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制冷工艺论文样例十一篇

时间:2022-11-23 12:53:53

制冷工艺论文

制冷工艺论文例1

中图分类号:TM725 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)01-0007-01

1 前言

H型钢作为一种经济断面钢材问世已有几十年,现已广泛应用于高层建筑、桥梁、车辆、码头、电力、制造业等领域。与世界发展水平相比,我国H型钢生产起步较晚,从1998年马鞍山钢铁公司引进德国工艺技术与设备的大H型钢生产线投产以来,经过十多年时间的发展,已先后培育出马钢,莱钢、津西、日照、长治等H型钢主流生产企业,加快了我国H型钢生产的发展,为推动我国钢铁工业结构调整和钢材品种优化做出了重要贡献。

随着H型的广泛应用,对H型钢的力学性能要求也越来越高,从而引发了对H型钢控制轧制、控制冷却技术的研究。国外已有了相关的研究成果,并运用于生产,但技术仍未成熟①。而我国尽管近几年H型钢生产水平不断提高,为研究控轧控冷技术提供了平台,但认识较晚,正处于起步阶段,运用控轧控冷技术改善H型钢强度、韧性和焊接等性能的工艺还比较少。本文结合热轧工艺特点,分析了控轧控冷中需要注意的几个关键因素。

2 研究现状

2.1 国外H型钢控冷技术的发展及现状

早期一些国家如比利时,瑞典等国的钢铁厂首先采用控轧来代替常化处理,解决了钢的脆断性问题,这确立了控冷技术的原始技术。以后随着控冷技术的发展,60年代采用控轧控冷解决了含Nb钢VTs偏高的问题。近年来国外有关控冷应用基础研究日益深入,发表了许多水平较高的学术论文,进一步指导和推动控冷技术的发展和应用。

20世纪60年代上半期,日本新日铁为在提高韧性的同时保持良好的焊接性能,采用了微合金化加上控轧控冷的措施。轧制中对H型钢翼缘进行控制冷却,以减少温度差,细化铁素体晶粒,同时使得H型钢的断面各部分的组织均匀,防止产生较大的内应力,以及翘曲和弯曲。

20世纪80年代后期卢森堡的阿尔贝德在开发低温高冲击韧性钢中也取得了较大的成功,采用了TM-SC工艺(控轧-局部冷却工艺)开发出的低温高冲击韧性钢,在轧后采用了QST工艺(淬火自回火)。通过对钢材的微合金化处理,结合采用TM-SC工艺和QST工艺,产出了传统工艺无法获得的高韧性高强度的产品,同时保持了其良好的焊接性能。为克服普通的TM热轧工艺在轧制H型钢的缺点,卢森堡的阿尔贝德公司与其它公司合作开发了TM-SC工艺,生产的产品截面的性能均匀,提高了轧机的生产效率。可以看出这个局部冷却工艺与H型钢翼缘冷却工艺几乎是相同的。卢森堡的阿尔贝德公司与其合作伙伴进一步开发了QST技术,鞍山科技大学硕士论文第一章课题综该工艺是在终轧后对钢梁进行快速水冷,使其表面生成马氏体,在钢梁中心冷前停止水冷,利用中心余热进行回火。

目前世界上H型钢控冷技术以卢森堡的阿尔贝德公司为代表,开发了H型TM-SC轧制技术和QST控冷技术,代表了目前H型钢生产及控冷技术的最高水QST控冷技术设备.

2.2 国内H型钢控冷技术的发展及现状

20世纪60年代初,我国在控制冷却和钢材形变热处理工艺方面己经起步,取得初步的成果。70年代初,控冷技术先后被列为“六五”、“七五”“八五”科攻关项目,有关大专、科研院所及生产厂家,结合常用钢种和国内的控冷技件,在控冷技术的基础理论与实际应用方面做了许多卓有成效的工作,如测钢种的基础数据,对Nb、V、Ti微合金元素在钢中的作用,形变奥氏体再结晶控冷工艺与组织性能的关系,微合金元素碳氮化合物固溶析出,钢的变形抗力进行了广泛深入的研究;某些生产厂应用控冷工艺取得了提高产品质量的良好果。另外还在重钢五厂等建成了国内第一条独具特点的控冷生产实验线。这些作为我国进一步发展和应用这项具有明显经济效益的轧钢新技术奠定了可靠的石出。

1991年12月,马钢在改造了630轧机试轧后,成功地轧制了ZO0rnrn以下H型钢,但由于种种原因没有批量生产。1992年6月,马钢向外商提出了万能钢轧机的项目询价书,最终德国曼内斯曼德马格萨公司(MPs)中标。这是我国投兴建的第一条万能轧机生产线。至1998年又引进建成我国第一条热轧腰200一700~的H型钢生产线,该厂的设备是从德国和美国引进的,是我国目前产H型钢装备水平最好、自动化程度最高的生产线。前后不过10年时间,因此H型钢的控制冷却方面,国内开展的研究工作还很少。我国鞍山第一轧钢厂于年从美国内陆钢铁公司引进了一套H型钢二手生产设备,该生产线设置了控山科技大学硕士论文第一章课题综述,可以在成品孔出口辊道上进行强化喷水冷却,同时在冷床入口侧设有立冷翻装置。

从总体上来看,我国H型钢生产还处在起步推广阶段。如何使热轧H型钢尽

快在国内工程建设中广泛应用,充分发挥其优越性,是当务之急。

3 控制冷却技术

控制冷却是通过控制轧后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目的。由于热轧变形的作用,促使变形奥氏体向铁素体转变温度(Ar)的提高,相变后的铁素体晶粒容易长大,造成力学性能降低。为了细化铁素体晶粒,减小珠光体片层间距,阻止碳化合物在高温下析出,以提高析出强化效果而采用控制冷却工艺。

控制冷却条件(开冷温度、冷却速度、终冷温度)对相变前的组织和相变后的相变产物、析出行为、组织状态都有影响。因此为获得理想控制冷却钢材的性能,就要选择良好的冷却方式。一般可把轧后控制冷却过程分为三个阶段,称为一次冷却、二次冷却和三次冷却(空冷 )[1][2][3]。三个阶段的冷却目的和要求是不同的。

4 对控轧可行性分析

控制轧制(TMCP)技术的核心是晶粒细化和细晶强化,用以提高钢的强度和韧性的方法。控制轧制原理是应用了奥氏体再结晶和未再结晶两方面理论,控制奥氏体再结晶的过程,利用固溶强化、沉淀强化、位错强化和晶粒细化机理,使内部晶粒达到最大细化改变低温韧性,增加强度,提高焊接性能,是将相变与形变结合起来一种综合强化工艺。根据奥氏体发生塑性变形的条件控制轧制可分为三种类型。(1)再结晶型的控制轧制(2)未再结晶型控制轧制(3)两相区控制轧制。

H型钢控制轧制即对轧件温度和变形量进行控制,可以参考中板的低温控轧技术,但由于H型钢断面复杂,二者存在差异。

5 轧后控冷现状

轧后控冷是继控制轧制后进一步提高产品性能的一项技术,与棒线材控制冷却原理相同,对轧后的H型钢进行快速冷却使表面生成马氏体组织,在轧件中心冷却之前停止冷却,表面马氏体组织利用中心余热进行自回火。由于H型钢断面复杂,冷却工艺要求很高,需要保证终轧断面温度均匀并且冷却过程中冷却均匀。与国外技术相比,我国研究和实践已显落后。国外已出现轧后超快速冷却技术,得到均匀的铁素体+珠光体组织,且晶粒较细,提高了产品的屈服强度。

6 结语

目前国内外H型钢控轧控冷技术还没有趋于成熟,但控轧控冷已成为国内外公认的发展方向。我国H型钢生产已初具规模,现已有条件加快步伐开展这方面的研究。

(1)发展近终形坯短流程技术,简称CBP技术。该技术以近终形连铸坯为原料,用一架轧边机代替原来的开坯机,轧制得到万能轧机需要的断面尺寸。通过这种途径可以降低轧制温度,实现温控轧制。

(2)在轧线设立保温罩,降低开坯温度,对轧件温度实行控制,研究低温轧制的可行性。

(3)尝试开发万能轧机机架间冷却装置,对翼缘中心表面及R角冷却,使轧件温度均匀。

(4)加强对精轧后冷却技术的理论研究,在短时间降温阻碍奥氏体晶粒长大,使晶粒细化,均匀提高产品强度,对内部组织和力学性能实行控制。

制冷工艺论文例2

在油气田中有着众多的伴生气资源。为了确保油气具有较高的综合利用效率,加强伴生气轻烃回收工艺技术研究至关重要。工艺设计过程中应选择相匹配的制冷工艺,科学合理的设置工艺流程,利用好外冷与内冷;在选用设备时,要遵循技术先进高效的原则。

一、伴生气轻烃回收的工艺流程设计

虽然实际中存在各式各样的伴生气轻烃回收的工艺流程,但总的来说由几个单元组合而成。工艺设计时,应对所有的工艺单元进行统一安排组织,以系统优化角度上出发,切实保证产品的实际收率与质量,合理的节省工程投资,降低运行费用,从而实现技术经济效益最大化目标。

