化工工藝優(yōu)化大全11篇

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篇（1）

中圖分類(lèi)號(hào)：F407.45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著近年來(lái)工藝工程的發(fā)展和進(jìn)步，工藝工程在當(dāng)下已經(jīng)發(fā)生了巨大變化,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:開(kāi)發(fā)新觀念和新的分析及優(yōu)化方法。

一、化工工藝設(shè)計(jì)的定義

根據(jù)以往的流程定義，化工工藝設(shè)計(jì)總共包括三個(gè)方面：設(shè)備布置、工藝流程及管道布置三個(gè)方面。就是提出工藝參數(shù)讓土建專(zhuān)業(yè)、設(shè)備專(zhuān)業(yè)的選擇型號(hào)、基礎(chǔ)，繪制工藝流程圖后，根據(jù)設(shè)備專(zhuān)業(yè)及土建專(zhuān)業(yè)的圖紙定出設(shè)備布置圖，協(xié)調(diào)完成，最后配管，定管道布置圖紙

二、化工工藝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

化工工藝過(guò)程的變革常常會(huì)遇到很大阻力,主要原因是化學(xué)工業(yè)具有資本密集型的特性,一旦工藝失敗將造成巨大的資金損失。通過(guò)對(duì)化學(xué)品生產(chǎn)的成本構(gòu)成分析,可以看出基本建設(shè)投資和原材料在總成本中占有主要份額。因?yàn)檠b置費(fèi)用大,常常要運(yùn)轉(zhuǎn)多年。現(xiàn)在許多裝置都已經(jīng)擁有50 年的壽命,將它們進(jìn)行改造、擴(kuò)大能力、解決薄弱環(huán)節(jié)要比新建一套裝置便宜得多。按此趨勢(shì)分析,2020 年銷(xiāo)售的產(chǎn)品中約有3/ 4 將仍由1999 年運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置生產(chǎn),但是必須改進(jìn)裝置性能、擴(kuò)大產(chǎn)能和減少污染。當(dāng)然,也會(huì)有一些主要的工藝過(guò)程出現(xiàn)革命性的變革,對(duì)化工生產(chǎn)有重大影響,但也須經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間,一般要10～20 年。

大量生產(chǎn)的產(chǎn)品影響制造成本的兩個(gè)主要因素是原材料費(fèi)用和基建投資。每年在基建方面分?jǐn)傎M(fèi)用約占30 %,而其他費(fèi)用諸如能源、勞動(dòng)、維修、稅賦、廢料處理等總計(jì)約占50 %。少量生產(chǎn)品種的原料和基建費(fèi)用所占份額較低。為了提高現(xiàn)有裝置產(chǎn)能,降低單位生產(chǎn)成本,選擇改建、消滅瓶頸和更新戰(zhàn)略,可以減少投資。

三、對(duì)未來(lái)化工工藝設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考

3．1 要能體現(xiàn)降低能耗

許多人將能源成本作為生產(chǎn)總成本中一個(gè)重要的構(gòu)成部分,但是一般并非如此。分離需解決的重點(diǎn)是能量消耗大和基建投資高兩個(gè)方面。降低能耗及其相關(guān)投資的課題研究常常頗為見(jiàn)效,例如應(yīng)用超臨界流體于許多大型分離裝置。當(dāng)前的研究表明,一些系統(tǒng)的能源費(fèi)用可以低于許多常用的技術(shù),諸如蒸餾、恒沸蒸餾和萃取。能耗的降低是工藝工程設(shè)計(jì)和研究的重要內(nèi)容。HEN 分析提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的手段,使整個(gè)過(guò)程中的熱流變?yōu)榭梢暤?從而弄清各種不同物流和熱流可以進(jìn)行熱交換,以減少對(duì)加熱和致冷的能量需要。通過(guò)HEN 分析可以達(dá)到最小的能量利用和交換器數(shù)量。HEN 分析已經(jīng)用于一些工藝過(guò)程設(shè)計(jì)軟件包,可在新裝置設(shè)計(jì)中應(yīng)用,也可在現(xiàn)有裝置的改進(jìn)中應(yīng)用。在分離范圍內(nèi),許多研究工作都在尋找替代蒸餾的方法以達(dá)到節(jié)能的目的。但這方面的效果不很大,因?yàn)橐淖兙鸵ㄙM(fèi)基建投資,這常常難以與節(jié)能所降低的成本平衡;另一方面,蒸餾也有不少改進(jìn)技術(shù)既可節(jié)能又省投資。蒸餾塔的串聯(lián)是節(jié)能的主要措施,串聯(lián)中將一塔的頂端汽流作為另一塔的熱源,這種操作與多重蒸發(fā)類(lèi)似,但是應(yīng)用中需要完善解決工藝過(guò)程的控制問(wèn)題,包括工藝控制技術(shù)和實(shí)時(shí)組份傳感器等,同時(shí)需要重視這種串聯(lián)塔的關(guān)停問(wèn)題。

3．2 要能體現(xiàn)降低基本建設(shè)投資

化學(xué)工業(yè)是資本密集型產(chǎn)業(yè),除非有化學(xué)的重大突破使主要產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝得到更新升級(jí)、用新裝置生產(chǎn)代替原有生產(chǎn)工藝具有優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)特性,一般都是通過(guò)現(xiàn)有裝置改造、解決瓶頸問(wèn)題、擴(kuò)大產(chǎn)能來(lái)達(dá)到改進(jìn)和提高的目的,因?yàn)檫@樣可以節(jié)約基本建設(shè)投資。通過(guò)工藝過(guò)程強(qiáng)化、減少設(shè)備尺寸,可以顯著地節(jié)約投資。如Higee 工藝可普遍用于蒸餾塔的改造,對(duì)流氣液在轉(zhuǎn)動(dòng)的填料柱中快速接觸,達(dá)到一定的理論塔板高度,由于接觸效率顯著改進(jìn),所以能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)效果。但是,有兩個(gè)因素影響其實(shí)施: ①?gòu)较蚩s小設(shè)備需要投資于自旋的轉(zhuǎn)子,而且自旋采用電力,因而要增加能源費(fèi)用; ②標(biāo)準(zhǔn)蒸餾塔的輔助件,如冷凝器、管道和控制系統(tǒng)等一般不需變動(dòng)。這兩個(gè)因素使Higee 設(shè)備只在少數(shù)裝置上應(yīng)用。改變蒸餾塔的填料裝填結(jié)構(gòu)也可以帶效益,提高能力,改進(jìn)分離效率。另一條途徑是減少工藝過(guò)程中的設(shè)備臺(tái)數(shù),將幾種功能在1 臺(tái)設(shè)備中完成,如醋酸甲酯和MTBE、TAME 等生產(chǎn)中應(yīng)用蒸餾反應(yīng)器即是實(shí)例。在醋酸甲酯工藝中,由于將反應(yīng)與分離結(jié)合起來(lái),因此避免了幾種共沸物的形成,從而顯著簡(jiǎn)化了分離工序。此外,膜反應(yīng)器對(duì)受化學(xué)平衡限制的反應(yīng)十分有利,可以有選擇性地將一種產(chǎn)物從反應(yīng)物料中移出,從而在通常的化學(xué)平衡條件下提高了轉(zhuǎn)化率。對(duì)工藝過(guò)程序列和工藝選擇技術(shù)在今后數(shù)十年內(nèi)將是增長(zhǎng)和發(fā)展甚快的序列,應(yīng)用了一些稱(chēng)之為結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù),如超結(jié)構(gòu)、狀態(tài)2空間表達(dá)和工藝過(guò)程圖(P2graphs) 等。其中工藝過(guò)程圖可以迅速地進(jìn)行計(jì)算機(jī)化,可以類(lèi)似尋求最佳化方案的方法。隨著時(shí)間的推移,這些技術(shù)將結(jié)合其他分離技術(shù)發(fā)展,如吸附、膜和萃取等,在工藝過(guò)程中進(jìn)行推理組合,在經(jīng)濟(jì)上取得最優(yōu)化的結(jié)果。一種稱(chēng)之為結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的新技術(shù)也已出現(xiàn),如質(zhì)量交換網(wǎng)絡(luò)分析,該技術(shù)與熱交換網(wǎng)絡(luò)分析類(lèi)似。上述兩種分析法可在今后10 年內(nèi)對(duì)非常復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行分析,綜合出經(jīng)濟(jì)上最佳的工藝流程,對(duì)新建或改建、對(duì)多用或少用新技術(shù)作出選擇,從而得出化學(xué)工業(yè)如何降低基建投資的答案。

3．3 要能體現(xiàn)改善環(huán)境行為

據(jù)美國(guó)化學(xué)制造商協(xié)會(huì)的研究報(bào)告,解決污染問(wèn)題就是減少污染源、回收利用,最后就是終端處理。從工藝過(guò)程上要減少未來(lái)污染的設(shè)計(jì)戰(zhàn)略必須重視兩個(gè)問(wèn)題:一是到2020 年多數(shù)裝置將在現(xiàn)有裝置上擴(kuò)大和升級(jí);二是多數(shù)機(jī)遇可能出現(xiàn)在終端處理的應(yīng)用上。從工藝過(guò)程本身加以改進(jìn)也有幾種可能: ①提高化學(xué)反應(yīng)的效率特別重要; ②提高分離效率,使產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率提高而少損失,同時(shí)增加收益而減少?gòu)U料處理費(fèi)用; ③應(yīng)用HEN 分析方法縮小裝置規(guī)模,減少用水量,在裝置改進(jìn)和更新中收效明顯。在工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中減少?gòu)U料總量是特別重要的觀念,因此要進(jìn)行水的再次利用,把廢水減到最低程度。現(xiàn)在已有一些新方法和水壓縮技術(shù)可以確定工藝對(duì)新鮮水的最低用量。

3．4 新模式:將設(shè)計(jì)與研究集成

篇（2）

一、前言

伴隨社會(huì)的持續(xù)發(fā)展與不斷進(jìn)步，大眾對(duì)生活品質(zhì)追求全面提升。承載大眾生活質(zhì)量提升的主體方面在于新技術(shù)材料的擴(kuò)充應(yīng)用，進(jìn)而全面實(shí)現(xiàn)科技優(yōu)化生活這一目標(biāo)。研發(fā)開(kāi)創(chuàng)的新材料通常為基于舊材料之上，針對(duì)產(chǎn)品性能的優(yōu)化更新。為此通過(guò)探究化工工藝，可全面推進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，進(jìn)而利于為應(yīng)用人提供更為優(yōu)秀可靠的產(chǎn)品應(yīng)用體驗(yàn)。為此重視化工產(chǎn)業(yè)的建設(shè)發(fā)展核心為對(duì)化工工藝的應(yīng)用研發(fā)。加大科研投入雖然重要，然而還有一項(xiàng)工作內(nèi)容不應(yīng)忽視，即優(yōu)化化工工藝。可通過(guò)對(duì)研究開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)以及優(yōu)化，節(jié)約化工工藝應(yīng)用投入成本，并提升實(shí)驗(yàn)操作的可靠安全性以及工作效率，對(duì)化工產(chǎn)業(yè)的持久全面發(fā)展發(fā)揮重要價(jià)值作用。

二、設(shè)計(jì)工藝內(nèi)涵與存在的問(wèn)題

工藝設(shè)計(jì)主體為從設(shè)備的安排布局以及管道布設(shè)管控、工藝流程等層面為主體構(gòu)件形成的。設(shè)計(jì)工作內(nèi)容為應(yīng)用計(jì)算編制形成的工藝流程圖進(jìn)而為繪制專(zhuān)業(yè)的設(shè)備圖紙?zhí)峁┛茖W(xué)有效的參數(shù)，還可為自控專(zhuān)業(yè)儀表的應(yīng)用選型提供工藝管控的相關(guān)數(shù)據(jù)。而后，工藝專(zhuān)業(yè)便可應(yīng)用流程圖做好設(shè)備布置圖的規(guī)劃設(shè)計(jì)，管道專(zhuān)業(yè)則可利用該布置圖進(jìn)行管道配管，同時(shí)做好收尾工作。化工工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，基于有關(guān)工作的特殊性與工作屬性影響，令開(kāi)展工作階段中應(yīng)全面考量化工工藝可靠安全性。具體的化工工藝流程為針對(duì)新材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。因而包含著一定的未知性，也就是說(shuō)安全問(wèn)題無(wú)法得到保障。為此應(yīng)將該類(lèi)問(wèn)題視為化工工藝全面考量的重要條件。即對(duì)化工工藝自身的一類(lèi)優(yōu)化。工藝設(shè)計(jì)階段中，有關(guān)化工安全問(wèn)題主要包含下述幾方面內(nèi)容。

首先針對(duì)基礎(chǔ)準(zhǔn)本工作沒(méi)能全面了解，無(wú)法對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用材料做到清晰充分的認(rèn)識(shí)。進(jìn)而較難確保實(shí)踐階段中針對(duì)材料屬性的明確了解。化工工藝工作程序相對(duì)復(fù)雜，為此，針對(duì)工藝設(shè)施的要求較多。一些特殊應(yīng)用設(shè)備包含更為精細(xì)的要求，目標(biāo)在于符合各類(lèi)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。然而，正因如此，也常常形成問(wèn)題癥結(jié)點(diǎn)。

