甲醛的課程工藝設(shè)計(jì)

1、前言甲醛是重要的有機(jī)化工基礎(chǔ)原料，是甲醇最重要的衍生物產(chǎn)品之一，甲醛的用途十分廣泛，主要用于生產(chǎn)脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等，也用于生產(chǎn)醫(yī)藥產(chǎn)品、農(nóng)藥和染料以及消毒劑、殺菌劑、防腐劑等。目前甲酴的生產(chǎn)均采用甲醇為原料，銀催化劑，經(jīng)空氣氧化得到，其濃度為37%左右，其余為水，含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福爾馬林，是常用的殺菌劑和防腐劑。甲醛是脂肪族中的最簡單的醛，化學(xué)性質(zhì)十分活潑。甲醛最早由俄國化學(xué)家A.M.Butlerov于1895年通過亞甲基二乙酯水解制得。1868年，A.M.Hoffmann使用鉑催化劑，用空氣氧化甲醇合成了甲醛，并且確定了它的化學(xué)特性。1886年Loews使用銅

2、催化劑和1910年Blank使用銀催化劑使甲醛實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。1910年，由于酚醛樹脂的開發(fā)成功，使甲醛工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。隨著甲醛工業(yè)生產(chǎn)的不斷擴(kuò)大和甲醛產(chǎn)品的深入研究，其生產(chǎn)工藝的日漸完善，對(duì)甲醛生產(chǎn)設(shè)備的要求也在不斷提高。工業(yè)甲醛生產(chǎn)典型的有機(jī)合成工藝，在我國已有近五十年的歷史。我國的甲醛生產(chǎn)技術(shù)無論在裝置技術(shù)、催化劑的改進(jìn)、還是余熱利用方面都已有了長足的進(jìn)步，其主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已過到國際上同類生產(chǎn)工藝先進(jìn)水平。從我國甲醛的生產(chǎn)現(xiàn)狀看，結(jié)合畢業(yè)實(shí)習(xí)的相關(guān)內(nèi)容，此設(shè)計(jì)采用的是銀催化劑氧化生產(chǎn)甲醛的生產(chǎn)工藝流程。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，按照設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，對(duì)年產(chǎn)3萬噸甲醛裝置進(jìn)行了完整的物料

3、衡算與熱量衡算，對(duì)工藝過程中的主要設(shè)備進(jìn)行了較為詳細(xì)的工藝計(jì)算，同時(shí)也對(duì)裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況進(jìn)行了初步估計(jì)。由于本人能力有限，加上時(shí)間較為倉促，在整個(gè)設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和不足之處，敬請(qǐng)老師和同行批評(píng)指正。設(shè)計(jì)依據(jù)及原則（2.1）設(shè)計(jì)依據(jù) CH2OCOH2HOCH2CHO（2.2）設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)原則 主要從能耗、投資、環(huán)境等因素考慮。產(chǎn)品方案（3.1） 產(chǎn)品名稱和性質(zhì)產(chǎn)品名稱：甲醛 化學(xué)分子式：HCHO 分子量：30.03 產(chǎn)品性質(zhì)A.物理性質(zhì)甲醛又稱蟻醛，是無色有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，對(duì)空氣的比重為1.06，略重于空氣，易溶于水、醇和醚，甲醛在常溫下是氣態(tài)，通常以水溶液形式出現(xiàn)。其30%40%

4、的水溶液為福爾馬林液，此溶液沸點(diǎn)為19。故在室溫時(shí)極易揮發(fā)，隨著溫度的上升揮發(fā)速度加快。甲醛易聚合成多聚甲醛，其受熱易發(fā)生解聚作用，并在室溫下可緩慢釋放甲醛。表1-2 甲醛的物理性質(zhì) 計(jì)量單位:見表項(xiàng)目數(shù)值密度(g/cm3)-80 0.9151-20 0.8153沸點(diǎn)(101.3kPa)/-19熔點(diǎn)-118汽化熱(19)/(kj/mol)23生成熱(25)/(kj/mol)-116標(biāo)準(zhǔn)自由能(25)/(kj/mol)-109.7比熱容J/(mol.k)35.2熵J/(mol.k)218.6燃燒熱(kj/mol)561569臨界溫度137.2141.2臨界壓力Mpa6.816.66空氣中爆炸極限

5、%7.073著火點(diǎn)430B.化學(xué)性質(zhì)甲醛分子中含有醛基，具有典型的醛類的化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)又含有羰基碳原子鍵合的較為活潑的-H，使甲醛的化學(xué)性質(zhì)十分活潑，能參加與多種化學(xué)反應(yīng)。在此只介紹幾種重要的化學(xué)反應(yīng)。（1）加成反應(yīng) 1）在有機(jī)溶劑中，甲醛與烯烴在酸催化下發(fā)生加成反應(yīng)，通過這種反應(yīng)，可由單制備雙烯烴，并增加一個(gè)碳原子，例如甲醛與異丁烯反應(yīng)得到異戊二烯。2）在乙炔酮、乙炔銀和乙炔汞催化劑存在下，單取代乙炔化合物與甲醛加成生成炔屬醇（Reppe反應(yīng)）。對(duì)乙炔來說，加上2mol甲醛，生成2-丁炔-1，4-二醇，2-丁炔-1，4-二醇進(jìn)一步加氫生成重要的化學(xué)1，4-丁二醇。3）在堿性溶液中，甲醛和氰化

6、氫反應(yīng)生成氰基甲醇。（2）縮合反應(yīng)甲醇除自身外，能各多種醛、醇、酚、胺等化合物發(fā)生縮合反應(yīng)?？s合反應(yīng)是甲醛最重要的化學(xué)反應(yīng)。1）甲醛能發(fā)生自縮合反應(yīng)，生成三聚甲醛或多聚甲醛。60%濃甲醛溶液在室溫下長期放置就能自動(dòng)聚合成三分子的環(huán)狀聚合物。2）在NaOH溶液中，甲醛自身縮合生成羥基乙醛。HOCH3CHO它能進(jìn)一步快速與甲醛縮合生成碳水化合物，俗稱Formose反應(yīng)。3）甲醛聚糖反應(yīng)是已知的唯一一步合成碳水化合物的方法，它在生成物多元醇和甲醛生物工程利用中具有潛在的重要意義。在RhCl(Ph3P)和叔胺催化體系的作用下，在120312Mpa的條件下甲醛與合成氣反應(yīng)生成販丙糖、戊糖和己糖。4） 在

7、堿性催化劑作用下，甲醛和酚首先發(fā)生加成反應(yīng)。生成多羥基苯酚，生成多羥基苯酚受熱后，可進(jìn)一步縮合脫水，生成酚醛樹脂。5）甲醛很容易和氨及胺發(fā)生縮合反應(yīng)，生成鏈狀或環(huán)狀化合物。甲醛和氨在2030條件下縮合生成六亞甲基四胺，俗稱烏洛托品。（3）分解反應(yīng)純的、干燥的甲醛氣體能在80100的條件下穩(wěn)定存在，在300以下時(shí)，中醛發(fā)生緩慢分解為CO和H2，400時(shí)分解速度加快，達(dá)到每分鐘0.44%的分解速度。 300HCHOCOH2 （4）氧化還原反應(yīng)甲醛極易氧化成甲酸、進(jìn)而氧化為CO2和H2O O2 O2HCHOHCOOHCO2H2O（5）羰基化反應(yīng)在鈷或銠催劑作用下，于110 和13-15Mpa條件下，

