工艺流程设计与工艺流程的选择(34页)
工艺流程设计
程。
工艺流程设计应解决的问题：
(1) 确定整个流程的组成； (2) 确定每个过程或工序的组成；
(3) 确定操作条件；
(4) 控制方案的确定；
(5) 合理利用原料及能量； (6) 制定三废的治理方法。
(7) 制定安全生产措施。
方案流程图
设备位号
设备
工艺流程线
用文字表明 流程情况
某物料残液蒸馏处理的工艺方案流程图
2. 工艺流程简图（simplified flowsheet） ➢ 设计初始阶段用来表达整个工厂或车间生产流程的图样，不编
入设计文件。
➢ 定性标出由原料转化成产品的变化、流向以及所采用的各种化 工单元及设备，供设计开始时工艺方案讨论。
② 能量供给、移出方式——反应器结构设计和辅助设施。 ③ 催化反应——催化反应方式和催化剂的选择。
确定主反应装置，可参考文献、资料、中试结果或已工业 化装置。
(2) 原料预处理过程 主反应对原料提出要求：如过程
主反应对原料提出要求：如纯度、温度、压力以及加料方 式等。
确定公用工程的配套措施——动力电、水、蒸汽、 压缩空气、冷冻、电热、氮气等。
确定操作条件和控制方案——控制方案和控制仪 表。
制定安全生产措施——对开车、停车、长期运转 及检修中，可能存在的不安全因素进行分析，制 订切实可靠的安全措施。
保温、防腐的设计——对需要保温、防腐的设备 进行设计。
三、工艺流程设计的基本方法 — 方案比较
图，不编入设计文件，多用于项目建议书、可行性研究报告等。 ➢ 一般用方框、文字表示一个单元，用箭头表示物流方向，表示
化学加工过程的轮廓。
工艺和流程程序图
序
分
析
2.2.1 工艺程序分析概述
工
概念 工艺程序分析是以生产系统或工作系统为研究对象，
艺
程 序
在着手对某一工作系统进行详细调查研究和改进之 前，对生产系统全过程所进行的概略分析，以便对
生产系统进行简略、全面和一般性的了解，从宏观
上发现问题，为后面的流程程序分析、布置和经路 分析作准备。
分
析
工
对象 生产系统的全过程 特点 以生产或工作的全过程为研究对象
操作方面
概
述
检验方面
能否运用抽样检验和数理统计
流程方面 改变工作顺序 改变工厂布置
程
5个方面—— 即加工、搬运、等待、储存和检验 针对加工、搬运、等待、储存和检验这五个方面，分析的重点
序
分 析
不一样，具体情况如下所示：
操作分析：程序分析中最基本也是最重要的分析，它涉及到 产品设计、工艺设计、产品制造等过程。
序
分
从流程上入手。可以发现工艺流程中是否存在不经济、不合
理、停滞和等待等现象； 从工序上入手。可以发现加工顺序是否合理，流程是否畅通，
析
概
设备配备是否恰当，搬运方法是否合理；
从作业入手。可以发现工序中的某项作业是否一定必要，是 否可以取消，是否还有更好的方法。
述
2.1.2
程 序 分 析
程序分析的常用符号
序
分 析
概
述
实际工作中，采用“ ECRS” 四大原则进行改善时，由于经验不
足，不知如何下手，这时可参考表4-4来分析思考。
表4-4
程序分析建议表
改善要点
程
思考要点
序
分 析
基本原则
工艺流程的选择
工艺流程的选择
《工艺流程的选择》
在工业生产中，工艺流程的选择对产品的质量和生产效率至关重要。
不同的工艺流程可能会导致产品的性能和外观出现巨大的差异，因此企业需要慎重选择适合自己生产需求的工艺流程。
首先，企业需要考虑产品的特性和需求。
比如，如果产品需要精密加工，那么工艺流程必须要具备高精度的加工能力；如果产品需要大批量生产，那么工艺流程必须要具备高效的生产能力。
对于不同的产品特性和需求，企业需要选择不同的工艺流程来满足生产要求。
其次，企业还需要考虑生产成本和资源消耗。
一些工艺流程可能需要大量的能源和原材料，导致生产成本较高；而另一些工艺流程可能具有较低的资源消耗和生产成本。
因此，企业需要综合考虑成本和资源消耗，选择最经济和环保的工艺流程。
最后，企业还需要考虑技术水平和人力资源。
有些工艺流程需要高水平的技术和人力资源来进行操作和控制，而另一些工艺流程则相对简单，能够更容易地进行操作和控制。
因此，企业需要评估自身的技术水平和人力资源情况，选择适合自己的工艺流程。
综合以上因素，企业需要进行全面的分析和评估，选择适合自己需求的工艺流程。
只有选择合适的工艺流程，才能保证产品
的质量和生产效率。
因此，工艺流程的选择是企业生产中的重要环节，需要引起足够的重视和注意。
工艺流程设计的相关知识
工艺流程设计的相关知识