化工工藝有關(guān)管道設(shè)計(jì)為其重要工作內(nèi)容，需要嚴(yán)謹(jǐn)清晰的設(shè)計(jì)規(guī)劃。然而基于管道設(shè)計(jì)任務(wù)具有一定難度，同時(shí)呈現(xiàn)出明顯的整體性，因而令順利的工作管理具有一定困難。

基于目前市場(chǎng)快速更新，針對(duì)工藝設(shè)計(jì)的發(fā)展速率提出了更高的要求。在較短的時(shí)期之中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必定會(huì)形成安全隱患問(wèn)題。市場(chǎng)又無(wú)法等待長(zhǎng)久的時(shí)間，因而給工藝設(shè)計(jì)增加了較大挑戰(zhàn)。

三、化工工藝優(yōu)化措施

針對(duì)化工工藝來(lái)講，優(yōu)化處理的核心要素為確保工藝設(shè)計(jì)的可靠安全。安全性對(duì)化工設(shè)計(jì)來(lái)講為最為常見(jiàn)的內(nèi)容。為此，倘若要優(yōu)化化工工藝，應(yīng)由安全層面入手，工作人員應(yīng)提升安全隱患工作意識(shí)，方能確保化工工藝系統(tǒng)環(huán)節(jié)有序順暢、有條不紊的開(kāi)展。

3、1注重人員培訓(xùn)教育

應(yīng)強(qiáng)化對(duì)員工的專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練與思想教育。基于化工材料為一類(lèi)新研發(fā)的應(yīng)用物質(zhì)，對(duì)物理屬性以及化學(xué)性質(zhì)沒(méi)能形成明確認(rèn)知。研究人員需要進(jìn)行反復(fù)不斷的實(shí)驗(yàn)，并利用專(zhuān)業(yè)知識(shí)方能進(jìn)行判定。為此，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)員工安全意識(shí)鍛煉培養(yǎng)。其為確保化工工藝順暢開(kāi)展的實(shí)踐人以及創(chuàng)造人。再者，應(yīng)提升其嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的工作態(tài)度，擴(kuò)充專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，進(jìn)而可依據(jù)實(shí)驗(yàn)具體狀況進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。一旦發(fā)覺(jué)存在問(wèn)題應(yīng)有效提升化工工藝整體質(zhì)量以及實(shí)踐效率，強(qiáng)化對(duì)其專(zhuān)業(yè)能力的培養(yǎng)，并有利于提升他們對(duì)實(shí)驗(yàn)流程發(fā)展的預(yù)見(jiàn)性。還可提升員工對(duì)化學(xué)物質(zhì)的深刻認(rèn)識(shí)性。

3、2強(qiáng)化管道防護(hù)管理

強(qiáng)化管道定期防護(hù)管理尤為重要，通常來(lái)講管道傳輸物料均為易燃易爆或是具有明顯腐蝕性以及毒性的物品。倘若管道形成泄漏問(wèn)題，各類(lèi)毒害物質(zhì)便會(huì)漏出，進(jìn)而對(duì)外界環(huán)境形成污染影響，還會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)實(shí)踐階段存在安全隱患。為此設(shè)計(jì)管道工作中，應(yīng)做好材質(zhì)比選，有效的進(jìn)行應(yīng)力分析，明確布置方式，把控好該類(lèi)導(dǎo)致管道泄漏的成因。特別應(yīng)注重連接管道位置以及拐彎位置材料的選擇以及管徑的設(shè)計(jì)。在室內(nèi)以及室外環(huán)境中的管道，需要盡可能的靠地連接，同時(shí)強(qiáng)化日常管理，做好定期管道核查以及保養(yǎng)管理工作。管道為化工工藝系統(tǒng)中的大動(dòng)脈，如果出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)對(duì)工作的開(kāi)展形成明顯影響。同時(shí)修復(fù)也會(huì)特別困難。為此優(yōu)化檢驗(yàn)防護(hù)，可全面提升實(shí)踐效率，節(jié)約成本投入。其在化工工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過(guò)程中發(fā)揮著不容忽視的作用。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，化工工藝的優(yōu)化管理尤為重要。我們只有針對(duì)實(shí)踐工作中包含的問(wèn)題進(jìn)行深入分析，有效的把控安全隱患環(huán)節(jié)，做好員工培訓(xùn)教育、強(qiáng)化管道防護(hù)管理，完善反應(yīng)裝置控制，方能提升實(shí)踐工作水平，創(chuàng)設(shè)明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。

篇（3）

前言

化工制藥工藝的優(yōu)化需要有制藥工廠里完備的制藥設(shè)備為基礎(chǔ)，化工制藥工藝的優(yōu)化，可以從藥品制取的反應(yīng)優(yōu)化而形成。也可以從制藥設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)而形成化工制藥工藝的改進(jìn)，中國(guó)是制藥的生產(chǎn)大國(guó)，中國(guó)的制藥行業(yè)為中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。化工制藥的工藝優(yōu)化，可以提高制藥生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)效率，增加企業(yè)的生產(chǎn)收益。為制藥企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，獲得一定的優(yōu)勢(shì)。化工制藥工藝得到不斷的發(fā)展與進(jìn)步，越來(lái)越多的化工制藥工藝開(kāi)始得到優(yōu)化與改革，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，使得國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的制藥企業(yè)開(kāi)始對(duì)化工制藥的工藝提出更多的高要求。

一、化工制藥工藝的現(xiàn)狀

很多化工制藥廠都開(kāi)始進(jìn)行有序的制藥程序，采用化工反應(yīng)的手段進(jìn)行藥品的反應(yīng)制得，同時(shí)保持藥品一定的清潔度。在完全封閉的環(huán)境下，進(jìn)行藥品的生產(chǎn)。藥品在生產(chǎn)過(guò)程中，保持藥品不與外部細(xì)菌病毒發(fā)生感染，形成藥品在生產(chǎn)過(guò)程中的污染，有些藥品在與空氣接觸之后，也會(huì)發(fā)生藥品本身的反應(yīng)，導(dǎo)致藥物的變質(zhì)。很多制藥廠在進(jìn)行化工制藥的過(guò)程中，會(huì)不斷的使用化工制藥工藝進(jìn)行化學(xué)藥品的生產(chǎn)。運(yùn)用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行化學(xué)藥品的生產(chǎn)，為了杜絕化工藥品在生產(chǎn)過(guò)程中，被空氣與不凈潔的生產(chǎn)設(shè)備所污染，所以國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的制藥廠家都會(huì)非常重視藥品的生產(chǎn)環(huán)境的潔凈保持。

制藥企業(yè)的生產(chǎn)滅菌以及生產(chǎn)消毒是對(duì)制藥環(huán)境最基本的維護(hù)，制藥工廠采用可靠的制藥設(shè)備進(jìn)行藥品的生產(chǎn)。藥品經(jīng)由制藥設(shè)備產(chǎn)出之后，采用相對(duì)應(yīng)的保質(zhì)的藥品包裝對(duì)產(chǎn)出的藥品進(jìn)行封閉真空包裝，防止空氣里的微生物對(duì)藥品進(jìn)行的破壞與污染。當(dāng)然，也要對(duì)藥品的包裝材料進(jìn)行一定的消毒與滅菌。藥品與藥品的外包裝材料是直接進(jìn)行接觸的，如果藥品的外包裝材料沒(méi)有經(jīng)過(guò)較好的消毒滅菌，那么一定會(huì)使得藥品在與包裝材料接觸的過(guò)程中，出現(xiàn)藥品質(zhì)量的破壞。

所以對(duì)于藥品的外包裝的清潔度具有較高的要求，所以要求制藥廠要配套專(zhuān)門(mén)的消毒設(shè)備對(duì)藥品的外包裝材料進(jìn)行消毒殺菌。藥品的外包裝材料通常不是由制藥廠進(jìn)行直接生產(chǎn)制作的，而是由藥廠從其他一些外包裝材料生產(chǎn)廠家進(jìn)行批貨入廠的，所以藥品外包裝材料在生產(chǎn)與運(yùn)輸過(guò)程中，自然而然的不可避免的具有很多的病毒與細(xì)菌。所以，化工制藥廠在進(jìn)行藥品的裝袋過(guò)程中，就必須把包裝材料進(jìn)行有效的滅菌處理。以更好的保證藥品不受外部包裝材料的污染。當(dāng)前國(guó)內(nèi)很多化工制藥工廠都開(kāi)始重視藥品的滅菌保護(hù)，保證藥品可以不被外部環(huán)境與污染。

二、化工制藥工藝問(wèn)題

化工制藥的過(guò)程，實(shí)際上就是制藥廠通過(guò)制藥設(shè)備進(jìn)行藥品的生產(chǎn)。但是國(guó)內(nèi)很多制藥廠的制藥生產(chǎn)設(shè)備仍然還存在很多的生產(chǎn)安全隱患，不能夠和中國(guó)現(xiàn)有的制藥工藝相吻合。生產(chǎn)設(shè)備在進(jìn)行滅菌清洗的過(guò)程中，通常都是以滅菌水的噴射為基礎(chǔ)的，所以可以把制藥生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行分立或者道軌翻轉(zhuǎn)的形式進(jìn)行。制藥的生產(chǎn)設(shè)備在清洗中，利用超聲波所形成的一定能量的微波，從而形成微沖流的沖擊震動(dòng)，把制藥設(shè)備里的所存有的微生物及病菌徹底的消除干凈。

國(guó)內(nèi)制藥企業(yè)所有的制藥裝備與藥工藝存在著很大的不符，這樣一來(lái)，很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的可靠。制藥設(shè)備對(duì)制藥原理進(jìn)行裝置與生產(chǎn)，但是制藥設(shè)備的潔凈程度與制藥要求還存有較大的距離。中國(guó)一些粉針劑以及凍干粉針劑等抗生素的無(wú)菌生產(chǎn)，通常就存在幾點(diǎn)較為明顯的問(wèn)題，這些要求無(wú)菌生產(chǎn)的抗生素的裝瓶要求進(jìn)行無(wú)菌清潔。但是瓶子進(jìn)行清潔過(guò)程中，仍然存在一層瓶子不能清潔到的空間。此外，一些帶層流的封閉式的抗生素在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中難以達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)的清潔要求。

國(guó)內(nèi)制藥企業(yè)的裝置不能夠與現(xiàn)有的制藥工藝相貼合，中國(guó)有很多帶百級(jí)層流罩的封閉式的抗生素以及按瓶子的分裝，還有對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中全程密封生產(chǎn)等過(guò)程，都是為了可以更好的生產(chǎn)出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的藥品。中國(guó)的制藥工廠里所有的制藥設(shè)備不能夠完成對(duì)藥品的自動(dòng)生產(chǎn)檢驗(yàn)，控制藥品的生產(chǎn)數(shù)量。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，如果需要通過(guò)人工手動(dòng)的對(duì)藥品的滅菌情況進(jìn)行抽查，那么手動(dòng)進(jìn)行抽查的商品一旦離開(kāi)機(jī)器就表示藥品的報(bào)廢。

三、化工制藥工藝的優(yōu)化辦法

化工制藥的生產(chǎn)過(guò)程中，藥品的直接包裝材料進(jìn)行有效的滅菌，采用真空的遠(yuǎn)紅外線進(jìn)行包裝的全程自動(dòng)化的控制滅菌。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，一般會(huì)采用高溫的滅菌方法或者是熱輻射的方法進(jìn)行藥品的包裝生產(chǎn)。干燥滅菌的方法可以大大的提高藥品包裝材料的清潔程度。在國(guó)內(nèi)很多制藥企業(yè)開(kāi)始配備隧道式的滅菌干燥機(jī)進(jìn)行藥品包裝材料的消毒滅菌，藥品的包裝材料仍然具有100級(jí)的高效層流，并且這種化工制藥設(shè)備的潔凈度是可調(diào)的。如果一般的藥品只需要滅菌達(dá)到10萬(wàn)級(jí)，或者是30萬(wàn)級(jí)的滅菌程度也都可以采用化工制藥工藝程度進(jìn)行有效的達(dá)到。同時(shí)，注重制藥生產(chǎn)車(chē)間環(huán)境的衛(wèi)生的保持，保證制藥車(chē)間的衛(wèi)生環(huán)境清潔。

這樣的化工制藥工藝設(shè)備具有更高的可適用性，所以，在某種程度上，可以提高制藥企業(yè)設(shè)備的使用率。減輕制藥企業(yè)的資金投入量，制藥生產(chǎn)過(guò)程中，必須把無(wú)菌藥物的生產(chǎn)設(shè)備保證它的滅菌效果，從而更好的提高藥品生產(chǎn)質(zhì)量。提高制藥工廠設(shè)備的使用率，更好的把制取高質(zhì)量的藥品。有效的把化工制藥的工藝作為化工制藥設(shè)備結(jié)構(gòu)的改造依據(jù)，根據(jù)化工制藥工藝的創(chuàng)新對(duì)制藥設(shè)備進(jìn)行更好的改良。藥品對(duì)清潔度有著較高要求，所以在藥品的生產(chǎn)過(guò)程中，必須對(duì)藥品生產(chǎn)過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行有效的滅菌監(jiān)控。制藥車(chē)間必須配備必要的消毒設(shè)備，對(duì)藥品在生產(chǎn)過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都要進(jìn)行藥品的質(zhì)量監(jiān)測(cè)與藥品的質(zhì)量消毒。因而，在化工制藥工廠的生產(chǎn)設(shè)備配置上，必須要對(duì)藥品質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，對(duì)藥品進(jìn)行消毒，保證藥品質(zhì)量，讓藥品的生產(chǎn)更加趨于簡(jiǎn)潔與高效。