8、甲醛與合成氣（H2/CO=1-3）能進(jìn)行羥基化反應(yīng)生成乙醇醛，進(jìn)一步加氫可以生成乙二醇，該反應(yīng)也稱甲醛氫甲?；磻?yīng)。CH2OCOH2HOCH2CHO在羰基銠催化劑和鹵化物促進(jìn)劑的作用下，甲醛與合成氣能進(jìn)行同系化反應(yīng)生成乙醛，進(jìn)一步加氫生成乙醇。（3.2）產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格多年來，我國生產(chǎn)的工業(yè)甲醛都是單一的37%（wt）濃度的水溶液，使用中存在濃度低、運(yùn)輸費(fèi)用高和影響某些下游產(chǎn)品的加工性能及廢水處理等問題。近年來，隨著甲醛下游產(chǎn)品的發(fā)展和“鐵鉬法”生產(chǎn)甲醛技術(shù)的引進(jìn)，甲醛產(chǎn)品的規(guī)格品種已開始向多種化工方向發(fā)展，現(xiàn)根據(jù)需要，可生產(chǎn)除37%（wt）濃度以外的37%-55%（wt）濃度的多種甲醛產(chǎn)品供應(yīng)市

9、場。 由于歷史的原因，目前我國工業(yè)甲醛執(zhí)行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)仍是以37%（wt）濃度的產(chǎn)品，我國工業(yè)甲醛（37%）的質(zhì)量大部分都達(dá)到優(yōu)極品標(biāo)準(zhǔn)，有的還根據(jù)用戶和自身的要求，嚴(yán)格控制酸度和甲醇含量等標(biāo)準(zhǔn)。但企業(yè)間仍存在一定的差異，少數(shù)企業(yè)優(yōu)極品率低，質(zhì)量波動(dòng)較大。 我國甲醛生產(chǎn)廠家現(xiàn)主要集中地 單位：萬噸地區(qū)名企業(yè)數(shù)生產(chǎn)能力產(chǎn)量(2003年)200120022003全國276722.5287.6426.6308.97山東4911762.78139.49吉林1020.57.81016.09黑龍江1018.5572.54遼寧22217.68.83.62內(nèi)蒙古50.50.51.10.58河南26368.810

10、.53.75河北3472.532.430.321.14北京153.61.40天津4123.232.77山西4171.850.82陜西241.41.42.46新疆110.30.60.54江蘇198831.83346.55浙江10331824.527.44安徽8301112.413.52上海533.523.522.515.29重慶28455.55四川8235.75.26.19廣西372.93.74.27寧夏110.21.11.14甘肅11.51.20.40.84云南612.567.313.84貴州23.51.51.82.85江西27.53.54.15.5廣東128621.623.836.46福建1

11、3258.713.913.25湖南5168.19.115.3湖北917.53.46.716.3海南24.51.410.88（3.3）產(chǎn)品用途甲醛屬于用途廣泛、生產(chǎn)工藝簡單、原料供應(yīng)充足的大眾化工產(chǎn)品，是甲醇下游產(chǎn)品中的主干，世界年產(chǎn)量在2500萬噸左右，30%左右的甲醇都用來生產(chǎn)甲醛。但甲醛是一種濃度較低的水溶液，從經(jīng)濟(jì)角度考慮不便于長距離運(yùn)輸，所以一般都在主消費(fèi)市場附近設(shè)廠，進(jìn)出口貿(mào)易也極少。甲醛除可直接用作消毒、殺菌、防腐劑外，主要用于有機(jī)合成、合成材料、涂料、橡膠、農(nóng)藥等行業(yè)，其衍生產(chǎn)品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛樹酯、脲醛樹酯、氨基樹酯及烏洛托產(chǎn)品。（3.4）原材料說明原材料名稱：甲醇

12、A.物理性質(zhì)甲醇是最簡單的飽和脂肪酸，分子式CH3OH，相對(duì)分子質(zhì)量32.04，常溫常壓下，純甲醇是無色透明、易揮發(fā)、可燃、略帶醇香味的有毒液體。甲醇可以和水以及乙醇、乙醚等許多有機(jī)液體無限互溶，但不能與脂肪烴類化合物相互溶，甲醇蒸氣和空氣能形成爆炸性混合物，爆炸極限為6.0%36.5%（體積）。B.化學(xué)性質(zhì)甲醇是最簡單的飽和脂肪醇，具有脂肪醇的化學(xué)性質(zhì)，即可進(jìn)行氧化，酯化、羰基化、胺化、脫水等反應(yīng)；甲醇裂解生CO和H2，是制備CO和H2的重要化學(xué)方法。在此只介紹幾種重要的化學(xué)反應(yīng)。 （1）氧化反應(yīng)甲醇在電解銀催化劑下可被空氣氧化成甲醛，是重要的工業(yè)制備甲醛的方法；（2）酯化反應(yīng) 甲醇可與多種

13、無機(jī)酸和有機(jī)酸發(fā)生酯化反應(yīng)。甲醇和硫酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成硫酸氫甲酯，硫酸氫甲酯經(jīng)加熱減壓蒸餾生成重要的甲基化試劑硫酸二甲酯；（3）羰基化反應(yīng)甲醇和光氣發(fā)生羰基化反應(yīng)生成氯甲酸甲酯，進(jìn)一步反應(yīng)生成碳酸二甲酯；（4）裂解反應(yīng)在銅催化劑上，甲醇可裂解成CO和H2。四、合成方法及生產(chǎn)技術(shù)比較（4.1）甲醛的各種生產(chǎn)工藝比較 目前，國內(nèi)外由甲甲醇生產(chǎn)甲醛主要有以下幾種方法： 4.1 .1 銀催化劑法：用銀鋪成薄層的銀粒為催化劑，控制甲醇過量，反應(yīng)溫度在600-700之間。銀法工藝路線心德國BASF公司為代表。4.1 .2 鐵鉬催化劑法：用FeO、MO做催化劑，還經(jīng)常加入鉻和鈷的氧化物做助催化劑，甲醇與過量

14、的空氣混合，經(jīng)凈化，預(yù)熱，在320-380溫度下反應(yīng)生成甲醛。鐵鉬催化劑法工藝路線以瑞典PERSTORP公司為典型。4.1 .3 甲縮醛氧化法： 甲縮醛氧化法制取高濃度甲醛由三步進(jìn)程完成：甲縮醛的合成、甲縮醛氧化和過濃度甲醛吸收與處理。甲縮醛氧化法是制備高濃度甲醛溶液的另一種方法。日本旭化成公司于20世紀(jì)80年代開發(fā)成功的這一生產(chǎn)方法，是將甲醛和甲醇在陽離子交換樹脂的催化作用下，采用反應(yīng)精餾的方法先合成甲縮醛，然后將甲縮醛在鐵鉬氧化催化劑的作用下，用空氣氧化生產(chǎn)甲醛。4.1 .4 二甲醚氧化法：將二甲醚氣體與空氣混合，預(yù)熱后通過多管式固定床反應(yīng)器，管內(nèi)裝有金屬氧化物催化劑，管外用液體導(dǎo)熱法移走