工艺流程设计是指根据产品的需求和制造过程中的要求，综合考虑多种因素，包括工艺性、经济性、可行性等，设计出一套合理、高效的生产流程。
工艺流程设计的主要内容包括以下几个方面：
1. 产品规格分析和工艺可行性研究：对产品的材料、结构、功能等进行分析，确定产品的工艺可行性，了解生产过程中可能面临的问题和挑战。
2. 工序选择和排列：根据产品的要求和工艺性能，选择合适的工艺工序，并合理安排它们之间的先后顺序，以确保流程的连贯性和高效性。
3. 设备和工具设计：根据工序的要求，选择和设计合适的设备和工具，确保其能够满足生产的需求，并提高生产效率和产品质量。
4. 工艺参数确定：确定每个工序的工艺参数，包括温度、压力、时间等，以确保产品能够达到要求的性能和质量标准。
5. 装配和检验方法设计：确定产品的装配方法和检验方法，以确保产品的正确装配和质量检验，避免不良品的出现。
6. 工艺流程图绘制：将上述内容整理成工艺流程图，清晰地展示各个工序之间
的关系和流程，便于生产操作和管理。
在进行工艺流程设计时，需要充分考虑产品的特点、生产要求和实际情况，与工程师、生产人员和相关部门进行充分的沟通和协调，以确保设计出的工艺流程能够满足产品的需求，并在实际生产中取得良好的效果。
此外，根据实际情况，还可以进行工艺流程的不断改进和优化，以提高生产效率和产品质量。
工艺流程和工艺设备的选择和计算
3.3.1.2 破碎工艺流程的选择
根据上述原矿最大粒度范围(即200~1400mm)和破碎 最终产物粒度范围(即球磨机为10~20mm)，常用破 碎流程的总破碎比范围为：
3.3.1.2 破碎工艺流程的选择
破碎比的确定：破碎机的最大给矿粒度和其合适排矿 粒度之比。
3.3.1.2 破碎工艺流程的选择 给矿最大粒度： 破碎机的最大排矿粒度与其排矿口之比值Z的参数以及 排矿中大于排矿口尺寸的过大颗粒含有率S有关
车间名称
年作业率 （%）
年工作时间 （d）
日工作时间 （班）
班工作时间 （h）
破碎及洗矿 57~73.5
330
3
5~6.5
自磨及选别 80~85
290~320
3
8
球磨及选别 85~90.4
320~330
3
8
精矿脱水 68~90.4
250~330
3
8
3.2.2处理量的确定 选矿厂的处理量是指各车间年、日和小时处理量。 破碎车间和主厂房（指磨矿、选别车间）指年、日和小 时处理原矿量。 精矿脱水车间指年、日和小时处理精矿量。 主厂房年或日处理原矿量，称为选矿厂规模。 有色金属矿选矿厂。常用日处理原矿量表示选矿厂规模。 黑色金属矿选矿厂，常用年处理原矿量表示选矿厂规模。 重选厂的规模是指日处理合格原矿量(即选出部分废石后 的原矿)。
E、手选的必要性 但对某些矿石，仍然非常必要
3.3.2 破碎工艺流程的计算
3.3.2.1 计算的内容、目的及原理 计算的内容：
计算各破碎产物和筛分产物的重量Q(t/h)和产率 γ(％)。如果破碎流程中有手选、洗矿或重、磁选作 业时，则还应计算手选、洗矿或重、磁选作业等产 物的品位和回收率。
工艺流程设计
工艺流程设计一、工艺流程设计的作用工艺流程设计是在确定的原料路线和技术路线的基础上进行的，它是整个工艺设计的中心。
工艺流程设计是工程设计中最重要、最基础的设计步骤，对后续的物料衡算、工艺设备设计、车间布置设计和管道布置设计等单项设计起着决定性的作用，并与车间布置设计一起决定着车间或装置的基本面貌。
因此，设计人员在设计工艺流程时，要做到认真仔细，反复推敲，努力设计出技术上先进可靠、经济上合理可行的工艺流程。
二、工艺流程设计的基本程序工艺流程设计是一项非常复杂而细致的工作，除极少数非常简单又比较成熟的工艺流程外，都要经过由浅入深、由定性到定量、反复推敲和不断完善的过程。
一般地，工艺流程设计可按以下基本程序进行：1.工艺路线的选择当一种产品存在若干种不同的工艺路线时，应从工业化实施的可行性、可靠性和先进性的角度，对各工艺路线进行全面细致的分析和研究，并确定一条最优的工艺路线，作为工艺流程设计的依据。
在选择工艺路线时，应特别注意工艺路线中所涉及的关键设备和特殊工艺条件或参数。
一些工艺路线常常因为解决不了工业化时的关键设备或难以满足所需的操作条件或参数，而不能实现工业化。
2.确定工艺流程的组成和顺序根据选定的工艺路线，确定工艺流程的组成，包括全部单元反应和单元操作，并明确各单元反应和单元操作的主要设备、操作条件和基本操作参数(如温度、压力、浓度等)。
在此基础上，确定各设备之间的连接顺序以及载能介质的技术规格和流向。
