持了一定的生命力,最近五年来,世界上新增的尿素产能仍有相当大一部分采用Saipem公司的技术专利。我国自80年代开始陆续引进氨汽提法生产装置,主要以大中型生产装置为主,目前在我国的尿素生产工艺流程中,氨汽提法装置也占据了相当高地位,是支撑我国尿素产业的主要工艺之一。氨汽提法工艺流程主要包括二氧化碳压缩、尿素合成、尿液保存、尿素溶液浓缩系统等多个处理阶段。氨气汽提法具备以下主要特点:首先,合成塔中的合成原料依靠重力因素进入气提塔,之后进行加热自气提,主要通过高压压力蒸汽进行加热,对甲铵分解形成的汽化热进行分解,使之大部分分解为二氧化碳和氨气,该流程是在气蒸塔中所提供的等压条件下发生。然后,在第一步汽提塔中分解产生的气体从汽提塔顶部进入高压甲铵冷凝器对气体进行冷凝液化处理,由于该反应是放热反应,在气体冷凝过程中会释放大量热量,为了充分利用能量,提高生产效率,此部分热量以副产低压蒸汽的形式供下游工艺阶段利用。最后,由汽提塔冷凝出口释放出的工艺物料进入中低压分解系统之中,进一步加热分解物料中剩余的甲铵和氨气,之后进入预浓缩和两个阶段的真空系统,最终使其浓缩成约99.7%的熔融尿素,将其输送至造粒塔中进行造粒处理,形成成品尿素。而在中压分解阶段产生的气体再次进行冷凝吸收,将过剩的氨进行分离,使其返回合成系统,进一步回收利用,提高物料利用效率。氨气气体法工艺具有优良特点,其整套装置较为先进,操作性能较为稳定,最为关键的是对环境较为友好,尿素冷凝液全部加以回收处理进行再次利用,使得污染物排放量减少,经济效率与环保效益较原始方法有了一定提高。但同时,氨气汽提法工艺由于采用了高氨碳比,气提效率偏低,且工艺流程中需要中压分解装置,其工艺流程较长,需要设备较多,操作较为复杂。
2二氧化碳汽提法
二氧化碳汽提法生产工艺由荷兰Stamicarbon公司设计,在20世纪70年代中期,我国开始引进该生产技术,并先后建成了10余套大型工艺设备投入生产。到了90年代初期,Stamicarbon公司对原有二氧化碳汽提法流程进行了全面改进,包括工艺流程、设备的整体布置和设备的结构等方面,使得新一代改进型设备更加完善,操作更加简洁方便,同时提高了经济效益和环保性。二氧化碳汽提法主要是在一定的压力之下,用二氧化碳对甲铵溶液进行汽提,汽提过程中分解产生的氨和二氧化碳在这种压力下冷凝,而冷凝过程中产生的冷凝热作为副产品供一段蒸发加热和二段分解使用,同时,也可作为蒸汽喷射器的动力能量和整个系统的保温能量使用。二氧化碳汽提法的工艺流程包括合成塔、汽提塔、甲铵冷凝器、高压洗涤器和高压喷射器等几部分组成。二氧化碳汽提法尿素生产工艺主要包括二氧化碳压缩、液氨的加压、高压合成与二氧化碳气提回收、低压分解与循环回收等工序。在二氧化碳压缩工艺中,二氧化碳气体经干燥进入CO2压缩机此为一段压缩流程,每段压缩机进出口设置有温度、压力监测点,以便监测运行状况,经过四段压缩后,二氧化碳进入脱氢系统。
液氨经电磁阀分为两路,一路进入低压甲铵冷凝器调节循环系统摩尔比;另一路经流量计量后引入高压氨泵,液氨在泵内加压至16.0MPa(A)左右,液氨的流量根据系统负荷,通过控制氨泵的转速来调节。液氨经高压喷射泵与甲铵液增一起压并送入池式冷凝器。高压合成圈是二氧化碳汽提工艺的核心部分,其中包括合成塔、汽提塔、高压冷凝器和高压洗涤器这四个组成部分。从汽提塔顶部出来的含有氨的二氧化碳汽提气送入池式冷凝器,与其中的甲胺和液氨混合,池式冷凝器是一个卧式的合成塔。在冷凝器中80%左右的液体氨和气体二氧化碳大部分冷凝成甲铵液,并有部分的甲铵液脱水生成尿素。生成的甲铵液和尿素混合液与未冷凝的气体进入直立式高压反应器合成塔,塔内设有筛板将空间分为8个小室,形成类似8个串联的反应器,在每个小室中反应物被鼓泡通过的气体均匀混合,塔板的作用是防止物料在塔内返混。高压洗涤器分为三个部分:上部为防爆空腔,中部为鼓泡吸收段,下部为管式浸没式冷凝段。在这里将气体中的氨和二氧化碳用加压后的低压吸收段的甲铵液冷凝吸收,然后经高压甲铵冷凝器再返回合成塔。从合成塔顶部分离出的NH3、CO2和惰性气体混合物进入高压洗涤器,先进入上部空腔,然后导入下部浸没式冷凝段,与从中心管流下的甲铵液在底部混合,在列管内并流上升并进行吸收。尿素合成反应液从塔内上升到正常液位,经过溢流管从塔下出口排出,经过液位控制阀进入气提塔上部,再经塔内液体分配器均匀地分配到每根气提管中。尿液沿管壁成液膜下降,分配器液位高低起着自动调节各管内流量的作用。由塔下部导入的二氧化碳气体,在管内与合成反应液逆流相遇。管间以蒸汽加热,将尿液中的NH3和CO2分离出来,从塔顶排出,尿液及少量未分解的甲铵从塔底排出。从气提塔顶排出的高温气体,与新鲜氨及高压洗涤器来的甲铵液在约高压下一起进入高压甲铵冷凝器顶部。高压甲铵冷凝器是一个管壳式换热器,物料走管内,管间走水用以副产低压蒸汽。为了使进入高压甲铵冷凝器上部的气相和液相得到更好的混合,增加其接触时间,在高压甲铵冷凝器上部设有一个液体分布器。在分布器上维持一定的液位,就可以保证气—液的良好分布。从汽提塔底部来的尿素—甲铵溶液,经汽提塔液位控制阀减压到0.3~0.35MPa,减压后41.5%的二氧化碳和69%的氨从甲铵液中闪蒸出来。精馏塔分为两部分,上部为精馏段,起气体精馏的作用,下部为分离段。气液混合物进入精馏塔顶部,喷洒到上部精馏段的填料床上,尿液从下部分离段流入循环加热器中,进行甲胺的分解和游离NH3和CO2的解吸。
