化工設計習題及答案打印版

考證素材考證素材三．名詞解釋題概念設計：概念設計是從工程角度出發(fā)進行的一種假想設計。工藝流程圖：把各個生產單元按照肯定的目的要求，有機地組合在一起，形成一個完整的生產工藝過程，并用圖形描繪出來，即是工藝流程圖。車間廠房安排：是對整個車間各工段、各設施在車間場地范圍內，按照它們在生產中和生活中所起的作用進行合理的平面和立面安排。地基：建筑物的下面，支承建筑物重量的全部土壤稱為地基?？傤A備費：總預備費包含根本預備費和漲價預備費兩項。.根底設計：根底設計是新技術開發(fā)的最終成果，它是工程設計的依據。工藝流程設計：工藝流程設計通過工藝流程圖的形式，形象地反映了化工生產由原料進入到產品輸出的過程?；ぴO備：化工設備主要指在化工生產中常用的標準和非標準設備。管道安排：用管道將各工段和各設備連接起來。稱管道安排。設備購置費：設備購置費包含設備原價及運雜費用。概算書：概算書是在初步設計階段編制的車間投資的大概計算。工藝流程草圖：工藝流程草圖是用來表達整個工廠或車間生產流程的圖樣。車間安排：將各工段與各設備按生產流程在空間上進行組合、安排稱車間安排。根底：根底是建筑物的下部結構，埋在地面以下。其他費用：其他費用是指工程費用以外的建設工程必須支出的費用。1、熱：有溫度差存在時體系與體系〔或體系與環(huán)境〕之間所傳遞的能量。2、活塞流型反響器：物料返混為零的反響器。如管式反響器。3、管件：管件就是用于在管道系統(tǒng)中改變走向、高度，或改變管徑，或引出支管等所使用的管道部件。4、別離過程：就是將一混合物轉變?yōu)榻M成互不相同的兩種或幾種產品的操作。5、溫-焓圖(T-H)：是以溫度T為縱軸，以熱焓H為橫軸的曲線圖，它表示了物流的熱特性。6、固定床反響器：是指所用固體催化劑，或固體反響物，固定于反響器中的一類反響器。7、聚式流態(tài)化：在流化床反響器中，固體顆粒在不同程度上成團聚狀態(tài)。8、傳質別離過程〔平衡別離過程〕：通過物質的遷移而使均相的混合物到達別離的目的。這一過程遵循物質傳遞原理。由于這種別離過程常常是到達傳質平衡，因而，也稱平衡別離過程。9、工藝流程示意圖：用方塊流程圖按不同的局部來表示工藝過程的總體概念、或局部概念、或一個單元的詳細操作，并且每個方塊依據不同的詳略要求，有肯定的框圖說明。工藝流程示意圖也稱方塊流程圖。10、連續(xù)過程：連續(xù)過程是指這樣的過程，它被設計成每個裝置可以每天運行24小時，每周運行7天，幾乎全年都在根本不變的穩(wěn)定條件下運行，直到為了檢修而停車。11、中間反響：就是指原料預處理過程中所發(fā)生的化學反響過程。如一氧化碳轉化為氫的變換反響、乙醇氧化制乙醛的反響。12、速率操縱別離過程：是指通過某種介質如半透膜，在壓力差、溫度差、濃度差、電位差或其它梯度所造成的強制力的推進下，依靠各組分擴散傳遞速度的差異完成組分的別離。13、逆流反響器：全部反響物料在反響器中逆流運行。14、別離因子：是表征混合物在特定別離過程中可以得到的別離程度的一種量度。15、化工過程：是指通過化學反響，使原料變成合格的目的產品時所經歷的、進行的一切事件。16、間歇過程：是指一個裝置，或幾套裝置，或全部裝置，都設計成經常地開車和停車，來生產一個產品。17、工藝過程階段：是化學工藝過程中的一局部，是由一個化學反響、反響物的預處理和反響產物別離構成的一個工藝過程。