ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ 

Загальні положення

Методичне призначення курсових проектів з дисциплін «Процеси й апарати хімічних виробництв» та «Загальна хімічна технологія» − закріпити й поглибити теоретичні знання студентів, розвити навички розробки технологічного обладнання. Курсовий проект є самостійною роботою студента, яку він виконує, спираючись на знання, отримані в ході вивчення дисциплін: «Процеси й апарати хімічних виробництв», «Загальна хімічна технологія», «Інженерна графіка», «Теоретична механіка», «Електротехніка», «Матеріалознавство», «Хімія», «Фізична хімія» тощо. Робота над курсовим проектом є підготовкою до вивчення фахових дисциплін.

Курсовий проект виконується студентом згідно з індивідуальним завданням, отриманим від керівника. Тема проекту формулюється незалежно від того, чи начитаний відповідний матеріал у лекційному курсі.

Метою курсового проекту є проектування технологічного апарату або агрегату, що входить до складу технологічної системи, призначеної для виробництва певної продукції.

На початку проектування студент повинен самостійно вивчити технологію виробництва. Необхідно отримати уявлення про фізико-хімічні основи всіх технологічних стадій і будову обладнання. Потрібно знати термодинамічні й кінетичні характеристики процесів, які протікають в апараті, що розробляється, можливостях їх інтенсифікації.

На початку проектування необхідно провести аналітичний огляд існуючих технологічних схем та конструкцій аналогів проектованого апарата й вибрати прототип для розробки.

У ході проектування студент виконує розрахунки апарата: матеріальні, теплові, конструктивні; розраховує і/або підбирає допоміжне устаткування.

Одна із задач курсового проекту – пошук шляхів модернізації існуючих технологій з метою створення нового, високопродуктивного обладнання. У зв'язку із цим, студент повинен запропонувати вдосконалення існуючого прототипу, або його елементів. Спроектований апарат не може бути точною копією прототипу, він повинен мати елементи новизни. Бажано, щоб студент, взагалі, запропонував свою власну конструкцію проектованого апарата.

Результати роботи над проектом студент представляє у пояснювальній записці й графічній частині, виконаних відповідно вимогам щодо оформлення технологічної документації, сформульованими в ДСТУ, ГОСТах, ЄСКД, ЄСТД. Недотримання цих вимог є підставою для зниження оцінки або недопущення проекту до захисту.

Під час захисту курсового проекту студент повинен продемонструвати знання, отримані в результаті вивчення відповідної навчальної дисципліни, довести правильність вибору конструкції розробленого апарата й адекватність проведених розрахунків, ефективність їх результатів, показати навички виконання графічних зображень обладнання.

Проект необхідно виконувати в строки, обумовлені календарним планом, який міститься в завданні на проектування. У ході проектування студент має право й зобов'язаний користуватися консультаціями керівника проекту, а також консультантів − фахівців у конкретних питаннях. Дисциплінованість студента й ділові якості, виявлені їм у процесі проектування, ураховуються в загальній оцінці. 

1. Зміст і обсяг курсового проекту

Курсовий проект складається з пояснювальної записки й графічної частини. 

1.1. Зміст пояснювальної записки

Пояснювальна записка до курсового проекту, містить всі вихідні, розрахункові й графічні матеріали і повинна бути оформлена в такій послідовності:

Титульний аркуш.

Завдання на проектування.

Реферат

Зміст

Вступ.

1. Загальна частина.

1.1. Аналітичний огляд літератури.

1.1.1. Фізико-хімічні основи виробництва продукції.

1.1.2. Порівняльний аналіз існуючих варіантів технологічних схем.

1.1.3. Порівняльний аналіз існуючих варіантів конструкцій апарата, що проектується.

1.2. Обґрунтування вибору конструкції апарата, що проектується.

1.3. Характеристика вихідних матеріалів та готової продукції.

1.4. Норми технологічного режиму.

2. Спеціальна частина.

2.1. Матеріальні розрахунки.