循环加热后的尿液,温度升高到135~140℃又重新返回到精馏塔下部分离段,促使尿液中的甲铵液进一步分解。离开精馏塔的尿液在闪蒸槽内继续减压,使甲铵再一次得到分解,部分水、NH3和CO2从尿液中分离出来,汽提塔出来的溶液经过两次加压和循环加热处理,其中大部分NH3和CO2被分离出来,闪蒸槽底部出来的尿液浓度约为72.4%左右,进入到尿液贮槽。尿液贮槽的尿液由尿素溶液泵送至一段蒸发加热器,一段蒸发加热器是直立列管升膜式换热器,尿液自下而上通过列管,在真空抽吸下形成升膜式蒸发,尿液中的水份大量汽化,加热后尿液温度为124~132℃,然后进入一段蒸发分离器中分离。浓缩到为95%的尿液经“U”型管进入二段蒸发加热器,二段蒸发加热器是直立列管升膜式换热器,尿液在更低压力下蒸发,加热后再进入二段蒸发分离器中进行汽液分离,通过两段蒸发后尿液浓度达到99.7%。离开二段蒸发分离器的熔融尿素经熔融尿素泵送至造粒塔顶部,通过造粒机造粒成型,最后送入仓库。该工艺与氨汽提法相比,由于采用了二氧化碳汽提,其汽提压力偏低,使得汽提效率升高,因此在氨气汽提法中所必须的中压分解装置无需在此工艺中出现,气提后残余部分只需一次减压加热即可,流程简单,操作方便,节省了动力消耗减少了设备使用量并提高了生产效率。氨汽提工艺中高压圈设备、水解塔和中压分解系统容易发生腐蚀,汽提塔使用寿命为15年左右,二氧化碳汽提工艺汽提塔寿命为17~21年,尿素塔使用寿命一般为19~25年。二氧化碳汽提工艺大部分设备可国产化,除高压甲铵喷射器需从国外进口,氨汽提工艺中高压汽提塔、高压甲铵冷凝、高压甲铵喷射器等都需要从国外进口。所以二氧化碳汽提工艺与氨汽提工艺相比投资及设备维护更新需要的投入较低。
3ACES工艺
ACES工艺由日本东洋工程公司开发,主要包括二氧化碳压缩、尿素合成、未反应甲铵的分解回收系统、尿素浓缩、熔融造粒系统和工艺冷凝液处理等程序。ACES工艺的特点是以二氧化碳作为汽提剂合成塔出料在等压条件下以重力作用实现,在汽提塔内加热汽提,然后气相在高压冷凝器中生产甲铵溶液,最后送至造粒塔进行造粒出料,该工艺无过剩氨回收系统。由前两个尿素生产工艺相比,该工艺流程前期投资较低,能量消耗较少,具有二氧化碳汽提法效率高的优点,同时具备较高的转化率。由于该工艺合成塔中具有较高的氨/二氧化碳摩尔比,可以解决合成塔的腐蚀问题,同时,高压圈操作问题可达190℃,压力达17.1MPa,合成转化率可达68%左右,大大减少了未分解的甲铵含量,所以ACES工艺是当今工业化尿素生产中能耗最低的工艺。虽然ACES工艺优点突出,但缺点也较为明显,如:高压圈设备多,操作复杂,控制回路系统也较为复杂,并且对设备要求很高。
随着我国工农业的快速发展,尿素生产形势仍然比较严峻,对目前生产上流行的三种尿素生产工艺进行比较可知,三种生产工艺均具有各自的优势和缺点。从目前形势来看,二氧化碳汽提法仍然占据主导地位,因此在生产中大力推广的同时,应进一步改进该生产工艺和发展其他工艺。综合其工艺流程各阶段原理,建议从深度水解技术、尿素造粒塔顶粉尘回收、尿素增设惰气精洗器改造等方面进行改造,同时注意环保设备进一步改进,这将是未来尿素工艺改造的趋势。
作者:宋洪卫单位:金新化工有限公司尿素车间
索风营水电站位于贵州省修文与黔西县交界的乌江六广河段,电站装机容量60MW,大坝的坝型为RCC重力坝,最大坝高115.8m。
本工程主体及临建工程的混凝土总量约116万m3,其中碾压混凝土(RCC)为65.85万m3,常态混凝土50.15万m3。混凝土的综合配比为大石16.32%﹑中石29.19%﹑小石22.4%﹑砂32.08%。根据施工总进度安排,砂石系统建成后共需加工砂石成品料约254.1万t,其中大石41.48万t﹑中石74.18万t﹑小石56.92万t﹑砂81.52万t。加工砂石骨料的料源,有26万m3可利用工程开挖的渣料,尚有98万m3需用石灰岩进行人工机械破碎,石灰岩取自距砂石系统附近的对穿岩料场。
据施工进度、混凝土浇筑强度曲线,本工程最大月混凝土浇筑强度为11.24万m3,故索风营水电站人工砂石骨料系统的生产能力按11.24万m3设计,能同时或独立生产常态砂、碾压砂及喷锚混凝土所需的各级配骨料,但考虑到各施工期对骨料的不同需求,设有6.4万m3的成品储存量来调节骨料的生产与耗用的平衡。系统采用先进的中央控制和电视监控系统,主要加工设备采用了(法国产)国际最先进的石灰岩破碎设备及国内一流的筛分、脱水及分级设备,共安装有设备69台套,装机容量2800kW该系统于2001年9月26日开工,2002年4月12日联动试机投产成功,比合同工期提前了16d。
1系统生产工艺流程及布置1.1系统生产工艺流程
系统工艺流程见图1,经平衡计算各车间的处理量见表1。
表1索风营水电站人工砂石骨料系统各车间的处理量
项目或车间
骨料直径/mm
合计
>80
80~40
40~20
20~5
2.5~5
<5
骨料配比/%
—
16.32
29.19
22.40
32.09
100
成品料/t
—
123
220
170
242
755
粗碎车间处理量/t
267
257.4
168.5
125.5
13.3
18.3
850
中碎车间处理量/t
—
94
138
186
46
91
555
筛分(一)车间处理量/t
—
94
307
312
59
108
880
细碎车间处理量/t
—
—
—
233
56
201
490
筛分(二)车间处理量/t
—
—
—
545
142
283
970
1.2破碎工艺及设备选型
破碎采用粗、中、细3段破碎,其中:粗碎采用开路;中、细碎采用与相应的筛分车间形成闭路循环生产工艺。
(1)粗碎车间:设计生产能力为850t/h。车间内设置2台Nordberg公司生产的NP1313反击式破碎机,
作者简介:王忠录(1964-),男,贵州省贵阳市人,高级工程师,从事水利水电建设施工管理工作。(该文已发表于《贵州水力发电》2004年第3期)。
并列运行,处理最大进料粒径为750mm,单机破碎能力可达470t/h。
(2)中碎车间:主要处理预筛分后的粒径大于80mm和部分40~80mm的石料,设计生产能力为700t/h。车间内设置2台Nordberg公司生产的NP1213反击式破碎机,并列运行,其单机破碎能力可达350~400t/h。
图1索风营水电站人工砂石骨料系统工艺流程
(3)细碎车间:主要处理筛分(二)车间后的粒径大于5mm和筛分(一)经脱水后的2.5~5mm的石料,设计生产能力为500t/h,车间内设置2台Nordberg公司生产的VI400制砂机,并列运行,其单机破碎能力可达250~300t/h,产砂率为30~35%。由于该机的产砂率偏低,砂的细度模数偏大(M=3.3~3.8),为满足设计对砂的细度模数(M=2.2~2.9)的要求,又增设了2台PL-8500立式破碎机来处理VI400制砂机经筛分处理后的回头料,其单机破碎能力可达80~160t/h,产砂率为50%~65%。1.3筛分工艺