15、反應(yīng)熱量。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與鐵鉬法相同。反應(yīng)壓力為常壓，溫度450-500，空速為1000-4000m/h，催化劑為金屬氧化鎢，也有氧化鉍-氧化鉬催化劑的專利發(fā)表。反應(yīng)氣體速冷后進(jìn)入二段吸收系統(tǒng)，用離子交換法脫去甲酸，制得37-44%（wt%）的甲醛水溶液。4.1 .5 低碳烷烴直接氧化法： 用低碳烴，例如天然氣或瓦斯氣體中甲烷及丙烷，丁烷等在No催化劑作用下，直接用空氣氧化而得到甲醛。其反應(yīng)式如下：CH4O2=HCHOH2（4.2）生產(chǎn)工藝比較目前，工業(yè)上幾乎所有的甲醛生產(chǎn)方法都是用銀催化劑法、鐵鉬催化劑法。4.2 .1 工藝技術(shù)比較銀法是以甲醇為原料以一定配比的甲醇和空氣、水蒸氣經(jīng)過過熱器，過濾

16、器進(jìn)入氧化器，在催化床層使甲醇脫氫成甲醛。甲醛氣體和水蒸氣經(jīng)冷卻，冷凝由吸收塔吸收，制成37%的甲醛溶液成品。在銀法過程中也能做到適當(dāng)?shù)臐舛取ｈF鉬法用二元?dú)馍a(chǎn)，銀法用三元?dú)馍a(chǎn)，兩法所用催化劑不同。鐵鉬法所進(jìn)行的反應(yīng)為完全氧化反應(yīng)，而銀法是氧化脫氫反應(yīng)。故銀法選擇是甲醇與空氣混合的爆炸上限操作（混合比37%以上，醇過量），為保持脫氫反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)溫度為650左右。反應(yīng)熱量靠加入水蒸氣等帶走。鐵鉬法選擇的是下限操作（混合比7%以下，氧過量），即與過量的空氣中的氧氣反應(yīng)。反應(yīng)溫度控制在430左右，而反應(yīng)的熱量靠惰性氣體帶走，所以在反應(yīng)過程中需引入尾氣塔，由于吸收系統(tǒng)中加水少，從而能制取高濃度甲醛

17、。但由于采用了尾氣循環(huán)和足夠量的空氣，增加了動(dòng)力的消耗，且由于氣體量的加大而使裝置能力相對(duì)減小了約25%。根據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，美國鐵鉬法、銀法生產(chǎn)裝置各占50%，而國內(nèi)銀法占95%以上。甲醇蒸發(fā)器過熱器三元過濾器氧化器吸收一塔吸收二塔空氣 電解銀法制甲醛工藝流程圖說明（1）用兩種方法生產(chǎn)的甲醛作為商品，鐵鉬法也有它的局限性，因?yàn)闈饧兹┰诔叵氯菀拙酆?，高濃甲醛在貯存和運(yùn)輸上很難處理。在制膠工業(yè)中客戶一般不喜歡用鐵鉬法制取的低醇含量的甲醛。如作為有些需要脫水的下游產(chǎn)品的原料，則有它的可取之處。（2）鐵鉬法一次性投資費(fèi)用大，投資回收期長。與銀法相比其投資風(fēng)險(xiǎn)大，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，近幾年銀法甲醛工

18、藝也已有了很大的進(jìn)步（如單耗、能耗等），單耗已接近鐵鉬法水平。（3）銀法工藝上用的電解銀催化劑，其制法簡單，成本較低，并可重復(fù)使用。鐵鉬法由供應(yīng)商提供，價(jià)格昂貴且受到一定的制約。（4）用兩種工藝路線生產(chǎn)甲醛，銀法的運(yùn)行成本在設(shè)備折舊費(fèi)、能耗、催化劑消耗費(fèi)用以及副產(chǎn)蒸汽等方面都優(yōu)于鐵鉬法；鐵鉬法在單耗，甲醛濃度上也有它的明顯優(yōu)點(diǎn)。2.2.2 銀催化劑法和鐵鉬催化劑法的特點(diǎn)的比較： 電解銀催化劑法和鐵鉬催化劑法的特點(diǎn) 計(jì)量單位：見表項(xiàng)目銀催化劑法鐵鉬催化劑法反應(yīng)溫度（）600720320380反應(yīng)器絕熱式管式絕熱流化床催化劑壽命361218 收率（%）89919194甲醇單耗(Kg/t)47048

19、0420470甲醛濃度（%）37553755產(chǎn)品中甲醇含量（%）480.51.5產(chǎn)品中甲酸量（104）100200200300甲醛中混合氣體中濃度（%）377投資相對(duì)低相對(duì)高催化劑失活原因原料中鐵、硫引起中毒M升華對(duì)毒物敏感程度敏感不敏感附：國內(nèi)外甲醛裝置能耗比較 國內(nèi)外甲醛裝置能耗比較 單位：m3/t、t/t、kwh/t項(xiàng)目國外國內(nèi)銀法鐵鉬法銀法鐵鉬法先進(jìn)一般先進(jìn)一般先進(jìn)一般先進(jìn)一般冷卻水20-3030-502028-4215-2035-452030-40蒸汽0.2-0.50.3-0.10.60.3-0.50.3-0.50.3-00.60.3-0.5電2025-307085-9018-203

20、0-408085-98注：以生產(chǎn)1噸37%的甲醛消耗量統(tǒng)計(jì)通過以上分析，我認(rèn)為銀法甲醛生產(chǎn)線具有投資小，能耗低，能生產(chǎn)高濃度甲醛，物耗又接近鐵鉬法水平等優(yōu)點(diǎn)，因此，將它推廣為首選的甲醛生產(chǎn)路線，應(yīng)比較適合中國的國情。（4.3）工藝流程介紹4.3.1 流程說明 熱水 蒸汽 工藝補(bǔ)水 尾氣 甲醇蒸發(fā)器過熱器三元過濾器氧化器吸收一塔吸收二塔空氣 冷卻水 甲醛產(chǎn)品圖31 電解銀法制甲醛工藝流程圖 原料氣的供給：原料甲醇用泵連續(xù)從甲醇貯槽送至高位槽，一部分甲醇流回甲醇貯槽，另一部分自高位槽能過甲醇過濾器過濾羰基鐵等到雜質(zhì)后，控制一定的流量進(jìn)入蒸發(fā)器；同時(shí)，空氣經(jīng)空氣過濾器過濾灰塵等到雜質(zhì)后由羅茨鼓風(fēng)機(jī)在

21、蒸發(fā)器底部送入，并通過空氣放空來控制一定的量。空氣經(jīng)過濾器由鼓風(fēng)機(jī)鼓入蒸發(fā)器?？諝夤呐萁?jīng)過0.81m的45甲醇液，被甲醇蒸發(fā)所飽和，蒸發(fā)器頂部裝有阻霧設(shè)施，分離夾帶的甲醇液滴。按照配料要求補(bǔ)加水蒸氣。用熱水或蒸氣調(diào)節(jié)蒸發(fā)器溫度后，控制在4552（依據(jù)氧醇比和平衡濃度來定）。甲醇在蒸發(fā)器中經(jīng)空氣鼓泡蒸發(fā)后，形成均勻混合的二元?dú)怏w，再通過噴嘴加入不定期定量的水蒸氣（即配料蒸氣）以調(diào)節(jié)水醇比，形成配比的二元反應(yīng)氣。甲醇-水蒸氣-空氣經(jīng)過過熱器加熱到120，以保證反應(yīng)混合氣中甲醇全部氣化。因?yàn)榧状家旱芜M(jìn)入反應(yīng)區(qū)，會(huì)劇烈蒸發(fā)，使催化劑床層翻動(dòng)，造成床層厚度不均，發(fā)生短路，而且甲醇蒸發(fā)吸熱，會(huì)降低反應(yīng)溫度