3.绘制工艺流程框图当工艺路线及工艺流程的组成和顺序确定之后，可用方框、文字和箭头等形式定性表示出由原料变成产品的路线和顺序，绘制出工艺流程框图。
4.绘制工艺流程示意图在工艺流程框图的基础上，分析各过程的主要工艺设备，在此基础上，以图例、箭头和必要的文字说明定性表示出由原料变成产品的路线和顺序，绘制出工艺流程示意图。
5.绘制物料流程图当工艺流程示意图确定之后，即可进行物料衡算和能量衡算。
在此基础上，可绘制出物料流程图。
工艺流程设计与工艺流程的选择(ppt 34页)
、
部分组合而成。
两
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灌装、计量、贮存、输送等 ）
• 未反应物循环利用（返回反应过程或加工 成副产物）
• 副产物处理（设计制备、包装、贮运等）
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三废处理：
• 三废：
• 废气 • 废液 • 废渣
• 所含有害物质在排放前应该达到排放标准；尽量 综合利用，变废为宝；污染问题不解决，不允许 投产。
• 相关政策法规
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其他相关措施及设计： • 确定公用工程的配套措施 • 确定操作条件和控制方案 • 制定切实可靠的安全生产措施 • 保温、防腐的设计
工艺流程设计中考虑的问题：
内容、顺序和组合方式 一般也按比例绘制。
1．确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式 放气（管道上边）、排液（管道下边）、液封（按实际比例长度表示）：画全
• 2．绘制工艺流程图 (1)操作方式（连续、间歇）
未反应物循环利用（返回反应过程或加工成副产物） (6) 制定三废的治理方法。 三、工艺管道及仪表流程图
• 2．落实设备 • （分为三种类型：国内已有定型产品；需
要进口；国内需重新设计制造） • 3. 全面对比
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全面分析对比的主要内容 ：
• ①几种技术路线在国内外采用的情况及发 展趋势；
• ②产品的质量情况； • ③生产能力及产品规格； • ④原材料、能量消耗情况； • ⑤建设费用及产品成本； • ⑥三废的产生及治理情况； • ⑦其他特殊情况。仪Fra bibliotek图例）25
１.设备的表示方法 (1)设备画法 • 图形：（常用设备图例见表２-１）
一般按比例用细实线（b/3）绘制，画出主要轮廓。 过大或过小设备可适当缩小和放大比例。
• 相对位置：
工艺流程设计
图幅：国家有关标准规定，一般采用A0、A1、A2、A3、A4 图幅，工程图一般为A2或A3，施工图一般为A0、A1、A2、 A3、A4图幅。A3幅面不允许单独竖放，A4幅面不允许横 放，A5幅面不允许单独存在。各种图纸幅面的短边和长边分 别用B和L表示，其幅面代号和相应尺寸见下表
幅面代号
A0
A1
A2
2、作工艺物料流程图（物料衡算图）
方法一、在原方框图上物料衡算一步算
100kg
原料
切碎
98kg 1000kg
浸煮
水
（×××kg） 900kg
渣
过滤
浓缩
85kg
干燥
成品
方法二、流程主体设备画出 3、作带控制点的工艺流程图（图2—4 ）。 图样包括四部分内容：
A.图形 将各设备的简单形状按工艺流程次序，展示在
A3
A4
B×L a c e
841×1189 594×841
10 20
420×594 25
297×420 210×297
5 10
图幅代号 A0 尺寸代号 B×L（宽×长）=841mm×1189mm 不留装订边时 ｅ(图幅边线与图框边线的距离）=20mm，留装订边时装订边a(图幅边线与 图框边线的距离）=25mm，其余三边c(图幅边线与图框边线的距离） =10mm;
例：图2—4
P —1
01 a、b
混合液泵
④其它代号符号及标注说明(设计院有标准，国家没有统一标准）
PL — 工艺液体
T—温度
PG — 工艺气体
P—压力
LS — 低压蒸汽
F—流量
SC — 蒸汽冷凝水
L—液体
CW— 循环上水
I —指示
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• 产物处理（分离净化） • 产品处理（作为下一工序原料、筛选、包装、
灌装、计量、贮存、输送等 ）