筛分车间主要起筛洗及分级作用,分预筛分、筛分(一)、筛分(二)等车间。
(1)预筛分车间:设计生产能力为850t/h,车间内设2台2YRK1845重型振动筛。振动筛采用双层筛网,上层筛网孔为75mm×75mm,下层筛网孔为37.5mm×37.5mm。对大于80mm的石料经梭槽进入中碎NP1213破碎;40~80mm的石料由胶带输送机送入成品仓,小于40mm的全部石料进入圆筒洗石机(圆筒洗石机单机生产能力230t/h,2台并列运行),洗去泥土及小于2mm的石粉后,由胶带输送机送入筛分(一)车间;小于2mm的石粉经排水沟排入砂水回收系统,进行处理后再回收利用。
(2)筛分(一)车间:设计生产能力为560t/h,车间内设1台2YRK2460圆振筛。圆振筛采用双层筛网,上层筛网孔为37.5mm×37.5mm,下层筛网孔为19mm×19mm。其中20~40mm和20~5mm的石料分别经胶带输送机送入成品仓;2.5~5mm的全部石料经ZKR1230脱水筛处理后,由胶带输送机送入制砂转料仓;小于2.5的粉砂流入1号回收池处理后再利用。
(3)筛分(二)车间:设计生产能力为700t/h,车间内设1台3YRK2460圆振筛。圆振筛采用3层筛网,上层筛网孔为37.5mm×37.5mm,中层筛网孔为19mm×19mm,下层筛网孔为5mm×5mm。筛分(二)主要承担中碎以后骨料的筛分。其中大于40mm的骨料返回预筛分车间;40~20mm及20~5mm的石料可经胶带输送机送入筛分(一)或转料仓;小于5mm的石料直接由胶带机送入砂筛分车间。
(4)砂筛分车间:设计生产能力为500t/h,车间内设4台2YRK2460圆振筛(主要处理2台VI400制砂机生产的砂料)和2台YRK2056圆振筛(主要处理两台PL-8500生产的砂料)。PL-8500生产的砂料含粉率可达20%以上,从而改善了RCC用砂的石粉含量。
1.4设备配置
根据砂石料的特性和系统工艺流程计算后,系统主要设备的配置见表2。
1.5系统布置
索风营水电站砂石骨料生产系统由储料场、粗碎车间、中碎车间、细碎车间、筛分车间、半成品料仓、转料仓、成品料仓及砂、水处理系统等组成。
粗碎车间设在左岸进场公路旁的山坡上,2台破碎机对称布置;半成品仓,上部设定点Y型架皮带机堆料,堆料高度为27m,料仓长75m,宽65m,容量为3.5万m3;成品仓由大石仓、中石仓、小石仓、2个砂仓组成,宽50m,长265m,总容量6.81万m3。
生产中经圆筒洗石机及脱水筛排放的小于2mm的砂、泥污水,经四级砂、水回收处理系统后,粉砂经2台4PS砂泵回收至螺旋分级机脱水后直接掺入成品砂中,主要用于调整砂的细度模数;废水经三级处理后回收利用(设计回收60%,实际回收达90%);污泥排放到污泥回收池,用挖掘机挖装运至弃渣场。
2系统设计的优点与存在问题
系统建成投产后,首先配合索风营电站“建设绿色环保水电站,开发清洁能源”的目标,在污水排放及治理大气污染上做了很多工作,在石粉回收及废水处理的回收利用方面都取得了较为明显效果。
表2系统主要设备选型与配置
设备名称
规格型号
铭牌产量/(t·h-1)
设计产量/(t·h-1)
数量/台
进料粒径/mm
功率/kW
反击式破碎机
NP1313
470
850
2
<750
200
给料筛
B13-56-2V
500
850
2
0~750
11
槽式给料机
900×2100
70~270
180
6
0~300
7.5
电子吸铁器
PCDC-10
—
—
1
—
2.2
圆振筛
2YKR1845
500
850
2
<300
30
圆筒洗石机
TX1836
230
330
2
<40
75
反击式破碎机
NP1213
400
700
2
80~300
200
脱水筛
ZKR1230
70
50
<2.5
4*2
圆振筛
3YRK2460
280~880
700
1
0~80
45
立式破碎机
VI400
300
500
2
2.5~60
400
圆振筛
2YRK2460
280~500
130
4
2~40
37
立式破碎机
PL-8500
90~160
100
2
2.5~40
200
圆振筛
YRK2052
150~350
130
2
0~40
18
刮泥机
SFJ-16/2
80
60
2
0~2.5
11
砂泵
4PS
250
250
2
0~2.5
45
螺旋分级机
FG-15
100
75
2
0~2.5
15
脱水筛
ZKR1445
150
100
0~2.5
7.5*2
电磁振动给料机
ZG8
—
—
20
0~80
2
自动识别电子皮带称
—
1000
850
1
0~80
2
2003年7月至12月主体工程需用骨料7.7万m3,为了满足RCC对用砂的要求而进行了工艺改进和调整,解决了砂的细度模数及石粉含量问题。
2004年1月至4月主体工程需用骨料21.6万m3,工艺改进主要解决了细度模数的稳定性及提高石粉含量问题。
2.1关于粗碎、中碎、预筛分设备选型及工艺改进
(1)在粗碎、中碎设备的选型上,根据石灰岩强度不高、易碎的特性,所选用的NP1313、NP1213反击式破碎机具有破碎比大,产品粒形好,能耗低等特点。粗碎设计单机生产能力为470t/h,但在破碎机开口为18cm时的实际生产能力可达760t/h,达到了设计总产量的89%;中碎设计单机生产能力为350t/h,但在破碎机开口为6cm时的实际生产能力可达480t/h,达到了设计总生产能力的73%,说明本系统中粗碎、中碎在设备配置上富裕过大。因此,只要粗碎、中碎处理的设计生产能力不超过1500t/h,仍以采用2台设备较为合理。
(2)原设计中在棒条给料机下设有YKR1022圆振筛,将小20mm的骨料送入TX1530圆筒洗石机处理后再经1号皮带进入半成品料仓。但在毛料含泥量较高时,受圆筒洗石机处理能力的限制,使处理后的污水排放造成了污染,环保费用较高,故应该用皮带机输送出去作弃料处理,可大大降低下一工序的处理难度,这既能满足环保要求,同时也可降低运行成本。
(3)本系统的中碎设备配置虽有富裕,但经预筛分进入的梭槽坡度(35º)偏小,影响堆料而造成中碎产量偏低,为此增设了附着式振捣器。对大于80mm骨料的梭槽坡度应改为38º~42º。