1.浅冷工艺装置的设计

外加冷剂制冷提供所需的冷量,在该装置运行能耗中最不可忽视的就是外加冷源和原料气增压压缩机消耗的动力。所以,该装置要想既经济又正常的作业,就要求在流程设计过程中,防止有过多的增压能耗与冷损情况的发生。对冷凝压力进行选择时,必须全面了解掌握气源压力、产品收率、外输压力、液烃分馏塔压力等情况,降低增压能耗。此外,进行浅冷分离时,常常会因为低温分离器分出的气体存在1.0mpa以上的压力,而该气体通常都会直接外输,不用这么高的压力,所以,应将该部分的能量予以回收。实际中,应通过膨胀制冷,这样能够得到相应的温降,发挥着补充装置冷量的作用。我们应从总体流程角度出发,对增压、冷凝分离、制冷、液烃分馏等各单元进行科学合理的设计,确保压能与外加冷量的较高利用率。

2.深冷工艺装置的设计

为了达到工艺条件下提出的冷量要求,要首选我们国家自己研发出的成效高的膨胀机制冷,如果只采用伴生气压降膨胀制冷是根本无法实现装置对冷量的要求的。所以,应采用相应的外加冷剂制冷对冷量进行补充,也就是将冷剂制冷与膨胀机制冷综合而形成的一种混合制冷工艺。在以膨胀机制冷为主的装置中,当原料气预冷后,是先实施膨胀后在进行增压(这里指的是逆升压),还是先增压完再膨胀(这里指的是正升压),必须对总体的流程安排予以充分的考虑,这样就能够保证其具有合理的膨胀比,获得较低的制冷温度及较高的收率。工艺流程设计时,要充分运用先进的工艺技术,实现节能降耗的目的,不断增强液烃收率。比如,可采用气体过冷工艺、直接换热工艺、混合冷剂制冷工艺等。

3.以回收C3+烃类为目的装置的设计

在初步明确冷凝压力后且明确具体的冷凝温度时,要求确保C3冷凝率的适当性,不能过高又不能过低。当达到一定的压力后,冷凝温度由气体组成而最终决定。如果伴生气内存在较多C3含量,那么,冷凝温度就会很高,含量较少时,冷凝温度就会很低。一旦冷凝温度下降,尽管C3的冷凝率进一步提升,但常常会由于C2冷凝率提升速率更快,需要使用庞大的冷量对C2进行冷凝,同时还会耗费掉一定的热量从凝析液中脱除,根本达不到经济合理的要求。

二、伴生气轻烃回收的工艺设备

工艺流程内包含了各种工艺设备,流程是否能满足工艺设计的要求,主要看其选用的设备是否是高效完善的。在选择设备过程中,要始终以高效、技术先进、可靠等角度出发。

如果装置中的气——液分离器有内部结构及设计计算不达标的问题,那么,就会直接导致气相携带出液滴,很难获取到符合于计算结果的凝液量,这样大大削弱了液烃回收率。我们一般使用的重力分离器没有多佳的分离效果,为了确保具有较高的分离效果,多数相关学者都加大了该方面的研究力度,研发了多样化的分离器,能够应用于回收装置中,从而保证气——液分离效果。

1.压缩机、制冷机、膨胀机的选择

应积极和制造厂商沟通交流,将具体的工艺要求与有关参数告知给厂商,合理的选择设备,以确保所选设备具有较高质量。选型过程中,要以国内自行生产的设备为首选,特殊情况下可选择国外一些先进的设备。压缩机和冷剂制冷机组在伴生气轻烃回收装置中占有重要地位,实际选型过程中,必须精确的估算出压缩机的功率和制冷机的制冷量,这样能够防止过多的能耗。

2.板翅式换热器

由于该设备缺乏一套规范系列,所以,选择设备时,相关设计工作者应将各股流的工艺参数、热负荷、工艺要求全部转达给生产厂商,然后,生产厂商再据此进行科学合理的生产,这样所制造出的换热器在质量上就可得到保证。无论是冷换设备还是冷剂蒸发器均适合采用板翅式换热器,不仅具有较好的换热效率,而且还给橇装设计提供了极大的便利。

3.加热炉

选用造价合理、 炉体结构简单、热效率性好的加热炉,严格根据相关的工艺要求生产,切实做到橇装化。我国自行生产了圆筒式和火筒式两种加热炉。如果实际中存在100O一2500kW的热负荷,应以圆筒式加热炉为首选;在一些小型装置中,当存在20—500kW的热负荷时,以火筒式加热炉为主,该炉的最大优势是重量轻、不会耗费太多的钢材,也不会挤占太大的面积,对于橇装化目标的实现提供了重要的保障。

三、结论

综上所述可知,科学合理的设计工艺流程,选择相配套的制冷工艺,用好外冷与内冷,优选优质工艺方案,确保液烃具有较高回收率,适当的节约投资。使用先进高效的设备,促进技术经济效益最大化。

参考文献

[1]边龙.轻烃提炼 天然气中找油田[N].大庆日报,2008年.

[2]朱良.轻烃类石化冷却系统的空冷器散热性能及优化技术研究[D].内蒙古工业大学,2010年.

[3]童立志,李少军,刘洪杰,贾琴芳,朱汉兵.轻烃回收膨胀机制冷工艺、编程计算方法及计算分析[J].内蒙古石油化工,2009年20期.

制冷工艺论文例3

 

1. 引言目前,全连续冷轧是目前主流的钢铁冷轧加工工艺。通常,连轧机组的带钢入口速度在100米/分~250米/分的水平,出口速度为700米/分~1800米/分,所以在对过程自动化在整个冷连轧机组自动控制系统中的地位和分工,分析过程自动化系统特点和应具有的功能的基础上,构建一个高效的过程自动化系统具有特别重要的意义。

2. 冷连轧工艺过程和控制过程典型的酸洗冷连轧工艺过程如图2.1所示,并给出了轧机组的完整控制流程。论文大全。 机组设备主要由开卷机、焊机、入口活套、酸洗槽,矫直机,出口活套,张力棍、五机架、和卷取机组成。

。论文大全。

图2.1冷连轧工艺控制流程图

冷连轧的最大特点是省却了频繁的穿带和甩尾操作,因此大大地增加了纯轧制时间和生产能力。连轧机组的特点决定了它的控制和调节是人力所不能及,必须依赖于计算机自动控制系统才能实现全连轧生产。而实现连续轧制生产必须构建一个能够精确的设定,材料跟踪和实时控制的综合自动化控制系统。

3. 连轧机的过程自动化系统的任务和结构3.1任务从图2.1可以看出,过程自动化系统(二级)的功能分为两大部分: 1. 数据交换和数据管理和2. 工厂控制以及工厂监控操作的人机界面.系统任务是:1.可重复生产的设定点预测;2.生产支持;3.质量保证;4.用户参数确定;5.所有工艺参数归档,为工艺人员提供工艺支持。

3.2 配置方案图 3.1:多辊连轧机的过程自动化系统

如图3.1所示,操作系统是微软的WINDOWS2000 Server,中心数据库是ORACLE WIN2003, 网络采用了快速以太网, 骨干网的拓普结构,server-client架构. 数据存储采用了磁盘阵列. RAID1 管理模式 为提高系统的可靠性兼顾经济性,采用了冷备服务器的方案.开发语言为C++.net.

3.3 软件方案 根据过程控制系统的功能,可以得到其软件控制系统由各个功能模块有序地彼此协调地构成。见图3.2.其中最主要的模块是: 材料跟踪,轧制道次计算和动态变规格, 这三者起到了协调和核心的作用。论文大全。各个模块的功能解释如下:

1. 材料跟踪模块:精确地感知带钢在轧机中的瞬时位置与适时地启动相应的程序工作,如设定值计算,收集生产数据,显示材料流动和输出生产记录,协调每个钢卷的生产流程。材料跟踪从钢卷应答开始,至钢卷离开出口段称重结束。

2. 道次计算模块:根据钢卷数据选择标准轧制规范,准备模型参数和进行工艺控制参数的设定计算,并适时地把设定值传送到基础自动化系统。这些参数的预测是连轧机过程自动化系统的核心任务,通常实现参数预测必须建立准确的轧钢参数预测智能模型基础上。道次计算模块由轧制指导,设定值计算,设定值输出,测量值收集,测量值处理,自学习和自适应7个子模块组成。

3. 动态变规格模块: 作用是带钢还在以一定速度运行时规格变换的轧制过程。工艺要求轧机在极短时间内平稳连续地实行两种不同轧制规程的过渡,使过渡段厚度不合格长度减到最小,同时在规格变化前后轧制正常。动态变规格模块必须在轧制力变化不超出范围的情况下,计算出变规格焊缝在过渡段上的最佳位置和过渡段的特征参数,使轧制动态切换的过程和过渡段的位移成比例地完成。

4. 结束语

结合连续冷轧工艺对过程控制系统提出了控制要求,具体分析了过程控制的主要任务:材料跟踪,道次计算和动态变规格,并给出了过程控制系统的总体结构.由于轧钢的过程又是一个复杂的,非线性的,强耦合的过程,尤其是在连轧机组的运行中,必须依赖计算机控制系统, 按照功能和需求构建的过程控制系统可靠性高、易维护、操作灵活、控制精度高、软件系统完善, 在全球多条连轧机组的实际应用效果证明控制指标是世界一流的,达到产品质量的稳定和高水平,保证机组发挥最大的能效的目的。

参 考 文 献

[1] 孙一康,带钢冷连轧计算机控制. 北京:冶金工业出版社,2002.