2.2. Теплові розрахунки.

2.3. Технологічні розрахунки.

2.3.1. Розрахунок основних розмірів апарату.

2.3.2. Вибір матеріалу конструкції апарату.

2.3.3. Розрахунки елементів конструкції апарату.

2.4. Розрахунки та вибір допоміжного устаткування.

3. Охорона праці

4. Охорона навколишнього середовища

Висновки

Список використаної літератури

Додатки

Титульний аркуш оформлюється для розміщення затверджуючих і погоджуючих підписів і виконується згідно затвердженого зразка (див. Додатки).

Завдання на проектування видається керівником. У ньому відображені:

− тема проекту, у якій вказане повне найменування апарату та його призначення у виробництві певної продукції;

− термін здачі студентом закінченого проекту;

− вихідні дані до проекту: продуктивність апарату, величини технологічних параметрів, суттєво важливі для його ефективної роботи;

− зміст пояснювальної записки;

− перелік графічного матеріалу з зазначенням обов'язкових креслень;

− дата видачі завдання;

− календарний план виконання проекту із визначенням окремих етапів процесу проектування та строків їх виконання.

Завдання підписується студентом, керівником і затверджується завідувачем кафедри.

Реферат (додаток Б) призначений для ознайомлення із пояснювальною запискою. Він має бути стислим, інформативним, обсягом не більше 500 слів (1 сторінка аркуша формату А4). Реферат повинен містити:

- відомості про обсяг пояснювальної записки, кількість ілюстрацій, таблиць, літературних джерел згідно зі списком літератури;

- текст реферату;

- перелік ключових слів.

Текст реферату подасться у такій послідовності:

- мета проекту;

- об’єкт розробки;

- характеристика проведених проектних робіт;

- одержані результати;

- практична цінність проекту.

Зміст оформлюються відповідно до загальних вимог.

Вступ. У цьому розділі студент обґрунтовує актуальність проектування даного обладнання й формулює мету свого проекту. Потрібно показати необхідність виробництва продукції, у якому задіяний проектований апарат; її роль і місце в економіці держави; коротко охарактеризувати існуючі технології і місце у них проектованого апарату; позитивний результат, очікуваний від розробленого проекту; його новизну. Приблизний обсяг розділу – 1−2 аркуші.

Загальна частина. Цей розділ містить загальні дані, які обґрунтовують вибір конструкції проектованого апарата та є основою для його розрахунку.

Аналітичний огляд літератури повинен містити базову інформацію, необхідну для виконання проекту, взяту з літератури. Роботу з літературою студент починає з лекційних курсів відповідних дисциплін, літературних джерел рекомендованих керівником. Далі студент самостійно знаходить потрібну інформацію, використовуючи фонди бібліотеки ДНУ, інших бібліотек, матеріали кафедр факультету, Internet. Огляд літератури повинен містити конкретну інформацію про фізичні та фізико-хімічні основи процесів, будову апаратів, їх практичне застосування. Кількість інформації, що має загальний характер, слід обмежувати. Механічне переписування текстів із першоджерел є недоліком.

Фізико-хімічні основи виробництва продукції. Цей підрозділ повинен містити характеристику процесів, що протікають в проектованому апараті з точок зору термодинаміки та кінетики. Необхідно охарактеризувати умови рівноваги, до яких прагне технологічне середовище й, якщо процеси оборотні, указати способи й засоби, за допомогою яких можна забезпечити максимально вигідне положення цієї рівноваги. Необхідно описати фактори, які обумовлюють швидкість процесів, які протікають у проектованому апараті, і обов'язково указати можливості її збільшення. Приведена інформація повинна бути винятково конкретною, не слід приводити дані дискусійного характеру, захоплюватися цитуванням сугубо наукової літератури. Приблизний обсяг підрозділу – 5−7 аркушів.