(4)预筛分中小于40mm骨料直接进TX1836圆筒洗石机,冲洗后大于2mm的骨料进入筛(一)再次冲洗。虽然该设备洗石效果较好,但重点应解决好骨料的脱水问题,若配合FX型螺旋分级机使用,则效果会更佳。
2.2关于制砂工艺及设备配套的探讨
目前,大多数投入运行的和正在建设中的水电站人工砂石生产系统的制砂工艺,均沿用20世纪60至70年代的棒磨机制砂工艺,仅在部分大型水电工程中采用国外先进的制砂设备。国外先进的制砂设备虽然生产强度高,但生产出来的砂的细度模数偏大(较粗),仍需采用棒磨机或其他办法进行补充,且有生产成本增加、细砂流失量大、耗钢量大及对环境污染严重等问题。
RCC对骨料要求较高的问题是砂的细度模数、石粉含量及相对稳定的含水量,故人工砂石生产系统研究的重点是:一方面是如何使人工砂达到高含粉量(17%~22%)、稳定的低含水率(6%以下)和波动小于0.2的细度模数(2.2~2.9)指标(高RCC坝中应用高石粉掺量,可降低水泥用量,从而降低水化热,改善RCC的泛浆弹塑性和可碾压性等综合性能);另一方面是如何最大限度地将生产中95%的石粉回收利用和70%的废水回收再利用,以减少毛料的开采量,并使排放的废水达到国家环保规定的一次性排放标准,节约工程成本。
根据高RCC坝对砂细度模数、含水率等指标的特殊要求,针对石灰岩的特性,索风营人工砂石生产系统采用立轴式制砂机半干式制砂工艺,以消除粉尘对空气的污染,提高制砂产量及粉砂、废水的回收利用率;另外,要人为控制好砂的细度模数及颗粒级配,以改善碾压混凝土的性能,加快施工进度,降低运行成本。但在系统布置和工艺流程上存在如下问题:
(1)若中碎、制砂相关联的设备一旦发生故障检修,成品料便不能生产,说明布置不够合理。解决的方法应将中碎与制砂系统完全脱离开,并增大转料仓容量(由650m3增大到3500m3),使2个系统能单独运行,有6~8h的修理时间,高峰期便有提高产量的空间。
(2)经转料仓进入制砂机的2条皮带,可改为1条皮带供给制砂机上部的受料仓后再分别以自落式供给制砂机。这既可减少皮带机数量及运行成本,又可降低物料直接冲击破碎腔上口,避免抛料头分料不均匀而损坏抛料头和衬板等问题。
(3)VI400制砂机对含水率过于敏感,当含水率为5%~10%时(大于10%时可进行湿法生产),受线速度和含水率的限制,经筛分后的回头料中的2.5~5mm的骨料不容易再次破碎,并且容易造成堵塞抛料头和破碎腔护板,使产砂率和石粉含量降低;当含水率小于2%时,扬尘污染严重。因此,进行半干法生产时,含水率应控制在2%~5%为宜。
(4)原设计砂的筛分是使用2层不同孔径的筛网来解决砂的细度模数问题,但实际操作中很难调整砂的细度模数,筛网更换的难度也较大,运行成本较高。试运行后改为单层筛网在同一层面分上下部设不同孔径筛网调整,6座圆振筛分别使用2.5mm×10mm、3mm×10mm、4mm×10mm的筛网,用给料量的大小来调整细度模数,从而实现了细度模数的调整。
(5)VI400制砂机生产砂的细度模数偏大(实测M=3.3~3.8),用筛网调节细度模数又造成产量下降(设计产量260t/h;当M=2.7~2.9时实测产量仅为110~160t/h),石粉含量也偏低(实测为11.5%~14.3%)。为了解决这一难题,利用泥沙在一定水压力作用下自然沉淀分离的原理,设计了一套砂、水回收系统。其工序为:刮砂机将砂刮入集砂坑后用砂泵抽砂,被搅拌后的浊水经回收槽流入下一级再回收;砂泵在一级沉淀池中回收0.63~2.5mm的粉砂,送入1号FC-15螺旋分级机,经ZKR1445脱水后的筛脱水与干砂混合后进入成品砂仓,一级回收18t/h,脱水后砂的含水率为4.5%~5.6%,半干式制砂筛分后砂的含水率为1%~2%,两种混合后的含水率为2.5~3.5%,控制了砂含水率的波动<0.5%。二级沉淀池主要回收经1号螺旋分级机处理后所溢流出的小于0.63mm的粉砂;大于0.08mm的粉砂和石粉,再用2PS砂泵抽到浓缩箱,经浓缩后进入2号螺旋分级机送至脱水筛;二级所回收的0.08~0.63mm的砂为5~7t/h,经回收的砂在25号、26号皮带上与筛分楼的砂混合后送入成品仓,经检测掺入回收砂混合后砂的细度模数降低了0.15,石粉含量提高了2%左右,实测为13.6%~17.1%。回收后掺入浓缩箱和2号螺旋分级机的溢流水流入3号水回收池,3号池将排除的泥进入干化池处理,而清水溢流入4号清水池回收利用。本系统的土建及设备的投资不大(总投资36万元),但解决了人工砂石生产系统的环保难题,且经济效益明显,其中节约用水费用(0.75元/m3)可达125万元,粉砂0.08~2.5mm回收利用可节约费用(砂25元/t)180万元左右。
(6)按DL/T5112-2000《水工RCC施工规范》要求,人工砂的石粉(d≤0.16mm的颗粒)含量宜控制在10%~22%,最佳石粉含量应经过试验确定。索风营大坝原设计的人工砂石粉含量为10%~17%,经专家组论证后对0.08mm以下的石粉含量作了调整,由于系统设备资源及工艺上已无潜力可挖,只有考虑增加设备投入,经综合比较后增加了2台PL-8500立轴式破碎机,并要求生产厂商将线速度由60m/s提高到70m/s,以增大破碎比和获取高石粉量。增加的制砂设备于2004年3月15日投入运行,在2004年4月20日检测得M值为2.7,误差为0.15;石粉含量为17%~21.8%、平均18.3%,于0.08mm的石粉含量为11.6%~14.4%、平均12.8%。
3结束语
索风营人工砂石生产系统,采用半干式制砂工艺,结合砂、水的充分回收利用,又对系统内场地进行了绿化,皮带及砂仓也增设了防雨、防尘棚,基本实现了工厂化管理;经过这2年多运行和改进,现系统运行稳定、可靠。因砂的细度模数稳定、石粉含量提高,使得2004年3月以后大坝RCC配合比中降低了6%的粉煤灰掺量,经济效益较为明显;并较好地解决了人工砂石生产的环保问题,大大降低了运行成本,为高碾压混凝土坝人工砂石骨料生产探索了一条新的路径,也为索风营水电站工程争创鲁班奖奠定了基础。
仪器编号线膨胀系数(10-6/℃)复相关系数标准差时效类型
NX15.9720.9962.071微膨胀
NX28.6170.9852.419微膨胀
NX36.2710.9902.065微膨胀
