【正文】 ................................................. 31 防渦流擋板的選取 ....................................................................................................... 31 液體初始分布器 ........................................................................................................... 32 液體再分布器 .............................................................................................................. 33 填料支撐 裝置 .............................................................................................................. 33 接管管徑的確定 ........................................................................................................... 33 解吸塔的選取 ................................................................................................................. 33 貯槽 的選擇 ...................................................................................................................... 34 泵的選擇 .......................................................................................................................... 34 結(jié)論 ........................................................................................................................................... 34 致謝 ............................................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。設計中簡單介紹了合成氨的主要脫碳方法，并通過對比總結(jié)各脫碳方法的優(yōu)缺點，最終確定采用的脫碳方法是碳酸丙烯脂法脫碳。 decarburization method。該法是目前國內(nèi)最為常用的脫碳方法。 本設計在完成的過程中得到老師的指導，在此表示衷心感謝。與水形成水合氨（ OHNHOHNH 2323 ??? ）簡稱氨水，呈弱堿性?？諝庵邪焙窟_ 3%時， 5 分鐘可引起化學性灼傷和水泡。液氨本身就是一種高效氮素肥料，可以直接施用。 氨也是重要的工業(yè)原料，廣泛用于制藥、煉油、純堿、合成纖維、合成樹脂、含氮無機鹽等工業(yè)。同時尿素的甲醇的合成、石油加氫、高壓聚合等工業(yè)，也是在合成氨工業(yè)的基礎上發(fā)展起來的。戴維（ Davy， 17781829）等化學家繼續(xù)研究，進一步證明了 2 體積的氨通過電火花放電后，分 解為 1 體積的氮氣和 3 體積的氫氣。 1901 年法國物理化學家呂 原料氣凈化方法的革新及合成塔的改造等，但工藝路線沒有大的變化 [2]。近年，合成氨產(chǎn)量以蘇聯(lián)、中國、美國、印度等十國最高，占世界總產(chǎn)量的一半以上。1981 年，世界以 天然氣制氨的比例約占 71%，蘇聯(lián)為 %、美國為 96%、荷蘭為 100%；中國仍以煤、焦炭為主要原料制氨 ,天然氣制氨僅占 20%。合成氨成本中能源費用占較大比重，合成氨生產(chǎn)的技術(shù)改進重點放在采用低能耗工藝、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研制性能更好的催化劑、降低氨合成壓力、開發(fā)新的原料氣凈化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位熱能等 [3]。研制并生產(chǎn)多種合成氨工藝所需的催化劑，在品種、產(chǎn)量和質(zhì)量上都能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求，一些品種的質(zhì)量已達到國際先進水平；我國已完成大型合成氨廠的設計及關(guān)鍵設備的制造。因此合成氨生產(chǎn)中把脫除工藝氣中 CO2的過程稱為脫碳，在合成氨尿素聯(lián)產(chǎn)的化肥裝置中，它兼有凈化氣體和回收純凈 CO2的兩個目的。脫碳塔出來的富液經(jīng)換熱器后，減壓送至二氧化碳再生塔，用蒸汽加熱再沸器，再脫去二氧化碳。脫碳系統(tǒng)的能力將影響合成氨裝置的能力。 根據(jù) CO2與溶劑結(jié)合的方式，脫除 CO2的方法有化學吸收法、物理吸收法和物理化學吸收法三大類。化學吸收法常用于 CO2分壓較低的原料氣處理。該法的最大優(yōu)點是可以在一個十分簡單的裝置中，把合成氣中的 CO2脫除到可以接受的程度。低熱耗苯菲爾工藝是由美國聯(lián)碳公司在傳統(tǒng)苯菲爾工藝基礎上開發(fā)的，采用了節(jié)能新技術(shù)。 物理吸收法 物理洗滌是 CO2被溶劑吸收時不發(fā)生化學反應，溶劑減壓后釋放 CO2(不必加熱 )，解吸后的溶液循環(huán)使用。物理吸收法常用于高 CO2分壓的原料氣處理。 (2) 變壓吸附法 變壓吸附氣體分離凈化技術(shù)，簡稱 PSA（ Pressure Swing Adsorption）。為了達到連續(xù)分離的目的，變壓吸附脫碳至少需要兩個以上的吸附塔交替操作，其中必須有一個吸附塔處于選擇吸附階段，而其它塔則處于解吸再生階段的不同步驟。