[2] 张大志等,基于遗传算法的冷连轧参数优化设计系统. 上海金属[J]2000(11):25-30

制冷工艺论文例4

一、引言

在化学、石油、医疗工业、原子技术与核工业中,热交换器的使用非常常见,其种类与构型也千变万化,在不同的工作条件和工作现场中,散热器的工作环境也是不同的。高效套片式换热器是冷却管外带散热片的一类换热器,其中就存在冷却管与散热片的连接工艺问题。散热片与冷却管的连接方式有胀接、挤压和焊接。胀接方法具有操作简单、成本低等优点,因而在实际生产制造过程中,得到了广泛应用。而本文就是要通过对胀接工艺过程中产生的一些具体情况,对不锈钢冷却管与散热片的胀接工艺进行分析,制定更加合适有效的胀接工艺流程。

二、具体事例分析与论证

在现代的胀接工艺中,对于不锈钢材料的冷却管与散热片之间的胀接方式,一般在实际生产制造过程中,胀接有柔性胀接和机械胀接两种具体操作方法,而柔性胀接分为贴胀和强度张,机械胀在进行正式胀接前,应进行试胀。考虑到本次的主要对象是不锈钢冷却管与散热片的胀接,因此选择了机械胀接的方式来实现冷却管与散热片之间的胀接。

在本文中,主要讨论的是不锈钢冷却管和散热片的胀接工艺,对其工艺进行工艺性分析和对工艺性能的一些改进性建议。

胀接工艺是影响套片式换热器性能的关键工序,因此在胀接之前应进行试胀,需要测试胀接扩头的直径和胀管前后冷却管的长度,寻找合适的胀管率。在胀管时应掌握好胀紧度,使之既不过胀也不欠胀。同时也需要通过精确的计算和反复实验,得出不锈钢管最适宜的胀紧度。首先,对于胀接管子的技术要求有以下几点:

(1)胀接管子外表面不得有重皮、压扁、裂纹等表面缺陷,胀接管端不得有纵向刻痕。如有横向刻横、麻点等缺陷时,缺陷深度不超过管子公称壁厚的10%。

(2)胀接管子的端面倾斜度应不大于管子公称外径的1.5%,且最大不超过1mm。

(3)管板材料的硬度高于换热管材料硬度即可,当换热管硬度大于管板硬度时,应进行退火处理,一般管端退火长度应不小于100mm,且比管板厚度多至少15~30mm。

(4)胀管前应对管端进行预先清理,例如管端内壁的清理与打磨等等。

胀管率控制:

(1)强度胀:换热管材料为铜、铜合金及不锈钢时,胀管率一般控制在0.5%~1.2%范围内,超胀不得超过2.0%;换热管材料为10钢或20钢时,胀管率一般控制在07%~2.1%范围内,超胀不得超过2.8%;换热管材料为黄铜时,胀管率一般控制在1%~1.8%范围内,超胀不得超过2.5%。

(2)贴胀:换热管材料为铜、铜合金及不锈钢时,胀管率一般控制在0.2%~0.6%范围内,超胀不得超过1.0%;换热管材料为10钢或20钢时,胀管率一般控制在0.3%~1.0%范围内,超胀不得超过1.4%;换热管材料为黄铜时,胀管率一般控制在0.5%~0.9%范围内,超胀不得超过1.2%。

(3)由于本次选用的是不锈钢冷却管与散热片的胀接,因此比较适合的是选用强度胀来进行,因为如果胀接的过程中,贴胀的强度不够,容易引起冷却管与散热片之间的松动,从而影响冷却管与散热片之间的连接效果,因此采用合适的胀管率,将大大增加紧密连接程度,而且不易松动,从而提高散热片与冷却管之间胀接的稳定性。由于换热管材料为不锈钢,因此胀管率应控制在0.5%~1.2%范围内,超胀不得超过2.0%。所以,选择好了胀管率和超胀的上限范围了之后,我们就可以依据此来进行适宜胀紧度的确定了。

得出最适宜的胀管率,然后对胀管率进行简单的校验,具体的方法是。每面管板按5%均布随机测量胀后换热管内径,且不少于20根,对少于20根的全部进行测量,比较理论胀管内径值,对于欠胀的管头进行补胀,补胀前应测量胀口内径,确定合适的补胀量,以免超胀。超胀数量不得超过胀接总数的4%,且不超过15个。允许超胀数量小于2个时,允许超胀2个。

三、结论

依据计算所得的数据开始对不锈钢冷却管与散热片的胀接工艺进行安排与设计得出其胀接工艺流程为:

在不锈钢冷却管内填充剂;在不锈钢冷却管上套装上散热片及不锈钢管板后,首先在不锈钢冷却管的一端使用第一扩胀模头进行扩胀定位,防止扩胀时不锈钢冷却管滑移;扩胀定位完毕后,对扩管孔处进行着色探伤,合格后方可进行下一步;用第一扩胀模头对不锈钢冷却管进行扩胀,扩胀分为第一次扩胀和第二次扩胀,第一次扩胀完成后更换成第二扩胀模头再进行第二次扩胀,第一次扩胀的扩胀量为所需扩胀量的30~40%,两次扩胀的速度均为4mm/s,第二次扩胀完成后,不锈钢冷却管达到设定扩胀量;扩胀结束后,检测散热片,确保散热片与不锈钢冷却管贴合处无松动现象;去除多余的不锈钢冷却管使其端口与不锈钢管板齐平,去除过程中必须使用油枪对机加工部位进行冷却和;

最后对胀接工艺进行检验,检查在应在试验压力降至工作压力时进行,检查胀口有无漏水,应在相应管端作出标记;在泄压放水后进行补胀,同时还应该对其临近的一些管口稍加补胀以免受到影响而松弛。补胀前应测量胀口内径,确定合适的补胀量,以免超胀;同一胀口漏水,补胀次数不应多于2次,补胀后重新进行水压试验。对于补胀后仍有漏水且胀管率大于超胀指标的管子应换管重胀。(在割除不合格的管子时,必须注意不损伤管孔壁)

在整个不锈钢冷却管与散热片胀接工艺的设计计算过程中,主要就是对胀管率的计算校验以及对其胀接工艺的检验。

制冷工艺论文例5

中图分类号 S831.5 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)22-0099-03

Abstract:Based on microbiological analysis on slaughtering and refrigerating technology of Huaibei partridge chicken,the hazards were analyzed and the critical control points were determined. The results showed that HACCP theory applied to the production,primary infection of chicken microbe was reduced and the quality safety of raw meat was guaranteed. During the production process,workshop sanitation was controlled,the management of operation staff health was strengthened,the processing flow was managed and monitored strictly,and the cold chain temperature was controlled.

Key words:Huaibei partridge chicken;Slaughter;Refrigerate;HACCP

HACCP是指危害性分析和关键控制点的管理系统,包含HA(Hazard Analysis,危害性分析)和CCP(Critical Control Point,关键控制点)两个部分[1]。目前,在畜禽宰杀及加工环节中应用HACCP理论指导生产,可以提高肉及肉制品的卫生和品质。影响淮北麻鸡及其加工制品质量安全的因素包括麻鸡养殖、宰杀、分割、冷藏、加工和销售等环节,其中鸡肉宰杀及冷藏环节是决定烧鸡原料肉微生物初始含量的重要因素,也是鸡肉质量安全监管的重、难点[2]。本研究从麻鸡宰杀及冷藏工艺出发,利用HACCP理论对安徽宿州符离集刘老二烧鸡有限公司麻鸡宰杀及冷藏环节安全风险进行分析评估,确定麻鸡宰杀冷藏环节的关键控制点,为提高符离集烧鸡原料肉的质量安全提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集 在宿州市符离集刘老二烧鸡厂宰杀车间生产线采集原料鸡肉样品,采集操作台器具及工人手指(用取样板,用灭菌棉涂抹样品表面,投入生理食盐水中备用)。