18、夾點：在溫-焓圖上通過冷、熱復合曲線的平移，首次出現的相交點，就叫夾點。19、化學反響路線：是指由反響原料到產品的各步反響順序所組成的整體。一個化工產品，常常有多個反響途徑。20、流化床反響器：是指在反響器中流體(氣體和液體)高速由下而上通過床層，帶動床內的固體顆粒迅速運動，并使之懸浮在流動的氣流中，從而表現出類似流體流動的一些特征的反響器。四.簡答題工藝流程四個重要過程。(4分)原料預處理過程。〔1分〕反響過程。〔1分〕產物的后處理。〔1分〕三廢的處理過程。〔1分〕車間安排初步設計的主要內容。〔6分〕生產、生產輔助、生活行政設施的空間安排；決定車間場地與建筑物、構筑物的大?。辉O備的空間〔水平和垂直方向〕安排；通道系統(tǒng)、物料運輸設計；安裝、操作、維修所需的的空間設計；其他。答出一個得1分，最多得6分工程概算費用的分類?！?分〕設備購置費?！?分〕安裝工程費?！?分〕建筑工程費?！?分〕其他費用?！?分〕什么情況需要保溫？(5分)凡設備或管道外表區(qū)溫度超過50℃，需要減少熱損失；設備內或輸送管道內的介質要求不結晶、不凝聚；制冷系統(tǒng)的設備和管道中介質輸送要求保冷；介質的溫度低于周圍空氣露點溫度，要求保冷；季節(jié)變化大。答出一個得1分，最多得5分。泵的選用與設計程序。(6分)1〕確定泵型。2〕確定選泵的流量和揚程。3〕確定泵的安裝高度。4〕確定泵的臺數和備用率。5〕校核泵的軸功率。6〕確定冷卻水或驅動蒸汽的耗用量。7〕選用電動機。8〕填寫選泵規(guī)格表。答出一個得1分，最多得6分。塔型選擇根本原則。(5分)生產能力大，彈性好。滿足工藝要求，別離效率高。運轉可靠性高，操作、維修方便。結構簡單，加工方便，造價較低。塔壓降小。答出一個得1分，最多得5分。7.化工車間〔裝置〕工藝設計內容〔6分〕1)設計打算工作2)方案設計3)化工計算4)車間安排設計5)化工管路設計6)提供設計條件7)編制概算書及編制設計文件答出一個得1分，最多得6分。8.簡述化工車間管道安排設計的要求〔4分〕符合生產工藝流程的要求，并能滿足生產需要。便于操作治理，并能保證平安生產。便于管道的安裝和維護。要求齊整美觀，并盡量節(jié)約材料和投資。答出一個得1分，最多得6分。9.管道支架按其作用分類〔4分〕固定支架〔1分〕滑動支架〔1分〕導向支架〔1分〕彈簧吊架〔1分〕10.簡述化工設備的根本結構特點。(6分)根本形體以回轉體為主。各局部結構尺寸大小相差懸殊。殼體上開孔和管口多。廣泛采納標準化零部件。采納焊接結構多。對材料有特別要求。防泄露平安結構要求高。答出一個得1分，最多得6分。11..設計貯罐的一般程序。(6分)聚集工藝設計數據。選擇容器材料。容器型式的選用。容積計算。確定貯罐根本尺寸。選擇標準型號。開口和支座。繪制設備草圖。答出一個得1分，最多得6分。12.車間平面安排的內容。(4分)生產設施。〔1分〕生產輔助設施。〔1分〕生活行政設施。〔1分〕其他特別用室。〔1分〕13.工藝上降低污垢系數方法。〔4分〕改良水質，〔1分〕排除死區(qū)，〔1分〕增加流速，〔1分〕預防局部過熱?！?分〕14.反響釜設計程序?！?分〕1〕確定反響釜操作方法2〕匯總設計根底數據3〕計算反響釜體積4〕確定反響釜設計〔選用〕體積和臺數5〕反響釜直徑和筒體高度、封頭確定6〕傳熱面積計算和校核7〕攪拌器設計8〕管口和開孔設計答出一個得1分，最多得6分。