【正文】 L? 填料材質(zhì)的臨界表面張力， kg/h2。 A常數(shù)，見表； ? 填料空隙率， m3/ m3； ? 液相的表面張力， dyn/㎝ 。 （ 9） 填料塔適于處理易發(fā)泡的液體。 （ 2） 當(dāng)所需要的傳質(zhì)單元數(shù)比較多而塔很高時(shí)，板式塔比較適宜，此情況下填料塔則要分成許多段，須進(jìn)行多次液體再分布，否則液體分布不均，液體或氣體產(chǎn)生溝流，影響傳質(zhì)效率。一部分（ 186740 Kg/h）經(jīng) LV16016 減壓至 MPa 進(jìn) T1603 的第 40 塊塔板。 gQ = 22 2 1 1 10* ( )2 2 .4 co gG y G y C p T T? ? = 1 8 3 0 0 0 . 9 0 8 * 0 . 4 6 7 1 8 2 9 8 4 . 0 2 * 0 . 0 0 0 2 * 3 6 * ( 7 . 7 7 )2 2 . 4? ??*106 kJ/h 由式（ 28）得： 2LQ = 67 9 3 9 .7 * 2 .3 * ( 8 .6 4 ) ( 1 .0 6 7 * 1 0 )? ? ? ?*106 kJ/h Qc= 2 2 12 ( )sLL Cp T T? =2***（ 40+20） =*106 kJ/h 則 Qg2+QL1+Qs+Qc=*106 + （ *106 ） +*106+ （ *106 ）=106 kJ/h Qg1+QL2= *106+（ *106） =* 106 kJ/h 在考慮實(shí)際情況的冷量損失等，可近似認(rèn)為熱量是守恒的。 Y1=BLsG （ X1X2） +Y2 （ 22） 已知混合氣摩爾流量 NG = kmol/h , 體積流量 G= GB= NG *（ 1y2） =*（ %） = kmol/h 純甲醇質(zhì)量流量 Lm=254071 Kg/h 則摩爾流量 L0=Ls= 254071 ? kmol/h 進(jìn)口氣體中二氧化碳的含量 y2=%= Y2= 220 .4 6 7 0 .8 7 61 1 0 .4 6 7y y ???? 進(jìn)口溶液為純甲醇，故 x1=0， X1=0 出口氣中要求二氧化碳的含量小于 2 ppm，工廠出口氣中二氧化碳的含量y1=,所以 Y1= 110 .0 0 0 2 0 .0 0 0 21 1 0 .0 0 0 2y y ???? 由式（ 22），全塔物料衡算可求出 X2， Ls， X2 L02， x2 Gs， Y2 GN2， y2 Ls， X L0， x Gs， Y GN， y Ls， X1 L01， x1 Gs， Y1 GN1， y1 圖 吸收塔物料流量和濃度示意圖 新疆大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 14 2 2 1 4 3 5 4 . 4 4( ) * ( 0 . 8 7 6 0 . 0 0 0 2 ) 0 . 4 8 0 37 9 3 9 . 7BsGX Y YL? ? ? ? ? 凈化氣量 G1=（ 1+Y2） =**（ 1+） = Nm3/h 熱量衡算 假設(shè)塔內(nèi)吸收過程為絕熱 [3][5] 則全塔的熱平衡式為： Qg2+QL1+Qs+Qc =Qg1+QL2 (23) 式中 Qg2單位時(shí)間內(nèi)原料氣帶入的熱量， kJ/h； QL1單 位時(shí)間內(nèi)溶劑帶入熱量， kJ/h； Qs 單位時(shí)間內(nèi)氣體的溶解熱， kJ/h； Qg1單位時(shí)間內(nèi)凈化氣帶出的熱量， kJ/h； QL2單位時(shí)間內(nèi)富液帶出的熱量， kJ/h； Qc單位時(shí)間內(nèi)溶劑帶入塔內(nèi)的冷量， kJ/h； Qg2= *Cp2(Tg2T0) (24) Cp2=21niii Cpy?? 式中 G2單位時(shí)間內(nèi)的原料氣量 ， Nm3/h ； Qg2混合氣體的比熱容， kJ/（ kmol﹒ K）； iCp i氣體的比熱容， kJ/（ kmol﹒ K）； 2iy 混合氣體中 i組分的濃度， mol/mol； Tg2進(jìn)塔混合氣體溫度， K； T0熱力學(xué)溫度， 。