1.2 试验设计 根据HACCP原理,麻鸡宰杀分割冷藏过程其危害性因素主要是生物性、化学性及物理性因素,如在中拔区存在去内脏存在各种污染,在预冷区水温控制问题和次氯酸浓度控制对微生物污染的影响,在分割包装冷藏环节由于微生物生长繁殖容易导致肉鸡腐败。根据宰杀分割冷藏过程污染分析,影响鸡肉质量的主要因素是生物性因素,即微生物因素,而受物理及化学因素影响相对较小。试验选取宰杀环境的器具、工人手、冷却水样品,选取肉鸡表面样品,测定每个环节细菌总数和大肠杆菌群情况,每个样品平行测定5次,经过数据处理,进行危害性分析比较,确定关键控制点及相应的纠偏措施[3]。

1.3 微生物检测 菌落总数:根据GB/T4789.2-2008《食品卫生微生物学检验――菌落总数测定》;大肠菌群:GB/T4789.3-2008《食品卫生微生物学检验――大肠菌群计数》规定方法测定;试验数据处理:用Excel进行统计分析,确定各环节样品菌落总数及大肠菌群数。

2 结果与分析

2.1 宰杀环境器具、工人手及冷却水微生物污染情况 从表1分析,宰杀环境工作平台、去内脏工人手、洗鸡池水、分割工作平台等环境微生物容易生长繁殖,去内脏工人手、宰杀放血刀具,清洗池细菌总数分别为(4.35±0.29)×105、(3.45±0.21)×105、(2.29±0.08)×105,污染情况相当严重,去杂工作平台及分割工作平台分别为(7.51±0.32)×104、(5.86±0.62)×103,相对较轻。大肠菌群与细菌总数变化趋势基本一致。从微生物污染情况分析,去内脏工人手、宰杀放血刀具,清洗池清洗水是主要的微生物污染来源,生产过程要定期进行清洗,如果消毒不彻底,会造成严重的交叉感染,从而污染到鸡肉的表面。去杂工作平台及分割工作平台污染相对较小,但也要定期清洗,保持桌面清洁,减少对鸡肉的污染[4]。

2.2 宰杀过程鸡肉表面微生物污染情况 鸡肉营养成分丰富,含有大量的蛋白质、脂肪,且水分含量高,在温度及其他环境适宜时容易导致微生物大量生长繁殖。因此,在宰杀环节要严格控制微生物的生长繁殖,减少肉体微生物的初始含量,这是确保肉鸡安全的重要环节。由表2可以看出,宰杀去毛后和破腹去内脏后,细菌总数分别为(5.45±0.43)×104、(5.46±0.24)×105,是鸡体表面微生物污染最主要环节,而清洗后和冷却分割时鸡体表面的微生物污染相对较轻。大肠菌群与细菌有同样的变化趋势。

2.3 冷却过程微生物污染情况 猪肉冷却采用的冷却方法主要是传统的一段冷却法及改进的二段冷却法[5]。鸡肉冷却经过多次工艺改进,探讨一段冷却法和二段冷却法。采用的工艺参数是:一段冷却法先使冷库温度降低到-2~-4℃,肉鸡入库,使温度保持1~3℃,设定空气流速为0.5~1.5m/s,经过8h,鸡腿最厚部中心温度达到2~3℃;二段冷却法即冷库温度先降低到-10℃,经过冷却的分割鸡肉进库,肉体表面温度迅速降低到-2℃,然后保持库温度为0~-2℃,经过6h后,使肉鸡表面温度保持1~3℃[5]。由表3可以看出,冷却鸡肉一段冷却法c二段冷却法储藏7d,细菌总数分别为(8.56±0.29)×103、(7.45±0.67)×103,大肠菌群与细菌表现同样的变化趋势。二段冷却法由于温度低及温度幅度变化大,微生物污染相对较轻,鸡肉质量也优于一段冷却法。

3 宰杀及冷藏过程危害分析与危险评估

3.1 宰杀及冷藏过程关键控制点 根据宰杀及冷藏过程的细菌总数和大肠菌群分析,关键控制点为宰前检验、清洗、破腹、去内脏、清洗、分割、冷却(表4)。

3.2 宰杀及冷藏过程关键控制点控制措施 由表5可知:原料鸡宰杀首先是检验环节,即宰杀前群体检验及个体检验,群体检验按照鸡动态、静态及饮食方面检验,个体检验以看、听、摸、检感官四要素检验,宰杀检验还包括宰杀过程的同步检验,对不合格的淮北麻鸡按要求进行处理。宰杀环节含挂鸡、镇静及电麻、宰杀、沥血、浸烫、去毛等环节,注重工作环境、水源及人体卫生,一般对肉鸡的污染影响较小。去毛去内脏环节包括摘小毛、抠割嗉、开腔、掏内脏、内外清洗等,是肉鸡污染的关键控制点。要严格生产环节及鸡体的清洗,工作刀具及工作台的严格清洗减少微生物的交叉感染,生产用水的消毒杀菌,生产过程每个环节检验鸡体表面微生物,特别是去内脏后及时淋洗鸡体,使细菌总数

3.3 宰杀及冷藏过程HACCP验证 根据肉鸡宰杀及冷藏环节关键控制点及控制措施的研究,对生产过程提出进行全面质量管理,强化操作工人卫生养成教育,工艺过程清洗消毒,严格控制环节温度。通过对生产过程各环节的微生物细菌总数和大肠菌群的检验,证明肉鸡生产CCP在有效的控制监督下。受控状态下微生物的污染情况见表6。

4 结论

利用HACCP理论对符离集烧鸡原料肉进行全面质量管理,是改进传统工艺适应现代化生产的重要手段。试验在麻鸡宰杀及冷藏工艺过程微生物分析的基础上,进行危害性分析,确定关键控制点,在生产过程提高设施设备条件、有良好的卫生环境、确保操作人员的清洁,严格控制冷链温度,以减少鸡肉微生物初始污染,保证原料肉的清卫生,提高分割鸡肉和符离集烧鸡的质量安全。

参考文献

[1]王飞生,芮汉明,苏炽南,等.HACCP体系在鸡肉制品加工中的应用[J].食品研究与开发,2009,30(5):151-155.

[2]吕永平,彭增起,来景辉.不同包装材料和高温巴氏杀菌对符离集烧鸡货架期影响的研究[J].宿州学院学报,2013,28(1):77-81.

[3]李苗云,周光宏,徐幸莲,等.不同屠宰工艺(剥皮和烫毛)对猪胴体表面微生物的多样性影响及关键点的控制研究[J].食品科学,2006,27(4):170-173.

制冷工艺论文例6

关键词:

半导体制冷器;制冷性能;基板;铜片回路

半导体制冷技术因其具有的独特优点而在各行各业得到了广泛的应用[1-3]。为提高其性能、增强机械强度和稳定性,国内外有关科技人员进行了很多研究工作。宣向春等[4]提出可在普通半导体电臂对的P型和N型电偶臂之间淀积一层厚度适当的银膜,提高电偶对的制冷性能。李茂德[5]和任欣[6]等认为,提高制冷系统热端的散热强度可以改善半导体制冷器的制冷性能,但制冷性能并不能随散热强度的提高无限提高。

YANLANASHIM[7]优化了制冷系统设计方法。此外,GAOMin[8]等指出电偶臂的长度在很大程度上影响半导体的热电性能。YUJianlin[9]等详细研究了制冷单元的个数和电偶臂的长度对制冷性能的影响程度。本文主要对半导体制冷器的制造工艺进行了分析,讨论了不同的半导体铜片连接回路以及半导体电偶对与基板的黏结性能对半导体制冷器制冷效果及其寿命的影响,并通过实验进行了性能测试,实验结果可以为提高半导体制冷器的制冷性能及产品寿命提供较好的依据,具有一定的实际指导意义。

1半导体制冷器设计工艺

半导体制冷器的性能主要包括制冷效率和使用寿命,取决于组成半导体制冷器主体的制冷电偶对的设计制造工艺,半导体材料的热电优值系数及半导体制冷器系统的结构等[10]。本文仅讨论半导体制冷器基板材料以及不同的半导体铜片连接回路对半导体制冷器制冷效果及其寿命的影响。

1.1基板设计工艺半导体制冷器的导热绝缘层由陶瓷基板构成,由1个放热面和1个吸热面组成一组,2个面之间由铜片连接不同型的、相互错开的半导体颗粒,形成回路,如图1所示。陶瓷基板材料及基板厚度对半导体制冷器制冷效率有显著的影响。设计采用了质量分数为96%氧化铝(Al2O3)的陶瓷基板。同时,为提高半导体制冷效率,通过减薄陶瓷基板厚度(由目前的1.00mm,减薄到0.50~0.13mm),降低热阻,提高了传热性能,制冷效率COP值得到提高,但成本相应增加;另外,也可以将基板换成氮化铝(AlN),氮化铝热导率为180W•m-1•K-1左右(20℃环境温度下测试),而氧化铝为22W•m-1•K-1左右(20℃环境温度下测试),热导率提高了约7倍,同样也可以提高COP值,但是基板成本会更高,约为原来的10倍。