15.工程概算工程的劃分。(4分)工程費用〔1分〕其他費用〔1分〕總預備費〔1分〕專項費用〔1分〕16.簡述車間設備安排需要滿足的要求?！?分〕滿足生產工藝要求?！?分〕符合經濟原則?！?分〕符合平安生產要求?！?分〕便于安裝和檢修?！?分〕建筑要求?！?分〕保證良好的操作條件?！?分〕17.簡述化工設計結合國情應考慮的問題〔6分〕中國人民的消費水平及各種化工產品的消費趨勢?！?分〕中國化工機械設備及電氣儀表的制造能力?！?分〕中國化工生產所用的化工原材料及設備用金屬材料的供給情況?！?分〕中國環(huán)境愛護的有關規(guī)定和化工生產中三廢排放情況?！?分〕勞動就業(yè)與化工生產自動化水平的關系?！?分〕資金籌措和外匯貯備情況?！?分〕18.露天或半露天安排的優(yōu)點。〔4分〕建筑投資少、用地省?！?分〕利于安裝和檢修?！?分〕有利于通風?！?分〕防火防爆?！?分〕1化工設備圖中需標注的的尺寸類型有哪幾種2化工設備的根本結構特點3化工設備裝配圖的步驟4初步設計階段的車間安排設計內容5化工車間〔裝置〕工藝設計的程序及設計內容設計打算工作方案設計〔工藝流程設計〕化工計算〔物料衡算、能量衡算以及設備選型和計算〕車間安排設計化工管路設計提供設計條件〔非工藝專業(yè)的設計條件〕編制概算書及編制設計文件6化工設備圖的根本內容：標題欄、明細欄、管口表、設計數據表〔技術要求和技術特性、設備圖7、化工設備的根本結構特點〔回轉體為主、各局部結構尺寸大小相差懸殊、殼體上開孔多、廣泛采納標準化零部件、焊接結構較多、對材料有特別要求、防泄漏平安結構要求高〕8.畢業(yè)設計說明書內容總論〔概述、文獻綜述、設計任務的依據或工程X等〕生產流程或生產方案確定生產流程簡述工藝計算書〔物料衡算、熱量衡算〕主要設備的工藝計算和設備選型原材料、動力消耗定額及消耗量車間本錢估算環(huán)境愛護與平安措施設計體會和收獲參考文獻附工程圖紙〔帶操縱點的工藝流程圖；主要設備裝配圖；設備平面安排圖與立面安排圖；主要車間的管道安排圖〕9化工設備圖上需要標注的尺寸有如下幾類1〕規(guī)格性能尺寸、2.〕裝配尺寸3.〕外形尺寸4.〕安裝尺寸5〕.其他尺寸10什么情況可適當考慮設備露天安排？(1)生產中不需要經?？垂艿脑O備，輔助設備，氣候影響較小的設備。(2)需要大氣來調節(jié)溫度、濕度的設備，如涼水塔、冷卻塔等。(3)不需要人工操作，高度自動化的設備。(4)氣候溫暖，無酷暑或嚴寒的地區(qū)。11車間設備安排應遵循以下原則：1.應滿足生產工藝的要求2.應滿足設備安裝、檢修的要求3.應滿足土建要求4.應滿足平安、衛(wèi)生和環(huán)保的要求5.工藝設備豎面安排的原則12、車間設備安排圖內容一組視圖尺寸及標注安裝方位標說明與附注設備一覽表標題欄1.初步設計工作程序一般有哪幾個步驟？答：初步設計工作程序一般有以下幾個步驟：〔1〕設計打算階段；〔2〕工藝專業(yè)設計方案確實定；〔3〕其他專業(yè)的具體工作；〔4〕各專業(yè)有關圖紙的會簽；〔5〕編制初步設計總概算；〔6〕審定文件并報上級主管部門組織審批。2.生產方法的選擇有哪幾個步驟？答：生產方法的選擇有以下幾個步驟：〔1〕設計資料的選擇；〔2〕生產方法的比擬與確定；〔3〕選擇生產方法時應注意的事項等。3.帶操縱點的工藝流程圖以什么為主項進行繪制？其原則是什么？答：帶操縱點的工藝流程圖以車間〔裝置〕或工段〔工序〕為主項進行繪制。原則上是一個主項繪一張圖樣。如流程復雜可分成數張，但仍算一張圖樣，使用同一圖號。4.寫出以下按工段編制儀表位號中各局部的含義：TRC-131答：T