ND13.5150.9763.301先膨胀后微收缩
N15.1040.6996.862微膨胀
N22.3150.9003.501先膨胀后微收缩
N36.0850.7843.221微膨胀
N47.7940.9822.056微膨胀
(1)大坝布置了比较完整的安全监测系统,并随着坝体混凝土的浇筑施工进度,高程1022.0m以下的坝体内部监测仪器已按设计要求全部安装埋设完毕,监测仪器安装埋设质量及观测质量良好,观测值符合碾压混凝土坝的一般规律;
(2)施工期温度监测成果及时为坝体混凝土的浇筑碾压计划提供依据,指导了施工,达到了监测设计目的。
TheSafetyMontorsOfDamOfYujianheReserviorInXifengLUOHen,PANGXian-ming,CHENHao,YANGHan-hai
(GuizhouDamSafety’sObservationCentre,Guiyang,Guizhou,550002,Chin
【关键词】粗苯生产 生产工艺 存在问题 富油 贫油 粗苯
一、引言
粗苯是在煤热解过程中的粗煤气中的产物,是在脱氨之后的焦炉煤气中所回收的笨系化合物。粗苯轻于水,但不溶于水,是淡黄色透明的液体。加工粗苯最常用的方法就是洗油吸收法,生产工艺较为复杂。粗苯主要应用于深加工制笨、二甲苯、甲苯等宝贵的有机化工原料。在粗苯的生产工艺中,存在一定的问题,影响回收效率。
二、粗苯生产流程
焦炉煤气经过硫胺工段后,进入冷却塔,经过直接水冷作用,将煤气温度降低到27摄氏度左右,并依次进入到三个保持串联的钢板网洗笨塔,洗笨贫油经由洗笨塔顶部喷入,按照洗笨塔的前后顺序同煤气逆流接触,经过第一个洗笨塔底部的富油,一部分富油送入洗萘塔内,另一部分和洗萘塔中返回的含有萘的富油进行混合,之后进入到蒸馏工序。
富油首先进入到油气换热器内,同脱笨塔顶的粗苯蒸汽间接换热到70℃-80℃,然后进入到油油换热器,和脱笨塔底部的热贫油换热到120℃-130℃,换热达到温度要求后,进入到脱水塔内进行脱除水份的操作,用泵将脱水之后的富油送入到管式炉的辐射段和对流段,待富油加热到180℃左右之后,1%的富油进入到再生器中,通过中压汽间接加热,并利用直接蒸汽来蒸吹,位于再生器的顶部的蒸出气体进入到脱笨塔,再生器下部排出的其他残渣流入到残渣槽内。脱笨处理之后的热贫油,经过油油换热器和冷富油进行换热后,进入到贫油冷却器中,将其冷却到30℃左右后送回到第三个串联的洗笨塔中来循环使用。
粗苯的蒸汽和富油换热完成后,经过冷凝冷却器的全冷凝,之后进行油水分离,将粗苯流入到中间槽内,利用回流泵,抽出一部分送入到脱笨塔顶部做回流。部分打入两笨塔来生产轻笨和重笨。从管式炉加热之后的富油中引出约1%至2%的富油进入到再生器中。生产中的残渣定期排放到残渣槽内,并和溶剂油仪器输送到焦油工段。
三、粗苯生产工艺存在的问题。
(一)贫油进入到一段冷却器中的温度过高,会导致一段冷却器的结垢严重,降低一段冷却器的冷却效果。经过一段冷却器的冷却处理后,贫油的高温依然高达52℃左右,同时也增加了二段冷却器的运转负荷。
(二)循环洗油恶化严重,导致洗笨塔运行阻力增大,同时也降低了洗笨的效率。在生产过程中,单纯依靠增加洗油消耗,循环洗油指标好转不大,经过化验后,进厂洗油270℃的前馏出量约为75%至80%,能够满足生产的需要。可以分析为,造成洗油严重的主要原因是洗油生产厂家在劣质的洗油中加入了某种添加剂,导致虽改善了270℃前的馏出量,但无法满足生产工艺的需要。
(三)富洗含水量较高,水中的腐蚀介质含量较高,加剧了热油管线和相关设备的腐蚀。导致循环油中含有水的主要原因为:
1.硫胺生产出现非正常状况,煤气经过饱和器之后含氨量增加,从而导致洗油含有水分的腐蚀介质升高,主要为氨升高。2.洗涤部分的油封上的水进入到地下放的空槽后,经过液下泵抽送到富油之中,导致富油含水。3.洗萘富油的温度和煤气温度的波动较大,无法保证油温能够超过煤气进口温度的2至3℃,容易导致洗萘富油含水。4.各类油泵或备用泵的轴亚盖冷却水和填料位置的滴油混合,进入到放空槽后被打入到循环系统中,从而导致富油含水。5.生产用的煤气或蒸汽压力波动较大或压力较低时,难以维持正常的生产,造成油系统空循环运转,最终导致油含水量超高。
(四)洗油质量不稳定且消耗量过大。洗油中含有酚成分较高,导致洗油质量变差;洗油再生器设计采用连续排渣,当焦油精制停建时,洗油残渣无法排出,因而改用间歇排干渣,显然这样的排渣设计有失合理,无法使洗油的高沸点成分能够有效排出,加大分子量和粘度,减少了300℃的前馏出量。另外,生产不稳定,被煤气带走的洗油数量大,空循环较多,出现跑冒漏等问题,导致消耗量增加。
四、解决粗苯生产工艺的相关措施。
(一)停用或改善洗萘塔
洗萘塔影响因素较多,导致洗萘塔的操作条件恶化,从而导致富油含水量过多,加剧腐蚀和造成提取萘油较为困难。针对此种情况,要停用洗萘塔,对鼓冷工段进行改造。采用横管冷却器冷却处理后的轻质焦油和氨水混合液,进入到直冷却塔中进行冷却洗萘的方法,将直冷却塔的煤气温度控制在20℃左右。
(二)增设油水分离器
由于冷却各类运转的油泵轴亚盖的压盖和水露出的油滴是混合后进入地下放空槽内的,之后才被打入到富油系统中。油水混合液中的水分较大,其混合液的油水比例约为1:20,为了解决洗涤部分地下放空槽中含水量过多的问题,可取消轴亚盖的冷却水,但同时要确保油泵运转正常。
(三)增加萘沉淀槽
生产粗苯的生产工艺中,脱萘工艺也存在问题。为了减少萘进入粗苯回收系统的机会,要将终冷煤气冷却系统改变成为终冷洗萘工艺,通过工艺改善,将萘在进入粗苯前洗涤下来,减少煤气系统中的萘堵塞问题,来保证煤气终冷却塔的正常运行。
五、结束语
粗苯生产工艺中存在较多问题,针对存在的具体问题,采用相应的处理措施,优化生产工艺,改善生产技术,改进生产措施,提高粗苯质量,进而提高粗苯生产效率和经济效益。
参考文献:
[1] 陈其军 Chen Qijun 粗苯生产工艺问题分析及解决措施探讨 [期刊论文] 《天津冶金》 -2008年2期
[2]李振华 粗苯生产工艺的优化 [会议论文] 2004 - 河南省第四届青年学术年会