22、，甚至發(fā)生熄火不反應(yīng)。過熱的反應(yīng)混合氣進(jìn)入阻火器，阻火器起安全隔離作用，當(dāng)反應(yīng)器中發(fā)生燃燒反應(yīng)時(shí)，不會(huì)涉及到前部的蒸發(fā)器。再進(jìn)入過濾器以除去五羰基鐵等含鐵雜質(zhì)。最后于120左右進(jìn)入氧化反應(yīng)器。原料所轉(zhuǎn)化為甲醛：在氧化器的的氧化室中，三元反應(yīng)氣在電解銀觸媒的作用下發(fā)生氧化和脫氫反應(yīng)生成甲醛，反應(yīng)溫度控制在650絕大部分甲醇轉(zhuǎn)化成甲醛，同時(shí)會(huì)有一些副反應(yīng)發(fā)生。為控制副反應(yīng)的發(fā)生并防止甲醇的分解，轉(zhuǎn)化后的氣體經(jīng)廢熱鍋爐被聚冷到230以下，再經(jīng)冷卻段冷卻到80100，然后進(jìn)入第一吸收塔。反應(yīng)氣體的吸收：吸收采用雙塔循環(huán)，二塔用軟水作吸收劑，一塔用二塔來的甲醛溶液的稀溶液（二補(bǔ)一）作吸收劑。具體流程：自

23、氧化器出來的甲醛從一塔底進(jìn)入，向塔頂流動(dòng)；二塔來的稀甲醛溶液（二補(bǔ)一）從塔頂加入，一塔循環(huán)液從塔頂和塔中部加入，向下流動(dòng)，氣流逆向流動(dòng)；在此運(yùn)行過程中大部分甲醛被吸收，并放出大量的熱；為控制一定的一塔循環(huán)溫度以保證吸收效果，一塔出來的循環(huán)液經(jīng)泵送入塔頂和塔中部前，必須經(jīng)一塔第一冷卻器和一塔第二冷卻器冷卻后，才能送入形成自塔循環(huán)。未補(bǔ)吸收的氣體由塔頂引出，進(jìn)入第二吸收塔的底部，由塔頂引出尾氣鍋爐或支真空系統(tǒng)。吸收用水由泵經(jīng)冷卻器打到第二吸收塔頂，在二塔內(nèi)吸收甲醛后，用泵經(jīng)第二冷卻口頭冷卻后，打到第一吸收塔頂，在一塔內(nèi)進(jìn)一步吸收甲醛后，由一塔底引出冷卻器流入甲醛貯槽。產(chǎn)品含甲醛36.7%37.4%

24、，甲醇6%左右，密度1.1Kg/L。鐵會(huì)促使甲醛分解，為了避免鐵接觸，反應(yīng)器以后的設(shè)備、管路采用鋁或不銹鋼制成。五、年產(chǎn)3萬噸37.2%甲醛的工藝計(jì)算5.1 計(jì)算依據(jù)： （1）主副反應(yīng)（見計(jì)算過程） （2）基準(zhǔn) 年工作時(shí)間：1年以300天計(jì)（約7200小時(shí)） 年生產(chǎn)能力：3萬噸/年 （3）配料濃度：57.5% （4）氧醇比：以0.405計(jì)，技術(shù)單耗按0.450 （5）尾氣組成及產(chǎn)品質(zhì)量見下表： 尾氣組成及產(chǎn)品質(zhì)量 尾氣及產(chǎn)品組成Wt%組分CO2COO2H2HCHOCH3OHCH4H2ON2HCOOH二塔尾氣3.30.30.42150.20.00720.25.732874.840100 （6）裝

25、置所有蒸汽壓力 392.5KPa(表壓) （7）空氣相對(duì)濕度為80%：其中含O2：21%；N2：77.1%；H2O：1.9%（8）甲醛分子量：30.035.2 物料衡算5.2.1產(chǎn)品：30000（30024）=4.167（t）=4167（kg）其中： HCHO：416737.2%=1550.124(kg）=51.619(kmol) CH3OH：41671.2%=50.004(kg）=1.561(kmol) HCOOH：41670.01%=0.417(kg）=0.009(kmol) H2O：4167(1550.12450.0040.417)=2549.787(kg）=141.655(kmol)

26、產(chǎn)品組成 計(jì)量單位：見表組分HCHOCH3OHH2OHCOOH含量/kmolh151.6191.561142.1180.009195.307含量/kgh11550.12450.0042567.2890.4174167.8345.2.2 原料甲醇投入量：設(shè)投入量為Y尾氣中含有X，則Y=（41670.450/32.015）X 根據(jù)氧醇比和空氣中氧氣的含量得：0.405Y21%=n空 77%n75.81%=n尾 0.0072%n=X解四元一次方程得：X=0.0084 (kmol) Y=58.544(kmol) n空=112.906(kmol) n尾=116.303(kmol) 41670.450=1

27、875.150(kg）=58.544(kmol)5.2.3 空氣投入量（根據(jù)氧醇比求）：0.40558.54422.4/21%=2529.101(m3)=112.906(kmol) 空氣相對(duì)濕度為80%；其中含O2：21%；N2：77.1%；H2O：1.9%所以：O2：112.90621%=23.710(kmol)=758.728(kg）N2：112.90677.1%=87.051(kmol)=2437.415(kg）H2O：112.9061.9%2.145(kmol)=38.614(kg）5.2.4 尾氣中各組分含量的計(jì)算：112.90677.1%/74.87%=116.303(kmol)其

28、中： CO2：116.3033.3%=3.838(kmol)=168.872(kg） CO：116.3030.3%=0.349(kmol)=9.772(kg） O2：116.3030.42%=0.489(kmol)=15.684(kg）H2：116.30315%=17.445(kmol)=34.89(kg）HCHO：116.3030.2%=0.233(kmol)=6.997(kg）CH3OH：116.3030.0072%=0.0084(kmol)=0.261(kg）CH4：116.3030.2%=0.233(kmol)=3.782(kg）H2O：116.3035.7328%=6.667(kmo

29、l)=120.013(kg）N2：116.30374.84%=87.051(kmol)=2437.418(kg）由以上數(shù)據(jù)及下列反應(yīng)式可求的甲醇消耗量: 甲醇消耗量/kmolh1CH3OH1/2O2HCHOH2O (1) 34.212CH3OH3/2O2CO22H2O (2) 3.838CH3OHO2CO2H2O (3) 0.394CH3OHO2HCOOHH2O (4) 0.009CH3OHH2CH4H2O (5) 0.233CH3OHHCHOH2 (6) 17.678根據(jù)氧的衡算，由（1）式和上列有關(guān)反應(yīng)式得甲醛量為：23.710(3.8383/20.3940.4890.009)2=34.2

30、12(kmol)由（5）式與（6）式得甲醛量為：17.4450.233=17.678(kmol)總甲醛量為：34.21217.678=51.890(kmol)而尾氣帶走甲醛量為：0.233(kmol)所以實(shí)際甲醛產(chǎn)量為：51.8900.233=51.657(kmol)=1551.260(kg）預(yù)計(jì)產(chǎn)品總量（含37.2%的甲醛水溶液）：1551.26037.2%=4170.054(kg）預(yù)計(jì)計(jì)劃生產(chǎn)量為：(30001000)7200=4167(kg）預(yù)計(jì)產(chǎn)品與設(shè)計(jì)計(jì)劃量要求基本一一致。5.2主要設(shè)備物料衡算（以小時(shí)計(jì)）：（1）蒸發(fā)器物料衡算：其中進(jìn)料量在物料衡算中求得，出料H2O為工業(yè)甲醇水和濕