四、結(jié)語(yǔ)

化工制藥工藝事實(shí)上就是制藥企業(yè)進(jìn)行藥品的生產(chǎn)過(guò)程，化工制藥的生產(chǎn)過(guò)程離不開(kāi)制藥企業(yè)制藥設(shè)備的工業(yè)化生產(chǎn)。所以，化工制藥工藝的生產(chǎn)過(guò)程中，必須有效的把化工制藥的實(shí)踐生產(chǎn)結(jié)合化工制藥的生產(chǎn)理論，有效的提高制藥的生產(chǎn)效率，把制藥設(shè)備進(jìn)行改造。以更加節(jié)約的制藥生產(chǎn)原料進(jìn)行生產(chǎn)更多、質(zhì)量更好的藥品。制藥企業(yè)很多的生產(chǎn)過(guò)程，也存在很多重復(fù)消毒的過(guò)程，如果制藥生產(chǎn)過(guò)程 ，具有并存著藥品的干燥與消毒，那么就可以省略藥品的干燥工藝。因?yàn)樗幤吩谙镜倪^(guò)程中，就會(huì)自然而然可以對(duì)藥品進(jìn)行消毒與干燥。省略重復(fù)類(lèi)似的制藥過(guò)程，可以降低制藥的生產(chǎn)成本，提高制藥的生產(chǎn)效率。

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篇（4）

摘要：為了研究竹粉乙二醇微波液化的優(yōu)化工藝，采用單因素試驗(yàn)確定所需的反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、催化劑濃硫酸用量及乙二醇與竹粉質(zhì)量比，研究微波作用對(duì)竹粉乙二醇液化效果的影響，再由正交試驗(yàn)確定微波液化的最佳工藝條件。結(jié)果表明，反應(yīng)溫度的影響最為顯著，竹粉乙二醇微波液化的最佳工藝條件為反應(yīng)溫度170 ℃，反應(yīng)時(shí)間4 min，催化劑濃硫酸用量5％，乙二醇與竹粉的質(zhì)量比為6∶1。

關(guān)鍵詞 ：竹粉；乙二醇；微波；液化工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ353．4＋1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：0439－8114（2015）05－1166-03

DOI：10．14088／j．cnki．issn0439－8114．2015．05．035

收稿日期：2014－12－16

基金項(xiàng)目：廣西教育廳科研項(xiàng)目（LX2014494）；柳州師范高等專(zhuān)科學(xué)校科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目

作者簡(jiǎn)介：錢(qián)善勤（1981－），男，江蘇泰州人，副教授，博士，主要從事環(huán)境生物學(xué)方面的研究，（電話）18078201020（電子信箱）qianshanqin＠163．com；

通信作者，廖政達(dá)（1967－），教授，碩士，主要從事天然植物纖維素的改性與應(yīng)用研究，（電子信箱）lzszliaozhengda＠163．com。

竹子是一種用途廣泛的生物質(zhì)資源，具有特殊的能源利用價(jià)值及藥用價(jià)值。近年來(lái)，對(duì)竹類(lèi)加工殘?jiān)爸窭w維的液化研究非常廣泛［1－3］。竹粉的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，在高溫條件下可以裂解為制備聚氨酯材料的低分子多元醇［4，5］，但竹粉是否能作為合成聚氨酯的多元醇原料，主要在于液化技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)［6，7］。當(dāng)前竹粉的液化主要有油浴加熱和微波加熱兩種方法，但油浴方法存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、液化效率低等問(wèn)題，微波液化因其具有加熱升溫快，液化效率高等優(yōu)點(diǎn)已得到廣泛重視［8，9］。

關(guān)于纖維素的液化工藝以及液化劑的研究已有很多，如采用苯酚、乙醇、乙二醇和聚乙二醇等作為液化劑［9－12］，在前期研究中，筆者也采用苯酚作為反應(yīng)試劑［10］，但由于苯酚具有一定的毒性，其應(yīng)用受到一定的限制。本試驗(yàn)重點(diǎn)研究了乙二醇微波液化技術(shù)，以期獲得滿足生物可降解聚氨酯泡沫材料生產(chǎn)要求的植物多元醇。在前人研究的基礎(chǔ)之上，本試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)確定液化時(shí)間、反應(yīng)溫度、催化劑用量及竹粉與乙二醇質(zhì)量比等條件，研究微波作用對(duì)竹粉乙二醇液化效果的影響，由正交試驗(yàn)確定微波液化的最佳工藝條件。

1 材料與方法

1．1 材料

竹粉：購(gòu)于廣西柳州市融安縣豐園竹木加工有限公司。將竹粉粉碎、過(guò)篩，取40～80目的竹粉作為試驗(yàn)材料，于（100±5） ℃的烘箱中烘干至恒重，用自封袋密封好放入干燥器中保存?zhèn)溆谩?/p>

1．2 試劑及儀器

乙二醇（甘醇）、濃硫酸、無(wú)水乙醇，均為分析純，購(gòu)于西隴化工股份有限公司。

FW100型萬(wàn)能粉碎機(jī)（天津泰斯特儀器有限公司）；YHG－600BS型遠(yuǎn)紅外快速干燥箱（上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司）；FA2004B型電子天平（上海躍平科學(xué)儀器有限公司）；SHZ－D（III）型循環(huán)水式真空泵（河南鞏義市予華儀器有限公司）；XH－MC－1型祥鵠實(shí)驗(yàn)室微波合成儀（北京祥鵠科技發(fā)展有限公司）；RE－52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）。

1．3 方法

1．3．1 竹粉的液化 稱(chēng)取5 g竹粉倒入三頸燒瓶中，按預(yù)設(shè)比例加入乙二醇、催化劑濃硫酸，混合搖勻，放入預(yù)設(shè)好功率、反應(yīng)溫度、時(shí)間等參數(shù)的微波合成儀中反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，迅速取出三頸燒瓶進(jìn)行快速冷卻，用已知質(zhì)量的濾紙進(jìn)行減壓抽濾，用無(wú)水乙醇洗滌殘?jiān)翞V液變成無(wú)色為止。

1．3．2 竹粉液化率的測(cè)定 抽濾結(jié)束后，將濾紙及殘?jiān)黄鸱湃牒嫦溆冢?00±5） ℃下烘干至恒重，并用如下公式計(jì)算竹粉的液化率：

YL＝（m0－mr）/m0×100％

式中，mr為竹粉液化殘?jiān)|(zhì)量；m0為液化前竹粉質(zhì)量；YL為竹粉液化率。

1．3．3 單因素試驗(yàn)

1）乙二醇與竹粉質(zhì)量比為6∶1，反應(yīng)溫度為150 ℃，催化劑濃硫酸用量為5％，反應(yīng)時(shí)間設(shè)為2、3、4、5、6、7、8 min進(jìn)行液化反應(yīng)，分析反應(yīng)時(shí)間對(duì)竹粉液化率的影響。

2）在乙二醇與竹粉質(zhì)量比為6∶1，反應(yīng)時(shí)間為5 min，催化劑濃硫酸用量為5％的條件下，分析反應(yīng)溫度（90、110、130、150、170 ℃）對(duì)竹粉液化率的影響。

3）反應(yīng)溫度為150 ℃、反應(yīng)時(shí)間5 min、催化劑濃硫酸用量為5％時(shí)，分析乙二醇與竹粉質(zhì)量比（4∶1、5∶1、6∶1、7∶1和8∶1）對(duì)竹粉液化率的影響。

4）反應(yīng)溫度為150 ℃、乙二醇與竹粉質(zhì)量比為6∶1、反應(yīng)時(shí)間為5 min，研究不同用量催化劑濃硫酸對(duì)竹粉液化率的影響，催化劑用量設(shè)為2％、3％、4％、5％、6％和7％。

1．3．4 正交試驗(yàn)優(yōu)化竹粉液化工藝 在單因素試驗(yàn)法確定反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、乙二醇與竹粉質(zhì)量比及催化劑用量對(duì)竹粉液化的作用范圍的基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交試驗(yàn)方法研究反應(yīng)溫度（A）、反應(yīng)時(shí)間（B）、乙二醇與竹粉質(zhì)量比（C）、催化劑用量（D）的交互作用對(duì)竹粉微波液化效果的影響，從而確定竹粉微波液化的最佳工藝條件。正交試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1。

2 結(jié)果與分析

2．1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2．1．1 反應(yīng)時(shí)間對(duì)竹粉液化率的影響 從圖1可以看出，反應(yīng)時(shí)間為2 min時(shí)，竹粉液化率較低，只有76．24％。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為3 min時(shí)，液化率上升為86．52％；4 min時(shí)，液化率達(dá)到90．49％，之后液化率隨反應(yīng)時(shí)間緩慢升高。由此可見(jiàn)，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，竹粉的液化率呈上升的趨勢(shì)，但當(dāng)達(dá)到一定時(shí)間后，竹粉液化率的上升趨勢(shì)變小。選擇反應(yīng)時(shí)間3、4、5 min進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2．1．2 反應(yīng)溫度對(duì)液化率的影響 從圖2中可以看出，隨著反應(yīng)溫度的不斷升高，竹粉反應(yīng)體系的液化率呈上升趨勢(shì)。反應(yīng)溫度為90 ℃時(shí)，竹粉液化率僅為65．38％；反應(yīng)溫度為130 ℃時(shí)，液化率上升到83．04％；當(dāng)反應(yīng)溫度為170 ℃時(shí)，竹粉液化率最高，達(dá)到92．89％。因此可以得出，竹粉反應(yīng)體系的液化率隨著反應(yīng)溫度的增加而呈上升趨勢(shì)，當(dāng)反應(yīng)溫度超過(guò)150 ℃時(shí)，竹粉液化率的上升趨勢(shì)變緩。選擇130、150、170 ℃進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2．1．3 乙二醇與竹粉質(zhì)量比對(duì)竹粉液化率的影響

從圖3中可知，乙二醇與竹粉質(zhì)量比為4∶1時(shí)，竹粉液化率僅為79．17％，隨著乙二醇與竹粉質(zhì)量比的加大，液化率逐漸增高，在質(zhì)量比達(dá)到7∶1時(shí)，竹粉液化率為90．53％，而8∶1的質(zhì)量比體系下的液化率與7∶1的液化率基本持平。由此可以得出，隨著乙二醇質(zhì)量的增大，反應(yīng)體系增大，從而也提高了液化反應(yīng)的效率，但當(dāng)乙二醇與竹粉質(zhì)量比超過(guò)7∶1時(shí)，竹粉的液化率增幅變緩。說(shuō)明乙二醇質(zhì)量的增加對(duì)提高液化率有一定的作用，但也并不是越大越好。選擇二者質(zhì)量比5∶1、6∶1、7∶1進(jìn)行后續(xù)正交試驗(yàn)。

2．1．4 催化劑濃硫酸用量對(duì)竹粉液化率的影響 由圖4可見(jiàn)，當(dāng)反應(yīng)體系的催化劑濃硫酸用量為2％時(shí)，竹粉液化率較低，只有78．18％；當(dāng)催化劑用量為3％時(shí)，液化率為81．42％；催化劑用量為4％時(shí)，液化率為83．72％。隨著催化劑用量的增加，液化率呈明顯的上升趨勢(shì)，當(dāng)催化劑用量為6％時(shí)，其竹粉液化率達(dá)到90.81％；催化劑用量為7％時(shí)，液化率則高達(dá)91.10％。選擇催化劑濃硫酸用量為4％、5％、6％進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2．2 正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，在各單因素中選取相應(yīng)的條件進(jìn)行設(shè)置，采用L9（34）正交試驗(yàn)方法對(duì)竹粉液化反應(yīng)工藝進(jìn)行優(yōu)化，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。運(yùn)用微波法對(duì)竹粉進(jìn)行液化，結(jié)果表明，影響竹粉液化率的各因素大小順序?yàn)榉磻?yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量、乙二醇與竹粉質(zhì)量比。通過(guò)正交試驗(yàn)，優(yōu)化反應(yīng)工藝，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)液化效果的影響尤為顯著。優(yōu)化后的工藝條件為A3B2C2D2，即反應(yīng)溫度170 ℃，反應(yīng)時(shí)間4 min，乙二醇與竹粉質(zhì)量比為6∶1，催化劑用量為5％。在此最佳優(yōu)化工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到竹粉的液化率為97．53％。

3 小結(jié)