[3]李胜改 尚建芳 张少华 粗苯蒸馏系统工艺改进 [期刊论文] 《河北化工》 -2008年1期
论文关键词:药品生产,工艺验证,验证要求,生产质量,性能确认
1 验证的概念
1.1 验证
证明任何操作规程(或方法)、生产工艺或系统能够达到预期结果的一系列活动。
1.2 验证带来的好处提高生产率
(1)降低产品不合格率;(2)减少返工;(3)减少生产过程中的检验工作;(4)减少成品的检验工作;(5)降低客户投诉的发生;(6)工艺过程中出现的偏差能够迅速得到调查;(7)工艺生产技术能被更快转借;(8)生产和检验设备维修保养较为方便;(9)提高人员对过程的了解程度;(10)产品质量得到有效控制。
1.3 验证方法的适用性选择
1.3.1 回顾性验证
指以历史数据的统计分析为基础,旨在证实正常生产的工艺条件下适用性和可靠性的验证。(1)以积累的生产、检验和其他相关历史资料为依据,回顾、分析工艺控制的全过程、证实其控制条件的有效性;(2)应具备的条件;(3)足够连续合格的生产批次的生产数据;(4)批次数一般具有20个以上的数据;(5)有足以进行统计分析的检验结果,且检验方法已经过验证;(6)有完整的批记录; (7)有关的工艺变量是标准的。
1.3.2 同步验证
指生产中在某项工艺进行的同时进行的验证。用实际运行过程中获得的数据作为文件的依据,以此证明该工艺达到预期的要求特殊监控条件下的试生产。(1)对所验证的对象有相当的经验及把握的情况下采用;(2)采用同步验证应具备的条件;(3)有经过验证的检验方法,其灵敏度、选择性等较好;(4)生产及监控条件比较成熟,取样计划完善;(5)对所验证的产品或工艺已有相当的经验及把握。
2 例子:灭菌设备的验证
验证包括:(1)湿热灭菌柜验证;(2)干热灭菌柜验证;(3)灭菌隧道验证;(4)其他灭菌设施验证。
2.1 湿热灭菌柜确认
GMP规范和药典的规定(灭菌时间、温度、F0)如下。
热稳定性产品(过度杀灭):美国产品灭菌工艺的F0值不低于12 min,欧盟121℃×15 min,可菜用其他方式,但效果等同。热敏感性样品:控制产品在灭菌前段带菌量,产品灭菌工艺的F0不低于8 min。
2.2 热力灭菌的基本规律
在一定温度下微生物的数量的对数值和灭菌时间的线性关系。(见图1)
F0的定义:F0是指在某特定温度下所产生的灭菌效果与在121.1 ℃下相等时所需要的灭菌时间。其意义:(1)用于评价热灭菌工艺对微生物的杀灭效果;(2)可用于比较不同温度下的灭菌效果;(3)可用生物学方法测定。F0=D121.1×(LgN0-LgNt)(生物学)。
2.3 生物指示剂验证
2.3.1 过度杀灭工艺
(1)选择与灭菌条件(工艺、对象及程序)相适应的生物指示剂(B.stearthermophilus ATC 7953 被视为标准菌株D121.1= 1.5 min,单位数量10-5~10-6个孢子);(2)生物指示剂与温度探头并列在同一位置(10~20支);论文范文(3)按规定条件培养生物指示剂; (4)对生物指示剂用培养基进行促生长检查;(5)进行阳性对照试验;(6)所有经受挑战实验的样品均呈阴性。
2.3.2 非过度杀灭工艺
(1)选择与灭菌条件(工艺、对象及程序)相适应的生物指示剂;(2)生物指示剂的耐热性;(3)不得低于孢子在相应产品中的耐热性;(4)不得低于产品中污染菌的耐热性;(5)用于每次挑战实验的所有BI批号必须一致;(6)生物指示剂的接种量计算。
2.4 性能确认—— PQ
2.4.1 重要测试项目
(1)对于每一种装载重复3次;(2)空腔体温度分布;(3)最小装载的温度分布;(4)最大装载的温度分布;(5)中间装载的温度分布(根据实际情况);(6)微生物挑战实验。
2.4.2 性能的测试
泄漏率的测试(定期进行)。
2.5 灭菌验证的一些要求
(1)对于大容量的瓶子,热电偶在瓶子中的位置必须进行确认;(2)如果采用替代物质进行PQ,必须进行替代品和正式品等同性测试;(3)必须确定产品灭菌的接受标准F0的范围;(4)对于收集的数据,必须进行及时分析、总结。
2.6 灭菌柜的再验证
(1)灭菌程序和装载发生变化后,必须进行再验证;(2)灭菌柜使用一定周期后,必须对程序和装载进行再次确认,通常为一年;(3)再验证的策略是列出程序和装载的列表,有选择地对关键装载进行再验证。
2.7 最后结果是:Z值湿热 取10,干热 取20,除热原 取54
3 工艺验证要求
3.1 条件要求
(1)工艺应经受恶劣条件的挑战,以证明工艺的实用性。恶劣条件应该是实际中能发生的情况;(2)一些恶劣条件或者挑战性实验应在实验前的实验条件下完成,或者在OQ/PQ阶段完成;(3)用风险评估的方法确定最差条件;(4)所有品种和规格必须进行验证;(5)验证批次量应与商业批相同或具有等同行。
3.2 取样要求
一般采取加强取样点方式,应至少涵盖将来例行检查而且可接受的标准必须是:清晰明了,可操作性强,条理清楚,相关性强。验证报告书必须明确包括谁进行取样,谁检测样品,谁汇报结果,谁撰写相关报告(建议按照职责的不同建立相应的职责权限)。
3.3 变更控制
验证所标明的只是验证当时的一种状态,验证状态的保持需要通过变更控制来实现。验证状态的改变一般作为变更控制的一部分进行评估,如有规范的变更控制及产品评价则不需要再验证。
3.4 再验证
一般使用的频率比较低,仅仅适用于一些成熟产品发生以下情况时需要进行再验证。重复发生的无原因的产品质量偏差,在回顾性总结文件中发现的不良趋势。通常以信息回顾的形式体现,回顾范围包括分析数据、工艺参数、设备情况。
4 结语
通过对药品工艺验证的分析,使人们了解药品验证在药品生产行业中的重要性,帮助管理人员充分认识药品验证的重要性,实现合理的资源分配。通过对药品生产灭菌工艺验证的基本环节和方法的了解,分析药品工艺验证在药品生产中的基本作用,实现GMP理念对药品验证的基本要求,实现提高质量的最终目的,保正药品行业产品的健康发展,并且最大限度地保护了广大患者的利益。
参考文献
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[2] 国家食品药品监督管理局执业药师资格考试认证中心.药学专业知识二[M].北京:中国医药科技出版社,2011.