Порівняльний аналіз існуючих варіантів технологічних схем. Необхідно навести опис по можливості не менш 2−3 сучасних технологічних схем виробництва даної продукції. Останньою варто приводити схему, обрану в якості базової для даного проекту. Опис повинний базуватися на зображеннях відповідних схем і носити максимально конспективний характер. Для кожної схеми потрібно вказати послідовність всіх технологічних стадій від приймання сировини до відвантаження готової продукції з коротким описом задіяних у них апаратів і машин, навести величини основних технологічних параметрів. Треба уникати зайвої деталізації опису, приводити другорядну інформацію. Наприкінці потрібно дати порівняльну характеристику приведених технологічних схем і аргументоване обґрунтування вибору схеми для даного проекту. Приблизний обсяг підрозділу – 1−3 аркуші на кожну схему.

Порівняльний аналіз існуючих варіантів конструкції апарата, що проектується. Треба вказати місце об'єкта розробки в загальній класифікації процесів і апаратів. У загальному випадку процеси, що протікають у проектованому апараті, потрібно класифікувати за наступними ознаками:

− група процесів хімічної технології: хімічні (біохімічні) гідромеханічні, теплові, масообміні: механічні;

− оборотність: оборотні й необоротні;

− механізм реакції: прості й складні;

− фазовий склад реакційної системи: гомогенні й гетерогенні;

− використання каталізатора: каталітичні й некаталітичні;

− тепловий ефект: екзотермічні й ендотермічні;

− тепловий (температурний) режим: ізотермічні, політермічні, адіабатичні;

− напрямок взаємного переміщення матеріальних і теплових потоків: прямоточні, протиточні, перехресноточні;

− характер протікання процесів у часі: періодичні й безперервні;

− гідродинамічний режим: змішання й витиснення;

Проектований апарат також потрібно класифікувати за основними ознаками його конструкції: об'ємний, поверхневий, колонний, змішання, фільтр-пресний і т.п.

Необхідно навести загальний опис апаратів-аналогів − тих, які мають те саме або схоже призначення й належать до тих же класифікаційних груп, що й проектований апарат. Опис повинний бути проілюстрований графічними зображеннями й містити основні технічні дані.

Описувати обладнання схожого призначення, але яке не є прямим аналогом об'єкта проектування не треба. Наприклад, якщо проектований апарат − поверхневий теплообмінник, то не потрібно описувати теплообмінники змішання, або регенеративні. Приблизний обсяг підрозділу – 1−2 аркуші на класифікацію апарата й 1−2 аркуші на кожний апарат-аналог.

Обґрунтування вибору конструкції апарату, що проектується. Потрібно виділити загальні критерії оцінки ефективності проектованого апарата, найбільш суттєві для даного проекту і які повинні бути покращенні в порівнянні із прототипом: підвищення продуктивності, зменшення матеріалоємності або енергоємності технологічного процесу тощо. Ґрунтуючись на цих критеріях, потрібно зробити порівняльний аналіз достоїнств і недоліків апаратів-аналогів, описаних у попередньому підрозділі, вибрати прототип − один з аналогів, найбільш близький за технічною суттю до проектованого апарата. Необхідно запропонувати такі зміни конструкції або способу використання прототипу, які приведуть до підвищення його ефективності відповідно до виділених критеріїв. Потрібно навести креслення (формат А4) і докладний опис проектованого апарата. Приблизний обсяг підрозділу – 2−5 аркушів.

Характеристика вихідних матеріалів та готової продукції. Цей розділ повинен містити чисельні значення фізико-хімічних параметрів всіх речовин і матеріалів, що беруть участь у технологічному процесі, який здійснюється в проектованому апараті. Необхідно наводити тільки ті дані, які істотні для даного проекту: вимоги до якості вихідних речовин і продукції (з посиланням на відповідні нормативні документи – ДСТУ, ГОСТи, ІСО, ТУ), показники їх фізико-хімічних властивостей, які використані в ході розрахунків у даному проекті (молярну масу, щільність або густину, теплоємність, теплопровідність і т.п.). Інформацію, яка для проекту не істотна, приводити не слід (історія відкриття даної речовини, опис її властивостей, які не впливають на показники роботи проектованого апарата тощо). Приблизний обсяг розділу – 4−8 аркушів.

