北京化工大學(xué)東區(qū)中水站認(rèn)知實(shí)習(xí)報(bào)告

1、認(rèn)識實(shí)習(xí)報(bào)告認(rèn)識實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué)院： 化學(xué)工程學(xué)院 專業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 前言認(rèn)識實(shí)習(xí)是本科學(xué)生教學(xué)過程中的一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是通過參觀工廠和企業(yè)或生產(chǎn)場所，通過教師和工程技術(shù)人員的當(dāng)堂授課以及工人師傅們的現(xiàn)場現(xiàn)身說法全面而詳細(xì)地了解相關(guān)工藝過程。一、實(shí)習(xí)目的 本次實(shí)習(xí)將所學(xué)的理論知識與實(shí)踐結(jié)合起來，培養(yǎng)勇于探索的創(chuàng)新精神、提高動手能力，加強(qiáng)社會活動能力，嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，加深對化工原理的理解和把握，初步對化工生產(chǎn)過程有一個(gè)簡單的認(rèn)識。通過實(shí)習(xí)，鞏固在課堂上學(xué)的理論知識，啟發(fā)我們積極動手，學(xué)練結(jié)合，加深我們對專業(yè)的認(rèn)識，對社會的了解，積累人生閱歷，為

2、我們后期的專業(yè)學(xué)習(xí)職業(yè)規(guī)劃做些鋪墊。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容（一）理論學(xué)習(xí)1、學(xué)習(xí)時(shí)間：2010年11月13日8點(diǎn)12點(diǎn)。2、學(xué)習(xí)內(nèi)容：（1）化工基本設(shè)備：離心泵：離心泵主要介紹了磁力離心泵、普通型屏蔽泵和高速離心泵。磁力離心泵，通常由電動機(jī)，磁力偶合器和耐腐蝕離心泵組成。特點(diǎn)是利用磁力偶合器傳遞動力，完全無泄漏，當(dāng)電動機(jī)帶動磁力偶合器的外磁鋼旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁力線穿過問隙和隔離套，作用于內(nèi)磁鋼上，使泵轉(zhuǎn)子與電動機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，無機(jī)械接觸地傳遞扭矩。在泵軸的動力輸入端，由于液體被封閉在靜止的隔離套內(nèi)，沒有動密封因而完全無泄漏。普通型屏蔽泵是一種無泄漏泵的一種，用于輸送具有腐蝕性的、對人有害的（如劇毒，放射性）、易燃易

3、爆及價(jià)格昂貴或其它特殊的液體。電動機(jī)與泵制成一體。電動機(jī)內(nèi)腔與轉(zhuǎn)子外圓分別嵌裝屏蔽套，兩套之間充滿所輸送的液體。高速離心泵具有輸送介質(zhì)流量小、揚(yáng)程高和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，在石油化工，制藥和電力等流程工業(yè)及航天事業(yè)中應(yīng)用廣泛。列管式換熱器：列管式換熱器是目前化工及酒精生產(chǎn)上應(yīng)用最廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質(zhì) ，可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。在進(jìn)行換熱時(shí)，一種流體由封頭的連結(jié)管處進(jìn)入，在管流動，從封頭另一端的出口管流出，這稱之管程；另-種流體由殼體的接管進(jìn)入，從殼體上的另一接管處流出，這稱為殼程。列管式換熱器種類很多，目前廣泛使用的按其溫差補(bǔ)償結(jié)

4、構(gòu)來分，主要有以下幾種：1 固定管板式換熱器：這類換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡單、緊湊、造價(jià)便宜，但管外不能機(jī)械清洗。2 浮頭式換熱器：換熱器的一塊管板用法蘭與外殼相連接，另一塊管板不與外殼連接，以使管子受熱或冷卻時(shí)可以自由伸縮，但在這塊管板上連接一個(gè)頂蓋，稱之為“浮頭”，所以這種換熱器叫做浮頭式換熱器。其優(yōu)點(diǎn)是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨脹不變殼體約束，因而當(dāng)兩種換熱器介質(zhì)的溫差大時(shí)，不會因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應(yīng)力。其缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。3 填料函式換熱器：這類換熱器管束一端可以自由膨脹，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單，造價(jià)也比浮頭式低。但殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能，殼程中不應(yīng)處理易揮發(fā)、易燃

5、、易爆和有毒的介質(zhì)。 4 U型管式換熱器：U形管式換熱器，每根管子都彎成U形，兩端固定在同一塊管板上，每根管子皆可自由伸縮，從而解決熱補(bǔ)償問題。管程至少為兩程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨脹。其缺點(diǎn)是管子內(nèi)壁清洗困難，管子更換困難，管板上排列的管子少。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，適用于高溫高壓條件。填料：填料泛指被填充于其他物體中的物料。在化學(xué)工程中，填料指裝于填充塔內(nèi)的惰性固體物料。填料的種類很多，根據(jù)裝填方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料。散裝填料包括：拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、弧鞍填料、矩鞍填料、金屬環(huán)矩鞍填料、球形填料；規(guī)整填料包括格柵填料和波紋填料。（2）合成氨反應(yīng)：氨的用途：1、氨

