【正文】 在銅液中的溶解度，而且總銅過(guò)高，銅液粘度增大，阻力增加，增加動(dòng)力消耗，又容易造成帶液現(xiàn)象。 氨含量銅液中的氨以游離氨、絡(luò)合氨和固定氨三種形態(tài)存在。但氨含量也不能過(guò)高，否則在再生時(shí)，氨的損失較大。一般銅液中HAc含量超過(guò)總銅含量的10%~15%較為合適，~， mol/L。 銅洗工藝流程：從壓縮機(jī)來(lái)的原料氣，含CO%、CO2%，經(jīng)油分離器，送入銅洗塔底部，氣體在塔內(nèi)與塔頂噴淋下來(lái)的銅液逆流接觸，氣體中CO、COO2及H2S被銅液吸收。因此，精煉工段的主要任務(wù)是將碳化來(lái)的原料氣，通過(guò)化學(xué)或物理的方法，清除原料氣中的CO、COOH2S，制成合格的精煉氣（微量CO+CO2 25mL/m3）。吸收了再生器中80%左右的氨，并回收大部分熱量，銅液溫度預(yù)熱到60℃左右，銅液由回流塔出來(lái)從下加熱器的底部進(jìn)入列管內(nèi)，被管間的熱銅液間接加熱，沿升列管向上，進(jìn)入中間還原器再進(jìn)入上加熱器繼續(xù)用蒸汽在列管外加熱后進(jìn)入再生器，進(jìn)過(guò)再生后的銅液由再生器下側(cè)出來(lái)，進(jìn)入化銅桶，然后進(jìn)入下加熱器，與回流塔下來(lái)的銅液逆流換熱后，進(jìn)入氨反應(yīng)罐，補(bǔ)充氣氨，然后部分進(jìn)入銅液過(guò)濾器濾出銅液中的油垢和沉淀物，再經(jīng)過(guò)氨冷氣降溫進(jìn)入銅液緩沖罐，通過(guò)銅液泵加壓后進(jìn)入銅洗塔循環(huán)使用[12]。在回流塔內(nèi)與再生器逸出的氣體逆流接觸，吸收其中大部分氨和熱量，溫度升至50℃左右，解析出所吸收的大部分CO和CO2，從回流塔出來(lái)的再生氣中，含CO約80%，經(jīng)氨吸收塔回收所帶氨后，制成稀氨水送碳化工段使用。再生器溫度控制在78℃左右，使銅液中的CO、CO2解吸出來(lái)。由于再生過(guò)程中氨的損耗，水冷后加入氣氨。但溫度過(guò)高，CO從溶液中迅速逸出，降低還原作用，同時(shí)會(huì)使氨和醋酸的消耗增加，并引起副反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致銅化合物沉淀。但再生壓力過(guò)低，會(huì)使CO過(guò)早解吸，對(duì)高價(jià)銅的還原能力減弱，銅比不易升高，反而降低銅液的吸收能力。再生時(shí)間可由再生器的液位來(lái)控制，一般控制在1/3~1/2高度，停留時(shí)間30~40min。因此，適宜的加氨量對(duì)穩(wěn)定再生和解吸系統(tǒng)的操作是十分重要的。 銅液工藝崗位工藝指標(biāo) 壓力（MPa）銅塔進(jìn)出口溫差：≤ 銅泵進(jìn)出口壓力：減壓后蒸汽壓力： MPa 空壓機(jī)出口壓力：≥ MPa再生壓力：200700mm水柱 酮塔壓力：≤ 溫度（℃）回流塔進(jìn)口溫度：2538℃ 回流塔出口溫度：4055℃下加熱器出口溫度：6068℃ 上加熱器出口溫度：7478℃再生器出口溫度：7478℃ 氨冷器出口溫度:8℃15℃電機(jī)溫升: ≤65℃ 成分精煉氣微量CO+CO2≤25ppm再生后銅液：TCU2：－：9mol/L； HAC：－≤ mol/L ； 銅比5—8凈氨塔氨水滴度：由生產(chǎn)科另行下達(dá)指標(biāo)（11滴） 其他銅塔液位：料位計(jì)30—70% 凈氨塔液位：1/3—4/5處 電機(jī)電流：≤額定電流 分析結(jié)果：1次/小時(shí)過(guò)濾器、緩沖罐排氣、油分排油：1次/2小時(shí)銅分排放、銅塔液位計(jì)檢查：1次/半小時(shí) 銅洗和再生工藝流程簡(jiǎn)圖凈化氣銅洗塔銅液分離器回流塔銅液泵過(guò)濾器再生器化銅桶水冷器還原器氨冷器精煉氣貧液富液再生氣氣氨5 工藝計(jì)算 概述生產(chǎn)能力 12萬(wàn)噸/年生產(chǎn)制度 330天/年（24小時(shí)工作制）生產(chǎn)能力：生產(chǎn)1噸氨所需的脫碳?xì)饬浚海ㄈ∶撎細(xì)饬繛?000m3/h） 物料衡算 【精煉氣中CO+CO225mL/m3，銅洗塔溫度為35℃。