31、空氣中水相加：37.84038.614=76.446kg。其中出料量與進(jìn)料量相同。 蒸發(fā)器物料衡算 計(jì)量單位：見表物料輸入物料輸出名稱kmolkg名稱kmolkg原料甲醇59.990 1892.005原料氣172.8965126.765CH3OH57.8881854.165CH3OH57.8881854.165H2O2.10237.840 H2O4.24776.446空氣112.9063234.76O223.710 758.728O223.710 758.728N287.0512437.418N287.0512437.418H2O2.14538.614合計(jì)172.896 5126.765172

32、.8965126.765（2）過熱器物料衡算出料中H2O量為配料蒸氣與原料氣水量相加。 過熱器物料衡算 計(jì)量單位：見表物料輸入物料輸出名稱kmolkg名稱kmolkg原料氣172.896 5126.765三元?dú)?44.7866420.784CH3OH57.8881854.165CH3OH57.8881854.165H2O4.24776.446 H2O76.1371370.465O223.710 758.728O223.710 758.728N287.0512437.418N287.052437.418配料蒸汽71.890 1294.019合計(jì)244.786 6420.784244.786 64

33、20.776（3）氧化器物料衡算：進(jìn)料量已求，出量料計(jì)算：甲醛量=產(chǎn)品中甲醛量尾氣中甲醛量 甲醇量=產(chǎn)品中甲醇量尾氣中甲醇量 水量=進(jìn)料中水量反應(yīng)生成的水量 其它組分與物料衡算中尾氣相 氧化器物料衡算 計(jì)量單位：見表物料輸入物料輸出名稱kmolkg名稱kmolkg三元?dú)?44.786 6420.784CH3OH57.8881854.165CH2O51.890 1556.7物料輸入物料輸出名稱kmolkg名稱kmolkgH2O76.1371370.465CH3OH1.569450.268O223.710 758.728HCOOH0.009 0.417N287.052437.418H2O118.8

34、742139.732CO23.838168.872CO0.3499.772CH40.2333.728H217.44534.890 O20.48915.648N287.0512437.418合計(jì)244.7866420.776281.7456417.445（4）吸收一塔物料衡算進(jìn)料的轉(zhuǎn)化氣量已在求得，來自二塔液相各組分量已在物料衡算中求得，出料中的成品量已在物料衡算中求出。塔頂氣相各組分量=對(duì)應(yīng)進(jìn)料量對(duì)應(yīng)一塔吸收量。 吸收一塔物料衡算 計(jì)量單位：見表物料輸入物料輸出名稱kmolkg名稱kmolkgCH2O51.890 1556.7成品194.8524167CH3OH1.569450.268CH2O

35、51.6191550.124HCOOH0.0090.417CH3OH1.569450.268H2O118.8742139.732HCOOH0.0090.417CO23.838168.872H2O141.6552549.787CO0.3499.772塔頂氣體153.8653428.344CH40.2333.728CH2O6.102183.06H217.44534.890 CH3OH1.569450.221O20.48916.648H2O29.927538.677N287.0512437.418CO23.838168.872來自二塔液60.1371174.973CO0.3499.772CH2O5.

36、869176.246CH40.2333.728CH3OH1.56149.999H217.44534.890 H2O52.707948.728O20.48915.648N287.0512437.418合計(jì)342.0737595.418349.170 7595.344（5） 吸收二塔物料衡算：進(jìn)料的進(jìn)塔氣相量已求得，塔頂加水量已在物料衡算中求得。出料的尾氣在物料衡算中已求出，二塔液相采出量與表中相同 吸收二塔物料衡算 計(jì)量單位：見表物料輸入物料輸出名稱kmolkg名稱kmolkg進(jìn)料氣相153.865 3428.344尾氣116.3032783.417CH2O6.102 183.243CH2O0.

37、2336.997CH3OH1.569450.268CH3OH0.00840.261H2O36.789662.202H2O6.667120.01CO23.838168.872CO23.838168.872CO0.3499.772CO0.3499.772CH40.2333.728CH40.2333.728H217.44534.890 H217.44534.890 O20.48915.648 O20.48915.648N287.0512437.418N287.0512437.418塔頂加水29.448530.064二塔液采出60.1371174.973CH2O5.869176.246CH3OH1.5

38、6149.999H2O52.707948.728合計(jì)183.4633958.408176.4513958.39物料平衡總圖進(jìn)料出料組分摩爾流量質(zhì)量流量質(zhì)量含量組分成品尾氣kmol/hkg/hwt%kmol/hkg/hwt%kg/hkmol/hmol%CH3OH57.8881854.16527.08HCHO51.6191550.12437.26.990.2330.20 O223.710 758.72810.82CH3OH(HCOOH)1.5750.4211.20.2610.00840.0072N287.0512437.42835.61H2O141.6552549.78761.6120.0136.

39、6675.7328甲醇帶水2.10237.840 0.54CO2168.8723.8383.30 空氣帶水2.14538.6141.02CO9.7720.3490.33配料蒸汽71.890 1294.01918.06N22437.15387.05174.84工藝補(bǔ)水29.488530.0646.87O215.6840.4890.42H2 34.8917.44515CH43.7820.2330.20 小計(jì)274.2346950.488100小計(jì)194.84441671002783.417116.303100S6950.488S6950.417附錄資料：不需要的可以自行刪除地下連續(xù)墻施工工藝標(biāo)準(zhǔn)1

40、、范圍本工藝適用于工業(yè)與民用建筑地下連續(xù)墻基坑工程。地下連續(xù)墻是在地面上采用一種挖槽機(jī)械，沿著深開挖工程的周邊軸線，在泥漿護(hù)壁條件下，開挖出一條狹長的深槽，清槽后，在槽內(nèi)吊放鋼筋籠，然后用導(dǎo)管法灌筑水下混凝土筑成一個(gè)單元槽段，如此逐段進(jìn)行，在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，作為截水、防滲、承重、擋水結(jié)構(gòu)。本法特點(diǎn)是：施工振動(dòng)小，墻體剛度大，整體性好，施工速度快，可省土石方，可用于密集建筑群中建造深基坑支護(hù)及進(jìn)行逆作法施工，可用于各種地質(zhì)條件下，包括砂性土層、粒徑50mm以下的砂礫層中施工等。適用于建造建筑物的地下室、地下商場、停車場、地下油庫、擋土墻、高層建筑的深基礎(chǔ)、逆作法施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)，工

41、業(yè)建筑的深池、坑；豎井等。2、施工準(zhǔn)備2.1材料要求2.1.1水泥用32.5號(hào)或42.5號(hào)普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，要求新鮮無結(jié)塊。2.1.2砂宜用粒度良好的中、粗砂，含泥量小于5%。2.1.3石子宜采用卵石，如使用碎石，應(yīng)適當(dāng)增加水泥用量及砂率，以保證坍落度及和易性的要求。其最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的16和鋼筋最小間距的14，且不大于40mm。含泥量小于2%。2.1.4外加劑可根據(jù)需要摻加減水劑、緩凝劑等外加劑，摻入量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。2.1.5鋼筋按設(shè)計(jì)要求選用，應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書或試驗(yàn)報(bào)告單，并應(yīng)取試樣作機(jī)械性能試驗(yàn)，合格后方可使用。2.1.6泥漿材料泥漿系由土料、水和摻合物組成。拌

