【正文】 距離的二氧化碳激光測距器。二氧化碳作為油田注入劑，可有效地驅油。目前，地熱資源是能源開發(fā)的重大課題，低溫和較低溫地區(qū)的地下熱水最多，而且沒有充分利用，其最大的難度是利用地下熱水發(fā)電時的工作介質不理想，國際上用氟里昂和異丁烷所進行的試驗都證明沒有希望，然而，用二氧化碳作為介質，利用較低溫地下熱水資源來發(fā)電已在羅馬尼亞研究成功。 ④ 二氧化碳超臨界萃取 超臨界二氧化碳流體，由于具有與液體相近的密度，而粘度只有液體的 1%，擴散系數(shù) 是液體的 100 倍，所以它的萃取能力遠遠超過有機溶劑，更為理想的是控制條件就可定向分離組份，可在常溫下和較低溫下工作，沒有毒性和發(fā)生爆炸的危險，使用時不但又很好的工作性能，而且可有效地浸出高沸點、高粘度、熱敏性物質。 4. 產品質量標準 ① 國家標準 GB/T60521993≤ 工業(yè) 液體二氧化碳≥ 項目 指標 二氧化碳 %（ v/v） ≥ 99 油份 按標準 4,4 檢驗合格 按標準 4,4 檢驗合格 按標準 4,4 檢驗合格 一氧化碳、硫化氫、磷化氫及有機還原物 b — 按標準 4,6 檢驗合格 按標 準 4,6 檢驗合格 氣味 無異味 無異味 無異味 水份露點 /℃ ≤ 60 65 游離水 無 限定說明： 感官：外觀、氣味 工藝過程： 生產 之中十分重要并必須控制的關鍵項目 法規(guī)：行政部門的限定規(guī)定 三、設計的原始依據(jù)及主要技術經濟指標 設計的原始依據(jù)，按 設計任務書 1． 年產量 10000 噸食品級液體二氧化碳； 2． 年工作日 300 天； 3． CO2的提取率為 86%； 4． 產品質量標準： 組成 H2S SO2 有機硫 H2O NOX 含量 ≤ 2mg/Nm3 ≤ 2mg/Nm3 ≤ ≤ 30ppm ≤ 5ppm 組成 O2 N2 CO CO2 含量 ≤ 20ppm ≤ 20ppm ≤ 10ppm ≥ % ： 組成 CO CO2 N2 O2 SO2 9 含量 ～ 2％ 86％ 10％ 2～ 3％ 50 mg/Nm3 組成 NOX H2S CS2 COS 粉塵 含量 20 mg/Nm3 500mg/Nm3 mg/Nm3 200 mg/Nm3 50 mg/Nm3 工序 放空氣 出口溫度：常溫 放空氣 出口壓力： 3040mm 水柱 放空氣 出洗滌塔溫度： ≤ 30℃ 放空氣 出洗滌塔含塵量： ≤ 5 mg/Nm3 放空氣 出吸收塔 H2S 含量： ≤ 500ppm 、預處理工序 預處理器出口無機硫含量： ≤ 500ppm 一級脫硫器進口氣體溫度： ≤ 35℃ 三級脫硫出口轉化率取 90%～ 99% 四級脫硫器出口：總硫 ≤ CO2含量為 86%（ v/v） ,塔頂 CO2含量為 95%（ v/v），塔釜 CO2含量為 %（ v/v）； CO2含量為 45%（ v/v）， N2含量為 52%（ v/v），其余為 3%（ v/v）； 、順放氣 CO2含量為 20%（ v/v）； 、洗滌塔、吸收塔、原料氣壓縮機段后冷卻器的出口水蒸汽濃度取相應溫度下的水蒸汽飽和分壓。 四、二氧化碳設計所采取的生產方法、工藝流程特點 1. 生產方法 ① 低溫蒸餾法 本法由于設備龐大、能耗較高、分離效果較差，因而成本較高，不適應中小規(guī)模生產 ,一般適用于油田開采現(xiàn)場，生產無硫二氧化碳產品直接注入油井，以提高采率。 ② 膜分離法和溶劑吸收法 膜分離法具有裝置簡單、操作方便、能耗較低特點，是當今世界上發(fā)展迅 速的一項節(jié)能型氣體分離技術。但是，膜分離法的缺點是很難得到高純度的 CO2，為了得到高純度的二氧化碳，它必須與溶劑吸收法結合起來，前者用于粗分離，后者用于精分離，工藝極其復雜。 ③ 分子篩 吸附法 分子篩吸附法 具有工藝過程簡 單、能耗低、適應能力強、自動化程度高、技術先進、經濟合理等優(yōu)點，橋氮二氧化碳裝置 采用此項技術提純二氧化碳裝置，一次開車成功，對以 放空氣 氣為原料的混合氣中難以解決的氨氧化合物已找到一定的淡化方法，使產品基本滿足 GB/T 60521993 標準要求。 分子篩 吸附法分離提純二氧化碳，其 生產方法為： ① .以 合成氨放空 氣為原料氣，經濕法除塵裝置除塵，采用多級脫硫技術脫除 SOH2S、 COS、 CS2等有害雜 質，并采用分子篩 吸附技術脫除 H2O，再經 液化裝置得到液態(tài)二氧化碳 ，最后經 提純塔裝置提純二氧化碳 產品。 CO2工藝流程示意圖 原料氣 水冷器 緩沖罐 蘿茨風機 復合洗滌塔 10 五 確定原料來源、 性質 原料來源為 脫碳工藝放空 氣，其中主要含有氮氣、氧氣、一氧化碳等氣體。 ① 物理性質：常溫下是無色五味、無臭的氣體 ② 物理常數(shù)： 熔點 比熱容 (,): Cp 178。 K Cv kJ/kg178。 K 氣體粘度μ (273K,) 179。 102MPa178。 S 沸點 汽化熱 ③ 化學性質 在通常情況下 ,氮是惰性的 ,在常溫常壓下 ,除金屬鋰等極少元素外 ,氮幾 乎不與任何物質發(fā)生反應 : 6Li+N2=2Li3N 在高溫高壓或有催化劑存在的條件下 ,氮可以與許多物質發(fā)生反應 ,如 : 3H2+N2→ 2NH3 3Mg+N2→ Mg3N2 ① 物理性質 :純凈的氧氣是一種沒有顏色 ,沒有氣味 ,沒有味道的氣體 ,它的密度稍大于空氣 ,氧氣微溶于水 ,液態(tài)氧是淡藍色 ② 物理常數(shù) 熔點 摩爾比熱容 (,): Cp (mol178。 K) Cv (mol178。 K) 氣體粘度 (300K,) 179。 106Pa178。 S 沸點 汽化熱 ③ 化學性質 蒸發(fā)冷凝器 一級油分 一級冷卻器 壓縮機一級 汽水分離器 氨冷器 壓縮機二級 二級冷卻器 二級油分 第一脫硫塔 第 二脫硫塔 (關鍵 ) 三級油分 三級冷卻器 壓縮機三級 第四脫硫塔 (關鍵 ) 第三脫硫塔(關鍵 ) 12凈化器 (關鍵 ) 提純塔 (關鍵 ) 低溫貯罐 槽車充裝 11 氧氣是最活潑的元素之一 ,除氦氖和氬等稀有氣體和一些不活潑金屬外 ,氧能和所有的元素形成化合物 ,雖然在某些情況中甚至在高溫中同分子氧難以達到直接化合 ,當氧與其他元素直接化合生成氧化物時 ,反應是放熱的 ,生成的氧化物一般很穩(wěn)定。 同時 ,氧分子作為一種重要的配位體在生物內起著重要作用 ,除氧外 ,自然界還存在氧的兩種同素異形體 ,即 O3和 O4。 ④ 物理性質 :一氧化碳是一種無色無味 ,無刺激性可燃燒的有毒氣體 ⑤ 物理常數(shù) 熔點 比熱容 (20℃ ,) Cp kJ/kg178。 K Cv kJ/kg178。 K 氣體粘度 (273K,) 178。 S 沸點 汽化熱 ③化學性質 由于 CO 分子是不飽和的亞穩(wěn)分子 ,在化學上 ,就分解而言 ,CO 是穩(wěn)定的 ,但由于存在未被占有的反鍵軌道 ,易于被催化劑激活。在高溫高壓下 ,CO 具有極高的化學活性 ,能和多種單質和化合物反應 ,具有較強的還原性。 六 .論證設計選定的廠址、交通、氣候、地質條件： 廠址選于 湖南省郴州市永興縣城關鎮(zhèn)西郊 ，距市區(qū) 三 公里， 便江南 岸，東徑 113005’,北緯 26008’，地面平均海拔 131m，地勢東 低 西 高 。 交通便利 ,寬 12m 的水泥公路直達 廠 區(qū)。水電豐腴 ,便江江上、中游 建有二座水電站 ，還有 國家 電網變電所輸出 萬伏供給，電源充足。廠內用引水達 200m3/h,水質良好。常年為東 南 風和 西北 風，年均氣溫 17℃，相對濕度 77%，地震烈度 7 級。 七．簡要說明主輔車間的組成，工作制度以及水、電的供應裝備。 主車間由除塵、 脫硫 、 分子篩 吸附、壓縮、液化、提純、貯存等工序組成，儀表接入 工業(yè)用 二氧化碳儀表集控室。 