6、是氮肥的工業(yè)原料。2、氨是化學(xué)工業(yè)的重要原料，廣泛用于無機(jī)化工、有機(jī)化工、制藥工業(yè)、化纖工業(yè)、國防工業(yè)等。3、工業(yè)中常用的冷凍劑。合成氨的工藝流程（1）原料：焦炭、煤、天然氣、煉廠氣、石腦油、重油等。（2）原料氣制備： 將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣。對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態(tài)烴類和石腦油，工業(yè)中利用二段蒸汽轉(zhuǎn)化法制取合成氣。（3）脫硫工序：各種原料制取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防止合成氨生產(chǎn)過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫除，以天然氣為原料的蒸汽轉(zhuǎn)化法，第一道工序是脫硫，用以保護(hù)轉(zhuǎn)化

7、催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據(jù)一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業(yè)脫硫方法種類很多，通常是采用物理或化學(xué)吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法、聚乙二醇二甲醚法等。（4）變換工序：合成氨需要的兩種組分是H2和N2，因此需要除去合成氣中的CO。變換反應(yīng)如下：CO+H2OH2+CO2 H =-41.2kJ/mol由于CO變換過程是強(qiáng)放熱過程，必須分段進(jìn)行以利于回收反應(yīng)熱，并控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換，使大部分CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2；第二步是低溫變換，將CO含量降至0.3%左右。因此，CO變換反應(yīng)既是原料氣制造的繼續(xù)，又是凈化的過程，為后續(xù)脫碳過程創(chuàng)造條件。

8、（5）酸脫工序：粗原料氣經(jīng)CO變換以后，變換氣中除H2外，還有CO2、CO和CH4等組分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。一般采用溶液吸收法脫除CO2。根據(jù)吸收劑性能的不同，可分為兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法，聚乙二醇二甲醚法，碳酸丙烯酯法。一類是化學(xué)吸收法，如熱鉀堿法，低熱耗本菲爾法，活化MDEA法等。（6）氣體精制：經(jīng)CO變換和CO2脫除后的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。為了防止對氨合成催化劑的毒害，規(guī)定CO和CO2總含量不得大于10cm3/m3(體積分?jǐn)?shù))。因此

9、，原料氣在進(jìn)入合成工序前，必須進(jìn)行原料氣的最終凈化，即精制過程。（7）壓縮與合成：將原料氣進(jìn)行壓縮，送入合成塔進(jìn)行反應(yīng)，最終得到氨。（3）北京化工大學(xué)東區(qū)中水站基本概況：北京化工大學(xué)東校區(qū)中水站于2005年6月建成，總投資近215萬元，其中包括土建費(fèi)外線改造費(fèi)150萬元，處理工程與設(shè)備65萬元，建筑面積306平方米，設(shè)計(jì)能力為日生產(chǎn)中水400噸。2005年7月通過北京市節(jié)約用水管理中心驗(yàn)收合格后投入使用。中水站處理工程采用了高效生物膜和高級氧化結(jié)合的技術(shù)。移動床生物膜反應(yīng)器凈化水質(zhì)的原理是基于高效生物膜降解，沉淀技術(shù)。處理過程中不需要添加絮凝劑，利用鉀基自由基活性氧的氧化性能進(jìn)行后處理，污泥量

10、少，出水水質(zhì)穩(wěn)定，消毒后的中水含有微量的鉀元素，可作為葉面肥使用，實(shí)現(xiàn)了中水處理的清潔生產(chǎn)工藝?；玖鞒虨椋何鬯晌鬯刂瓶谶M(jìn)入調(diào)節(jié)池中，經(jīng)過溶氧之后進(jìn)入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，再由泵抽至過濾罐中，經(jīng)二氧化硅和活性炭的吸附后進(jìn)入活性氧消毒機(jī)中，消毒結(jié)束后的水進(jìn)入中水池，這樣就得到了中水。運(yùn)行結(jié)果證明，生物和高級氧化的結(jié)合技術(shù)對水體中的COD,NH3-N,總氮，總磷，TDS,陰離子表面活性劑均有良好的去除效果，工程出水經(jīng)幾次抽測均達(dá)到城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。以生物膜法為基礎(chǔ)的高效生物介質(zhì)米字支撐的聚乙烯環(huán)是該中心的具有極高處理效率的一種微生物水處理技術(shù)工具。其具有眾多的特點(diǎn)，如生物介質(zhì)比表面積大，使用壽命