• 未反应物循环利用（返回反应过程或加工 成副产物）
• 副产物处理（设计制备、包装、贮运等）
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– ②在管线的上方或右方用文字注明物料的名称。 – ③在流程线的起始和终了处注明物料的名称来源及去向。
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• 三、工艺管道及仪表流程图 (施工流程图、带控制点的工艺流程图 ） 包括：图形、标注、图例、标题栏 配有： 辅助管道及仪表流程图 公用系统管道及仪表流程图
其他相关措施及设计：
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• 确定公用工程的配套措施 • 确定操作条件和控制方案 • 制定切实可靠的安全生产措施 • 保温、防腐的设计
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１.设备的表示方法 (２)设备标注 • 标注的内容：设备位号及名称。 位号在车间内不能重复；
施工图设计与初步设计设备编号、设备名称一致。
• 标注的方式： 设备的位号、名称一般标注在相应设备的图形上方 或下方，即在图纸的上端及下端两处，各设备在横 向之间的标注方式应基本排成一行。
• 相对位置：
一般也按比例绘制。尽可能地符合实际安装情况。有位差 要求的设备，要注明其限定尺寸。横向距离可视情况而 定。）
• 相同系统（或设备）的处理：
一般应全部画出。 只画出一套时，被省略部分的系统，则需用细双点划线绘出 矩形框表示。框内注明设备的位号、名称，并绘出引至该 套系统（或设备）的一段支管。
表２-６ 表２-７
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Design of Chemical Engineering 化工设计
工艺管道及仪表流程图绘制： 以车间(装置)或工段（工序）为主项绘制。
• （一）比例与图幅 (1) 比例。
大致按1:100或1:200的比例绘制，也有用 1:50的比例。
实际上并不全按比例绘制，标题栏中的 “比例”一栏，不予注明。
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原料预处理：
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• 预热（冷） • 汽化 • 干燥
• 粉碎筛分 • 提纯精制
• 混合 • 配制 • 压缩等
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产物后处理：
全面分析对比的主要内容 ：
• ①几种技术路线在国内外采用的情况及发 展趋势；
• ②产品的质量情况； • ③生产能力及产品规格； • ④原材料、能量消耗情况； • ⑤建设费用及产品成本； • ⑥三废的产生及治理情况； • ⑦其他特殊情况。
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§2-2 工艺流程设计
设备只画出大致轮廓和示意结构，设备的相对位置高低不 要求准确，备用设备一般省略不画。
但设备一般都要编号，并集中列出设备名称。
（设备绘制可参考化工部标准：“管道及仪表流程图的设备、机器图例”） （表２-１）
➢流程管线（全部物料管线和一部分动力管线）及流 向箭头
➢文字注解
– ①在流程图的下方或图纸的其他空白处列出各设备的编号 和名称。
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• (1) 服从国家近期和远期经济发展规划目标, 执行党和国家的各种方针政策。 • (2) 严格遵守法律、法规、标准、规范和技术规定。 • (3) 重视国土资源的合理配置利用, 资源的综合利用。 • (4) 重视企业的经济效益的同时, 还应注意社会效益。 • (5) 重视产品的国内、国际市场的调查和预测发展趋势。 • (6) 化工厂设计要符合经济规模, 而不是规模经济。 • (7) 设计者应是先进技术的组织者和推广。 • (8) 采用的技术装备应尽量提高国产化率。 • (9) 尽量降低原材料、燃料消耗,降低能耗,减少人员,降低产品成本,提高劳
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２.管道的表示方法 (1) 管道的画法 • 管道画法的原则规定可参阅国家标准和化工行业有