42、制泥漿使用膨潤土，細(xì)度應(yīng)為200250目，膨潤率510倍，使用前應(yīng)取樣進(jìn)行泥漿配合比試驗(yàn)。如采取粘土制漿時(shí)，應(yīng)進(jìn)行物理、化學(xué)分析和礦物鑒定，其粘粒含量應(yīng)大于50%，塑性指數(shù)大于20，含砂量小于5%，二氧化硅與三氧化鋁含量的比值宜為34。摻合物有分散劑、增粘劑(CMC)等。外加劑的選擇和配方需經(jīng)試驗(yàn)確定，制備泥漿用水應(yīng)不含雜質(zhì)，pH值為79。2.2主要機(jī)具設(shè)備2.2.1成槽設(shè)備有多頭鉆成槽機(jī)、抓斗式成槽機(jī)、沖擊鉆、砂泵或空氣吸泥機(jī)(包括空壓機(jī))、軌道轉(zhuǎn)盤等2.2.2混凝土澆灌機(jī)具有混凝土攪拌機(jī)、澆灌架(包括儲(chǔ)料斗、吊車或卷揚(yáng)機(jī))、金屬導(dǎo)管和運(yùn)輸設(shè)備等。2.2.3制漿機(jī)具有泥漿攪拌機(jī)、泥漿泵、空壓

43、機(jī)、水泵、軟軸攪拌器、旋流器、振動(dòng)篩、泥漿比重秤、漏斗粘度計(jì)、秒表、量筒或量杯、失水量儀、靜切力計(jì)、含砂量測定器、pH試紙等。2.2.4槽段接頭設(shè)備有金屬接頭管、履帶或輪胎式起重機(jī)、頂升架(包括支承架、大行程千斤頂和油泵等)或振動(dòng)拔管機(jī)等。2.2.5其他機(jī)具設(shè)備有鋼筋對(duì)焊機(jī)，彎曲機(jī)，切斷機(jī)，交、直流電焊機(jī)，大、小平鍬，各種扳手等。2.3作業(yè)條件、2.3.1在工程范圍內(nèi)鉆探，查明地質(zhì)、地層、土質(zhì)以及水文情況，為選擇挖槽機(jī)具、泥漿循環(huán)工藝、槽段長度等提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù).。同時(shí)進(jìn)行鉆探，摸清地下連續(xù)墻部位的地下障礙物情況。2.3.2按設(shè)計(jì)地面標(biāo)高進(jìn)行場地平整，拆遷施工區(qū)域內(nèi)的房屋、通訊、電力設(shè)施以及

44、上下水管道等障礙物，挖除工程部位地面以下m內(nèi)的地下障礙物。施工場地周圍設(shè)置排水系統(tǒng)。2.3.3根據(jù)工程結(jié)構(gòu)、地質(zhì)情況及施工條件制定施工方案，選定并準(zhǔn)備機(jī)具設(shè)備，進(jìn)行施工部署、平面規(guī)劃、勞動(dòng)配備及劃分槽段；確定泥漿配合比、配制及處理方法，編制材料、施工機(jī)具需用量計(jì)劃及技術(shù)培訓(xùn)計(jì)劃，提出保證質(zhì)量、安全及節(jié)約等的技術(shù)措施。2.3.4按平面及工藝要求設(shè)置臨時(shí)設(shè)施，修筑道路，在施工區(qū)域設(shè)置導(dǎo)墻；安裝挖槽、泥漿制配、處理、鋼筋加工機(jī)具設(shè)備；安裝水電線路；進(jìn)行試通水、通電、試運(yùn)轉(zhuǎn)、試挖槽、混凝土試澆灌。3、操作工藝3.1工藝流程(圖3.1)圖3.1多頭鉆施工及泥漿循環(huán)工藝3.2導(dǎo)墻設(shè)置3.2.1在槽段開挖前

45、，沿連續(xù)墻縱向軸線位置構(gòu)筑導(dǎo)墻，采用現(xiàn)澆混凝土或鋼筋混凝土澆3.2.2導(dǎo)墻深度一般為12m，其頂面略高于地面50100mm，以防止地表水流入導(dǎo)溝。導(dǎo)墻的厚度一般為100200mm，內(nèi)墻面應(yīng)垂直，內(nèi)壁凈距應(yīng)為連續(xù)墻設(shè)計(jì)厚度加施工余量(一般為4060mm)。墻面與縱軸線距離的允許偏差為10mm，內(nèi)外導(dǎo)墻間距允許偏蓋5mm，導(dǎo)墻頂面應(yīng)保持水平。3.2.3導(dǎo)墻宜筑于密實(shí)的粘性土地基上。墻背宜以土壁代模，以防止槽外地表水滲入槽內(nèi)。如果墻背側(cè)需回填土?xí)r，應(yīng)用粘性土分層夯實(shí)，以免漏漿。每個(gè)槽段內(nèi)的導(dǎo)墻應(yīng)設(shè)一溢漿孔。3.2.4導(dǎo)墻頂面應(yīng)高出地下水位1m以上，以保證槽內(nèi)泥漿液面高于地下水位0.5m以上，且不低于

46、導(dǎo)墻頂面0.3m。3.2.5導(dǎo)墻混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到70%以上方可拆模。拆模后，應(yīng)立即將導(dǎo)墻間加木支撐至槽段開挖拆除。嚴(yán)禁重型機(jī)械通過、停置或作業(yè)，以防導(dǎo)墻開裂或變形。3.3泥漿制備和使用3.3.1泥漿的性能和技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)成槽方法和地質(zhì)情況而定，一般可按表3.3.1采用。泥漿性能指標(biāo)表3.3.1項(xiàng)目性能指標(biāo)檢查方法一般地層軟弱土層密度粘度膠體率穩(wěn)定性失水量pH值泥皮厚度靜切力(1min)含砂量1.041.25kgL1822s95%0.05gcm330mL30min101.53.0mm30min1020mgcm298%0.02gcm320mL30min891.01.5mm30min2050mgc

47、m24%泥漿密度秤500700mL漏斗法100mL量杯法500mL量筒或穩(wěn)定計(jì)失水量儀pH試紙失水量儀靜切力計(jì)含砂量測定器注：1.密度：表中上限為新制泥漿，下限為循環(huán)泥漿。一般采用膨潤土泥漿時(shí)，新漿密度控制在1.041.05；循環(huán)程中的泥漿控制在1.251.30；對(duì)于松散易坍地層，密度可適當(dāng)加大。澆灌混凝土前槽內(nèi)泥漿控制在1.151.25，視土質(zhì)情況而定；2.成槽時(shí)，泥漿主要起護(hù)壁作用，在一般情況下可只考慮密度、粘度、膠體率三項(xiàng)指標(biāo)；3.當(dāng)存在易塌方土層(如砂層或地下水位下的粉砂層等)或采用產(chǎn)生沖擊、沖刷的掘削機(jī)械時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮，泥漿粘度，宜用2530s。3.3.2在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)檢查和控制