11、20年不更換，載體表面微生物食物鏈長。傳質(zhì)效果好，處理效率高，水力停留時(shí)間短，污泥產(chǎn)生量少，無堵塞，無需反沖洗。動力消耗少，運(yùn)行費(fèi)用低。中水處理中心的日常運(yùn)轉(zhuǎn)一般只需要考慮用電和制備氧化消毒劑的費(fèi)用。節(jié)能是該處理中心的一大特色，如安裝了兩個(gè)泵，在用水高峰期時(shí)采用大泵抽水，用水地峰期時(shí)采用小泵抽水，這樣可以有效地將用電成本降下來。由于采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與控制，無人操作，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程全過程監(jiān)控，因而該中水處理工程具有運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。水站每年為東校區(qū)提供10萬余噸的中水，用于校園綠化和沖廁，年節(jié)約水費(fèi)40多萬元，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的兼收。（二）參觀工程樓實(shí)驗(yàn)室1、實(shí)習(xí)時(shí)間：2010年11月13日

12、16點(diǎn)17點(diǎn)。2、參觀簡介：我們共參觀了精餾、傳熱、吸收和干燥四個(gè)實(shí)驗(yàn)室，其中老師對精餾進(jìn)行了較為詳細(xì)的講解說明。蒸汽由蒸餾塔底進(jìn)入，與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)(低沸點(diǎn))組分不斷地向蒸汽中轉(zhuǎn)移，蒸汽中的難揮發(fā)(高沸點(diǎn))組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，蒸汽愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分則愈富集，達(dá)到組分分離的目的。由塔頂上升的蒸汽進(jìn)入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的部分則作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一部分送入再沸器，熱蒸發(fā)后，蒸汽返回塔中，另一部分液體作為殘液取出。我們還看到了早上理論課上講到的一些填

13、料和塔板。傳熱也是化工生產(chǎn)中的一個(gè)重要的單元操作,傳熱設(shè)備在化工廠設(shè)備投資中占有很大比例.約1/4-1/3. 工業(yè)上用于傳熱過程的基本設(shè)備稱為換熱器.在化工生產(chǎn)中,最常見的是兩流體間的熱交換，而且多是間壁式換熱,兩流體不接觸,不混合。冷熱兩流體在傳熱是被固體壁面(傳熱面)所隔開,兩流體分別在壁畫兩側(cè)流動，典型的換熱器有套管式換熱器和列管式換熱器. 最簡單的套管換熱由直徑不同的兩根同心管套在一起構(gòu)成。吸收塔是實(shí)現(xiàn)吸收操作的設(shè)備。按氣液相接觸形態(tài)分為三類。第一類是氣體以氣泡形態(tài)分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、攪拌鼓泡吸收塔；第二類是液體以液滴狀分散在氣相中的噴射器、文氏管、噴霧塔；第三類為液體以

14、膜狀運(yùn)動與氣相進(jìn)行接觸的填料吸收塔和降膜吸收塔。塔內(nèi)氣液兩相的流動方式可以逆流也可并流。通常采用逆流操作，吸收劑以塔頂加入自上而下流動，與從下向上流動的氣體接觸，吸收了吸收質(zhì)的液體從塔底排出，凈化后的氣體從塔頂排出。通過參觀學(xué)習(xí)，大致了解了實(shí)驗(yàn)設(shè)備及其工業(yè)上的應(yīng)用，對化學(xué)工程與工藝有了進(jìn)一步的認(rèn)識。（三）參觀北京化工大學(xué)東區(qū)中水站1、實(shí)習(xí)時(shí)間：2010年11月14日10點(diǎn)11點(diǎn)。2、設(shè)備：泵與風(fēng)機(jī)類：容器類：主要設(shè)備：3、處理工藝：中水站處理工程采用了高效生物膜和高級氧化結(jié)合的技術(shù)。移動床生物膜反應(yīng)器凈化水質(zhì)的原理是基于高效生物降解、沉淀技術(shù)。反應(yīng)器內(nèi)裝填的無阻塞、具有大比表面積的填料始終處于

15、流態(tài)化，極大的優(yōu)化了生物傳質(zhì)過程，水力停留時(shí)間縮短到2-4小時(shí)，大大提高了反應(yīng)效率。處理過程中不需要添加絮凝劑，利用甲基自由基活性氧的氧化性能進(jìn)行后處理，污泥量少，出水水質(zhì)穩(wěn)定，消毒后的中水中含有微量鉀元素，可作為葉面肥使用，實(shí)現(xiàn)了中水的清潔生產(chǎn)工藝。4、工藝流程：來自學(xué)生公寓1-4號樓和男生浴池及洗衣房的污水進(jìn)入污水池，經(jīng)過粗過濾和毛發(fā)過濾器，濾去較大的廢物和毛發(fā)，進(jìn)入三個(gè)串聯(lián)的MBBR反應(yīng)器進(jìn)行，除去污水中的有機(jī)物，經(jīng)過沉降，然后進(jìn)入過濾罐進(jìn)行過濾，污水上進(jìn)下出，洗水下進(jìn)上出，間歇式完成過濾沖洗，濾液從過濾器流出后經(jīng)活性氧消毒劑消毒，最后進(jìn)入中水池，供學(xué)校澆花和沖廁所。5、過濾罐過濾沖洗路