1）竹粉纖維的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，直接利用比較難，通過(guò)微波分解方法將其液化，轉(zhuǎn)化為可利用的小分子多元醇，為其綜合應(yīng)用提供了廣闊的前景。

2）單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)的結(jié)果表明，竹粉乙二醇微波液化的優(yōu)選工藝為催化劑濃硫酸用量為5％，反應(yīng)溫度170 ℃，乙二醇與竹粉質(zhì)量比6∶1，反應(yīng)時(shí)間4 min。在此條件下，竹粉的液化率可達(dá)97．53％。

3）以濃硫酸為催化劑，竹粉在乙二醇中可以很好地進(jìn)行微波液化，在液化過(guò)程中，液化反應(yīng)溫度對(duì)液化效果的影響最為顯著，其次為液化反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量和乙二醇與竹粉質(zhì)量比。在試驗(yàn)范圍內(nèi)，溫度越高、乙二醇用量越大、液化反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)、催化劑用量越大，竹粉的微波效果越好，但過(guò)高的反應(yīng)溫度，過(guò)多使用乙二醇和濃硫酸，將會(huì)大大增加能耗，對(duì)反應(yīng)設(shè)備及環(huán)境的影響也較大，故在實(shí)際的生產(chǎn)中應(yīng)適當(dāng)控制其用量。

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篇（5）

中圖分類(lèi)號(hào)：TS229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）09-1721-05

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.09.030

Optimization of the Technology of Extrusion Swelling of Corn Germ

BAI Xing-da， YU Shuang-shuang， CHEN Shan-feng

（School of Agricultural Engineering and Food Science， Shandong University of Technology， Zibo 255049， Shandong， China）

Abstract：Screw is an important part of extruder. Using the configuration parameters of screw， extruder diameter of choke ring， length of δ， speed of screw and angle of screw-thread as experimental factors， extraction of corn germ oil iodine value as index， the effects of configuration parameters on the iodine value were studied. The method of quadratic orthogonal rotating combination desion of four factors and five levels was used， the response surface of the test data were analysed by SAS 9.1. The optimization of the technology of extrusion swelling of corn germ were diameter of choke ring 92 mm，length of δ 16 mm， speed of screw 7°06′， angle of screw-thread 180 r/min. The iodine value ratio was 78.56 g/100 g in the paremeters of configuration of screw.

Key words：corn germ；extrusion and swelling；length of δ；configuration of screw；iodine value

玉米油是常用食用油之一，含有豐富的不飽和脂肪酸、維生素E和多酚類(lèi)物質(zhì)，且含有較多的不飽和脂肪酸[1]。在歐美國(guó)家，玉米油被作為一種高級(jí)食用油而廣泛食用[2]。

擠壓膨化技術(shù)作為一種高新技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品加工行業(yè)，與傳統(tǒng)加工工藝相比，具有生產(chǎn)能力大、成本低、原料中營(yíng)養(yǎng)損失小等優(yōu)點(diǎn)[3]。目前，人們對(duì)于擠壓膨化油料作物的研究越來(lái)越多，李宏軍等[4]以玉米胚為原料，通過(guò)擠壓膨化預(yù)處理工藝研究了套筒溫度、模孔孔徑、物料含水率和螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)玉米胚浸油工藝各項(xiàng)指標(biāo)的影響，并優(yōu)化出了最佳擠壓工藝參數(shù)；詹玉新等[5]研究了以殘油率為主要考察指標(biāo)，擠壓膨化玉米胚，通過(guò)響應(yīng)面分析方法優(yōu)化出了最佳擠壓膨化參怠

螺桿是擠壓機(jī)的主要組成部分，螺桿構(gòu)型對(duì)于擠壓機(jī)擠出物料的品質(zhì)、結(jié)構(gòu)具有重要的影響，本研究以半濕法玉米胚為原料，以玉米油碘值為考察指標(biāo)，通過(guò)二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)和響應(yīng)面分析，以期得到半濕法玉米胚浸提最佳螺桿構(gòu)型參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 原料

半濕法玉米胚（黑龍江肇東金玉集團(tuán)公司油脂廠）。本試驗(yàn)采用半濕法玉米胚，玉米胚水分含量為7.61%，含油率為19.00%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備與儀器

單螺桿擠壓膨化機(jī)（山東理工大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品精深加工中心提供），如圖1所示。該裝置包括擠壓主體、物料輸送裝置和控制部分。37 kW電動(dòng)機(jī)配45 kW變頻器作為動(dòng)力部分，通過(guò)皮帶輪傳動(dòng)，帶動(dòng)擠壓螺桿旋轉(zhuǎn)，擠壓喂入的油料，可通過(guò)傳感器檢測(cè)腔體內(nèi)的溫度與壓力，套筒溫度可進(jìn)行閉環(huán)控制。適用于含油率為16%～25%的油料及淀粉類(lèi)谷物的擠壓試驗(yàn)研究和可視化研究[6]。

主要用途：可實(shí)現(xiàn)淀粉類(lèi)谷物的擠壓預(yù)處理，然后用于釀酒、制糖、生產(chǎn)酒精等領(lǐng)域；可實(shí)現(xiàn)低含油率油料浸油前處理，簡(jiǎn)化工藝流程，降低殘油率[7]；可對(duì)擠壓過(guò)程中物料在腔體內(nèi)的溫度、壓力實(shí)時(shí)檢測(cè)，并完成固定溫度控制；可以實(shí)現(xiàn)喂料量、轉(zhuǎn)速、溫度、軸頭間隙、膜孔孔徑長(zhǎng)度等因素對(duì)擠出物料性質(zhì)影響的試驗(yàn)研究。

油脂浸提器（山東理工大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品精深加工中心提供），如圖2所示。它的構(gòu)造從上到下依次是溶劑儲(chǔ)藏室、水浴室、混合油儲(chǔ)藏室三部分，其中水浴室中包括溫度控制儀、電加熱管、溶劑輸液管和樣品室。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（山東理工大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品精深加工中心提供），如圖3所示。

1.3 方法

1.3.1 指標(biāo)測(cè)定 浸提后玉米原油碘值測(cè)定參考GB/T5532-2008[8]。

1.3.2 正交試驗(yàn) 根據(jù)前人研究報(bào)道，并與試驗(yàn)室擠壓情況相結(jié)合，選擇螺紋升角、阻流環(huán)直徑、軸頭間隙及螺桿轉(zhuǎn)速4個(gè)影響因素，以擠壓參數(shù)碘值為研究對(duì)象，同時(shí)選定5個(gè)水平，采用二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)安排試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素和水平如表1所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗(yàn)結(jié)果

以螺紋升角、阻流環(huán)直徑、軸頭間隙及螺桿轉(zhuǎn)速作為影響因素，以玉米胚原油的碘值為考察指耍根據(jù)不同擠壓參數(shù)下測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)的值，運(yùn)用SAS9.1軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到回歸模型并對(duì)所得的響應(yīng)面進(jìn)行分析，得到最佳的擠壓參數(shù)。試驗(yàn)安排與試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。玉米胚原油碘值的回歸方程系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

從表3玉米胚原油碘值的回歸方程顯著性檢驗(yàn)可知，模型交叉項(xiàng)X3X1（P

表4表明，此模型的決定系數(shù)R2為0.830 4，響應(yīng)模型的二次項(xiàng)（P

利用SAS9.1軟件對(duì)表3玉米胚原油碘值的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多元回歸擬合，所得到的玉米胚原油碘值二次回歸方程的響應(yīng)面見(jiàn)圖3。

圖3-a為軸頭間隙和螺桿轉(zhuǎn)速分別固定在16 mm、180 r/min時(shí)，螺紋升角和阻流環(huán)直徑對(duì)玉米胚原油碘值影響的響應(yīng)面。當(dāng)螺紋升角保持在較低水平時(shí)，原油碘值隨阻流環(huán)直徑的升高而減小；當(dāng)螺紋升角保持在較高水平時(shí)，原油碘值隨阻流環(huán)直徑的升高而增加。當(dāng)阻流環(huán)直徑保持在較低水平時(shí)，原油碘值隨螺紋升角的增加而降低；當(dāng)阻流環(huán)直徑保持在較高水平時(shí)，原油碘值隨螺紋升角的增加而升高[9]。這充分說(shuō)明二因素的交互作用效果顯著。

圖3b為螺紋升角固定在7°06′、螺桿轉(zhuǎn)速為180 r/min時(shí)，軸頭間隙和阻流環(huán)直徑對(duì)玉米胚原油碘值影響的響應(yīng)面。當(dāng)軸頭間隙保持不變時(shí)，原油碘值隨阻流環(huán)直徑的升高而先減小后增加。當(dāng)阻流環(huán)直徑保持不變時(shí)，原油碘值隨軸頭間隙的增加而先降低后增高。原因是當(dāng)軸頭間隙在較小水平下增大時(shí)，胚料層逐漸變厚，緩沖穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，不飽和脂肪酸減少，碘值降低；當(dāng)軸頭間隙大于16 mm時(shí)，隨著軸頭間隙的增大，腔內(nèi)胚料的不飽和脂肪酸生成含量增加，碘值增加[10]。

圖3c為軸頭間隙固定在16 mm、螺紋升角為7°06′時(shí)，阻流環(huán)直徑和螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)玉米胚原油碘值影響的響應(yīng)面。當(dāng)阻流環(huán)直徑處于較低水平時(shí)，原油碘值隨螺桿轉(zhuǎn)速的升高而先降低后升高，并且整體呈升高趨勢(shì)；當(dāng)阻流環(huán)直徑處于較高水平時(shí)，原油碘值隨螺桿轉(zhuǎn)速的升高而先降低后升高，并且整體呈降低趨勢(shì)。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速不變時(shí)，原油碘值隨阻流環(huán)直徑的增加呈拋物線的形狀，當(dāng)阻流環(huán)直徑增加時(shí)，原油碘值先降低后升高。

圖3d為阻流環(huán)直徑在92 mm、螺桿轉(zhuǎn)速為180 r/min時(shí)，軸頭間隙和螺紋升角對(duì)玉米胚原油碘值影響的響應(yīng)面。當(dāng)軸頭間隙不變時(shí)，原油碘值隨螺紋升角增加而先減小后增加。原因是當(dāng)螺紋升角由較小水平開(kāi)始增加時(shí)，腔內(nèi)壓力逐漸增大，油脂的穩(wěn)定性逐漸加強(qiáng)，不飽和脂肪酸含量降低，碘值降低[11]；當(dāng)螺紋升角達(dá)到7 °0時(shí)，隨著螺紋升角的增大，強(qiáng)內(nèi)壓力增大，油脂發(fā)生變性，生成不飽和脂肪酸含量增加，碘值增加。當(dāng)螺紋升角保持不變時(shí)，原油碘值隨軸頭間隙的增加而先減小后增加。

圖3e為阻流環(huán)直徑和螺紋升角分別固定在92 mm、7°06′時(shí)，軸頭間隙和螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)玉米胚原油碘值影響的響應(yīng)面。當(dāng)軸頭間隙保持不變時(shí)，原油碘值隨螺桿轉(zhuǎn)速的增加先降低后升高。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速保持不變時(shí)，原油碘值隨軸頭間隙的增加而先降低后升高。

圖3f阻流環(huán)直徑和軸頭間隙分別固定在92 mm、16 mm時(shí)，螺紋升角和螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)玉米胚原油碘值影響的響應(yīng)面。當(dāng)螺紋升角處于較低水平時(shí)，原油碘值隨螺桿轉(zhuǎn)速的升高而先降低后升高，并且整體呈升高趨勢(shì)；當(dāng)螺紋升角處于較高水平時(shí)，原油碘值隨螺桿轉(zhuǎn)速的升高而先降低后升高，并且整體呈降低趨勢(shì)。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速不變時(shí)，原油碘值隨螺紋升角的增加呈拋物線的形狀，當(dāng)螺紋升角增加時(shí)，原油碘值先降低后升高[12]。

用嶺回歸尋找最優(yōu)工藝范圍。嶺回歸尋優(yōu)分析結(jié)果見(jiàn)表5。以原油碘值為考察指標(biāo)，經(jīng)過(guò)嶺回歸選優(yōu)得到最佳工藝參數(shù)范圍為阻流環(huán)直徑92.00～93.42 mm、軸頭間隙15.30～16.00 mm、螺紋升角 6°20′～7°06′、螺桿轉(zhuǎn)速180.00～187.91 r/min。

2.2 驗(yàn)證試驗(yàn)

由于試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱嗽谳^短的時(shí)間內(nèi)得到較小的擠壓壓力，因此將玉米胚原油碘值作為主要考察指標(biāo)，選取最佳擠壓工藝參數(shù)：阻流環(huán)直徑為90.0～93.7 mm，軸頭間隙長(zhǎng)度為12.0～16.2 mm，螺紋升角為6°48′～7°42′，螺桿轉(zhuǎn)速160.0～208.3 r/min進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)安排和結(jié)果見(jiàn)表6。