碳酸丙烯酯法具有溶解熱低、粘度小、蒸汽壓低、無毒、化學性質(zhì)穩(wěn)定、無腐蝕、流程操作簡單等優(yōu)點。 物理化學吸收法 物理化學吸收法脫除 CO2 工藝主要有環(huán)丁砜法和常溫甲醇法，物理化學吸收法常用于中等 CO2分壓的原料氣處 理。采用什么方法，它有多種因素決定，有原料氣碳含量高低 的問題，有操作費用的問題，有習慣性的問題，有改造資金的問題等等 [9]。 PC法是南化集團研究院等單位于 20 世紀 70 年代開發(fā)的技術(shù)， 1979 年通過化工部鑒定。 發(fā)展過程 PC 技術(shù)的應用，主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段始于 70 年代末，兩個小氮肥廠用 PC法代替水洗法脫 CO2的工業(yè)試驗裝置獲得成功，取得了明顯的節(jié)能效果和經(jīng)濟效益。 技術(shù)經(jīng)濟 由于碳丙脫碳純屬物理過程，因而它的能耗主要消耗在輸送流體所須的電能。 因而應用碳丙脫碳的廠家均可獲得明顯的節(jié)能效果。自油水分離器頂部出來的氣體進入二氧化碳吸收塔底部，與塔頂噴淋下來的碳酸丙烯酯溶液逆流接觸，將二氧化碳脫至工藝指標內(nèi)。 解吸氣體回收流程 由閃蒸槽解吸出來的閃蒸氣進入閃蒸氣洗滌塔，自下而上與自上而下的稀液逆流接觸，將閃蒸氣夾帶的液滴回收下來。 液體流程 碳酸丙烯酯脫碳流程簡述 貧碳酸丙烯酯溶液從二氧化碳吸收塔塔頂噴淋下來，由塔底排出稱為富液。 存在的問題及解決的辦法 綜合分析 PC 法脫碳存在的主要問題有 。 解決辦法 目前，碳丙脫碳技術(shù)已提高到一個新的階段，工業(yè)應用的或即將應用的最有吸引力的進展有以下幾個方面： 塔器的優(yōu)化包括塔徑、塔填料、塔內(nèi)件、塔過程控制的技術(shù)改造，改造后往往可提高 20%50%或更高的生產(chǎn)能力，改造主要分兩部分進行 :一是脫碳塔氣液分布器和填料的改造，其目的是提高通氣量和強化氣液接觸效率，加大潤濕面積。具體辦法是將常解段改 12 為篩板或填料塔型，并增設類似塔型的真空解析段 [10]。除此以外，復合溶劑為了達到操作特性要求所作的混合過程，還具有其它方面的靈活性，即復合溶劑的組成。 CO2在溶劑中的溶解度可用下式表示： lgx*=lgp+B/T+C+lgζ （ 31） 式中： x*—— CO2在含水溶劑中的飽和溶解度，摩爾分數(shù)； p—— 氣相 CO2分壓， 105Pa； B、 C—— 常數(shù)， B=， C=； ζ—— 溶劑含水量的修正系數(shù)，當含水量為 2%時， ζ=， lgζ=； T——— 吸收溫度， K。合成氨 ： ?8000300000 ?，F(xiàn)假設出塔氣體溫度與入塔液的溫度相同，為2VT=30℃ ，出塔液的溫度為1LT=35℃ ，并取吸收飽和度（定義為出塔溶 液濃度對其平衡濃度的百分數(shù)）為 80%，然后利用物料衡算結(jié)合熱量衡算驗證溫度 14 假設的正確性。 30℃ ： ρL1=1192kg/ m3； 35℃ ： ρL1=1187 kg/ m3 PC 的蒸汽壓 查 PC 理化數(shù)據(jù)知， PC 蒸汽壓與操作總壓及 CO2 的氣相分壓相比均很小，故可認為PC 不揮發(fā)。 說明：進塔吸收液中 CO2的殘 留 值取 ，故計算的實際溶 解量時應將其扣除。=溶解氣量： = Nm3/h 溶解氣平均摩爾質(zhì)量： sM =44+28+2+28= kg/kmol 溶解氣的質(zhì)量流量： 247。 CO2： 160425= Nm3/h % CO： 160425= Nm3/h % H2： 160425+= Nm3/h % N2: 160425+= Nm3/h % 出塔氣的摩爾質(zhì)量： M 2=44+28+2+28=出塔氣的質(zhì)量流量為： 247。 根據(jù) PC 的定壓比熱容公式： CpL=+(t10) KJ/kg? ℃ ； （ 411） 算得： Cpl1=? ℃ ； Cpl2=? ℃ ； (3) CO2的溶解熱 查得 ? Hco2=14654kJ/kmol CO2（實驗測定值） CO2在 PC 中的溶解量為： =故 QS=14656=(4)出塔溶液的溫度 根據(jù)全塔熱量衡算有： 帶入的熱量（ QV1+QL2） +溶解的熱量（ QS） =帶出的熱量 （ QV2+QL1+QV夾） 溶解 氣體占溶液的質(zhì)量分率 （ 412） ? ?? ?1 1 1 1 02 2 2 2 01 6 0 4 2 5 2 2 . 4 3 1 . 3 4 3 0 6 7 3 3 5 5 3 k J /h(33445 76. 49 1106. 94) 1. 435 30 14403 1672 kJ / h28862793. 6 kJ / hV P V VL P L LSQ V C T TQ L C T TQ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 19 ? ?? ?2 2 2 2 01 1 1 1 0 1 11 0 11 1 3 7 7 5 2 2 . 4 2 9 . 0 4 3 0 4 4 2 5 0 3 4 . 8 k J /h( ) 3 4 3 3 8 4 7 . 2 5 1 . 4 3 5 4 9 2 7 5 7 0 . 88 4 . 5 3 0 2 2 . 4 3 1 . 3 4 1 1 8 . 3V P V VL P L L L LV L LQ V C T TQ L C T T T TQ T T T? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 式中： L1=++= kg/h 熱量平衡： 6733553+144031672+=++ 得出： L1 ? ℃ 與假設接近，可以接受。s=（ m （ 54） 式中： D — 吸收塔直徑， m sV— 氣體的體積流量， sm/3 將入塔流量 Vs= m3/s 分為兩股，分別進入兩個塔內(nèi)，則每個塔的入塔流量為Vs=。 填料層高度的計算 選用填料層高度的計算公式 H= ? ?21 y 1y yyGdK a y y y??????? （ 58） 采用近似簡化的計算方法，即 H= ? ?21 y 1y yyGdK a y y y??????? ≈1y GK a y m?（ ） 2111 ln* 2 1 ydyy y y?????（ ） (1)建立相應的