16、徑：過濾時(shí)，閥門3、4、5關(guān)閉，污水流經(jīng)閥門2進(jìn)入過濾罐，過濾后濾液由閥門1流入下一設(shè)備。沖洗時(shí)，閥門1、2、5關(guān)閉，自來水流經(jīng)閥門3進(jìn)入過濾罐自下而上沖洗濾餅，洗水再流經(jīng)閥門4排出。閥門5自始至終關(guān)閉，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或是其他問題時(shí)起作用。6、MBBR反應(yīng)器簡介：MBBR工藝原理是通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時(shí)候，與水呈完全混合狀態(tài)，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個(gè)載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)部生長一些厭氧菌或

17、兼氧菌，外部為好養(yǎng)菌，這樣每個(gè)載體都為一個(gè)微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時(shí)存在，從而提高了處理效果。MBBR工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型高效的污水處理方法，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài)，進(jìn)而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，這就使得移動床生物膜使用了整個(gè)反應(yīng)器空間，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，使之揚(yáng)長避短，相互補(bǔ)充。與以往的填料不同的是，懸浮填料能與污水頻繁多次接觸因而被稱為“移動的生物膜”。7、鉀基自由基活性氧消毒機(jī)：鉀基自由基活性氧消毒裝置，所制備的活性氧消毒劑，直接用于中水的消毒，細(xì)菌總數(shù)由5000-6000個(gè)

18、/ml降至50-80個(gè)/ml，大腸桿菌未檢出。消毒處理后的中水，還可有效降低氨氮，陰離子表明活性劑等的含量。出水質(zhì)質(zhì)量好，除沖便外，因其含有鉀元素（硫酸鉀，磷酸鉀等），可直接作為葉面肥用于校園綠地灌溉，有利于草皮、花卉等植物的生長，從根本上消除含氯化學(xué)品對水體的污染，避免了水體中氯離子對草皮，花卉，樹木的損害，其創(chuàng)新之處是實(shí)現(xiàn)了中水回用的清潔工藝?；钚匝鯕⒕鷦┑臍⒕鷻C(jī)理是其分解生成羥基自由氧（HO2-）的殺菌作用，它不僅可以破壞微生物的通透性屏障，還可以破壞病原微生物的蛋白質(zhì)、酶和核酸，導(dǎo)致病原微生物的死亡。作用后生成氧氣和水，無毒、無味、無副作用。（1）反應(yīng)原理：生產(chǎn)設(shè)備的核心部分是一個(gè)電解

19、池，由陰極，陽極，離子膜組成。它將電催化反應(yīng)與膜分離為一體，直接合成自由基活性氧，電極反應(yīng)如下：（2）制造工藝及其特點(diǎn)：工藝流程由電解池、供水、供氣、堿循環(huán)、產(chǎn)物回收系統(tǒng)和供電系統(tǒng)組成?？諝庾燥L(fēng)機(jī)1進(jìn)入緩沖罐2計(jì)量后進(jìn)入離子膜反應(yīng)器10；水經(jīng)軟水柱5水貯罐4后流入離心泵3計(jì)量后進(jìn)入離子膜反應(yīng)器10；堿液由堿貯罐6由堿泵7流經(jīng)加熱（冷卻）器8，進(jìn)入反應(yīng)器10，過量的堿液回流到貯罐6；物料在電催化膜反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生電催化反應(yīng)，生成的過氧化物原液經(jīng)冷卻器9冷卻，然后到原液貯槽11儲藏，制得商品濃度為2的活性氧殺菌劑。其特點(diǎn)是：第一，反應(yīng)為原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，它將傳質(zhì)、反應(yīng)與分離為一體，偶對合成過氧化物和氧氣；第二， 反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)物濃度在一定范圍內(nèi)可控制，生產(chǎn)工藝簡單，操作方便，自動化連鎖保護(hù)，運(yùn)行安全可靠；第三，整個(gè)生產(chǎn)過程無任何三廢排放，產(chǎn)品對環(huán)境友好?；钚匝跸緞┌l(fā)生裝置是利用國際上燃料電池的前沿技術(shù)制備高效電催化膜電極，能在溫和條件下，集反應(yīng)與分離為一體偶對合成過氧化物。利用該裝備可以制備消毒劑，消洗劑等系列產(chǎn)品。8、活性污泥馴化條件試驗(yàn)表明反應(yīng)