[3] 国家食品药品监督管理局执业药师资格考试认证中心.药事管理与法规[M].7版.北京:中国医药科技出版社,2015.
关键词:电子产品;生产工艺;管理方式
电子产品的生产质量与企业的自身发展形象密切相关,电子产品广泛应用在人们生活领域,人们对电子产品的质量也具有更高的要求。而电子产品质量与生产工艺也脱离不开关系,无论是受人文因素还是客观因素的影响,要保障电子产品的生产质量,都需要在生产期间对其严格管理,这样才能促进生产过程的高效化。
1电子产品的工作程序
在现有的发展阶段,企业对电子产品生产期间利用的生产工艺都是对生产的时间、方法、速度、程序等进行总结,并对整个生产的环境、质量、人为因素以及产生的生产消耗实施管理[1]。一般情况下,对电子产品进行研究与生产期间,主要为4个发展历程。分别包括对生产方案的论证、对工程的研究、对设计的定性以及对生产的定型。在这4个发展阶段中,要根据不同的生产工艺流程有效实施。对于方案论证来说,相关人员在方案设计期间,首先要收集相关的技术资料,并对使用的技术手段进行调查与分析。然后,有效编制方案,以促进方案研究的更为有效。最后,对整个方案的实施与确立进行计算分析,从而促进方案论证工作的科学进行。对于工程研究,根据论证方案的初步设计,制定出合理的参考任务书,并按照相关的程序与标准对电子产品的性能、技术等要素进行研究。接着,利用相关的理论知识对其计算、设计,以形成样机和设计技术。对于定性设计,相关人员在对其实施期间,要对现场情况进行检验、辨别,然后根据技术任务书的说明对其编写、设计,促进设计文件应用的合理性。同时,还要严格审查生产工艺方案和生产文件,并在最后开展相应的定型会议对其优化。对于生产定型,要加强工艺文件的有效编制和完善性,并根据生产方案的制定对生产人员进行知识培训与操作训练,保证在大批量产品工艺生产期间,能够提高电子产品的生产质量[2]。
2电子产品生产工艺的种类
目前,我国生产的电子产品种类比较多,生产工艺也存在较多种类。一般情况下,常见的电子产品生产工艺包括以下几种。(1)物理加工工艺,该工艺能够制作一些铭牌,并利用电镀、刷漆等方式来形成。该工艺对产品的表面实施物理加工模式,能够在较大程度上提高电子产品的表面抗腐蚀性。(2)化学处理工艺,该工艺也是一种表面处理办法,主要利用焊接、灌注的方式来实现,具有抗氧化功能。在电子产品产生期间,利用该工艺不仅能提高其表面的抗腐蚀性,还能使电子产品更加美观。(3)连接工艺,在对电子产品进行制造期间,该工艺主要通过压接、胶结的方式来完成,在使用过程中,一般存在手工焊接以及机械焊接两种方法。(4)总装工艺,在电子产品生产期间,利用该工艺主要实现的是预加工、调试以及包装等工作。(5)机械加工工艺,该工艺在实施期间能够导致一些材料外形发生改变,保证产品在生产期间满足一定的使用需求。(6)塑料工艺,该工艺主要通过注塑、吹塑以及压塑的方式来完成,在电子产品生产期间也发挥其较为有利的作用[3]。
3电子产品生产工艺的影响因素
在社会经济发展趋势下,电子产品得到更为成熟的进步和发展,同时,在发展期间也受到多种要素的影响。这些要素的存在不仅会影响电子产品的质量,还会抑制企业的积极进步和发展。其中,人为因素影响着电子产品生产工艺的正确使用,在影响要素中形成的效果更为突出。因为企业中的各个工作人员是电子产品生产的主要实施者和接触者,在保障电子产品生产质量工作中发挥其较大作用。特别对于一线的工作人员,每个员工不仅要具有较强的责任意识,还要形成高度的敬业意识[4]。所以,在对电子产品生产期间,他们要不断学习先进的专业技能,并在工作中以相关的规章制度作为标准,促进工作行为的规范性。并且,其中的生产设备也是影响电子产品生产工艺实施的重要因素,在对电子产品进行制造期间,其中的模具是根据市场需要对其定位的,只有提高模具的精度,才能保证电子产品生产质量的有效提高。除此以外,根据相关的调查与分析,很多企业中使用的生产设备都比较落后,各个环节存在不同的破损,从而在较大程度上降低实际的生产效率,影响电子产品的生产质量。所以,对生产设备进行维护与管理将发挥其较大作用,对存在的因素进行分析不仅能解决电子产品的生产质量,还能促进生产方法的有效性和实施的合理性,这样才能在电子产品事业获得较大进步和发展[5]。
4电子产品生产工艺的管理
在电子产品生产期间,为了能加强各个环节的管理与控制,不仅要对生产过程进行有效控制,还要提高更多生产环节的实施质量,以保证管理工作的积极完善。要提高电子产品的生产质量,主要加大对生产技术的研究,这样才能使电子产品的生产过程有效完成。在另一方面,提高电子产品的生产质量还能提升整个生产过程的实施水平,而生产水平又是人员生产状态的集中体现,更是技术化升级的基础条件。因此,在电子产品生产期间,要保障其质量,就要根据生产工艺的具体要求,提高生产效率,并对各个生产环节严格控制,这样才能在较大程度上提高电子产品的生产质量。
4.1对生产线人员进行培训
对电子产品生产线的相关人员进行培训,能够为整体生产流程提供保障。目前,各个行业在不断建设与发展过程中,都是将“以人为本”的发展理念作为基础,所以,在电子产品生产期间,也要本着该原则对其发展。生产线上的工作人员是整个生产工艺实施的主体对象,他们不仅要发挥其主观性,还要积极保证电子产品的生产质量[6]。因此,必须要提高生产线工作人员的自身素质。在实际的电子产品生产过程中,由于存在一定的重复性,员工容易在生产期间产生一些情绪,从而影响着工作的正常实施。基于这种情况,在实施生产前期,就要对生产线人员进行培训,使员工认识到产品质量发挥的重要性。期间,可以制定激励机制,保证能够在较大程度上提高生产人员的积极性。在这种发展条件下,不仅能促进电子产品生产与设计工作的积极实施,还能保障电子产品的生产质量。
4.2增加对升级工艺的重视
电子产品在实际生产期间,由于受到精度问题的影响,将会降低电子产品的生产质量。针对这种问题,相关人员应认识到该问题产生的主要条件,因为一些特殊的电子产品是在不同的环境下形成的,利用不同精度的模具也会产生不一样质量的产品。所以,在对这些特殊产品引进与生产前期,就要委派一些专门的工作人员的对其进行考察、研究,并加大生产人员的培训工作。同时,还要制定出与技术相对应的管理制度,使一些专业人员能够针对不同的生产情况对其积极引导,从而保证各个工序的生产质量都能得到充分的控制[7]。
4.3提高对生产过程的监管
在电子产品生产期间,还要对整个生产过程进行有利的监督与指导。因为电子产品生产期间存在的技术性问题较多,人们在生活中对其应用也更为广泛。所以,加大对电子产品生产过程的有效监督与管理,能够提高电子产品的生产过程。并且,电子产品的生产期间,还要利用合适的监督技术为其提供保证,从而提高实际的生产效率与生产质量,这样才能使电子产品生产企业获得较高的经济效益。在对其监督与控制期间,要对其中的生产材料进行监控,以使产品质量得到保障。还要对各个实施工艺进行监督,以使工艺生产能够符合一定的制造标准与流程。其次,还要对周边的生产环境进行监督,从而避免生产期间存在安全隐患。所以说,该监督控制过程的实施不仅能提高电子产品的生产质量,还能对实际的生产状况积极优化并改进。
5结语
随着科学技术水平的不断提升,电子产品得到人们的热烈追捧。提高电子产品的生产质量能够保证我国的可持续发展和进步,也能提高电子事业的发展地位。根据实践性的综合分析,要将提高电子产品的生产质量,就要对其严格管理,这样才能使电子产品满足人们的使用需求。
参考文献
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[3]李振国,高敏.电子产品生产工艺与管理实践教学改革与探索[J].科技与企业,2013,(16):267-267.