輔車間由機修車間、動力車間、儀表車間等組成。 車間員工 9 人，其中管理人員 3 人，普通職工實行三班倒制度。 、電的供應 水、電由 永 氮 公司統(tǒng)一供應調配。 八．三廢情況及環(huán)境保護的大體方案 本工藝流程其本身因考慮環(huán)境因素，分離、提純 放空氣 氣中的二氧化碳。因此工藝流程中產生的污染很少。 12 排放物主要是洗滌塔廢水及舊催化劑等，處理方案是：將洗滌塔廢水經沉降后排放，廢舊催化劑統(tǒng)一處理等。 九．安全注意事項 二氧化碳是無毒的，大氣中低濃度的二氧化碳不會對人體造成直接危害，但是，高濃度的二氧化碳卻是有害的，因此生產二氧化碳場所必須保持通風良好。進入密閉設備、容器和地溝等處，必先進行安全分析，確定是否合格，分析合格前不可擅自進入。進入高濃度二氧化碳 場所進行檢查修理工作前，應先抽風排氣。分析不合格時，應戴上氧氣呼吸器或長管面具，并要人監(jiān)護。如果發(fā)現(xiàn)有人中毒，應該迅速將中毒者脫離毒區(qū)，吸氧。必要時用高壓氧治療。搶救人員應佩戴氧氣呼吸或隔離式防毒面具。 充裝液體二氧化碳時，防止低溫液體噴向人體，萬一發(fā)生凍傷，立即用 40℃的溫水浸泡。充裝工作需有專人負責。充裝人員應定期培訓，考核合格才能上崗操作。嚴格執(zhí)行充裝重量復驗制度，嚴禁過量充裝。氣瓶應定期檢查，防止泄露，防止腐蝕。 吸附劑裝填時，進塔人員應穿戴好勞保用品，外部必須有人進行監(jiān)護，以防不測，當塔內時可燃性 氣體和惰性氣體時，嚴禁入塔，用新鮮空氣置換合格后，才能進塔。 在搬運、裝填吸附劑的過程中，會產生很多粉塵，這些粉塵吸附劑本身均會刺激人的眼睛、鼻子、喉嚨和皮膚，如果眼睛內含有粉塵時，可用足夠的水沖洗，不能將吸附劑放入口中，決不能將水倒入吸附劑中，否則會引起灼燒。 系統(tǒng)停車時，壓縮機氣缸夾套內水需放干凈，所有冷卻器夾套內的水要放干凈。 各崗位都要配備合適的消防器材。 第二章 工藝流程設計及設備論證 一、設計論證 逐步完善工藝流程 1. 生產原理 本設計以 合成氨脫碳工藝放空 氣 為原料氣，生產 工業(yè)用 二氧化碳，整個工藝流程共分八個工序，各個工序生產原理如下： 1)原料氣（二氧化碳）經過水冷器冷卻后進入緩沖罐，經蘿茨鼓風機提壓至 Mpa 13 左右進入復合洗滌塔，去除氣體中夾帶的 MDEA（脫碳）溶劑，降溫并脫除氣味； 2)從復合洗滌塔出來的氣體進入氨冷器降溫至 25℃ 左右分離出氣體中的大部分水份，之后進入汽水分離器分進行汽水分離， 3)從汽水分離器出來的氣體進入 CO2 壓縮機一級壓縮至 Mpa 左右，經一級冷卻器、油分離器后進入壓縮機二級壓縮至 Mpa 左右，經二級冷卻器、油分離器 后進入第一脫硫塔和第二脫硫塔，脫除大部 H2S； 4)從第二脫硫塔出來的氣體進入第三脫硫塔。在活性碳的作用下吸附有機硫和微量的H2S； 5)從第三脫硫塔出來的氣體進入第四脫硫塔，在精脫硫劑的吸附下脫除微量的 H2S 和有機硫，使其達到工藝要求 (總硫在 20ppm 以下 )； 6)從第四脫硫塔出來的氣體進入 CO2 壓縮機三級壓縮至 左右； 7)經三級壓縮的氣體通過三級冷卻器、油分離器冷卻、分離 , 進入 1 號凈化器或二號凈化器，在 3A 分子篩干燥劑的作用下，脫除氣體中的濕度水份，使氣體中含水量小于20ppm。 8)凈化 器出來的氣體進入氨蒸發(fā)冷凝器被液化，然后進入提純塔 ,經提純閃蒸后的氣體直接進入 CO2 低溫貯槽或去充裝槽罐車 。 、選擇。 ① 洗滌塔和吸收塔液氣比和吸收溫度的選擇 填料塔是一種常見的濕法除塵設備，其特點是結構簡單便于抗腐蝕性材料制造，壓強小等特點，其原理是依靠液膜界面的完成粒抽集過程，同時吸收有害氣體成分。 洗滌塔與吸收塔均采用填料塔，其除塵效率與吸收效率和液氣比與吸收溫度有關。液氣比大，則水量大，吸收溫度低即吸收效率高，除塵效率高，但產品成本增加；相反，