RC

-

1

31

序號〔一般用二位數字，也可以用三位數字〕工段代號功能字母代號5.泵的流量操縱方案有哪兩種？分別用于何種場合？答：泵的流量操縱方案有出口節(jié)流操縱和旁路操縱兩種方案。泵的出口節(jié)流操縱是離心泵流量操縱常用的方法；旁路操縱主要用于容積式泵〔往復泵、齒輪泵、螺桿泵等〕的流量調節(jié)。6.熱量衡算的目的是什么？答：熱量衡算的目的如下：〔1〕通過計算傳入或傳出的熱量，確定加熱劑或冷卻劑的消耗量以及其他能量的消耗；〔2〕計算傳熱面積以決定換熱設備的工藝尺寸；〔3〕確定合理利用熱量的方案以提高熱量綜合利用的效率。7.設備設計與選型的要求有哪些？答：〔1〕要充分考慮工藝上的要求；〔2〕運行可靠，操作平安，便于連續(xù)化和自動化生產；〔3〕能制造良好工作環(huán)境和無污染；〔4〕便于購置、簡單制造?？傊尕瀼叵冗M、適用、高效、平安、可靠、省材和節(jié)資的原則。具體還要從技術經濟指標和設備結構上的要求加以考慮。8.選擇設備材料時應注意哪些事項？答：選擇設備的材料時，首先要了解處理介質的性質，包含氧化性、復原性、介質濃度和腐蝕性能。其次是設備要承受的溫度〔高溫、常溫還是低溫〕。各種材料的耐溫性能是不一樣的，一般隨溫度升高其耐溫性能減弱。在低溫下要考慮材料的脆性。最后還要考慮設備承受的壓力〔高壓、中壓、低壓或真空〕。一般壓力愈高，要求材料的強度、耐腐蝕性能也愈好。9.車間安排設計包含哪兩個局部？答：車間安排設計包含車間各個工段、各設施在車間場地范圍內的平面安排和設備安排兩個局部。10.化工車間通常包含哪些設施？答：化工車間通常包含生產設施〔生產工段、原料和產品倉庫、操縱室、露天堆場或貯罐區(qū)〕、生產輔助設施〔除塵通風室、配電室、機修間、化驗室等〕、生活行政設施〔車間辦公室、更衣室、浴室、衛(wèi)生間等〕及其他特別用室〔勞動愛護室、保健室等〕。11.露天安排的優(yōu)、缺點是什么？答：露天安排的優(yōu)點是建筑投資少，用地小，有利于安裝檢修，有利于通風、防火、防爆、防毒；缺點是受氣候影響大，操作條件差，自動操縱要求高。12.設備安排的原則有哪些？答：設備安排的原則如下：〔1〕設備安排露天化；〔2〕滿足生產工藝與操作要求；〔3〕符合安裝與檢修的要求；〔4〕符合平安技術要求；〔5〕符合建筑要求；〔6〕考慮通道與管廊的安排。1、如何得到理想條件下氣—液系統(tǒng)中的別離因子？答：在理想條件下，氣液系統(tǒng)中組分在氣相和液相之間到達平衡，并服從拉烏爾定律和道爾頓定律，即式中yi，xi——分別為i在氣相和液相中的摩爾分數；p——總壓；pi——i在氣相中的分壓；pi0——純液體i的蒸氣壓。在此情況下，平衡比為因此雙組分i、j的別離因子為：，即別離因子aij為i、j組分在操作溫度下的飽和蒸汽壓之比，也常稱為相對揮發(fā)度。2、泵管道安排的一般要求是什么？答：泵管道安排的一般要求是①、在滿足工藝要求的前提下，滿足泵正常運行及維修檢查的要求。