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[5]张琳.浅谈电子产品生产工艺与管理过程[J].江西建材,2016,(4):269-270.
[6]宋丽.基于工作过程的《电子产品生产工艺与实践》课程改革[J].广东交通职业技术学院学报,2013,12(4):60-62.
论文关键词:马克思;循环经济;科学技术
论文摘要:马克思在《资本论》中,尤其是在论述“不变资本使用上的节约”问题时,曾经明确提出过与“循环经济”原则类似的思想和观点。在此基础上,本文对马克思关于循环经济的几个重要思想进行了归纳和总结。
“循环经济”一词是美国经济学家波尔丁在20世纪60年代提出的。自20世纪80—90年代起,发达国家为提高综合经济效益、避免环境污染,以生态经济理念为基础,重新规划产业发展,提出一种新型的循环经济发展思路。20世纪90年代末,循环经济理念开始引入我国。2004年9月29日,国家发展与改革委员会召开全国循环经济工作会议,提出要用循环经济理念指导“十一五”规划的编制。
虽说“循环经济”是一个新理念,但马克思在《资本论》中,尤其是在论述“不变资本使用上的节约”问题时,就曾经明确提出过与“循环经济”原则类似的思想、观点。马克思的这些见解给我们以深刻地启迪,可以说是“循环经济”理念的理论先声。马克思循环经济思想主要表现在以下几个方面
首先,在马克思看来,应用科学技术是减少工业和生活废物的有效手段。这种思路与当今人们处理生产与生活垃圾的思路是一致的。马克思在《资本论》中讨论“生产排泄物的利用”问题时明确指出:“我们所说的生产排泄物,是指工业和农业的废料;消费排泄物则部分地指人的自然的新陈代谢所产生的排泄物,部分地指消费品消费以后残留下来的东西。”那么靠什么手段来处理这些排泄物呢?当然要依靠科学技术手段,因为“科学的进步,特别是化学的进步,发现了那些废物的有用性质”。马克思特别强调,用先进的科学技术改造过的工业,可以充分利用工业废料,变废为宝,减少工业废料对环境的污染。“化学工业提供了废物利用的最显著的例子,它不仅发现新的方法来利用本工业的废料,而且还利用其他工业的各种各样的废料,例如,把以前几乎毫无用处的煤焦油,变为苯胺染料,茜红染料(茜素),近来甚至把它变成药品。”马克思指出:“化学的每一个进步不仅增加有用物质的数量和已知物质的用途,从而随着资本的增长扩大投资领域。同时,它还教人们把生产过程和消费过程中的废料投回到再生产过程的循环中去,从而无需预先支出资本,就能创造新的资本材料。”在这里,马克思实际上已经涉及到了利用科学技术的手段建立完整的循环经济体系的问题、废物资源化问题和产业生态化问题。马克思的上述思想与我们今天大力提倡的“利用可持续的科学技术来支持和支撑社会可持续发展”的见解是一致的。
其次,马克思认为,利用科学技术改进生产工艺可以提高生产资料的使用率,减少废弃物的排放,减轻对生态环境的压力。马克思在《资本论》中,列举了大量的生产实例,对生产工艺的提高在充分利用工业废物,减少排泄物方面的作用给予了极大的关注。伴随着科学技术的进步,人类的生产工艺水平也日益提高。工艺的进步,改变了对生产原料的利用途径和方式,使那些在原有形式上本来不能利用的、生产中的各种废料,获得了一种在新的生产工艺中可以再利用的形式,废料成为了新工艺的原料。现在,循环经济学家常说的一句话是:“垃圾是放错了位置的原料”。其实,马克思早在100多年前就明确地说过类似的话:“所谓的废料,几乎在每一个产业中都起着重要作用。”马克思用实例说明,当时由于生产工艺水平的低下,在英格兰和爱尔兰许多地方的农场主不愿种植和很少种植亚麻,一个主要理由是:在靠水力推动的小型梳麻工厂里,粗糙落后的生产工艺导致了在加工亚麻时产生了很多废料,损失高达28%到30%,工人们经常把这些废麻拿回家当柴烧,可是这些废麻是很有价值的。后来,人们采用了先进的生产工艺,用水渍法和机械梳理法对亚麻进行精细处理,使亚麻的损耗大大减少。再次,马克思还看到,科学技术的发展导致了大批新型生产工具的问世,而生产工具的革新同样可以提高工业废物的利用率,变废为宝,减少资源的浪费。马克思多次指出:“机器的改良,使那些在原有形式上本来不能利用的物质,获得一种在新的生产中可以利用的形式。”“废料的减少,部分地要取决于所使用的机器的质量。”马克思列举了意大利和法国在磨谷技术上的差异说明这个问题。在罗马,当时的磨还很不完善,因此,不仅同量谷物的面粉产量低,而且磨粉费用相当大,客观上造成了极大的浪费。而巴黎人使用的磨,是按照30年来获得显著进步的力学的原理实行改造的精致的磨,大大提高了同等谷物的面粉产量。马克思还提到,处理纺织工业产生的废丝时“人们使用经过改良的机器,能够把这种本来几乎毫无价值的材料,制成有多种用途的纺织品”。在马克思看来,“在生产过程中究竟有多大一部分原料变为废料,这要取决于所使用的机器和工具的质量。而这一点是最为重要的。”我们都知道,生产工具是“物化”了的科学技术,用科学技术手段改造我们的生产机器和工具,的确可以提高自然资源的使用率,从而节约自然资源,减少生产过程中的废物,减轻生产废物对生态环境的污染。
通过上面的分析可以看到,马克思对循环经济思想的论述不仅具有前瞻性,而且具有深刻性。马克思的这些真知灼见提出了实现循环经济的具体手段和方式,对我们大力推进循环经济具有重要的启发意义。
参考文献
[1]马克思.资本论.北京:人民出版社,1953.