1.2铜片回路连接工艺将半导体电偶对、基板和接线端子用铜片焊接起来,形成通电回路。实验设计了2种不同回路走线方式A型和B型(CP/127/060/A和CP/127/060/B),如图2~3所示,图中粗线为回路走线路径。由于基板与半导体颗粒间焊接了铜片,半导体颗粒与基板形成刚性连接,在温度变化的时候材料的内应力很大。因此生产工艺中将半导体颗粒与瓷片用胶黏剂粘接,用于卸去大部分应力,提高产品的寿命。但由于胶黏剂的导热性较差,制冷性能会受到一定影响。本文采用了自主研发的一种胶黏剂,粘接层很薄,热导率相对比较高,使得产品具有一定的市场竞争优势。

2半导体制冷器性能实验分析

2.1铜片排布方式对性能的影响实验现场如图4所示,实验原理如图5所示。实验材料:A型产品和B型产品各5个。实验时,将整个装置放置于真空中,测试仪器中设置好控制温度Th=50℃,先测试最大温度差ΔTmax值。在每个产品的基板上分别选择4个测试点,依次递增施加不同的测试电压(16~20V),得到测试数据ΔT值,拟合曲线,找出极值点。极值点对应的ΔT值就是ΔTmax,其对应的电流就是Imax。然后给产品施加Imax的电流,通过加热片控制冷热面的温度差ΔT=0℃,测定此时的制冷量Qc值即为Qcmax,即加热片的功率。实验数据如表1~2所示。由表1~2可知,2种不同铜片排布形式,其温度差ΔT,制冷量Qc的数据差异均在实验仪器误差范围内,针对ΔT,Qc这两项来说,铜片回路形式对半导体制冷器制冷效率影响不大。

2.2铜片排布方式对产品寿命的影响对2种回路的制冷器分别进行制冷—制热循环实验。实验条件:1个循环为1min(40s制冷,制冷温度降到0.0℃,电流4.0A;20s制热,制热温度升到100.0℃,电流4.5A);压力280±20N,2.4万次循环实验结束。每0.15万次循环测1次电阻,若2.4万次循环之内,电阻变化率超过10%表示产品失效,实验结束。实验样品选择CP/127/060/A和CP/127/060/B各2组,实验结果如图6所示。由图6可知,在2.4万次循环结束时,A型产品2组实验样品的电阻变化率分别为1.35%和1.45%,而B型产品2组实验样品的电阻变化率均在2.04%左右。实验数据表明,A型基板的电阻变化率相对较低,寿命趋势相对较长。

3结论

通过理论分析和实验研究,得到以下结论:1)陶瓷基板材料及基板厚度对半导体制冷器制冷效率有显著的影响:氮化铝(AlN)基板因热导率高于氧化铝(Al2O3),可以提高COP值,但其成本会提高;通过减薄陶瓷基板厚度降低热阻,可提高传热性能,提高制冷效率COP值。2)半导体颗粒与瓷片用胶黏剂粘接,可卸去大部分应力,提高产品的寿命。但由于胶黏剂的导热性较差,制冷性能会受到一定影响。可采用自主研发的胶黏剂,粘接层很薄,热导率相对比较高,保证产品在市场竞争上具有一定的优势。3)通过实验数据对比分析,温差ΔT和制冷量Qc的数据差异均在实验仪器误差范围内,针对ΔT和Qc来说,回路形式对半导体制冷器制冷效率影响不大。4)在寿命方面,在2.4万次循环结束时,A型成品电阻变化率分变为1.35%和1.45%,而B型均在2.04%左右。直观的数据对比显示A型基板的电阻变化率相对较低,寿命趋势相对更长。

参考文献:

[1]卢菡涵,刘志奇,徐昌贵,等.半导体制冷技术及应用[J].机械工程与自动化,2013(4):219-221.

[2]王千贵,杨永跃.半导体车载冰箱的智能温控系统设计[J].电子设计工程,2012,20(17):132-134.

[3]梁斯麒.半导体制冷技术在小型恒温箱的应用研究[D].广州:华南理工大学,2011:1-7.

[4]宣向春,王维杨.半导体制冷器“无限级联”温差电偶对工作参数的理论分析[J].半导体学报,1999,20(7):606-611.

[5]李茂德,卢希红.热电制冷过程中散热强度对制冷参数的影响分析[J].同济大学学报(自然科学版),2002,30(7):811-813.

[6]任欣,张麟.有限散热强度下半导体制冷器性能的实验研究[J].低温工程,2003(4):57-62.

[7]YAMANASHIM.Anewapproachtooptimumdesigninthermoelectriccoolingsystem[J].AppliedPhysicsA:MaterialsScience&Processing,1980(9):5494-5502.

[8]GAOMin,ROWEDM,KONTOSTAVLAKISK.Thermoelectricfigure-of-meritunderlargetemperaturedifferences[J].JournalofPhysicsDAppliedPhysics,2004,37(8):1301-1304.

制冷工艺论文例7

关键词:

低熔点合金;RTM;整体成型;PAM-RTM;达西定律

“一代材料,一代飞机”正是世界航空发展史的一个真实写照。轻量化是提高大飞机燃料经济性,实现节能减排的有效途径。复合材料用量已成为评价一架飞机先进程度的一项重要指标。中国的大飞机要想在世界有立足之地,就必须顺应世界航空发展的趋势大量使用复合材料[1-3]。随着复合材料的扩大应用,一些制约因素逐渐暴露出来,特别是制造成本[4]。作为低成本制造技术之一的RTM技术在航空复合材料制造中的地位越来越重要[5]。RTM工艺是一种采用刚性闭合模具制造复合材料的技术,其基本原理是在模具的型腔中预先放置增强材料,合模夹紧后在一定的温度和压力下将经静态混合器混合均匀的树脂体系注入模具,浸渍增强体后固化,脱模得到复合材料制品[6]。在RTM工艺中,模具的设计和制造对整个生产过程具有决定性影响。要设计和制造出合理的模具,仅仅依赖经验是不够的,国内外都开展了RTM工艺的数值模拟技术研究,利用数值模拟对模具设计方案进行检验和优化[7]。本文以复合材料飞机预冷气引起口整体成型为典型构件,对其结构进行工艺性优化,筛选材料。在达西定律的基础上,引入初始和边界条件应用PAM-RTM[8]软件对注胶口、注胶时间、注胶压力等参数进行模拟,并得出最优的参数输入到模具设计及成型工艺中。

1工艺设计

1.1设计输入

1.1.1产品结构预冷气引起口初步设计方案如图1(a)所示,该结构有如下特点:(1)预冷气引起口主体结构端头为圆形和四边形混合的不规则曲面,壁厚为2~3mm;(2)该结构由预冷气引起口主体(上、下)、金属法兰和支撑加筋3部分构成;(3)预冷气引起口主体材料厚度有突变区域,不适合复合材料整体成型;(4)金属法兰与预冷气引起口主体结合界面问题难以处理;(5)支撑加筋结构不能与预冷气引起口主体整体成型。针对设计要求及复合材料成型工艺特性,对设计进行优化,预冷气引起口由金属法兰框和预冷气引起口主体组成。法兰框作为复合材料结构的埋件预埋到结构中,支撑加筋结构与预冷气引起口主体合为一体结构,如图1(b)所示。

1.1.2产品材料(1)基体材料Henkel树脂LM41005.1,参数详见表1。其固化曲线如图2所示。(2)增强材料东丽T300碳纤维,其性能参数详见表2。

1.2工艺总方案预冷气引起口采用复合材料整体成型,成型面为异型面。为了满足气动要求,预冷气引起口主体内型面要求光滑,产品不允许拼接。预冷气引起口属非主承力复杂结构成型,可以选择SCM或RTM成型,其中RTM成型更能保证压力的均衡,本项目拟采用RTM成型工艺进行预冷气引起口的研制,总体方案如图3所示。

2模具设计与工艺仿真

2.1模具类型及材料选择预冷气引起口可拔模性分析如图4所示,在模具设计中可以采用的模具类型如表3所示,该产品研制周期短,内型面精度要求高,故采用低熔点合金模。在RTM工艺中,选择合适的低熔点合金材料是技术的关键。一方面要求材料具有相对较低的熔融温度,以保证模具成型及使用;另一方面要求熔芯具有一定的强度和硬度,能够在成型过程注射压力和熔体的冲击作用下维持较高的形状精度和定位精度。表1树脂LM41005.1主要参数项目参数值密度/(kg•m-3)1000粘度/(Pa•s)0.2玻璃化转变温度/℃160注射温度/℃约110,最高可达140注射压力/MPa初始100~300低熔点合金作为模具材料,发展比较成熟,合金温度随着合金组分的变化而变化,形成了温度系列,如表4所示。一般为了保证低熔点合金在产品注胶、固化过程中不熔化,要求所选择的低熔点合金熔点不低于树脂固化温度185℃。考虑到加热设备和操作方便,低熔点合金熔点应越低越好,范围选择200~210℃比较理想。本项目中选用210℃低熔点合金作为芯模材料。

2.2工艺参数仿真

2.2.1树脂流动模型树脂在模具中流动一般以达西定律为理论基础,液体的流动速率Q是由流动过程中的压力差Δp和液体的粘度决定的,并与流动区域A和流动系数有关,如下式所示。