根據(jù)驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果可知，通過(guò)尋優(yōu)結(jié)果所得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果基本吻合，說(shuō)明回歸方程能準(zhǔn)確反映試驗(yàn)因素與考察指標(biāo)之間存在的內(nèi)在關(guān)系。以原油碘值為考察指標(biāo)，采用擠壓半濕法優(yōu)化玉米胚原油提取擠壓參數(shù)，選取阻流環(huán)直徑、軸頭間隙長(zhǎng)度、螺紋升角、螺桿轉(zhuǎn)速為試驗(yàn)因素，通過(guò)正交法安排試驗(yàn)方案，通過(guò)嶺回歸得到最優(yōu)工藝參數(shù)為阻流環(huán)直徑92 mm、軸頭間隙長(zhǎng)度16 mm、螺紋升角7°06′、螺桿轉(zhuǎn)速180 r/min。

3 小結(jié)

螺桿是擠壓機(jī)的重要組成部分。本研究以擠壓螺桿構(gòu)型參數(shù)阻流環(huán)直徑、軸頭間隙長(zhǎng)度、螺桿轉(zhuǎn)速、螺紋升角作為試驗(yàn)因素，以浸提原油的碘值為考察指標(biāo)，研究擠壓參數(shù)對(duì)碘值的影響。通過(guò)4因素5水平正交旋轉(zhuǎn)組合法設(shè)計(jì)試驗(yàn)，利用SAS9.1軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)面分析，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸顯著性檢驗(yàn)，得到最佳擠壓膨化工藝參數(shù)為阻流環(huán)直徑92 mm、軸頭間隙長(zhǎng)度16 mm、螺紋升角7°06′、螺桿轉(zhuǎn)速180 r/min，在最優(yōu)工藝下碘值為78.56 g/100 g。

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篇（6）

中化吉林長(zhǎng)山化工有限公司設(shè)計(jì)合成氨裝置生產(chǎn)能力為600 t/d，氣化工段采用恩德粉煤氣化工藝，自2003年底開(kāi)車(chē)以來(lái)氨產(chǎn)始終在530-550t/d徘徊， 壓縮機(jī)打氣量有限及煤氣中有效氣成分低是其主要原因，對(duì)此我車(chē)間從優(yōu)化恩德?tīng)t工藝操作方面入手進(jìn)行改造與攻關(guān)，取得了可喜的效果，我公司從2007年大修開(kāi)車(chē)后合成氨生產(chǎn)屢創(chuàng)新高，平均在580t/d左右，到目前為止最高日氨產(chǎn)達(dá)到625噸，去年年產(chǎn)合成氨18.83萬(wàn)噸。恩德系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。下面將恩德系統(tǒng)的運(yùn)行情況歸納如下。

造氣系統(tǒng)兩臺(tái)恩德?tīng)t自2003年底開(kāi)車(chē)到目前已連續(xù)運(yùn)行10年多，這期間圍繞恩德?tīng)t的穩(wěn)定運(yùn)行、增產(chǎn)降耗一直在不斷的進(jìn)行探討與摸索，其間在優(yōu)化工藝操作指標(biāo)方面取得了很大成效，主要從以下方面進(jìn)行工藝指標(biāo)的調(diào)整，下面簡(jiǎn)要作以介紹。

1.入爐蒸汽量的工藝優(yōu)化（2005.9-2006.7）

1.1優(yōu)化的目的及原因

根據(jù)沸騰爐氣化原理，氣化劑中富氧空氣與其中蒸汽比例與氣化反應(yīng)中吸收熱量各放熱量、生產(chǎn)過(guò)程中熱量損失，以及燃料性質(zhì)有關(guān)。蒸汽用量過(guò)多，利于C+2H2O=CO2+2H2的反應(yīng)，生成氣中H2含量有所增加，氣體中CO2含量也相應(yīng)增加，而CO含量下降，總體CO+H2含量下降，此外大量未分解蒸汽會(huì)帶出熱量，增加煤耗。蒸汽用量過(guò)少，經(jīng)濟(jì)上不合理，并易造成氣體質(zhì)量惡化及操作上出現(xiàn)不穩(wěn)。在我廠恩德?tīng)t03年底開(kāi)車(chē)投入運(yùn)行到2005年上半年，我們按照恩德公司提供的操作指標(biāo)操作，汽氣比（蒸汽（kg）/富氧空氣（Nm3））控制在0.9左右，在當(dāng)時(shí)出現(xiàn)的主要問(wèn)題是煤氣中CO含量低，CO2含量偏高，CO含量在27-31%左右，CO2含量為22-24%，由于CO含量偏低，造成凈化中變觸媒床層溫度經(jīng)常下滑，另外煤氣中有效氣成分不高，各種消耗較高。針對(duì)上述問(wèn)題，于2005年下半年根據(jù)我廠所用煤特點(diǎn)及實(shí)際運(yùn)行情況，決定對(duì)入爐蒸汽量進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

1.2優(yōu)化步驟

（1）煤質(zhì)分析：活性（950℃，>65%）、灰熔點(diǎn)（T2>1250℃）、粒度（0-20mm，其中0-4mm

（2）蒸汽流量表、富氧空氣流量表、溫度表調(diào)校準(zhǔn)確。

（3）富氧濃度、料位、操作溫度不變，逐漸降低入爐蒸汽比例，尋找最佳蒸汽比例。

1.3調(diào)整優(yōu)化原則

在工藝調(diào)整過(guò)程中，保證氣化劑量在臨界流化風(fēng)量之上，保證恩德?tīng)t穩(wěn)定運(yùn)行不結(jié)焦為原則，根據(jù)有效氣和煤質(zhì)情況進(jìn)行汽氣比的調(diào)整。

1.4調(diào)優(yōu)情況

從2005年9月到2006年7月，入爐汽氣比逐漸由調(diào)整前的0.65調(diào)整到0.52，在調(diào)整過(guò)程中保證了恩德?tīng)t的穩(wěn)定運(yùn)行。適當(dāng)?shù)钠麣獗龋行饷黠@增加，噸氨氧耗、煤耗、蒸汽消耗都有明顯下降，過(guò)低的汽氣比不利于爐況的穩(wěn)定運(yùn)行，爐內(nèi)開(kāi)始結(jié)塊；氣體成分變差，有效氣不增加，CH4含量增加；煤耗明顯增加。根據(jù)我廠入爐煤實(shí)際情況及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，整體汽氣比保持在0.5-0.55是較為適宜的，調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)如表一所示。

2.入爐富氧濃度、二次風(fēng)溫度的工藝優(yōu)化（2007.7）

2.1工藝優(yōu)化的目的

理論與實(shí)踐表明，提高入爐氣化劑中氧氣濃度可以增加煤氣中有效氣成分，提高操作溫度可以降低煤氣中有機(jī)物含量。此次工藝調(diào)整對(duì)富氧濃度，爐中部操作溫度進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化。

2.2調(diào)優(yōu)步驟

（1）煤質(zhì)分析，保證入爐煤全水含量

（2）氣化爐溫度、料位及一、二次風(fēng)比例保持不變（二次風(fēng)比例占20%），將富氧濃度由80%提至95%，每提高5%運(yùn)行5小時(shí)，汽氣比隨富氧濃度增加做適當(dāng)增加。

（3）富氧濃度提到95%，將恩德?tīng)t中部溫度由990℃提到1015℃，每提高10℃運(yùn)行5小時(shí)。

2.3調(diào)整優(yōu)化原則

為了保證提濃操作的成功，避免以往歷次提濃過(guò)程中出現(xiàn)的運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)，爐內(nèi)結(jié)疤嚴(yán)重的問(wèn)題，此次提溫規(guī)定，一次風(fēng)氣化劑中富氧空氣量>9000 Nm3/h，控制爐下溫度在975℃以?xún)?nèi)，在調(diào)整優(yōu)化過(guò)程中保證爐內(nèi)不結(jié)疤，二次風(fēng)噴嘴不掛渣，通過(guò)入爐蒸汽量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.4調(diào)優(yōu)情況

調(diào)優(yōu)工作從7月12日開(kāi)始到7月15日為止。在調(diào)整優(yōu)化過(guò)程中恩德?tīng)t保證了穩(wěn)定運(yùn)行并取得了滿意效果，從8月開(kāi)始按調(diào)優(yōu)后指標(biāo)進(jìn)行操作，富氧濃度按90-95%操作，接近純氧，有效氣成分提高2%左右，兩臺(tái)爐已連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)最高120天。調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)如表二所示。

3.加強(qiáng)入爐煤管理，優(yōu)化干燥系統(tǒng)工藝（2008年）

3.1工藝優(yōu)化的原因和目的

根據(jù)目前的情況，現(xiàn)在煤種（海拉爾）比較單一，煤中含水達(dá)28-33%，熱值13-15MJ/Kg，灰熔點(diǎn)在1170-1200℃。氣化爐在溫度、汽比、富氧濃度方面調(diào)節(jié)的空間已很有限了。若想提高有效氣，降低消耗，最好的辦法就是降低入爐煤的水分，開(kāi)好煤干燥系統(tǒng)

3.2調(diào)優(yōu)步驟

（1）貯備經(jīng)干燥系統(tǒng)干燥后的煤1200噸；

（2）在保證氣化爐溫度、富氧濃度不變的情況下進(jìn)行；

3.3調(diào)整優(yōu)化原則

為了保證干煤的試燒成功，避免煤內(nèi)結(jié)疤，通過(guò)入爐蒸汽量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.4調(diào)優(yōu)情況

2008年9月13日二班9：30分開(kāi)始上干煤，15：00開(kāi)始計(jì)消耗至22：00結(jié)束。在調(diào)整優(yōu)化過(guò)程中恩德?tīng)t保證了穩(wěn)定運(yùn)行并取得了滿意效果。有效氣成分提高、氧耗、煤耗降低。但由于干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)原因，兩套干燥不能同時(shí)運(yùn)行，不能保證煤的烘干量，目前還達(dá)不到試燒時(shí)的效果，還有待干燥系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化。調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)如表三、四所示。

4.其它工藝操作指標(biāo)的優(yōu)化

4.1爐內(nèi)料層高度優(yōu)化

在保證充分流化的前提下，采取高料位操作是我們通過(guò)幾年來(lái)逐漸摸索出來(lái)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，高料位操作可以增加原料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，保證原料的充分反應(yīng)，使得煤耗及灰渣殘?zhí)枷陆担F(xiàn)在灰渣殘?zhí)嫉姆治鲋狄延?4年的10%下降到目前的2-4%左右。

篇（7）

前 言

在不改變工程設(shè)計(jì)者意圖的前提下，在工程圖紙會(huì)審之前通過(guò)模擬吉林長(zhǎng)嶺氣田天然氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中的全廠熱力系統(tǒng)中三臺(tái)蒸汽鍋爐出口低壓飽和蒸汽系統(tǒng)投產(chǎn)為例來(lái)檢驗(yàn)工藝流程的實(shí)用性、科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性，并以此來(lái)優(yōu)化其工藝流程并且達(dá)到工程經(jīng)濟(jì)投資的目的。

1、全廠熱力系統(tǒng)工程簡(jiǎn)介

1.1長(zhǎng)嶺1號(hào)氣田地面工程二期工程全廠熱力系統(tǒng)是在一期工程的基礎(chǔ)上新增一臺(tái)蒸汽鍋爐和蒸汽管網(wǎng)。一期工程已建兩臺(tái)蒸汽鍋爐，設(shè)計(jì)者意圖為兩臺(tái)蒸汽鍋爐一用一備相互切換投用，二期工程擴(kuò)建為三臺(tái)蒸汽鍋爐，建成投產(chǎn)之后設(shè)計(jì)者意圖為三臺(tái)蒸汽鍋爐兩用一備相互切換投用。

1.2二期工程全廠熱力系統(tǒng)低壓飽和蒸汽管網(wǎng)工作流程：

備注：（1）流程圖出自長(zhǎng)嶺1號(hào)氣田地面工程二期工程施工圖熱-4169（3200單元Ⅱ鍋爐房）。（2）上圖虛線部分為新建管線，實(shí)線部分為已建管線。（3）二期工程全廠熱力系統(tǒng)低壓飽和蒸汽管網(wǎng)流程中新建控制閥4#位于低點(diǎn)（虛線部分）位置，故原設(shè)計(jì)中需安裝新建兩套疏水閥組。（4）換熱機(jī)組為全場(chǎng)采暖分季節(jié)使用，保證主蒸汽系統(tǒng)DN300一直處于工作狀態(tài)。

2、低壓飽和蒸汽系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化方案1

取消蒸汽管線低點(diǎn)新建控制閥4#及兩套蒸汽閥組。

3、低壓飽和蒸汽系統(tǒng)投產(chǎn)模擬論證

3.1第一種情況：三臺(tái)鍋爐一用兩備投用；

（1）新建1#蒸汽鍋爐投產(chǎn)，新建控制閥4#關(guān)閉，新建疏水閥組1開(kāi)啟并一直處于疏水排污狀態(tài)；當(dāng)換熱機(jī)組需要工作時(shí)，新建控制閥4#開(kāi)啟，兩套疏水閥組同時(shí)處于疏水排污狀態(tài)。