Норми технологічного режиму.Приводяться числові дані про технологічні параметри, які повинні підтримуватися в проектованому апараті.

Спеціальна частина. Зміст цього розділу конкретизується в ході проектування залежно від застосованої методики розрахунку. У загальному випадку він складається з матеріальних, теплових, технологічних розрахунків і розрахунків допоміжного устаткування.

Матеріальні розрахунки. Опираючись на задану продуктивність проектованого апарата потрібно розрахувати кількість всіх матеріальних потоків (речовин і матеріалів), які входять в апарат і які його залишають. Розрахунок повинен бути виконаний максимально докладно, наприклад, якщо одним з матеріальних потоків є суміш (розчин), потрібно вказати кількість кожного її компонента (розчинених речовин і розчинника). Розрахунки хімічних процесів повинні виконуватися з урахуванням реальних величин ступені перетворення сировини та втрати речовин. Якщо проектований апарат працює в періодичному режимі, то розрахунок виконується на яку-небудь фіксовану кількість (кг, т, м³, тощо) одного з основних матеріальних потоків (продукту або сировини) або на одне завантаження апарату. Якщо апарат працює безперервно, розрахунок робиться на одиницю часу. Підрозділ повинен містити таблицю матеріального балансу, у яку вносять результати розрахунків. В розрахунках апаратів, де зміни структури матеріальних потоків дуже прості (змішувачі), або не відбувається зовсім (теплообмінники) наводити таблицю матеріального балансу необов’язково. Приблизний обсяг підрозділу – 5−10 аркушів.

Теплові розрахунки. Потрібно розрахувати тепловий баланс апарату, у якому кількість теплоти, що надходить до апарату з матеріальними потоками, утворюється в ньому в результаті екзотермічних реакцій і фізико-хімічних процесів, порівнюється з кількістю теплоти, що залишає апарат з матеріальними потоками, поглинається в ході ендотермічних реакцій і фізико-хімічних процесів, втрачається в навколишнє середовище. Втрати теплоти слід розрахувати, а не приймати як відсоток від приходу. Слід розрахувати товщину теплоізоляції, якщо вона передбачена контрукцією. Якщо проектований апарат працює в періодичному режимі, то розрахунок виконується на загальну кількість теплоти (Дж). Якщо апарат працює безупинно, розрахунок робиться на одиницю часу (Вт). Результати розрахунку повинні бути представлені у вигляді таблиці теплового балансу (для теплообмінників необов’язково). Тут же розраховують кількість допоміжних теплоносіїв, необхідних для зведення теплового балансу. Приблизний обсяг підрозділу – 2−5 аркушів.

Технологічні розрахунки. Потрібно навести розрахунки основних розмірів апарата і його функціональних вузлів: довжина, висота, діаметр, розмір теплопередавальної поверхні, розміри тарілок і т.п. Необхідно зробити аргументований вибір матеріалу (матеріалів), з якого його потрібно виготовити, розрахувати товщину стінок корпуса й інших елементів конструкції. Розрахунки потрібно робити, опираючись на результати матеріальних та теплових розрахунків. У цей же підрозділ входить гідравлічний розрахунок апарата, метою якого є визначення гідравлічного опору. Отримані результати треба відкоригувати відповідно до чинних нормалей, ДСТУ, ГОСТів. Приблизний обсяг підрозділу – 2−5 аркушів

Розрахунки та вибір допоміжного устаткування. Потрібно навести розрахунки допоміжного устаткування, що забезпечує ефективну роботу проектованого апарата: мішалок, насосів, вентиляторів, компресорів, вакуум-насосів, калориферів, конденсаторів, ємностей для зберігання сировини й продукції й т.п. Все це устаткування повинне бути розраховане або підібране за чинними нормалями, каталогами, ДСТУ або ГОСТ із урахуванням конкретних умов їхньої роботи. Приблизний обсяг підрозділу – 2−5 аркушів.

