【正文】 reased, with coal as a raw material of synthetic ammonia process has also been improved.This paper briefly discusses the ammonia process of Kuitun Jinjiang Coal Chemical Co. Its decarburization processes are evaluated and conducted under the conditions of the carbon dioxide absorption tower design.Key words： Ammonia。本人對(duì)本論文有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，沒(méi)有抄襲、剽竊他人成果，由此造成的一切后果由本人負(fù)責(zé)。新疆大學(xué)2010屆本科畢業(yè)論文 新疆大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題 目: 奎屯錦疆煤化工制氫工藝脫碳工序核算及二氧化碳 吸收塔的設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師: 陸江銀學(xué)生姓名： 方 旭 所屬院系： 化學(xué)與化工學(xué)院 專 業(yè)： 過(guò)程裝備與控制工程班 級(jí)： 化機(jī)061完成日期： 201006新 疆 大 學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)班 級(jí)： 化機(jī)061班 姓 名： 方旭 論文（設(shè)計(jì)）題目： 奎屯錦疆脫碳工藝核算及二氧化碳吸收的設(shè)計(jì)專 題： 論文（設(shè)計(jì)）來(lái)源： 教師自選 要求完成的內(nèi)容 1當(dāng)前合成氨概況 2 二氧化碳的利弊及脫除方法 3 合成氨工藝簡(jiǎn)介 4 脫碳工序核算 5 二氧化碳吸收塔設(shè)計(jì) 6 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出相關(guān)結(jié)論 7 撰寫論文 發(fā)題日期：2010年11月25日 完成日期：2010年5月31日 實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)單位： 地點(diǎn)：化學(xué)化工學(xué)院論文頁(yè)數(shù)： 33 頁(yè)； 圖紙張數(shù)： 指導(dǎo)教師： 陸江銀 教研室主任： 李惠萍 院 長(zhǎng)： 王吉德 聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在陸江銀老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。 論文作者簽名： 日期： 年 月 日 摘要近幾年來(lái)，我國(guó)以煤為原料的化工企業(yè)逐漸增多，以煤為原料的合成氨的工藝過(guò)程也不斷得到改進(jìn)。 Absorber。氨是普里斯特利在1754年將砧砂(氯化氨)和石灰加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)的。不管采用哪一種原料，合成氨生產(chǎn)的工序都必須經(jīng)過(guò)原料氣的制取(H2的制取)、原料氣的凈化(包括CO變換、S、CO2等脫除)、原料氣精制(少量CO、CO2的脫除)、原料氣壓縮及合成工段，只不過(guò)是不同的生產(chǎn)裝置、不同的生產(chǎn)工藝在具體的細(xì)節(jié)選擇上有所不同。目前，我國(guó)已經(jīng)引進(jìn)了三十多套大型合成氨裝置，都在減少能耗和二氧化碳的排放上進(jìn)行研究。它是利用低溫下甲醇的優(yōu)良特性脫除原料氣中的二氧化碳、硫化氫、硫氧化碳等的物理吸收法。因此，適用于以天然氣為原料的本菲爾的流程開(kāi)始逐步在大型合成氨中占主要地位。旨在熟悉和了解二氧化碳的脫除方法和專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用。二氧化碳幾乎是取之不盡、用之不完的碳源，它在綠色植物內(nèi)的光合作用是地球上發(fā)生的最大的化學(xué)反應(yīng)。(中國(guó)在此方面投入的資金還較少)。根據(jù)設(shè)在倫敦的世界能源委員會(huì)近期統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù):1996年全球二氧化碳的排放量達(dá)到65億噸，%，%，依據(jù)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程計(jì)算，由燃燒石化燃料排放的二氧化碳量到下一世紀(jì)將從1990年的60億噸增加到200億噸，其結(jié)果將使大氣中二氧化碳的濃度水平比工業(yè)化前提高三倍。全球氣溫變暖會(huì)給社會(huì)和經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重影響，地球是一個(gè)整體，生態(tài)與環(huán)境相互牽連，地表溫度過(guò)高很可能導(dǎo)致整個(gè)碳循環(huán)的化學(xué)組成和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生重大變化，從而引起冰山融化、海平面劇烈升高、四季混沌，使人類陷入一片災(zāi)難之中。此項(xiàng)技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家推廣較多，我國(guó)尚少。將二氧化碳制成固體物料，它能緩放氣體。