48、泥漿的性能，定時(shí)對(duì)泥漿性能進(jìn)行測試，隨時(shí)調(diào)泥漿配合比，做好泥漿質(zhì)量檢測記錄。一般作法是：在新漿拌制后靜止24h，測一次全項(xiàng)(含砂量除外)；在成槽過程中，一般每進(jìn)尺15m或每4h測定一次泥漿密度和粘度。在槽結(jié)束前測一次密度、粘度；澆灌混凝土前測一次密度。兩次取樣位置均應(yīng)在槽底以上200mm處。失水量和pH值，應(yīng)在每槽孔的中部和底部各測一次。含砂量可根據(jù)實(shí)際情況測定。穩(wěn)定性和膠體率一般在循環(huán)泥漿中不測定。3.3.3泥漿必須經(jīng)過充分?jǐn)嚢?，常用方法有：低速臥式攪拌機(jī)攪拌；螺旋槳式攪拌機(jī)攪拌；壓縮空氣攪拌；離心泵重復(fù)循環(huán)。泥漿攪拌后應(yīng)在儲(chǔ)漿池內(nèi)靜置24h以上，或加分散劑膨潤土或粘土充分水化后方可使用。3

49、.3.4通過溝槽循環(huán)或混凝土換置排出的泥漿，如重復(fù)使用，必須進(jìn)行凈化再生處理。一般采用重力沉降處理，它是利用泥漿和土渣的密度差，使土渣沉淀，沉淀后的泥漿進(jìn)入貯漿池，貯漿池的容積一般為一個(gè)單元槽段挖掘量及泥漿槽總體積的2倍以上。沉淀池和貯漿池設(shè)在地上或地下均可，但要視現(xiàn)場條件和工藝要求合理配置。如采用原土造漿循環(huán)時(shí)，應(yīng)將高壓水通過導(dǎo)管從鉆頭孔射出，不得將水直接注入槽孔中。3.3.5在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層施工時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高泥漿粘度和增加儲(chǔ)備量，并備堵漏材料。如發(fā)生泥漿滲漏，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漿和堵漏，使槽內(nèi)泥漿保持正常。3.4槽段開挖3.4.1挖槽施工前應(yīng)預(yù)先將連續(xù)墻劃分為若干個(gè)單元槽段，其長度一般為47

50、m。每個(gè)單元槽段由若干個(gè)開挖段組成。在導(dǎo)墻頂面劃好槽段的控制標(biāo)記，如有封閉槽段時(shí)，必須采用兩段式成槽，以免導(dǎo)致最后一個(gè)槽段無法鉆進(jìn)。3.4.2成槽前對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行一次全面檢查，各部件必須連接可靠，特別是鉆頭連接螺栓不得有松脫現(xiàn)象。3.4.3為保證機(jī)械運(yùn)行和工作平穩(wěn)，軌道鋪設(shè)應(yīng)牢固可靠，道碴應(yīng)鋪填密實(shí)。軌道寬度允許誤差為5mm，軌道標(biāo)高允許誤差10mm。連續(xù)墻鉆機(jī)就位后應(yīng)使機(jī)架平穩(wěn)，并使懸掛中心點(diǎn)和槽段中心一致。鉆機(jī)調(diào)好后，應(yīng)用夾軌器固定牢靠。3.4.4挖槽過程中，應(yīng)保持槽內(nèi)始終充滿泥漿，以保持槽壁穩(wěn)定。成槽時(shí)，依排渣和泥漿循環(huán)方式分為正循環(huán)和反循環(huán)。當(dāng)采用砂泵排渣時(shí)，依砂泵是否潛入泥漿中，又分為泵

51、舉式和泵吸式。一般采用泵舉式反循環(huán)方式排渣，操作簡便，排泥效率高，但開始鉆進(jìn)須先用正循環(huán)方式，待潛水砂泵電機(jī)潛入泥漿中后，再改用反循環(huán)排泥。3.4.5當(dāng)遇到堅(jiān)硬地層或遇到局部巖層無法鉆進(jìn)時(shí)，可輔以采用沖擊鉆將其破碎，用空氣吸泥機(jī)或砂泵將土渣吸出地面。3.4.6成槽時(shí)要隨時(shí)掌握槽孔的垂直精度，應(yīng)利用鉆機(jī)的測斜裝置經(jīng)常觀測偏斜情況，不斷調(diào)整鉆機(jī)操作，并利用糾偏裝置來調(diào)整下鉆偏斜。3.4.7挖槽時(shí)應(yīng)加強(qiáng)觀測，如槽壁發(fā)生較嚴(yán)重的局部坍落時(shí)，應(yīng)及時(shí)回填并妥善處理。槽段開挖結(jié)束后，應(yīng)檢查槽位、槽深、槽寬及槽壁垂直度等項(xiàng)目，合格后方可進(jìn)行清槽換漿。在挖槽過程中應(yīng)作好施工記錄。3.5清槽3.5.1當(dāng)挖槽達(dá)到設(shè)

52、計(jì)深度后，應(yīng)停止鉆進(jìn)，僅使鉆頭空轉(zhuǎn)而不進(jìn)尺，將槽底殘留的土打成小顆粒，然后開啟砂泵，利用反循環(huán)抽漿，持續(xù)吸渣1015min，將槽底鉆渣清除干凈。也可用空氣吸泥機(jī)進(jìn)行清槽。3.5.2當(dāng)采用正循環(huán)清槽時(shí)，將鉆頭提高槽底100200mm，空轉(zhuǎn)并保持泥漿正常循環(huán)，以中速壓入泥漿，把槽孔內(nèi)的浮渣置換出來。3.5.3對(duì)采用原土造漿的槽孔，成槽后可使鉆頭空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺，同時(shí)射水，待排出泥漿密度降到1.1左右，即認(rèn)為清槽合格。但當(dāng)清槽后至澆灌混凝土間隔時(shí)間較長時(shí)，為防止泥漿沉淀和保證槽壁穩(wěn)定，應(yīng)用符合要求的新泥漿將槽孔的泥漿全部置換出來。3.5.4清理槽底和置換泥漿結(jié)束1h后，槽底沉渣厚度不得大于200mm；澆混

53、凝土前槽底沉渣厚度不得大于300mm，槽內(nèi)泥漿密度為1.11.25、粘度為1822s、含砂量應(yīng)小于8%。3.6鋼筋籠制作及安放3.6.1鋼筋籠的加工制作，要求主筋凈保護(hù)層為7080mm。為防止在插入鋼筋籠時(shí)擦傷槽面，并確保鋼筋保護(hù)層厚度，宜在鋼筋籠上設(shè)置定位鋼筋環(huán)、混凝土墊塊。縱向鋼筋底端距槽底的距離應(yīng)有100200mm，當(dāng)采用接頭管時(shí)，水平鋼筋的端部至接頭管或混凝土及接頭面應(yīng)留有100150mm間隙?？v向鋼筋應(yīng)布置在水平鋼筋的內(nèi)側(cè)。為便于插入槽內(nèi)，利鋼筋底端宜稍向內(nèi)彎折。鋼筋籠的內(nèi)空尺寸，應(yīng)比導(dǎo)管連接處的外徑大100mm以上。3.6.2為了保證鋼筋籠的幾何尺寸和相對(duì)位置準(zhǔn)確，鋼筋籠宜在制作平