（2）已建2#或者3#蒸汽鍋爐投產(chǎn)，新建控制閥4#開(kāi)啟，兩套疏水閥組同時(shí)處于疏水排污狀態(tài)。

3.2第二種情況：三臺(tái)鍋爐兩用一備投用；

（1）新建1#蒸汽鍋爐和其余任何一臺(tái)已建蒸汽鍋爐同時(shí)投產(chǎn)，新建控制閥4#開(kāi)啟，兩套疏水閥組同時(shí)處于疏水排污狀態(tài)。

（2）已建蒸汽鍋爐2#、3#同時(shí)投產(chǎn)，新建控制閥4#開(kāi)啟，兩套疏水閥組同時(shí)處于疏水排污狀態(tài)。

3.3第三種情況：三臺(tái)鍋爐同時(shí)投用；

三臺(tái)鍋爐同時(shí)投用時(shí)，新建控制閥4#開(kāi)啟，兩套疏水閥組同時(shí)處于疏水排污狀態(tài)。

結(jié)論：當(dāng)任何一臺(tái)鍋爐投產(chǎn)使用時(shí)均因新建控制閥4#位于低點(diǎn)而導(dǎo)致疏水閥組處于開(kāi)啟排污狀態(tài)，如將新建控制閥4#取消，蒸汽系統(tǒng)就因不存在低點(diǎn)而不需要設(shè)置疏水閥組而不影響整體系統(tǒng)功能性要求，這樣可降低室外排污管線冬季受凍的風(fēng)險(xiǎn)，解除生產(chǎn)單位對(duì)于控制閥4#的操作使用，減少了工藝安裝工作量。

4、低壓飽和蒸汽系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化方案2

將新建蒸汽鍋爐低壓飽和蒸汽管線直接接至系統(tǒng)，管徑由DN250 改變?yōu)镈N300，如下圖所示：

5、低壓飽和蒸汽系統(tǒng)投產(chǎn)模擬論證

由于新建1#蒸汽鍋爐低壓飽和蒸汽管線與系統(tǒng)碰頭點(diǎn)位于鍋爐房室外系統(tǒng)管架之上，將1#蒸汽鍋爐低壓飽和蒸汽管線匯入鍋爐房室內(nèi)一期工程已建兩臺(tái)蒸汽鍋爐低壓飽和蒸汽管道可減少安裝DN250管道45米。

在設(shè)計(jì)者計(jì)算的基礎(chǔ)上我們可知：DN300主蒸汽管道已滿足其余工藝裝置區(qū)對(duì)于低壓飽和蒸汽流量的要求，但是一期工程DN250的管道內(nèi)徑僅僅能夠保證兩臺(tái)蒸汽鍋爐一用一備的投用狀態(tài)，在蒸汽流量上不能滿足二期工程的需求，故在設(shè)計(jì)者原管道內(nèi)徑計(jì)算的基礎(chǔ)上更換一期工程已建管道25米DN250為DN300即可保證二期工程蒸汽流量的要求，具體依據(jù)為《GB50316-2000工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》中的管徑確定及壓力損失一章節(jié)：

除有特殊要求外，設(shè)定平均流速并按照以下公式初算內(nèi)徑，再根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定的管子系列調(diào)整為實(shí)際內(nèi)徑，最后復(fù)合實(shí)際平均流速。

Di=0.0188[Wo/vρ]0.5

Di――管子內(nèi)徑（m）

Wo――質(zhì)量流量（Kg/h）

v――平均流速（m/s）

ρ――流體密度（Kg/m3）

由以上計(jì)算公式可知：管徑Di僅僅和質(zhì)量流量Wo有正比關(guān)系，原設(shè)計(jì)中主蒸汽系統(tǒng)DN300的管徑是可以滿足三臺(tái)鍋爐兩用一備的投用狀態(tài)的，另外系統(tǒng)管道長(zhǎng)度縮減，又降低了系統(tǒng)管道壓力損失ΔP。

6、低壓飽和蒸汽系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化方案實(shí)施

長(zhǎng)嶺1號(hào)氣田地面工程二期工程為固定總價(jià)合同包干形式，按照以上方案工藝流程優(yōu)化之后，施工單位減少了工藝安裝工作量，實(shí)現(xiàn)工程管理的經(jīng)濟(jì)投資目標(biāo)。

7、結(jié) 論

如何通過(guò)模擬系統(tǒng)投產(chǎn)的辦法來(lái)優(yōu)化工藝流程，通過(guò)此例論證做如下總結(jié)：

7.1必須以工程經(jīng)濟(jì)投資為目標(biāo)。

7.2找準(zhǔn)優(yōu)化工藝流程的切入點(diǎn)，在不改變?cè)O(shè)計(jì)計(jì)算的前提下大膽提出自己的想法。

7.3徹底掌握裝置系統(tǒng)工作流程，熟悉其每一個(gè)管道組成件的使用功能。

7.4多渠道了解設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)理念，多與設(shè)計(jì)人員溝通。

7.5盡可能了解本工程所涉及到的設(shè)計(jì)規(guī)范，優(yōu)化工藝流程做到有理有據(jù)。

篇（8）

中圖分類(lèi)號(hào)R9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2014）120-0182-02

1 課題簡(jiǎn)介

美洛西林鈉屬于第三代半合成青霉素類(lèi)抗菌藥物，主要用于大腸埃希菌、腸桿菌屬、變形桿菌等革蘭陰性桿菌中敏感菌株所致的呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、婦科和生殖器官等感染，如敗血癥、化膿性腦膜炎、腹膜炎、骨髓炎、皮膚及軟組織感染及眼、耳、鼻、喉科感染。β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素是目前臨床常用的抗感染藥物；但常引起過(guò)敏反應(yīng)，威脅著患者的安全。β-內(nèi)酰胺抗生素引起過(guò)敏反應(yīng)與其存在的高分子聚合物含量有關(guān)。由于結(jié)構(gòu)不同的高分子雜質(zhì)通常具有相似的生物學(xué)特性，故在藥品質(zhì)量控制中只需控控制高分子雜質(zhì)的總量，就可以達(dá)到控制致敏物質(zhì)的目的。2012年美洛西林酸大生產(chǎn)的聚合物均在0.15%左右，與新標(biāo)準(zhǔn)≤0.10%相差甚遠(yuǎn)，此外降低美洛西林酸聚合物的含量，勢(shì)在必行。筆者通過(guò)大量的小試，并結(jié)合多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)了美洛西林酸的生產(chǎn)工藝，大大降低了聚合物的含量，從而降級(jí)了患者用藥的風(fēng)險(xiǎn)，服務(wù)于人類(lèi)健康事業(yè)的發(fā)展。

2 目標(biāo)值

今年生產(chǎn)的美洛西林聚合物平均指標(biāo)不高于0.06%，沒(méi)有不符合內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)批次的發(fā)生。

3 解決問(wèn)題所采取的主要措施

問(wèn)題概況：

從2012年生產(chǎn)情況來(lái)看，全年共投產(chǎn)380批，產(chǎn)出5800Kg，質(zhì)量指標(biāo)如下：?jiǎn)坞s0.2，總雜0.65，聚合物0.08。但此結(jié)果僅代表等度檢驗(yàn)法下的情況，隨著檢驗(yàn)技術(shù)的提高，梯度檢測(cè)法走向成熟并運(yùn)用于實(shí)際大生產(chǎn)。通過(guò)復(fù)測(cè)，部分批次未達(dá)到合格，同時(shí)出現(xiàn)新的檢驗(yàn)指標(biāo)：?jiǎn)坞s≤0.5%，總雜≤1.0%，聚合物≤0.10%。這就要求美洛西林酸必須優(yōu)化工藝，進(jìn)一步改善質(zhì)量指標(biāo)，才能成為合格產(chǎn)品。

根據(jù)分析討論，考慮到工藝所涉及到的參數(shù)和因素，活動(dòng)小組成員認(rèn)真制定活動(dòng)路線：排查影響因素?確定影響因素?驗(yàn)證最佳范圍④在最佳條件下進(jìn)一步優(yōu)化工藝⑤實(shí)驗(yàn)走向大生產(chǎn)鞏固運(yùn)行。通過(guò)摸索，我們找到降低聚合物的幾種具體途徑：

1）調(diào)節(jié)pH值

pH作為反應(yīng)的影響因素之一來(lái)說(shuō)，是過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)之一，如果能夠打破原有的反應(yīng)模式，氨芐西林與美洛側(cè)鏈將會(huì)在一個(gè)新的環(huán)境下展開(kāi)激烈的反應(yīng)，也就是營(yíng)造一個(gè)偏堿性的條件，即在原有的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)pH范圍在9.0-11.0之間。通過(guò)調(diào)節(jié)pH更加促進(jìn)兩種基團(tuán)的充分交換與結(jié)合。

2）降低溫度

在反應(yīng)要求的范圍條件下尋找更適宜的界點(diǎn)，是一件非常棘手的事情，因?yàn)閮煞N原料的活性基團(tuán)有一定的活性范圍，如果低于10℃，基團(tuán)活性減弱，不能充分參加反應(yīng)；如果高于12℃，就超過(guò)了反應(yīng)的要求，影響產(chǎn)品質(zhì)量。所以最佳溫度范圍在10℃-12℃之間，既能控制在要求范圍之內(nèi)，又能保持保持基團(tuán)的活性，有效地減少副反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，溫度對(duì)聚合物的影響占主導(dǎo)地位。起初，在沒(méi)有控制溫度之前，生產(chǎn)出的美洛西林酸的聚合物十分不穩(wěn)定，上下波動(dòng)比較大。如下圖：

3）及時(shí)消泡

在氨芐西林溶解與加側(cè)鏈反應(yīng)過(guò)程中，隨著攪拌的運(yùn)轉(zhuǎn)，料夜中會(huì)出現(xiàn)大量的泡沫，加堿時(shí)，氫氧化鈉會(huì)漂浮在液體表面，很難快速和料液混勻。這樣就會(huì)造成，在線PH計(jì)的測(cè)量不準(zhǔn)確，到后期的時(shí)候很容易造成加堿過(guò)量。同時(shí)，堿漂浮在液體表面也會(huì)導(dǎo)致局部過(guò)堿，使得氨芐西林降解，導(dǎo)致產(chǎn)品的收率和質(zhì)量下降。所以，在反應(yīng)過(guò)程中緩慢加入丙酮，起到消泡的作用，進(jìn)而解決了操作中因具有大量的泡沫而無(wú)法正確判斷的難題。

4）精細(xì)化操作

豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，生產(chǎn)操作人員的綜合素質(zhì)是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，同樣的原料、同樣的工藝，不同操作人員生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量，差距是非常大的。為了減少人員操作對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，工段不斷加強(qiáng)對(duì)崗位人員GMP知識(shí)的培訓(xùn)，深入掌握工藝控制點(diǎn)和精細(xì)化操作的培訓(xùn)，嚴(yán)格清潔生產(chǎn)的培訓(xùn)，并且工段管理人員以身作則，加強(qiáng)生產(chǎn)的巡檢，對(duì)操作怠慢的員工就現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)。這一系列措施，很好的提高了員工素養(yǎng)，達(dá)到了精細(xì)化操作的要求要。

4 結(jié)論

4.1 完成情況

通過(guò)以上的技術(shù)措施，2013年所有批次的美洛西林酸聚合物指標(biāo)完全符合并低于內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。正是由于質(zhì)量的提高，為鈉鹽提供了優(yōu)越的條件，也為鈉鹽擴(kuò)大市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，美洛酸的產(chǎn)量呈現(xiàn)出飽滿的態(tài)勢(shì)，如圖：

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年美洛西林酸前10個(gè)月的均成本是300.06元/Kg，產(chǎn)量是120000.3Kg，那么相比2012年350.15元/Kg的成本降低總金額（即產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益）為：

（350.15元/Kg-300.06元/Kg）×120000.3Kg=598.93萬(wàn)元

同比2012年產(chǎn)量58000Kg相比，2013年產(chǎn)量也增長(zhǎng)了一倍之多。

參考文獻(xiàn)

篇（9）

中圖分類(lèi)號(hào)：TK223.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1、前言

熱電部二電站是為天津石化100 萬(wàn)噸/年乙烯及配套項(xiàng)目熱電工程提供配套服務(wù)而實(shí)施的項(xiàng)目。二電站建有3臺(tái)420t/h CFB鍋爐,兩臺(tái)100MW汽輪機(jī)組。鍋爐補(bǔ)水為中沙供二級(jí)除鹽水摻加部分凝液。循環(huán)水系統(tǒng)主要為2臺(tái)100MW雙抽冷凝式汽輪機(jī)、空壓機(jī)組提供冷卻作用。循環(huán)水補(bǔ)充水為淡化海水，循環(huán)水設(shè)計(jì)處理量為3.4716萬(wàn)立/小時(shí)。

2012年恰值成本年，車(chē)間多次召集技術(shù)例會(huì)，總結(jié)多年來(lái)的管理經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化工藝管理方案，大膽創(chuàng)新，采用優(yōu)化藥劑投加方案的方法。在保證鍋爐給水、爐水、循環(huán)水水質(zhì)合格的前提下，最大程度地降低三劑消耗，降低水處理成本，提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