2.2.2参数模拟PAM-RTM中的填充模拟宏观上基于达西定律,根据预冷气引起口结构特点,注胶口设计以下4种方案(如图5所示)。蓝色为方案1,注胶口位置为圆截面端;绿色为方案2,注胶口位置为四边形截面外轮廓;灰色为方案3,注胶口位置为四边形截面内轮廓;粉红色为方案4,注胶口位置为圆截面端+四边形外轮廓最远法兰边(两个注胶口,在图5中被2,3方案遮挡住)。不同注胶口采用相同的工艺参数(表5),仿真不同注胶口位置时注胶时间及注胶过程中注胶压力。不同注胶口仿真结果如图6所示。根据仿真云图,结果汇总如表6所示,从注胶时间及工艺实现的难易程度,最终选择方案3。

2.3模具结构应用工艺仿真结果进行模具材料选择及结构设计。根据仿真结果及低熔点合金材料的收缩率,设计拼接结构RTM成型模具(图7)。

3结论

本文对薄壁异型结构件的成型工艺进行研究,主要得出以下结论:(1)通过工艺可制造性分析,对设计结构进行优化,得出整体成型结构形式,并进行工艺总方案设计;(2)以达西定律为理论基础,应用PAM-RTM软件,对不同注胶口注胶过程进行仿真,选择从四边形截面内轮廓注胶的结构形式;(3)通过产品拔模分析,选择合适的模具类型和模具材料,设计RTM成型模具。

参考文献

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[5]张保平,王运生.RTM技术在大飞机复合材料构件上的应用[J].航空制造技术,2007(12):68-70.ZHANGBP,WANGYS.ApplicationofRTMtechnologyincompositestructureoflargeaircraft[J].AeronauticalManufacturingTechnology,2007(12):68-70.

[6]BECKWITHSW,HYANDCR.Resintransfermolding:adecadeoftechnologyadvances[C].SAMPEJournal,1998,34(6):7-19.

制冷工艺论文例8

一、引言

目前乙二醇工艺路线主要分为石油路线和非石油路线,而我国富煤少油的能源结构决定了非石油路线合成乙二醇的重要性[1]。

乙二醇合成技术的主要工艺路线[1,2]如下图:

图1可知,在乙二醇合成工艺中CO和H2作为原料气在不同工段分别使用。表1给出了常见乙二醇合成技术专利商对CO和H2原料气的要求。通常乙二醇合成所需原料气来自煤气化工艺,首先通过煤气化将原煤转化为煤气,表2给出了常见气化技术净化煤气的组分。气化煤气经过变换、冷却、净化送出气化界区。此时,送出气化界区的合成气为脱除H2S和CO2的净煤气,其组分见表2[3]。由此可见,合成气在进入乙二醇合成工段之前必须经过合成气分离工段,将合成气中各组分。

进行分离。各种气化技术中,碎煤加压气化技术的合成气成分相对复杂,其分离工艺也相对复杂,本文将以碎煤加压气化合成气为原料探讨合成气的分离技术。

二、气体分离技术介绍

目前合成气分离技术主要有深冷分离和变压吸附[4,5]。

深冷分离

深冷分离应用广泛的是部分冷凝,其利用合成气各组分冷凝点的差别,使混合气在-165℃~-210℃的低温下,令某一组份或几个组份冷凝液化,其他组份保持气态,从而分离各组分。深冷分离可同时制得二种以上高纯度气体,流程简单、装置占地少,操作简便,工艺成熟可靠。但是必须脱除原料气中水和CO2,使其含量小于1ppm,否则在低温下堵塞管道。另外,目前该工艺技术需引进。

变压吸附

变压吸附是采用吸附剂对混合气中不同组分的吸附能力差异,通过吸附脱附分离不同的组分,以变压吸附制氢应用最多。混合气中各组分在吸附剂上的吸附能力主要决定于吸附剂的选择性和组分的分子结构。吸附剂的选择性决定于采用的吸附剂,当前吸附剂种类较多,特种吸附剂也有较多工业应用,如甲烷专用吸附剂、CO专用吸附剂等。常见气体的吸附能力强弱顺序为:H2

三、合成气分离技术探讨

表3为某煤种经过碎煤加压气化、变换冷却、低温甲醇洗得到的净化合成气组分及其沸点。

表4所示的净化煤气即是送入分离工段进行分离以满足表1中乙二醇合成原料气要求的合成气,原则上可采用深冷分离或变压吸附进行分离。

对于深冷分离法,由于CO2沸点过高,深冷分离过程中会产生 “结冰”现象,造成管道或换热器等堵塞,造成安全隐患,首先需采取一定的措施进一步脱除。合成气其余组分为CO、H2、烃类、N2、Ar,H2沸点最低且和CO、N2的沸点差距较大,可优先作为不凝气氛分离,并可得到组分纯净的H2;烃类和Ar作为沸点较高的组分可以在控制温度的条件下以液体状态分离出系统,得到的LNG也可以达到《液化天然气一般特性(GB/T 19204-2003)》的技术规格中的要求;但是CO的沸点和N2及CH4沸点太接近,通过深冷分离得到的CO产品气中N2和CH4的含量较高,不能满足乙二醇合成的要求。另外,实际工艺模拟结果显示深冷分离所得的H2产品气和CO产品气均不能达到乙二醇合成工艺要求,均需在深冷分离工艺之后分别增加相应的变压吸附提纯工艺。

对于变压吸附分离,根据选择的吸附剂不同以及不同组分分子在吸附剂上的吸附能力的不同进行分离。H2在任何吸附剂上吸附能力均很低且组分中H2含量最高,首先从合成气中分离可以降低后续工艺、设备的能力。然后主要组分烃类和CO吸附能力相对接近,完全分离较为困难,可选用对CO具有高选择性打的吸附剂优先分离CO,然后剩余富甲烷气体通过深冷得到LNG;或选用对烃类具有较高吸附能力的吸附剂优先分离烃类,烃类通过深冷得到LNG,剩余富CO通过CO吸附剂分离得到纯净的CO产品气。优先分离CO需要选择对CO具有高选择性打的吸附剂,成本较高。另外,由于N2、Ar及少量CO的存在,此时富甲烷气体气量大于经过提纯得到的烃类气体,此时进行深冷制取LNG需要较多的冷量。因此,首先提纯CH4并深冷制取 LNG,之后再进一步变压吸附提纯CO的方案具有更多的合理性。

经过分析可知,对于碎煤加压气化所得净化合成气的分离,无论是深冷分离还是变压吸附,仅用单一的气体分离方法均不能达到最终的分离结果。对比深冷分离+变压吸附和变压吸附+深冷分离两种不同路线,深冷分离+变压吸附路线在深冷分离之后还需增加相当于变压吸附+深冷分离处理能力的变压吸附装置,其在工艺合理性及投资上均不具备优势,因此变压吸附+深冷分离更具有合理性。

四、结论

本文选择典型的碎煤加压气化所得净化合成气作为分离对象,分析力深冷分离和变压吸附两种气体分离方法,发现单一的分离方法并不能达到最终的分离结果。同时,通过讨论和比较认为变压吸附+深冷分离工艺合理、投资有优势,因此变压吸附+深冷分离更具有合理性。

参考文献

[1]周张锋,李兆基,潘鹏斌,林凌,覃业燕,姚元根; 煤制乙二醇技术进展; 化工进展; 2010(11).

[2]王建平,杨文书,吕建宁; 合成气经草酸酯制乙二醇技术进展; 化工进展; 2009(07).

[3]陈菊枝,洪献春; 煤炭气化技术; 化学工程与装备; 2011(04).

制冷工艺论文例9

实现条件、工艺特点及应用优势

1.实现条件

要想实现胶印联机冷烫印工艺,首先需要在多色胶印机(6色或6色以上胶印机为最佳选择)上安装联机冷烫印装置,目前比较成熟的方案是在某一机组上加装放箔和收箔装置,再由此机组的橡皮滚筒和压印滚筒提供转印压力。目前海德堡、曼罗兰等世界知名设备制造商均已推出了成熟的胶印联机冷烫印机型;国内单凹机制造行业龙头企业北京贞亨利民印刷机械有限公司也已进口冷烫印装置,为那些想引进联机冷烫印工艺而又不想斥巨资购买新设备的客户提供设备改造方案。

2.工艺特点

(1)为充分发挥冷烫印工艺的优势,通常把冷烫印装置安装在胶印机的第二机组,当需要冷烫印时,先利用第一机组涂布胶黏剂(以传统胶印方式涂布),然后依靠第二机组橡皮滚筒和压印滚筒之间的压力完成冷烫箔的贴合和转移;当不需要冷烫印时,此机组又可作为正常的胶印机组来使用,且两者之间转换迅速、方便灵活。

(2)需要使用专用电化铝,即冷烫箔。冷烫箔背面无热熔胶,需采用胶印即涂方式在承印物表面涂胶。冷烫箔的金属层体系还具有很好的线切割性,以适应高速印刷时完成金属层转移,同时保证文字、线条、色块等冷烫印图案的边缘整齐、清晰,无漏烫或糊版现象。