54、臺(tái)上成型。鋼筋籠每棱邊(橫向及豎向)鋼筋的交點(diǎn)處應(yīng)全部點(diǎn)焊，其余交點(diǎn)處采用交錯(cuò)點(diǎn)焊。對(duì)成型時(shí)臨時(shí)扎結(jié)的鐵絲，宜將線頭彎向鋼筋籠內(nèi)側(cè)。為保證鋼筋籠在安裝過程中具有足夠的剛度，除結(jié)構(gòu)受力要求外，尚應(yīng)考慮增設(shè)斜拉補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，將縱向鋼筋形成骨架并加適當(dāng)附加鋼筋。斜拉筋與附加鋼筋必須與設(shè)計(jì)主筋焊牢固。鋼筋籠的接頭當(dāng)采用搭接時(shí)，為使接頭能夠承受吊入時(shí)的下段鋼筋自重，部分接頭應(yīng)焊牢固。3.6.3鋼筋籠制作允許偏差值為：主筋間距l(xiāng)0mm；箍筋間距20mm；鋼筋籠厚度和寬目l0mm；鋼筋籠總長度50mm。3.6.4鋼筋籠吊放應(yīng)使用起吊架，采用雙索或四索起吊，以防起吊時(shí)因鋼索的收緊力而目起鋼筋籠變形。同時(shí)要注意在起

55、吊時(shí)不得拖拉鋼筋籠，以免造成彎曲變形。為避免鋼筋吊起后在空中擺動(dòng)，應(yīng)在鋼筋籠下端系上溜繩，用人力加以控制。3.6.5鋼筋籠需要分段吊入接長時(shí)，應(yīng)注意不得使鋼筋籠產(chǎn)生變形。下段鋼筋籠入槽后.臨時(shí)穿鋼管擱置在導(dǎo)墻上，再焊接接長上段鋼筋籠。鋼筋籠吊入槽內(nèi)時(shí)，吊點(diǎn)中心必須對(duì)準(zhǔn)槽段中心，豎直緩慢放至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再用吊筋穿管擱置在導(dǎo)墻上。如果鋼筋籠不能順利地?cái)z入槽內(nèi)，應(yīng)重新吊出，查明原因，采取相應(yīng)措施加以解決，不得強(qiáng)行插入。3.6.6所有用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)連續(xù)的預(yù)埋件、預(yù)埋鋼筋等，應(yīng)與鋼筋籠焊牢固。3.7澆注水下混凝土。3.7.1混凝土配合比應(yīng)符合下列要求：混凝土的實(shí)際配制強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)比設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)；水泥用量

56、不宜少于370kgm3；水灰比不應(yīng)大于0.6；坍落度宜為1820cm，并應(yīng)有一定的流動(dòng)度保持率；坍落度降低至15cm的時(shí)間，一般不宜小于lh；擴(kuò)散度宜為3438cm；凝土拌合物的含砂率不小于45%；混凝土的初凝時(shí)間，應(yīng)能滿足混凝土澆灌和接頭施工工藝要求，一般不宜低于34h。3.7.2接頭管和鋼筋就位后，應(yīng)檢查沉渣厚度并在4h以內(nèi)澆灌混凝土。澆灌混凝土必使用導(dǎo)管，其內(nèi)徑一般選用250mm，每節(jié)長度一般為2.02.5m。導(dǎo)管要求連接牢靠，接頭用橡膠圈密封，防止漏水。導(dǎo)管接頭若用法蘭連接，應(yīng)設(shè)錐形法蘭罩，以防拔管時(shí)掛住鋼筋。導(dǎo)管在使用前要注意認(rèn)真檢查和清理，使用后要立即將粘附在導(dǎo)管上的混凝土清除干凈

57、。3.7.3在單元槽段較長時(shí)，應(yīng)使用多根導(dǎo)管澆灌，導(dǎo)管內(nèi)徑與導(dǎo)管間距的關(guān)系一般是：導(dǎo)管內(nèi)徑為150mm，200mm，250mm時(shí)，其間距分別為2m、3m、34m，且距槽段端部均不得超過1.5m。為防止泥漿卷入導(dǎo)管內(nèi)，導(dǎo)管在混凝土內(nèi)必須保持適宜的埋置深度，一般應(yīng)控制在24m為宜。在任何情況下，不得小于1.5m或大于6m。，3.7.4導(dǎo)管下口與槽底的間距，以能放出隔水栓和混凝土為度，一般比栓長100200mm。隔水栓應(yīng)放在泥漿液面上。為防止粗骨料卡住隔水栓，在澆注混凝土前宜先灌入適量的水泥砂漿。隔水栓用鐵絲吊住，待導(dǎo)管上口貯斗內(nèi)混凝土的存量滿足首次澆筑，導(dǎo)管底端能埋入混凝土中0.81.2m時(shí)，才能

58、剪斷鐵絲，繼續(xù)澆筑。3.7.5混凝土澆灌應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，槽內(nèi)混凝土面上升速度一般不宜小于2mh，中途不得間歇。當(dāng)混凝土不能暢通時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)管上下提動(dòng)，慢提快放，但不宜超過300mm。導(dǎo)管不能作橫向移動(dòng)。提升導(dǎo)管應(yīng)避免碰掛鋼筋籠。3.7.6隨著混凝土的上升，要適時(shí)提升和拆卸導(dǎo)管，導(dǎo)管底端埋入混凝土面以下一般保持24m。不宜大于6m，并不小于1m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提出混凝土上面。3.7.7在一個(gè)槽段內(nèi)同時(shí)使用兩根導(dǎo)管灌注混凝土?xí)r，其間距不應(yīng)大于3.0m，導(dǎo)管距槽段端頭不宜大于1.5m，混凝土應(yīng)均勻上升，各導(dǎo)管處的混凝土表面的高差不宜大于0.3m，混凝土澆筑完畢，終澆混凝土面高程應(yīng)高于設(shè)計(jì)要求0.30.5m

59、，此部分浮漿層以后鑿去。3.7.8在澆灌過程中應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土澆灌量，應(yīng)有專人每30min測量一次導(dǎo)管埋深和管外混凝土標(biāo)高。測定應(yīng)取三個(gè)以上測點(diǎn)，用平均值確定混凝土上升狀況，以決定導(dǎo)管的提拔長度。3.8接頭施工3.8.1連續(xù)墻各單元槽段間的接頭型式，一般常用的為半圓形接頭型式。方法是在未開挖一側(cè)的槽段端部先放置接頭管，后放入鋼筋籠，澆灌混凝土，根據(jù)混凝土的凝結(jié)硬化速度，徐徐將接頭管拔出，最后在澆灌段的端面形成半圓形的接合面，在澆筑下段混凝土前，應(yīng)用特制的鋼絲刷子沿接頭處上下往復(fù)移動(dòng)數(shù)次，刷去接頭處的殘留泥漿，以利新舊混凝土的結(jié)合。3.8.2接頭管一般用10mm厚鋼板卷成。槽孔較深時(shí)，做成分節(jié)拼

60、裝式組合管，各單節(jié)長度為6m、4m、2m不等，便于根據(jù)槽深接成合適的長度。外徑比槽孔寬度小1020mm，直徑誤差在3mm以內(nèi)。接頭管表面要求平整光滑，連接緊密可靠，一般采用承插式銷接。各單節(jié)組裝好后，要求上下垂直。3.8.3接頭管一般用起重機(jī)組裝、吊放。吊放時(shí)要緊貼單元槽段的端部和對(duì)準(zhǔn)槽段中心，保持接頭管垂直并緩慢地插入槽內(nèi)。下端放至槽底，上端固定在導(dǎo)墻或頂升架上。3.8.4提拔接頭管宜使用頂升架(或較大噸位吊車)，頂升架上安裝有大行程(12m)、起重量較大(50100t)的液壓千斤頂兩臺(tái)，配有專用高壓油泵。3.8.5提拔接頭管必須掌握好混凝土的澆灌時(shí)間、澆灌高度、混凝土的凝固硬化速度，不失時(shí)