2、優(yōu)化前狀況

2.1、二電站鍋爐給水采用中沙二級(jí)除鹽水以及部分凝液作為鍋爐給水，由于鍋爐給水存在部分TOC含量，給水TOC進(jìn)入鍋爐后，造成了爐水PH值的下降，使?fàn)t水PH值偏于下線，甚至略低于指標(biāo)。為了達(dá)到提高爐水的PH值的目的，采用提高中和胺的投加量來(lái)提高給水PH值的方法，給水的PH值控制在偏于指標(biāo)上線，一般在9.5－9.6（指標(biāo)PH：9.2--9.6），因此中和胺的用量較大。為降低爐水處理成本，采用適當(dāng)提高爐水藥劑的鈉--磷比，達(dá)到提高爐水PH值，使?fàn)t水PH值達(dá)到（9.0-9.7）合格范圍內(nèi)。這樣鍋爐給水PH值就可以維持在低限控制，降低給水中和胺的投加量。

2.2、為保證設(shè)備的安全運(yùn)行，二電站循環(huán)水連續(xù)投加緩蝕劑及阻垢劑、殺菌劑二氧化氯、強(qiáng)氯精，沖擊投加殺菌增效劑（剝離劑）、非氧化性殺菌劑。2011年二電站循環(huán)水處理費(fèi)用為483萬(wàn)元，殺菌劑費(fèi)用占到241.34萬(wàn)元，在二電站循環(huán)水處理中，氧化性殺菌劑主要以二氧化氯為主摻加部分強(qiáng)氯精，二氧化氯價(jià)格較高，殺菌劑費(fèi)用占藥劑費(fèi)用比例高達(dá)50%，同行業(yè)中為30%左右，因此殺菌劑費(fèi)用不近合理。存在較大的可壓縮空間。殺菌劑投加由以二氧化氯為主改為以強(qiáng)氯精為主，在保證各項(xiàng)指標(biāo)的前提下，降低循環(huán)水處理費(fèi)用。

3、目標(biāo)

2011年二電站爐內(nèi)水處理及循環(huán)水處理藥劑費(fèi)用724萬(wàn)元。2012年優(yōu)化藥劑方案，最大限度地降低爐內(nèi)水處理藥劑費(fèi)用及循環(huán)水藥劑費(fèi)用，降低費(fèi)用額度確保值：180萬(wàn)元；努力值：200萬(wàn)元；奮斗值：240萬(wàn)元。

圖一目標(biāo)對(duì)比圖

4、采取的措施

4.1、二電站爐水三劑降耗措施

通過(guò)爐內(nèi)加藥動(dòng)態(tài)調(diào)整，降低二電站爐內(nèi)水處理藥劑費(fèi)用。車(chē)間針對(duì)二電站補(bǔ)給水TOC超標(biāo)情況，有針對(duì)性的制訂水質(zhì)監(jiān)督調(diào)整方案，動(dòng)態(tài)調(diào)整藥劑加入量。具體方法：

4.1.1開(kāi)展儀表準(zhǔn)確率攻關(guān)，提升儀表準(zhǔn)確率，提升調(diào)整的及時(shí)性。

加強(qiáng)在線儀表特別是PH表的監(jiān)督，運(yùn)行人員每班對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀表進(jìn)行定位校準(zhǔn)，用實(shí)驗(yàn)室儀表確認(rèn)在線儀表的準(zhǔn)確性，車(chē)間管理人員根據(jù)給水中和胺的加入量以及給水電導(dǎo)率的變化，跟蹤給水PH值，并且每周對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀表和在線儀表的PH顯示值進(jìn)行比對(duì)（如下表），根據(jù)差值，通知熱工儀表保運(yùn)人員對(duì)在線儀表進(jìn)行校正，確保在線儀表的準(zhǔn)確性，及時(shí)反映爐水PH值的變化，保證水質(zhì)合格。

表1 儀表校正記錄

4.1.2保持鍋爐給水PH值低限運(yùn)行

繼續(xù)在爐內(nèi)應(yīng)用高鈉磷比的爐水處理藥劑，提高爐水PH值，保證爐水水質(zhì)合格。降低中和胺的使用量。

表2 爐水、給水合格率對(duì)照表

表32012年與2011年中和胺消耗量對(duì)照表

由表2、表3可以看出，繼續(xù)在爐內(nèi)應(yīng)用高鈉、磷比的爐水處理藥劑，適當(dāng)提高鈉磷比的比值，保證了爐水PH值的合格率，同時(shí)由于給水PH值在低限值運(yùn)行，因此2012年比2011年節(jié)約中和胺16.478噸。

4.2、二電站循環(huán)水三劑降耗措施

4.2.1減少二電站循環(huán)水剝離次數(shù)，降低剝離藥劑費(fèi)用。

循環(huán)水系統(tǒng)剝離的目的主要是清除系統(tǒng)粘泥，降低系統(tǒng)腐蝕。2012年為加強(qiáng)循環(huán)水的管理，增加了黏泥試驗(yàn)，根據(jù)循環(huán)水黏泥情況，減少剝離次數(shù)。

循環(huán)水剝離次數(shù)始終是按照每月一次，每月末進(jìn)行，投加生物殺菌劑NX1500 1噸，非氧化殺菌劑1噸。2012年為加強(qiáng)循環(huán)水的管理，增加了循環(huán)水粘泥量的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，每周三進(jìn)行一次粘泥的測(cè)定。

表4 循環(huán)水粘泥監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

粘泥量的控制指標(biāo)為≤2ml/m3。從1、2、3月份粘泥實(shí)際監(jiān)測(cè)情況來(lái)看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此取消冬季了1月、3月份的剝離。這樣減少了剝離次數(shù)2次，減少2噸BD1500的消耗，同時(shí)最大限度的降低消泡劑的用量。

4.2.2優(yōu)化二電站循環(huán)水阻垢緩蝕藥劑消耗。

根據(jù)循環(huán)水中活性組分的成份含量，調(diào)整循環(huán)水緩蝕劑AEC2521的消耗量。根據(jù)循環(huán)水的腐蝕情況，降低正磷含量，采取較低磷的方案，降低阻垢劑ZP8514的消耗。

4.2.3合理投加二電站殺菌劑，殺菌劑投加由以二氧化氯為主改為以強(qiáng)氯精為主，降低殺菌劑費(fèi)用。

二電站為控制微生物的生長(zhǎng)，減少微生物及藻類(lèi)對(duì)設(shè)備的危害，循環(huán)水系統(tǒng)投加氧化性殺生劑二氧化氯摻加部分強(qiáng)氯精，保證循環(huán)水余氯含量在0.1—0.5mg/L的指標(biāo)范圍內(nèi),來(lái)保證殺菌滅藻的效果。二電站2011年殺菌劑采用二氧化氯輔助投加強(qiáng)氯精方案，費(fèi)用占循環(huán)水處理費(fèi)用的50%，由于循環(huán)水氧化性殺菌劑二氧化氯投加濃度僅有0.2%，且藥劑價(jià)格較高，以投加二氧化氯為主，二氧化氯消耗量較大，藥劑使用成本較高。

三氯化異氰尿酸（強(qiáng)氯精）在水中水解，生成次氯酸和異氰尿酸，由于其有效氯含量高而具有強(qiáng)烈的殺菌滅藻作用，在水中溶解速度較慢，溶液有效時(shí)間持續(xù)長(zhǎng)，費(fèi)用較低。

因此，2012年采取減少氧化性殺菌劑二氧化氯的使用量，調(diào)整強(qiáng)氯精的投加量，保證循環(huán)水的余氯值，從而保證殺菌滅藻的效果。同時(shí)最大限度地降低循環(huán)水藥劑費(fèi)用，降本增效。

投加方式：二氧化氯由全天投加改為冬季上午半天投加，春秋季節(jié)改為從上午9：00投加至下午2：00結(jié)束。強(qiáng)氯精投加時(shí)間為白天投加，根據(jù)循環(huán)水異養(yǎng)菌監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，保證循環(huán)水余氯含量冬季在0.1—0.2mg/L，夏季為0.3--0.4的范圍，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值調(diào)整投加量。

表5二氧化氯、強(qiáng)氯精消耗表以及部分監(jiān)督指標(biāo)

二電站循環(huán)水場(chǎng)在投加強(qiáng)氯精摻加二氧化氯之后，車(chē)間密切關(guān)注循環(huán)水各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況，以及機(jī)研所對(duì)監(jiān)視管段和監(jiān)視掛片的檢測(cè)結(jié)果。由于強(qiáng)氯精和二氧化氯同屬氯系殺菌劑，因此具有協(xié)調(diào)增效性，殺菌效果良好，（見(jiàn)表5）異氧菌數(shù)量、粘泥、監(jiān)視管段的腐蝕速率、沉積速率的監(jiān)測(cè)均合格。

5、取得的效果

5.1優(yōu)化爐內(nèi)水處理藥劑方案，節(jié)約三劑費(fèi)用。

表6給水、爐水處理藥劑費(fèi)用對(duì)照表

表6中中和胺為鍋爐給水藥劑，目的提高給水及凝液系統(tǒng)PH值；HP5495、BT3000、BT4000為高鈉磷比爐內(nèi)水處理藥劑。從表6可以看出，2012年與2011年相比，雖然提高了爐水處理藥劑的費(fèi)用，但中和胺用量降低顯著，目前給水的PH值一般控制在9.2-9.4，比加藥前控制9.5-9.6下降了近0.3。雖然高鈉磷比的爐水處理藥劑費(fèi)用比2011年有所增加，由于中和胺費(fèi)用降低顯著，因此2012年給水及爐水處理藥劑整體費(fèi)用也有大幅下降，全年節(jié)約爐內(nèi)水處理三劑費(fèi)用96.02萬(wàn)元。

5.2優(yōu)化循環(huán)水藥劑投加方案，節(jié)約藥劑費(fèi)用

表7 2012年與2011年緩蝕阻垢劑、剝離藥劑費(fèi)用對(duì)比

表82012與2011年循環(huán)水處理殺菌劑費(fèi)用對(duì)比

由表7和表8可以得到殺菌劑費(fèi)用由2011年占循環(huán)水總費(fèi)用的50%降低到了43%，

從表7中可以看出2012年與2011年緩蝕阻垢劑、剝離藥劑費(fèi)用減少了約48.08萬(wàn)元。從表8中可以看出2012年與2011年殺菌劑費(fèi)用減少了92.65萬(wàn)元。循環(huán)水共計(jì)減少藥劑費(fèi)用140.73萬(wàn)元。

因此，通過(guò)優(yōu)化工藝，2012年比2011年節(jié)約爐內(nèi)水處理及循環(huán)水處理藥劑費(fèi)用236.75萬(wàn)元。

在總結(jié)多年水處理的工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化藥劑管理，基本達(dá)到了2012年初制定的奮斗目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

篇（10）

該污水處理項(xiàng)目于2008年5月18日開(kāi)工建設(shè),于2008年12月29日通水運(yùn)行。運(yùn)行四年來(lái)效果良好,工藝運(yùn)行穩(wěn)定。主要設(shè)施有粗格柵、泵房、細(xì)格柵、沉砂池、一體化生化池、鼓風(fēng)機(jī)房、硅藻土系統(tǒng)、污泥脫水機(jī)間、配電間、消毒池、辦公用房。主要設(shè)備有啟閉機(jī)、粗格柵、提升泵、回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)、旋流沉砂池、潛水?dāng)嚢铏C(jī)、回流泵、風(fēng)機(jī)、硅藻土池進(jìn)水泵、硅藻土加藥裝置、濃縮脫水機(jī)、污泥泵。

1、進(jìn)出水指標(biāo)

該污水廠生產(chǎn)能力為日處理城市生活污水1.0萬(wàn)噸,處理出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。具體處理進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)（單位:mg/l）如表1所示。

2、工藝流程圖（圖1）

3、工藝流程簡(jiǎn)介

污水經(jīng)管網(wǎng)收集進(jìn)入粗格柵,去除大顆粒的固體懸浮物;經(jīng)提升泵提升至細(xì)格柵,進(jìn)一步去除小顆粒的固體懸浮物;經(jīng)旋流沉砂池去除無(wú)機(jī)砂粒后自流進(jìn)入?yún)捬醭?沉砂由提砂泵提升至砂水分離器進(jìn)行砂水分離;通過(guò)缺氧水解使水中的有機(jī)物大分子轉(zhuǎn)化成小分子,難降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化成易降解物質(zhì);出水自流至好氧池,有機(jī)物經(jīng)好氧微生物的氧化分解作用進(jìn)一步得到降解,并去除色度;好氧池出水通過(guò)出水溢流至中間池,通過(guò)中間池再次調(diào)節(jié)污水水量、均衡水質(zhì);加藥方式采用泵前加藥,由加藥系統(tǒng)將硅藻精土送至泵前,再由泵提升至硅藻土處理池,在硅藻土處理池內(nèi)通過(guò)硅藻精土的混凝、吸附、過(guò)濾作用處理后達(dá)到泥水分離的目的;清水經(jīng)處理池出水槽實(shí)現(xiàn)分流,最終排放至計(jì)量堰槽。硅藻土處理池內(nèi)沉淀下來(lái)的活性污泥一部分回流至厭氧池繼續(xù)參與生化處理;另一部分排入污泥池進(jìn)行濃縮減容,最終通過(guò)帶式壓濾機(jī)脫水干化處理,泥餅外運(yùn),壓濾機(jī)濾液及污泥池上清液回流至集水池繼續(xù)處理。