(3)由于冷烫印的压力由压印滚筒和橡皮滚筒提供,且压力大小和均匀性均与普通胶印无异,因此冷烫印图案表面非常平整(与普通胶印图案无异),特别适合先烫后印工艺。如果在冷烫印图案表面再用高透明油墨进行印刷,可得到五彩缤纷、千变万化的彩金效果,这也是设备制造商通常将冷烫印装置安装在胶印机第二机组的真正意图。

3.应用优势

(1)与传统热烫印版相比,冷烫印版通常采用的是普通PS版(或UVPS版),不仅价格低,而且制版和上版速度快、效率高,换版准备时间短、方便灵活,特别适合小批量生产。

(2)冷烫印与印刷联机一次完成,可以保障烫印图案和印刷图案的精确套印。

(3)联机冷烫印工艺可以实现大面积实地、精细线条文字以及网目调图案的烫印,这是传统热烫印所望尘莫及的。

(4)联机冷烫印工艺生产速度高,一般为8000转/小时,与传统热烫印工艺相比,节省了更多人力和能源。

应用实例分析

我公司承印的“泰山(青秀)”烟包,为突出烟包画面中泰山和松树的质感和骨感,加强明暗对比,增强艺术效果,增加防伪功能,大面积采用了冷烫印工艺,并用素面金线勾勒出泰山山体和松树的轮廓,且除条码外所有文字均为烫金字。

1.工艺特点

“泰山(青秀)”烟包条盒、小盒所用材质均是定量为230g/m2的白卡纸,均采用“4色UV胶印+冷烫印+逆上光+压凹凸+模切成型”的加工工艺。

2.采用不同烫印工艺的优缺点对比

下面,将“泰山(青秀)”烟包印制过程中采用不同烫印工艺的优缺点进行对比。

(1)热烫印工艺

因我公司没有联机冷烫印设备,且胶印单色冷烫印设备刚安装不久,操作工不熟悉冷烫工艺,不了解冷烫印设备的性能,短时间内也难以找到与冷烫印设备性能相匹配的冷烫箔和冷烫胶。因此刚开始打样时,我们试图尝试用热烫印来替代冷烫印工艺,但经过多次热烫印试验发现,无论怎样调整烫金机的压力和温度、电化铝的适性、热烫印版的制作精度等,满版细线条和细小文字的细腻程度始终达不到原样要求,而且不是缺笔断画,就是糊版迷字,在烫印烟包小盒时这些现象尤其突出,无法达到烟厂的质量要求。

(2)离线冷烫印工艺

后来,笔者将烫印工艺改在单色冷烫印设备上,通过反复打样发现,烫印图案同样存在缺笔断画和糊版迷字现象,只是线条和文字的细腻程度已与原样基本接近,但要想达到原样要求也异常困难。于是,我公司便从冷烫设备的性能、冷烫箔的适应性和冷烫胶的匹配性等多方面进行了综合考虑,发现了一系列问题,并逐一解决。

首先,通过与冷烫印设备制造商沟通,获得制造商的大力支持,对冷烫印设备设计不合理的地方进行大胆改造,使其更适应冷烫印工艺。

其次,将打样过程中反映出的一些问题反馈给冷烫箔供应商,要求其调整冷烫箔的制造配方,提高冷烫箔在此设备上的烫印适性。

最后,寻找印刷适性更好的冷烫胶,提高冷烫胶的抗乳化性和黏着力,增强冷烫箔的转移效果和附着牢度。

通过采取上述措施,以及在不断摸索中积累经验,最终使该烟包产品的冷烫印工艺走向了成熟,产品质量达到了烟厂的标准要求。目前,采该国产单色冷烫印设备生产的速度一般在4000~5000转/小时,正常情况下,每月可生产“泰山(青秀)”烟包4000大箱,加班生产可达到5000大箱,年产值约5000万元,成为了我公司一个新的利润增长点。

(3)联机冷烫印工艺

假如我公司拥有联机冷烫印设备,则可采用联机冷烫印工艺印制此产品,冷烫印装置安装在胶印机第二色组。在印刷前,首先需要调整印刷图文文件。在采用单色冷烫印设备进行离线冷烫印时,为保证印刷图案与烫印图案的精确套印,通常将烫印图案直接叠印在印刷图文上;而进行联机冷烫印时,为突出烫印图案的金属质感,需要把印刷图案上与烫印图案相对应的位置进行镂空,使烫印图案套印在镂空处,并保留一定的叠印量(一般0.03~0.05mm)。与离线冷烫印相比,联机冷烫印具有以下优势。

①由于多色胶印机的水墨平衡易于控制,因此冷烫胶在冷烫箔表面的涂布会更加均匀,且黏性也更易保持。

②由于冷烫箔的转印压力是由该机组的橡皮滚筒和压印滚筒来提供的,与国产单色冷烫印设备相比,多色胶印机机组的压力相对较大且更加均匀,更有利于冷烫箔的贴合和转移。

③由于多色胶印机的速度比单色冷烫印设备更快,冷烫箔在转移时的剪切力相对较高,更有利于金属层的转移。

④联机冷烫印工艺具有更高的烫印速度,一般速度在8000转/小时左右(若冷烫箔的烫印适性较好,可提高到10000转/小时),与国产单色冷烫印设备相比,生产效率可提高60%。

⑤采用联机冷烫印工艺后,无须额外的冷烫印设备和操作人员,每班可直接节约人工成本300元(2人工时费),节约电费190元(单色冷烫印设备功率按30千瓦时计),每年可节约资金约50万元。

实践证明,冷烫印工艺在大面积满版、细线条和细小文字的烫印方面,具有普通热烫印工艺所无法比拟的优势。而联机冷烫印工艺在生产速度、人工成本、能源消耗、产品质量等方面更具竞争优势。

制约因素

(1)要想实现联机冷烫印工艺,首先必须具备联机冷烫印装置,但无论是引进新设备,还是对原有设备进行改造,都需要投入较多的资金,这对于缺少资金而又没有固定活源(需要采用冷烫印工艺的产品)的包装印刷企业而言绝对是一大障碍。

(2)目前,联机冷烫印过程中的走箔方式普遍采用的是在压印滚筒与橡皮滚筒运行到滚筒空档时匀步走箔,无跳步功能,这会造成冷烫箔的部分浪费。从成本节约角度来讲,大多数包装印刷企业对此都会有所顾虑。

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1、引言

目前,中药口服液的制造工艺如下:首先是通过热水将药物进行浸提,再通过三效真空蒸发浓缩、醇沉、过滤和调味,然后在使用罐装方式进行储存,这种施工工艺在中药制取中,由于存在着减压操作方式,因此一些中药的芳香成分得以保存,同时一些易挥与发有效成分会会被真空泵及时的抽出去,合理的改善了浓缩工艺措施和工艺,并且使得中药制造业逐步朝着现代化发展的有力方向。在近年来中药口服液制造中,有些研究人员采用膜分离技术进行研究,但是由于其在使用中存在的各种缺陷,造成研究效果不理想。国外曾有些研究人员研究用冷冻浓缩工艺浓缩咖啡果汁等各种饮料浓缩,但是其有效成分小、维生素等成分得到有效包含于,引出在国内被研究人员关注,同时在中药口服液的提取和制造中被广泛的使用。但是中药水提取液不同于果汁,它在提取中比果汁更加稀少,因此在制造和选择中要合理的提取,它比果汁稀很多,所以在工艺的应用中需要进行规模试验。

2、冷冻浓缩的理论依据

冷冻浓缩操作是通过将溶液稀释降温,直至结冰状态,并且通过冰晶方式分离提取出来,从而使得农业浓度增加,各种有机物能够合理的保存的一种液相分裂方式。在当前的中药口服液制取中,液相和固体分离是通过传热传至平衡规律应用。

在冷冻缩浓的使用中,一般都是通过以下几点进行分析和应用:

2.1在低温条件性进行浓缩,对中药口服液提取中的敏感性环节非常有利,其中各种有机物质能够得到有效的保存。2.2对于中药口服液提取中的各种低沸点芳香物质可以通过此种方法提取,避免造成挥发损失和破坏。2.3、冷冻浓缩工艺在使用中液体的浓度要求较高,对低于共溶浓度和冰晶以及浓缩液在分离中存在相对困难,各种问题隐患较大。2.4在浓缩之后任然存在着各种微生物的影响,因此必须要采用加热或者冷藏来妥善保存分离出来的液体。2.5冰晶和浓缩液在分离的时候,可能会带走一部分浓缩液,因此要进行及时处理。