根據(jù)安托寧公式：式中A，B，C為常數(shù)，t為攝氏溫度查資料得氨的常數(shù)為：A=1850，B=，C=273 水的常數(shù)為A=2150，B=，C=273P(NH3)==P(H2O)==實(shí)際吸收平衡的80%，氣相中氨和水蒸氣分壓分別為：氣相中氨和水蒸氣的含量分別為:成分H2N2COCO2O2CH4+ArNH3H2O合計(jì)體積（m3）%100原氨干基%100每生產(chǎn)1噸氨，需向銅液補(bǔ)充氨量為：每生產(chǎn)1噸氨，需向銅液補(bǔ)充水量為：銅液減壓后在回流塔的解吸氣量計(jì)算因HNAr、CHCO在低壓下銅液中溶解度極低，設(shè)其進(jìn)回流塔后解吸50%，各組分的解吸量為：H2 %=179。（標(biāo)）CO %=179。（標(biāo)）N2 =179。（標(biāo)）H2O、NH和CO2的氣量計(jì)算：由式 P(NH3)==由式 P(H2O)==由式 P(CO2)==。合計(jì) m179?！?。吸收熱： Q3= = =式中 52754——CO吸收熱kJ/kmol。氣體帶出熱：℃ Q5= nCpT=247。 銅液再生部分 回流塔的熱量衡算(1)入熱銅液帶入熱： Q1=mcT==式中，——℃時(shí)的平均比熱容，kJ/（kg ——再生器解吸氣在78℃時(shí)的恒壓平均熱熔，kJ/（kmolNH3溶解熱： Q4=nQ溶解熱=V247。VmQ溶解熱 =247。干再生氣帶出熱： Q2=nCpT= V247。水蒸氣帶出熱： Q3=mI=VMI/Vm =247。76992 =式中，76992——干氣體解吸熱，kJ/kmol。熱銅液帶入熱 Q2= mcT=78=式中，——銅液在78℃時(shí)的平均比熱容，kJ/（kg熱銅液帶出熱 Q4= mcT==式中，——℃時(shí)的平均比熱容，kJ/（kgVmQ解吸熱 Q (NH3) =247。52754——CO解吸熱，kJ/kmol。VmCpT =247。VmCpT =247?！妫入= Q1+ Q2+ Q3 =++ =+(2) 出熱Q出銅液帶出熱： Q4=mcT=38=式中，——銅液在38℃時(shí)的平均比熱容，kJ/（kg熱損失略去不計(jì)。則液氨帶入熱量為： Q2=WI=式中，——30℃時(shí)液氨焓，kJ/kg。氨 原料氣 3000m3/噸= 銅洗塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定銅洗塔塔徑及相關(guān)參數(shù)進(jìn)料出料物質(zhì)ρ（kg/m179。)m(kg)原料氣45454精練氣4398317047銅液1183銅液118356136(1) 求取泛點(diǎn)氣速和操作氣速ρV=M平均/ =247。查得，填料因子為φ=130/m由E—ckert通用關(guān)聯(lián)圖知，(umax2φψ/g) (ρV/ρL)=其中液體密度校正系數(shù)ψ=ρ水/ρL=247。) (247。采用傳質(zhì)單元數(shù)法計(jì)算填料層高度的基本公式為10，CO在銅氨液中的擴(kuò)散系數(shù)CO在空氣中擴(kuò)散系數(shù)氣體質(zhì)量通量為:液體質(zhì)量通量為:脫吸因數(shù):氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為：氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算：其中式中 氣體、液體的質(zhì)量通量，kg/(m2h)]；氣體、液體的密度，kg/m3；溶質(zhì)在氣體、液體中的擴(kuò)散系數(shù)，m2/s；通用氣體常數(shù)，(m3查表知，所以，氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算：液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算：查表得：則則 由 液體沿填料層下流時(shí)，有逐漸向塔壁方向集中的趨勢(shì)，形成壁流效應(yīng)。 （），（），塔底液停留時(shí)間按2min考慮，則塔釜也所占的空間高度H1為：，所以塔的附屬總高度H為：H0 =+1+=[1115] 銅洗塔設(shè)備計(jì)算小結(jié)表61 銅洗塔計(jì)算一覽表銅洗塔類(lèi)型：聚丙烯鮑爾環(huán)吸收填料塔混合氣處理量：45454 m179。廠房的設(shè)計(jì)需要根據(jù)工藝流程的要求，投資，用地的條件等多種因素，進(jìn)行綜合的比較后才能最后決定。 成本估算表71 成本估算序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格材質(zhì)數(shù)量?jī)r(jià)格/萬(wàn)元1銅洗塔φ8001870016MnR1 402再生器φ300012000鋼1203回流塔φ16009300鋼1204水冷器φ8002500鋼1105氨冷器φ8002500鋼1107還原器φ8002500鋼1108空氣壓縮機(jī)鋼1109銅液分離器鋼11010其他設(shè)備308高壓銅泵 34m179。 安全生產(chǎn)的規(guī)章制度按照AQ30132008有關(guān)規(guī)定，配置符合國(guó)家和行業(yè)安全監(jiān)測(cè)部門(mén)頒布的安全生產(chǎn)的法律、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，如《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》、《中華人民共和國(guó)消防法》、《中華人民共和國(guó)職業(yè)病防治法》、《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》、《化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)定》、《生產(chǎn)設(shè)備安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)總則》、《安全生產(chǎn)四十條禁令》等，各生產(chǎn)部門(mén)要結(jié)合自身的生產(chǎn)特點(diǎn)建立安全生產(chǎn)責(zé)任制，并認(rèn)真執(zhí)行。對(duì)于三廢污染物的排放，必須符合國(guó)家《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《三廢排放標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)定。 環(huán)境保護(hù)工業(yè)生產(chǎn)中的有害物質(zhì)主要是指化學(xué)性物質(zhì)，通常稱(chēng)為工業(yè)有害物質(zhì)或稱(chēng)生產(chǎn)性有害物質(zhì)。本工段產(chǎn)生的有害物質(zhì)較少，主要是要在CO精制過(guò)程中盡量避免變換氣體的泄露。初步合計(jì)完成了精制工段的主要工藝流程，及采用銅洗法進(jìn)行氣體的再一步精制；完成了12萬(wàn)噸精制工段設(shè)計(jì)中主要設(shè)備的計(jì)算，包括銅洗塔、回流塔、再生器、氨冷器、水冷器設(shè)備的物料衡算及能量衡算；完成了對(duì)精制工段的主要設(shè)備（銅洗塔）進(jìn)行了塔高與塔徑的計(jì)算，初步對(duì)設(shè)備進(jìn)行了選型。在整個(gè)設(shè)計(jì)中，感謝指導(dǎo)教師梁亞男的關(guān)心、指導(dǎo)和大