4、工藝特點(diǎn)

(1)出水水質(zhì)好。出水水質(zhì)可達(dá)到國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),主要指標(biāo)CODCr≤50 mg/L,BOD5≤10 mg/L,SS≤10 mg/L,NH3-N≤5（8）mg/L,T-N≤15 mg/L,T-P≤0.5 mg/L。經(jīng)過(guò)消毒后可作為景觀用水和一般回用水;(2)處理效果穩(wěn)定、效率高;(3)對(duì)水質(zhì)水量的沖擊負(fù)荷適應(yīng)能力強(qiáng); (4)占地面積小,投資省;(5)能耗低,運(yùn)行費(fèi)用低;(6)自控水平高,管理要求低,管理簡(jiǎn)便;(7)該工藝生化部分地埋式布置,故冬季低溫對(duì)處理系統(tǒng)影響程度小,加上硅藻土的作用冬季的處理效果好。(8)該工藝生化部分實(shí)質(zhì)上采用了A/O工藝,但與常規(guī)A/O工藝相比,其好氧部分結(jié)合了生物浮動(dòng)床技術(shù)和“生物硅藻土”技術(shù),因此其處理效率更高。

5、關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介

該工藝以生物浮動(dòng)床（Moving BedTM Process ,以下簡(jiǎn)稱(chēng)MBBR）工藝＋硅藻土處理技術(shù)作為處理系統(tǒng)的關(guān)鍵單元。其運(yùn)行穩(wěn)定性、處理效果和節(jié)能效果以及脫氮除磷效果都顯著優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。

(1)生物浮動(dòng)床工藝簡(jiǎn)介。生物浮動(dòng)床（Moving BedTM Process,以下簡(jiǎn)稱(chēng)MBBR）技術(shù)簡(jiǎn)介。（圖2）

篇（11）

中圖分類(lèi)號(hào)：[TU992.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）21-0021-02

1.引言

1.1 神華煤化工污水裝置AO工藝的介紹

污水處理裝置接納的污水包括甲醇裝置、烯烴分離裝置、其它裝置初級(jí)雨水池、集水池生活污水。污水裝置設(shè)計(jì)處理量400 m3/h，進(jìn)水COD 700～1000mg/L，氨氮 180～230mg/L，PH 6～9。出水COD≤60mg/L，氨氮≤1.5mg/L，PH 6～9mg/L，出水全部符合國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。裝置采用“預(yù)處理+A/O（前置反硝化）+曝氣生物濾池（BAF）”處理工藝，附屬裝置有污泥處理和加藥系統(tǒng)，處理后的污水直接進(jìn)入回用水裝置。

1.2 AO工藝的工作原理

生物脫氮是在微生物的作用下，將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2和NxO氣體的過(guò)程。其中包括硝化和反硝化兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程。

污水裝置采用“硝化-反硝化”為核心的A/O法生物脫氮處理工藝，將反硝化前置。A/O法生物去除氨氮原理是充氧的條件下（O段），污水中的氨氮被硝化菌硝化為硝態(tài)氮，大量硝態(tài)氮回流至A段，在缺氧的條件下，通過(guò)兼性厭氧反硝化菌作用，以污水中有機(jī)物作為電子供體，硝態(tài)氮作為電子受體，使硝態(tài)氮被還原為無(wú)污染的氮?dú)庖萑氪髿猓瑥亩_(dá)到最終脫氮的目的。

硝化反應(yīng)：NH4++2O2NO3-+2H++H2O

反硝化反應(yīng)：6NO3-+5CH3OH5CO2+7H2O+6OH-+3N2

1.3 微生物鏡檢的意義

微生物在污水處理廠生化系統(tǒng)調(diào)試、后期穩(wěn)定運(yùn)行和工藝調(diào)整過(guò)程中，起著很重要的指示作用，通過(guò)鏡檢活性污泥中的微生物狀況，可以獲得該活性污泥的相關(guān)性狀信息，對(duì)生產(chǎn)起到一定的指導(dǎo)作用[1]。因此，觀察活性污泥微生物的生物相況可以直接了解到，活性污泥處理污水的運(yùn)行情況。同時(shí)，根據(jù)觀察到的微生物，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)控。本文本將傳統(tǒng)微生物污泥負(fù)荷的計(jì)算理論與顯微鏡觀察到的微生物出現(xiàn)的環(huán)境相比對(duì)，對(duì)傳統(tǒng)AO工藝污泥負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)改進(jìn)后的污泥負(fù)荷計(jì)算，調(diào)整污水處理工藝運(yùn)行。

2.污泥負(fù)荷

2.1 污泥負(fù)荷的概念

污泥負(fù)荷是指單位質(zhì)量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所去除的污染物的量。污泥負(fù)荷在微生物代謝方面的含義就是F/M比值，單位kgCOD（BOD）/（kg污泥.d）。我們可以暫時(shí)把微生物比作“村民”，BOD比作“食物”[2]（表1）。

由此，可以知道控制微生物的數(shù)量不是人為的，而是確定于來(lái)水BOD的數(shù)量。因此，能夠準(zhǔn)確掌握污泥負(fù)荷的計(jì)算，對(duì)生產(chǎn)調(diào)節(jié)起到?jīng)Q定性的作用。

2.2 傳統(tǒng)污泥負(fù)荷的計(jì)算和存在問(wèn)題

污泥負(fù)荷（F/M）實(shí)際應(yīng)用中是以BOD-污泥負(fù)荷率（Ns）來(lái)表示的即：

Ns=（QLa+CH3OH）/（XV）（kgBOD5/kgMLSS?d）

式中：Q-污水流量（m3/d）

V-曝氣容積（m3）

X-混合液懸浮固體（MLSS）濃度（mg/L）

La-去除有機(jī)物（BOD）濃度（mg/L）

CH3OH-甲醇投加量（kg/d）

但實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)中，AO工藝消耗來(lái)水有機(jī)物分為兩種生物反應(yīng)：1、微生物的合成消耗有機(jī)物2、微生物進(jìn)行反硝化反應(yīng)消耗有機(jī)物。單純使用以上污泥負(fù)荷的計(jì)算公式會(huì)忽略掉微生物反硝化反應(yīng)所消耗的有機(jī)物，而反硝化反應(yīng)所消耗的有機(jī)物是不參與微生物合成的。

因此，在AO工藝中使用以上計(jì)算公式可能會(huì)造成計(jì)算數(shù)值誤差較大，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)參考性較差。

2.3 優(yōu)化后的AO工藝污泥負(fù)荷計(jì)算方法

為避免將A池反硝化所消耗的BOD計(jì)算在內(nèi)，因此可以通過(guò)進(jìn)出O池的污染物濃度的去除量來(lái)計(jì)算微生物合成所需BOD總量。由于需進(jìn)行污泥回流和硝化液回流，因此在可在O池前后比做動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，使用A池至O池回流污水COD的濃度進(jìn)行計(jì)算。由于A池消耗較多的BOD，為了提供O池微生物的合成，因此選擇在O池內(nèi)投加甲醇維持系統(tǒng)內(nèi)微生物活性（圖1）。

優(yōu)化后的計(jì)算方法如下：

Ns=[（Q1+Q2+Q3）La+CH3OH]/（XV）（kgBOD5/kgMLSS?d）

式中：Q1-調(diào)節(jié)池進(jìn)水流量（m3/d）

Q2-硝化液回流流量（m3/d）

Q3-污泥回流流量（m3/d）

V-曝氣容積（m3）

X-混合液懸浮固體（MLSS）濃度（mg/L）

CH3OH-甲醇投加量（kg/d）

La-去除有機(jī)物（BOD）濃度（mg/L）

2.4 污泥負(fù)荷計(jì)算方法對(duì)比和修正

選取一段時(shí)間的污泥負(fù)荷計(jì)算對(duì)比如（表2）：

通過(guò)以圖2、3表可以發(fā)現(xiàn)，在脫氮除磷工藝中，傳統(tǒng)污泥負(fù)荷的計(jì)算方法會(huì)較優(yōu)化后的污泥負(fù)荷計(jì)算方法偏高。通過(guò)鏡檢微生物對(duì)照可以發(fā)現(xiàn)，正常污泥負(fù)荷在0.1～0.2（kgBOD5/kgMLSS?d應(yīng)該出現(xiàn)的微生物（生化系統(tǒng)運(yùn)行正常），如：鐘蟲(chóng)、J纖蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)、吸管蟲(chóng)等微生物并沒(méi)有出現(xiàn)，取而代之的是較多低負(fù)荷0.05BOD5/kgMLSS?d以下的微生物，如表殼蟲(chóng)、磷殼蟲(chóng)、輪蟲(chóng)。優(yōu)化計(jì)算后，在污泥負(fù)荷在0.07BOD5/kgMLSS?d的時(shí)候，出現(xiàn)了由低負(fù)荷微生物菌群至正常污泥負(fù)荷的過(guò)渡，微生物菌群主要以表殼蟲(chóng)、磷殼蟲(chóng)、輪蟲(chóng)為主，同時(shí)出現(xiàn)了少量的鐘蟲(chóng)。

優(yōu)化計(jì)算后的活性污泥微生物，通過(guò)鏡檢微生物對(duì)照較傳統(tǒng)計(jì)算方法的污泥負(fù)荷更為接近。主要原因是：傳統(tǒng)計(jì)算方法并未考慮系統(tǒng)在A池進(jìn)行的反硝化反應(yīng)，因此計(jì)算后的污泥負(fù)荷會(huì)較實(shí)際值會(huì)有所增加，優(yōu)化后的計(jì)算方法排除了反硝化在系統(tǒng)內(nèi)的影響作用，計(jì)算后的結(jié)果更符合微生物實(shí)際生長(zhǎng)狀態(tài)。

2.5 污泥負(fù)荷主要影響指標(biāo)

通過(guò)優(yōu)化后的污泥負(fù)荷計(jì)算方法，更加符合微生物生長(zhǎng)的規(guī)律。系統(tǒng)由A池至O池正常運(yùn)行下，始終處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，通過(guò)污泥回流和硝化液回流，O池末端BOD基本消耗殆盡。因此，通過(guò)計(jì)算O池前后端消耗的BOD濃度，可以更加準(zhǔn)確計(jì)算出污泥的生長(zhǎng)負(fù)荷。通過(guò)以上曲線可以看出，A池至O池的BOD曲線與計(jì)算后的污泥負(fù)荷趨勢(shì)基本一致。

加大甲醇投加量，污泥負(fù)荷走勢(shì)會(huì)發(fā)生變化。1、少量或不投加甲醇作為碳源的情況下，污泥負(fù)荷走勢(shì)會(huì)主要決定于進(jìn)入O池的BOD濃度。2、如甲醇作為污泥的主要碳源，如系統(tǒng)停工檢修無(wú)上游來(lái)水的情況下，通過(guò)優(yōu)化后的公式Ns=[（Q1+Q2+Q3）La+CH3OH]/（XV）（kgBOD5/kgMLSS?d），當(dāng)甲醇投加作為O池的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)講，污泥負(fù)荷曲線主要決定于甲醇的投加量。

3.結(jié)論

本文通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證與微生物鏡檢相結(jié)合的方法，找出了傳統(tǒng)微生物污泥負(fù)荷的方法針對(duì)污水處理AO工藝的不足。傳統(tǒng)活性污泥計(jì)算法由整體出發(fā)進(jìn)行運(yùn)算，沒(méi)有將活性污泥正常生長(zhǎng)所需的BOD消耗與AO池反硝化反應(yīng)BOD消耗分開(kāi)，但實(shí)際運(yùn)行微生物進(jìn)行反硝化反應(yīng)時(shí)不參與活性污泥生長(zhǎng)的，因此傳統(tǒng)AO工藝污泥負(fù)荷的算法會(huì)有所偏高。通過(guò)將污泥負(fù)荷計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)，得出了更加合理的運(yùn)算方式，并通過(guò)微生物鏡檢得到了驗(yàn)證。

4.指導(dǎo)意義

通過(guò)使用新的活性污泥負(fù)荷計(jì)算方法，能夠在污水處理實(shí)際運(yùn)行中更深入的分析生產(chǎn)的運(yùn)行狀況。生產(chǎn)中有很多情況下，理論與實(shí)際運(yùn)行無(wú)法很好的結(jié)合。通過(guò)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和微生物鏡檢對(duì)比，可以找出理論和實(shí)際運(yùn)行的契合點(diǎn)。使用了新的計(jì)算方法對(duì)活性污泥的污泥培養(yǎng)馴化會(huì)起到重要的作用，尤其針對(duì)AO工藝污泥培養(yǎng)馴化中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，更能得到有效的解決。通過(guò)合理的控制微生物污泥負(fù)荷，能夠更加優(yōu)化生產(chǎn)操作，對(duì)污水處理裝置的運(yùn)行有著較大的意義。