在近年来的冷冻浓缩分离中能够,一般都是通过曲线图来记录和分析应用措施。在曲线图中曲线,是溶液的冰点线,点是纯水的冰点,是低共溶点,当溶液的浓度增加时,其冰点是下降的,在一定的浓度范围内,某一稀溶液起始浓度为0,对该溶液进行冷却降温,当温度降到冰点线H点时如果溶液中有2冰种,溶液中的水就会结成冰。如果溶液中无冰种则溶液并不会结冰其温度将继续下降至M点变成过冷液体。过冷液体是不稳定液体,受到外界干扰。如振动,溶液中会产生大量的冰晶并成长变大此时溶液的浓度增大,冰晶的浓度为纯水。如果把溶液中的冰粒过滤出来即可达到浓缩目的这个操作过程即为冷冻浓缩设原溶液总量,冰晶量,浓缩液;根据溶质的物料平衡。有上式表明冰晶量与浓缩液量之比等于线段与线段长度之比这个关系符合化学工程精馏分离的杠杆法则。根据上述关系式可计算冷冻浓缩的结冰量当溶液的浓度大于低共溶点时,如果冷却溶液析出的是溶质,使溶液变稀;这即是传统的结晶操作。

3、冷冻浓缩中试实验装置

在冷冻浓缩中一般都是围绕着结晶过程和分离过程两份进行综合分析和处理,其中最为重要的概念和设备是最优冰晶措施。转制冰机是夹层结构,夹层内通冷媒,如不冻液,内筒体通中药水提取液。中药水提取液与冷的筒体内壁接触即可结冰,筒体内装有刮刀,刮刀由减速电机通过皮带驱动回转,能把筒体内壁的冰晶刮下来,这些冰晶漂浮在中药水提取液中不断成长长大成冰粒。药液罐内有滤网,能把粗大的冰粒截留下来,这种回转制冰机传热效率高、工作可靠、连续出冰。

4、试验过程及测试方法

某制药公司专业生产抗病毒口服液,目前采用三效真空蒸发浓缩工艺本研究在该公司的配合下采用该公司的原料液,进行冷冻浓缩试验按处方精确称取相当于5000支口服液的中草药。制得稀提取液,把该提取液平均分为两份,每份一份用制药公司现有的三效真空蒸发浓缩生产线按原工艺进行浓缩一份用冷冻浓缩工艺进行浓缩提取液分成两份的目的是可以避免中草药来源不同对试验结果的影响同时也可比较三效真空蒸发浓缩工艺与冷冻浓缩工艺的浓缩效果。

5、试验结果与讨论

5.1冰粒的形状与色泽

我们所得到的冰粒,直径小于1mm有部分冰粒互相粘连成海绵状,但用手轻轻一捏就碎经高速离心机进行液,固分离后,冰粒的色泽与普通的自来水冰块无异。

5.2冷冻浓缩机的产冰速率

从传质与分离的理论上分析,冷冻浓缩机的产冰速率越小越好,因为产冰速率小、冰粒越纯净、从应用的角度,则希望产冰速率尽量大一些,在试验过程中,发现冰粒形成与长大速率除与机器的传热面积。刮刀转速等机械结构有关外,也与提取液的浓度有关、开始浓缩时,提取液很稀冰粒形成与长大速率快达、浓缩结束时提取液很浓冰粒形成与长大速率慢产冰速率只有时以上两组数据是在某一刮刀转速下取得的。

5.3冰粒挟带的有效成分

某一刮刀转速下我们分别测定产冰量为50时冰粒挟带的连翘甙量。可以看出在产冰量达到以前冰粒中检测不到连翘甙其原因可能是提取液很稀,冰粒中和冰粒表面挟带连翘甙极微所致,浓缩到最后冰粒挟带连翘甙量明显增多。产生此现象的原因是试验后期我们不再有稀提取液清洗冰粒表面,因此导致冰粒表面挟带连翘甙较多。

5.4冷冻浓缩液的醇沉特性

称取冷冻浓缩液用酒精沉淀发现沉淀出极少杂质据此可认为冷冻浓缩可免去醇沉工序对此现象解释如下:水提取液中的无效成分如蛋白质、粘液质、油脂与树脂等,因为药液温度低而析出悬浮于药液中,当冰粒成长时被冰包裹随冰粒一起被除去。

5.5冷冻浓缩产品的特性

制冷工艺论文例11

中图分类号:TG142.41 文献标识码:A前言

随着造船工业的不断发展,造船工业所用的钢材品种越来越多,数量越来越大。建造一艘16000吨级货船,单船体用钢材就需要4600吨。现代船舶的船体结构制造所用材料主要是一般强度船体结构用钢、高强度船体结构用钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢、复合钢板、Z向钢、铝合金、增强塑料等[1]。H型钢具有力学性能优越、重量轻、施工快捷、抗震性能好、节能降耗等优点,广泛应用于大跨度空间结构、桥梁基础、民用高层建筑,以及各种工业厂房及锅炉钢架等领域[2]。为了造船业对钢材大规格高强度的要求,莱钢研究开发了船体结构用热轧H型钢产品。

本文论述了船体结构用热轧H型钢的冶炼和轧制生产工艺,利用金相分析对轧件进行了金相观察,同时对轧件进行了物理检测。

1 成分设计及生产工艺

1.1化学成分

化学成分见表1。

1.2 性能要求

1.3 生产工艺

铁水预处理-银山型钢120t转炉冶炼-LF精炼-1#机异型坯连铸-型钢厂大型H型钢轧制。钢坯经铁水预处理、转炉顶底复吹、微合金化、LF炉精炼处理等生产工序。在型钢厂,坯料经自动控制燃烧的步进式加热炉加热,再经高压水除鳞、BD机开坯轧制、X-H可逆万能精轧等工艺过程完成轧制。

1.3.1冶炼工艺

入炉原料必须满足转炉工艺技术要求,铁水含硫量≤0.020%;严格装入量,误差小于±0.5吨。终渣碱度控制在3.2范围内。底吹模式采用自动E模式。全程渣子化好、化透,终点压枪时间≮1分钟。脱氧合金化。采用硅锰、高锰进行合金化。采用硅钙钡脱氧,硅钙钡2.7kg/t;炉长视过氧化情况可补加硅钙钡。合金加入:当钢水出至1/4时开始均匀加入,钢水出至3/4时加完,合金对准钢流冲击区加入。严格执行挡渣操作,挡渣棒(挡渣球)在放钢3/5~4/5加入。出钢时间不小于3分钟。全程底吹氩搅拌,前期可根据情况适当调高氩气压力,出站前采用小压力软吹,保证夹杂物上浮,保证精炼软吹氩大于12分钟。根据炉渣的粘度、颜色及泡沫化程度,用碳化钙、碳化硅等调整炉渣,出站前顶渣应达到白渣或黄白渣。采用喂碳线增碳。精炼软吹氩之前喂CaSi线150-200m/炉。使用改进后大包水口,加密封圈,全程保护浇注。结晶器采用非正弦振动。拉速控制在0.95~1.05m/min。

1.3.2 轧制工艺

高压水除鳞时轧件运行速度为1.0m/s。喷嘴工作压力205bar,流量不低于35m3/h。

1180℃左右实行开坯轧制,坯料在万能粗轧区前待温至950℃进人精轧机组轧制,精轧终轧温度850℃。机后水冷线喷嘴全开,上冷床温度控制在700℃~750℃之间。轧件下冷床温度:轧件下冷床的温度应低于120℃,如下冷床的温度大于120℃时要开启冷床风机强制冷却。矫直温度应低于120℃,对于矫直过程中出现的各类弯曲轧件,尽快进行压力矫直机的重矫并及时跟队。轧制规程如表1所示。

从表1可以看出,采用7道次轧制,各道次的腹板、翼缘伸长率较小。为防出现腹板波浪,H型钢单道次翼缘与腹板伸长率的比值需大于1.0。对于宽翼缘规格产品,如该比值过大,翼缘将对腹板产生附加拉应力,出现腹板厚度不均匀现象,严重的会产生腹板孔洞;对于窄翼缘规格产品,该比值过大,会出现翼缘宽度波动,严重的会形成翼缘波浪。

对热轧后钢进行取样,试样经打磨抛光后用4%的硝酸酒精溶液腐蚀,采用金相显微镜观察试样的组织形貌。两块钢板金相照片如下图所示:

图1 轧后金相组织

Fig.1 Microstructure of the samples after rolling

由图1可知,采用7道次轧制后组织为铁素体与珠光体混合物,晶粒度7.5级,混晶组织比较严重,带状组织3级左右。

如表4所示,采用7道次轧制工艺,试样的屈服强度和抗拉强度均符合国家标准。采用7道次轧制后,轧制压缩量大,同时开轧温度和终轧温度低,内部组织进行相转变时,形核点较多,钢材晶粒大小得到有效控制。钢材晶粒减小,有助于强度和延伸率的增加。

结论

本文论述了船体结构用热轧H型钢的冶炼和轧制生产工艺,利用金相分析对轧件进行了金相观察,同时对轧件进行了物理检测。通过设定合理的精轧开轧、终轧温度,适当加大各道次压缩比等轧制工艺,能有效控制轧件晶粒大小,改善轧件带状组织,保证轧件的强度、延伸等性能。产品性能稳定,实现了批量生产。