Всі розрахунки курсового проекту повинні бути викладені докладно з максимальною кількістю пояснень. Якщо розрахунок виконаний у одній з систем автоматизованого проектування, наприклад у MathCad, лістінг розрахунку слід навести у Додатках.

Охорона праці. Охарактеризувати небезпечні фактори, характерні для даного виробництва, навести заходи щодо безпечної роботи проектованого обладнання. Приблизний обсяг розділу – 1−3 аркуші.

Охорона навколишнього середовища. Описати небезпечні для оточуючого середовища фактори, характерні для даного виробництва, перелічити засоби охорони атмосфери, водного басейну, ґрунту від попадання в них шкідливих речовин, які беруть участь у розглянутому технологічному процесі. Приблизний обсяг розділу – 1−3 аркуші.

Висновки. Навести основні результати розрахунків, також аналіз отриманих результатів, їх відповідності завданню на проект, міркування про можливі шляхи вдосконалювання даного процесу і його апаратурного оформлення.

Список використаної літератури. Треба вказати всі літературні джерела, використані в процесі проектування, посилання на які зроблені у тексті. Список потрібно скласти відповідно до чинного ДСТУ.

Додатки. У цьому розділі приводяться специфікації до креслень, виконані згідно з вимогами ЄСКД, а також ті результати роботи студента, які в основному тексті пояснювальної записки приводити недоцільно, наприклад, лістинги програм, таблиці з допоміжними результатами розрахунків тощо.

Додатки

Міністерство освіти І науки України

Дніпропетровський національний університет імені О.Гончара 

Факультет хімічний 

Кафедра хімії і хімічної технології високомолекулярних сполук 

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ 

з дисципліни «Загальна хімічна технологія» 

на тему: Метанатор для агрегату синтезу аміаку продуктивністю 1360 т/доб

Студентки 3 курсу

групи ХВ-10-3

напряму підготовки:

6.051301 – хімічна технологія, 

Карнаух Євгенії Іванівни 

Керівник доц., к.т.н., Поджарський М.А.

Кількість балів____________

Національна шкала ________

ОцінкаECTS _____________

м. Дніпропетровськ, 2014 р.

Реферат

Курсовий проект: 60 с., 15 рис., 8 табл., 12 джерел.

Мета проекту: розрахувати і спроектувати метанатор для агрегату синтезу аміаку продуктивністю 1360 т/доб .

Об’єкт розробки: реактор для каталітичного гідрування оксидів вуглецю для тонкої очистки від них синтез-газу, призначеного для виробництва синтетичного аміаку.

В ході проектування проведено аналітичний огляд науково-технічної літератури, на основі якого вибрана конструкція проектованого апарата, виконано матеріальні, теплові та технологічні розрахунки. Ґрунтуючись на даних про склад реакційної суміші та продуктивність, розраховано матеріальний баланс, який, з урахуванням кінетики процесу, дозволив визначити основні розміри апарата. На основі матеріальних розрахунків, а також термодинамічних та кінетичних даних складено тепловий баланс апарата, визначені необхідні для його роботи затрати енергії, втрати теплоти в оточуюче середовище.

Одержані такі основні результати: метанатор спроектований, як вертикальний апарат поличного типу з внутрішнім діаметром 3,8 м, висотою шару каталізатора 3,6 м. середня температура – 623 К, втрати теплоти не перевищують 2% від її приходу.

Результати курсового проекту можуть буди використані при проектуванні технологічних схем виробництва синтез-газу.

Перелік ключових слів: МЕТАНАТОР, КАТАЛІЗАТОР, СИНТЕЗ-ГАЗ, ОКСИДИ ВУГЛЕЦЮ, МЕТАН.

З повагою ІЦ "KURSOVIKS"!