②、應預防熱膨脹對泵出入口管道的影響，減少管道作用在泵管嘴處的應力和力矩。③、在充分滿足管道柔性的前提下，使泵出入口管道最短。④、設計出合理的泵維修檢查所需的空間，使泵的管道、閥門手輪不影響維修和檢查操作。3、什么是別離過程？有何特征？答：別離過程是指將一混合物轉變?yōu)榻M成互不相同的兩種或幾種產品的操作。其特征是要有混合物原料、以及別離劑，和別離設施。4、什么是化學反響過程？其主要內容是什么？答：化學反響過程是指一種化合物或多種化合物通過化學反響，化學變化轉變?yōu)榱硪环N或幾種化合物的過程。其主要內容是反響器內的反響、傳質和傳熱。5、車間設備安排的內容有哪些？答：車間設備安排的內容有〔1〕確定各個工藝設備在車間平面和立面位置；〔2〕確定某些在工藝流程圖中的一般不予表達的輔助設備或公用設備的位置；〔3〕確定供安裝、操作與維修所用的通道系統(tǒng)的位置與尺寸；〔4〕在上述各項的根底上確定建筑物、構筑物與場地的尺寸；〔5〕確定管道、電氣儀表管線、采暖通風管道的走向和位置。6、在進行化工設計時，化工設計將受到哪幾方面的限制？答：在進行化工設計時，化工設計將受到四方面的限制，分別是化工資源限制、環(huán)保限制、水資源限制、化工技術限制。7、廠區(qū)安排的根本任務和要求是什么？答：廠區(qū)安排的根本任務和要求是結合廠區(qū)的各種自然條件和外部條件來確定生產過程中各臺機器設備的空間位置，以獲得最合理的物料和人員的流動路線。其內容是廠房安排、車間廠房安排、車間設備安排、各工段、各設施在車間內的安排，生產操縱區(qū)和生活區(qū)的安排。其要求是：滿足生產、平安和開展的要求，以及與環(huán)境、人文的和諧。8、化工設計分為幾個階段？分別是什么？答：化工設計分為3個階段設計；分別是三階段設計、兩階段設計和一段設計。9、化工工藝過程的整合與優(yōu)化的根本思路是什么？答：化工工藝過程的整合與優(yōu)化的根本思路按以下步驟進行：〔1〕、原料到產物的反響路線選擇?！?〕、依據完整的工藝過程是由工藝過程階段組成的特點，確定段數?！?〕、每段中進行反響過程的優(yōu)化、別離過程的優(yōu)化?！?〕、每段之間如何聯系。〔5〕、確定整個工藝過程的物料衡算和能量衡算?！?〕、確定整個工藝過程的操作條件，包含修正各階段的操作條件。〔7〕、熱交換網絡的設計?！?〕、通過上述幾步，合成出數個工藝過程，再由經濟核算，環(huán)保條件下利潤至上原則，確定最優(yōu)工藝過程。10、配管工程設計的內容有幾個方面？分別是什么？答：配管工程設計的內容有7個方面，分別是管徑的設計、管道的選材及其規(guī)格選用、接管方法的選擇、管件的選用、閥件的選擇、管架的設計、管道的安排。11、有幾類管道安排？其一般要求是什么？答：有2大類管道安排，架空安排和地下安排。其一般要求是⑴、管道安排要符合有關的標準、標準和慣例。⑵、符合工藝專業(yè)對配管的要求。⑶、管道安排應盡量架空敷設。⑷、盡量“步步高〞或“步步低〞，不出現或少出現氣袋和液袋。⑸、管道過人行道h≮2m，過公路≮4.5m，過鐵路≮6m。⑹、管道安排不應阻礙設備、機泵和儀表的操作和維修。⑺、采納管溝敷設時，溝底應有≮2‰的坡度，在最低處設排水點。⑻、管道本身應有足夠的柔性，應盡量利用管道的自然形狀對熱脹自行進行補償。