关规定。 • 线形规定（图２-５） • 交叉与转弯（尽量避免交叉，交叉时断开线粗的５
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工艺流程图分类：
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• 全厂总工艺流程图或物料平衡图 • 物料流程图 • 工艺管道及仪表流程图
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工艺流程图分类：
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三废处理：
• 三废：
• 废气
• 废液
• 废渣
• 所含有害物质在排放前应该达到排放标准；尽量 综合利用，变废为宝；污染问题不解决，不允许 投产。
• 相关政策法规
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动生产率。
• (10) 工厂设计要设法减少投资。 • (11) 搞好工厂环境保护,保持生态环境良好,重视劳动保护和安全卫生。 • (12) 便于实现工厂现代化经营管理。
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二、生产方法和工艺流程确定的步骤
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§2-3 工艺流程图
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工艺流程图：
把各个生产单元按照一定的目的要求，有 机地组合在一起，形成一个完整的生产工 艺过程，并用图形描绘出来。
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（示意性的从左至右的展开图。
1.物料流程 2.图例(管线图例 ) 3.设备一览表
（只包括序号、位号、设备名称和备注 ）
(有时可省略设备一览表和图框 )
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物料流程
➢设备示意图
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• 围绕工艺流程的四个重要部分：
• 其他相关措施及设计
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反应过程中涉及的问题：
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• (1)操作方式（连续、间歇） • (2)能量供给、移出方式 • (3)催化反应
掌握工艺流程图包括的内容：比例与图幅、设备 的表示方法、管道的表示方法、阀门与管件的表 示方法、仪表控制点的表示方法；
掌握工艺流程图的绘制方法及阅读。
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Design of Chemical Engineering 化工设计
§2-1 生产方法和工艺流程的选择
倍间隙；尽量水平或垂直。） • 放气（管道上边）、排液（管道下边）、液封（按
实际比例长度表示）：画全 • 来向和去向（图２-６） （与其他流程连接；与其他主项连接３０＊６矩形框）
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• 一、全厂总工艺流程图或物料平衡图
车间（工段）：长方框、细实线
流程线（带箭头）：粗实线
车间名称，各车间原料、半成品和成品的 名称、平衡数据和来源、去向等
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• 二、工艺流程草图 • (方案流程图、流程示意图、流程简图 )
一、生产方法和工艺流程选择的原则
• 1．先进性 • 2．可靠性 • 3．结合国情
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工艺流程设计中考虑的问题：
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