毕业设计说明书-最终版

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1、目录第一章过程工艺设计41.1碳纤维生产过程总述41.1.1生产合成氨与合成共聚单体41.1.2PAN的生产41.1.3纺丝41.1.4预氧化、炭化及废气处理51.1.5碳纤维的形成51.1.6包装，收丝过程61.1.7回收工程61.2湿法纺丝的设备61.2.1喷丝与凝固浴71.2.2热水牵伸及其设备81.2.3高压水蒸汽牵伸机81.2.4水洗及设备81.2.5上油剂工序及其设备91.2.6干燥致密化与热定型91.3结束语9第二章水洗换热器温度的控制102.1水洗换热器温度的控制的设计102.2换热器

2、温度控制调节阀的选用112.2.1调节阀的类型及开关型式112.2.2调节阀得正反作用112.2.3调节阀的流量特性112.3换热器温度控制仪表的选型112.3.1温度仪表112.3.2流量仪表122.3.3液位仪表静压式液位计132.4换热器温度控制执行器的选用13第三章装备工艺设计153.1原始数据153.1.1工艺条件153.1.2生产能力153.2.1定性温度的确定153.2.2饱和蒸汽和去离子水的其他物性参数:153.2.3质量流量153.2.4热负荷计算153.3平均推动力的计算153.3

3、.1流体流动空间153.3.2流体走向确定163.3.3平均推动力计算163.4估算传热面积16743.5初步确定换热器结构参数163.5.1换热管的选择163.5.2管内流速的确定163.5.3管子数目与管长的确定163.5.4壳体内径的估算163.5.5布管图173.5.6拉杆的直径、数量及定距管的确定173.5.7折流板直径、数量及相关尺寸的确定173.6计算实际传热面积及总传热系数183.7校核传热183.7.1壳程流体传热膜系数183.7.2管程流体传热膜系数193.7.3污垢热阻及管壁热阻

4、193.8压力降校核203.8.1管程压力降203.8.2壳程压力降21第四章设备结构设计234.1设计条件的确定234.1.1设计压力234.1.2设计温度234.1.3设计条件234.2金属壁温的确定244.2.1管程侧冷流体：244.2.2壳程热流体侧：244.2.3金属壁温244.3接管设计244.3.1管程侧接管的设计244.3.2壳程侧的接管设计244.3.3排液排气口的设计244.3.4接管法兰的设计254.3.5接管与壳体的连接形式274.4管程的结构设计274.4.1封头结构设计27

5、4.4.2容器法兰的选取284.4.3管箱结构设计314.4.4管箱筒体短节与封头以及与容器法兰的连接324.5管板结构设计334.5.1管板的类型334.5.2管板的尺寸初选及布管设计334.5.3换热管规格尺寸344.5.4管板与接管的连接形式344.5.5管板与壳体的连接35744.6管程侧结构设计354.6.1壳体的结构设计354.6.2壳程侧封头的设计354.6.3折流板的设计354.6.4拉杆定距管的设计374.6.5滑道的设计384.7附件设计394.7.1保温层的设计394.7.2支座

6、设计41第五章强度设计435.1壁厚计算43第六章技术条件的编制696.1技术条件说明696.1.1钢材696.1.3焊接条件696.1.4热处理696.1.5无损探伤696.2总装配图的技术条件编制696.3零部件图的技术条件编制706.3.1管箱部件图的技术条件编制706.3.2管束技术部件图的技术条件编制706.3.3管板零件图的技术条件编制706.3.4容器法兰零件图的技术条件编制706.3.5折流板的技术条件编制706.3.6滑道的技术条件编制706.3.7垫片的技术条件编制716.3.8带

7、肩双头螺柱和拉杆的技术条件编制716.3.9分程隔板的技术条件编制716.3.10支座的技术条件编制71致谢72参考文献7374第一章过程工艺设计1.1碳纤维生产过程总述碳纤维不仅属于多学科、多技术的高新技术产品，而且属于高能耗、高附加值的新产品。PAN基碳纤维的流程如图所示。丙烯腈引发剂（AIBN）、共聚单体和溶剂属于石油化工产品；聚合物属于高分子；纺丝属于纺织工学；预氧化、炭化属于碳素工学；表面处理电化学等。流程长、学科多、技术交叉，是技术密集型产品，回收未反应单体AN和溶剂聚合、纺丝必须配套环保

8、设备。PAN基碳纤维的生产流程如图1-1图1-1PAN基碳纤维的生产流程1.1.1生产合成氨与合成共聚单体合成氨的生产的原料主要是空气和氢气，合成氨以备生产合成AN时原料用。合成催化剂与溶剂DMAC制得引发剂AIBN，合成共聚单体与引发剂共同作用生成共聚单体衣康酸，以备与AN生成聚合1001时用。1.1.2PAN的生产以原油为原料，经过蒸馏得到石脑油，再将石脑油分解得到丙烷，丙烷分成俩部分，一部分与氨合成AN，另外一部分供给到废气处理工程和包装工程。丙烷