⑼、管道穿過墻壁、樓板及平臺時，孔洞的大小≮管外徑或隔熱層外徑加50mm。管道不應穿過防火墻和防爆墻。⑽、除了必要的法蘭或螺紋連接外，應盡可能采納焊接連接。法蘭的位置應預防處于人行通道和機泵上方。輸送腐蝕性介質管道上的法蘭應設平安防護罩。⑾、并排安排的管道應設置合理的間距。⑿、直管段兩相鄰環(huán)焊縫的同意最小距離≮2.5倍焊縫厚度，且≮50mm；要求排除應力時不得≮5倍焊縫高度，且≮80mm。12、化工設計分為哪幾類設計？答：化工設計分為3類設計，分別是新過程的化工設計、化工過程改造的化工設計、擴建生產設計。13、為什么要對所設計的工藝過程進行費用估算？答：對工藝過程進行費用估算是由工藝設計的目標和目的所決定的。因為工藝設計的目標是選擇出經濟上可行的工藝過程。而工藝設計的初期，首先進行工藝過程的概念設計，馬上各個單元操作根本確定下來后，按不同的組合方法，形成多個工藝過程。推斷這些概念設計中哪一個更具有經濟潛力，是工藝過程優(yōu)化的第一步。這只有通過投資和操作費用的粗略估算才能確定。14、工藝過程費用估算方法有哪幾種？答：工藝過程費用估算方法有：系數估算法和設備費用估算法。15、夾點的定義和夾點的特征？答：在溫-焓圖上通過冷、熱復合曲線的平移，首次出現的相交點，就叫夾點。夾點的特征是在夾點處，傳熱溫差為零，傳熱面積無限大，系統(tǒng)內部換熱到達最大。16、如何進行換熱網絡的設計？答：進行換熱網絡的設計采納的是夾點原則，按照夾點的設計原則，即熱量不穿過夾點，夾點以上不用冷源，夾點以下不用熱源，可將換熱系統(tǒng)分為以夾點為分界線的上、下兩個子系統(tǒng)，接著獨立設計這兩個系統(tǒng)的換熱網絡，從而得到一個初始網絡。最后對初始網絡進行優(yōu)化，目的是減少系統(tǒng)換熱網絡的回路。17、原料路線選擇應遵循什么原則？答：原料路線選擇應遵循三項原則，可靠性、經濟性、合理性原則。18、在進行工藝過程設計時，其設計的程序是什么？答：在進行工藝過程設計時，其設計的程序有4個重要步驟，〔1〕、搜集和評價資料、新方法?！?〕、計算、整理關鍵數據?！?〕、確定設計根底?！?〕、過程的整合與優(yōu)化。19、在工藝過程的篩選和評價中，過程整合的內容有哪些？答：在工藝過程的篩選和評價中，過程整合的內容有單元操作的選擇，這些單元操作之間的相互連接，確定溫度、壓力和流率等操作條件，確定能量利用率和能量最小公用工程量，構建熱交換網絡，繪制過程的工藝流程圖、工藝設備流程圖、過程的電氣操縱流程圖，計算固定投資和經濟效益。20、在化工設計中，根本上需要進行幾類計算？分別是什么？答：在化工設計中，根本上需要進行3類計算，分別是〔1〕、整個化工過程的物料和能量核算，確定進料組成和流率，產物和副產物的組成、流率及三廢的生成量?！?〕、過程中各個單元操作的物料和能量核算，確定進出該單元操作的各個物流的組成和流率，以及操作條件?！?〕、確定整個化工過程，需要公用工程提供的蒸汽、水、電或其他燃料等的消耗定額和條件。21、對存在化學反響的系統(tǒng)進行物料衡算時，有幾種方法？分別是什么？答：對存在化學反響的系統(tǒng)進行物料衡算時，根本上有4種方法，分別是直接計算法、反響速率衡算法、元素平衡法、節(jié)點衡算法。22、為什么要設立基準?；鶞士煞裨谧杂啥确治鰰r作為已