超臨界萃取是利用流體在超臨界狀態(tài)下對(duì)物質(zhì)具有選擇性溶解能力的特性，進(jìn)行無(wú)毒、無(wú)味地分離，分離效率較高。丙稀酯對(duì)二氧化碳、H2S等酸性氣體有較大的溶解能力，并且具有溶解熱小、粘度低、蒸氣壓極低等特點(diǎn)，在通常的操作壓力下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，無(wú)毒害，對(duì)碳鋼及其它大多數(shù)結(jié)構(gòu)材料無(wú)腐蝕作用，是吸收二氧化碳的一種較好溶劑。利用低溫下甲醇的優(yōu)良特性脫除二氧化碳、硫化物以及氰化物、輕烴物質(zhì)，1964年林德公司又設(shè)計(jì)了低溫甲醇洗串液氮洗的聯(lián)合裝置，用以脫除變換氣中的二氧化碳和H2S及微量的CO，CH4，以制取合成氨所需的高純度氫氣，凈化氣中CO210 ppm，幾乎不含硫化物。低溫甲醉洗串液氮洗的凈化流程具有很大的優(yōu)越性，但對(duì)設(shè)備管道低溫材質(zhì)要求高、流程復(fù)雜、投資費(fèi)用大及有毒性，給操作和維修帶來(lái)困難。其吸收率為97%，回收率為80%左右。氣體分離膜技術(shù)是基于氣體在膜中溶解和擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)的，分離過(guò)程的動(dòng)力是兩側(cè)氣體分壓的差別，但效果不佳，耗能過(guò)大。此法節(jié)約能耗，但效果一般[2]。熱鉀堿法：此法包括一個(gè)在加壓下的吸收階段和一個(gè)常壓下再生階段，吸收溫度等于或接近再生溫度。胺吸收法：以胺類化合物吸收二氧化碳方法，與其它方法相比具有吸收量大、吸收效果好、成本低、洗滌劑可循環(huán)再使用并能回收到高純產(chǎn)品的特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用[2]。一氧化碳在高溫及催化劑的作用下與水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化成二氧化碳和氫氣(CO+H2OCO2+H2)。冷凝下來(lái)的水與甲醇形成混合物，冰點(diǎn)降低，從而不會(huì)出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象。下塔主要是用來(lái)脫除H2S和COS等硫化物的，來(lái)自V1601的原料氣首先進(jìn)入T1601的下塔，被自上而下的甲醇溶液進(jìn)行洗滌， ppm以下，然后氣體進(jìn)入上塔進(jìn)一步脫除CO2。由于CO2在甲醇中的溶解度比H2S和COS等硫化物小，且原料氣中的CO2含量很高，所以上塔的洗滌甲醇流量比下塔的洗滌甲醇流量大。 Nm3/h（15590 Kg/h），℃、 MPa的狀態(tài)下送往液氮洗裝置作進(jìn)一步精制處理。，特別是塔頂甲醇的加入量。(3) 選擇合適的工藝操作條件，減少氣提氮用量(4) 減少換熱器結(jié)垢，提高換熱器的傳熱效果采用多種類型換熱設(shè)備相結(jié)合的方法，同時(shí)選擇適宜的部位設(shè)置不同規(guī)格和型式的過(guò)濾器，減少換熱器結(jié)垢，提高換熱器的傳熱效果。 煤的性質(zhì)對(duì)氣化過(guò)程有很大影響。在水煤漿氣化這種氣流床的流動(dòng)方式中，煤與氣體的接觸時(shí)間很短。在水煤漿加壓氣化中，為了保證煤灰以液態(tài)形式排出，煤灰的粘溫特性是確定氣化操作溫度的主要依據(jù)，為使煤灰從氣化爐中順利排出，熔融態(tài)煤灰粘度以不超過(guò)250厘泊爾為宜。所以為使氣化爐在一個(gè)合適的溫度下進(jìn)行氣化，就要想辦法降低煤的灰熔點(diǎn)。 隨著氧碳比的增加，將有較多的煤與氧發(fā)生燃燒反應(yīng)，放出較多的熱量，氣化爐溫度隨著升高，所以氣化溫度隨氧碳比的加而增加，同時(shí)，碳轉(zhuǎn)化率也隨著氧碳比的增加而增加，直至達(dá)到最大值（接近100％）。故煤漿濃度也不能太高，原則是保證不沉降，流動(dòng)性能好，粘度小的條件下盡可能提高水煤漿濃度。氣化溫度的選擇原則是在保證液態(tài)排渣的前提下，盡可能維持較低的操作溫度。本論文著重了解二氧化碳脫除的各種方法其中包括物理吸收，化學(xué)吸收，物理—化學(xué)吸收等。對(duì)吸收塔進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備設(shè)計(jì)后，用CAD做出設(shè)備圖?？湾\疆煤化工吸收塔是將脫硫塔和二氧化碳吸收塔疊為一體。已知吸收塔為泡罩塔，上塔泡罩塔板數(shù)為26塊。 L0單位時(shí)間通過(guò)塔任一截面的溶劑量，kmol/h，含溶質(zhì)基； y任一截面的混合氣體中溶質(zhì)的摩爾分率，kmol溶質(zhì)/kmol混合氣體； x任一截面的溶液中溶質(zhì)的摩爾分率， kmol溶質(zhì)/kmol溶液；GB單位時(shí)間通過(guò)塔任一截面的惰性氣體氣量，kmol/h； LS 單位時(shí)間通過(guò)塔任一截面的溶劑量，kmol/h，無(wú)溶質(zhì)基； Y任一截面的混合氣體中溶質(zhì)與惰性氣體的摩爾比,kmol溶質(zhì)/kmol惰性氣體； X任一截面的溶液中溶質(zhì)與惰性氣體的摩爾比， kmol溶質(zhì)/kmol溶劑在穩(wěn)定操作條件下，LS， GB ， Y2 ，X2都是恒定的。Cpc1 由《合成氨》[3]中可查到= kJ/mol則Qs==* 106 kJ/h Qg1= （27）式中 出塔凈化氣流量，N m3/h；凈化氣比熱容，kJ/（kmol﹒K）；凈化氣溫度，K。板式塔與填料塔的區(qū)別在于氣液兩相的接觸是在塔板上進(jìn)行的，故組成沿塔高是階躍而不是連續(xù)式變化。此時(shí)二氧化碳在甲醇中的溶解度為123L/ Kmol/h,，因此解析出二氧化碳的量為：***=12628 Nm3/h； Kmol/h，質(zhì)量流量為226332 Kg/h，,因此解吸出的二氧化碳的量為：