分為上下兩部分：上塔直徑 2800 mm，高 出 15m，主要脫除二氧化碳及微量的硫化氫，下塔塔徑 3600 mm，主要脫除硫化氫，硫氧化碳及少量的二氧化碳。并對二氧化碳的脫除和再生工段進(jìn)行工藝核算。但會(huì)導(dǎo)致 CO2 含量升高。在水煤漿中加入石灰石能改善灰渣的粘溫特性，使液態(tài)灰渣粘度降低。當(dāng)然，如果某種煤的反應(yīng)性較差，可以由粒度來彌補(bǔ)，粒度越小，反應(yīng)速度越快，但過細(xì)的粒度會(huì)影響煤漿的濃度。 (5) 選材合理，減少投資 在裝置不同設(shè)備用材選擇上結(jié)合國內(nèi)外市場及工程進(jìn)度要求情況，選擇更為合理，減少裝置總投資。 分 離罐的幾何尺寸，同 樣減少原料氣帶入主系統(tǒng)水量。 上塔主要是用來脫除原料氣中的 CO2 的。 來自一氧化碳變換裝置的變換氣，在 40℃ 、 MPa 的狀態(tài)下進(jìn)入低溫甲醇洗裝置，流量為 223655 Nm3/h（ 222211 Kg/h），與來自循環(huán)氣壓縮機(jī) C1601經(jīng) E1602 冷卻后的循環(huán)氣進(jìn)行混合。 本菲爾法 :是在熱鉀堿法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，用此法可以有效地把 二氧化碳脫除到 1%2%?；旌蠚怏w沿膜的一側(cè)流入，待分離組分 (如二氧化碳 )通過充滿在膜的微孔中的氣體向另一側(cè)擴(kuò)散時(shí)，被吸收液吸收，效果較好，但成本較高。這種溶液具有穩(wěn)定性好、無毒、無腐蝕、不降解、不揮發(fā)等優(yōu)點(diǎn)。 低溫甲醇洗法：稱 Rectisol法，為冷甲醇工藝，由林德和魯奇 (Lindeamp。 e. 利用 CO2超臨界萃取。 二氧化碳的應(yīng)用價(jià)值 二氧化碳的直接應(yīng)用： a. 利用 CO2作為水處理的離子交換劑，制備出的二氧化碳作為再生液，可用來代替常規(guī)的酸堿再生離子交換。 二氧化碳的危害和應(yīng)用價(jià)值 二氧化碳的危害 各種含碳物質(zhì)的燃燒、氧化、人和動(dòng)物的呼吸活動(dòng)，都是二氧化碳的來源。己探明的石油儲(chǔ)量按目前的消耗速度僅能保證 43年的供應(yīng)， 煤炭 尚可維持 174年。利用甲醇在低溫高壓下對硫化氫，二氧化碳的高溶解度進(jìn)行二氧化碳的脫除和回收高純度的二氧化碳作為制取尿素的原料。 以天然氣為原料的合成氨廠的工藝流程大體依次經(jīng)過脫硫、一段轉(zhuǎn)化、二段轉(zhuǎn)化、高溫變換、低溫變換、脫碳、甲烷化，最后在合成工段生產(chǎn)出氨。在合成氨生產(chǎn)過程中，脫碳具有凈化工藝合成氣和回收二氧化碳作為生產(chǎn)尿素的原料的雙重目的。對本文研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。文章簡要論述了奎屯錦疆煤化工的合成氨工藝過程，對它的脫碳工序進(jìn)行了核算 。 1913年 9月 9日第一個(gè)合成氨廠在德國路德維希港的 BASF聯(lián)合工廠投產(chǎn)，產(chǎn)量很快就達(dá)到日產(chǎn) 30噸的設(shè)計(jì)水平。 本文研究的是 奎屯錦疆煤化工四 十萬噸合成氦裝置的脫碳部分的吸收。本菲爾法采用添加活化劑的熱鉀堿法脫碳，是 70年代引進(jìn)的以天然氣和石腦油為原料，在蒸汽轉(zhuǎn)化法制合成氨的工廠中廣泛采用。為了更好地利用二氧化碳就必須選擇一種良好的吸收方法，近年來，西歐和日本等許多國家投入了大量資金及人力研究限制排放二氧化碳及其再利用技術(shù)。已有報(bào)道： 1980 年大氣中的二氧化碳 336 ppm，比工業(yè)革命以前 (1860 年 )290 ppm增加 12%，預(yù)計(jì) 20xx 年大氣中的二氧化碳濃度將達(dá)到 373 ppm, 2045 年將達(dá)到 600 ppm。 c. 油田驅(qū)油。 但是目 前研究最多、最廣泛的還是二氧化碳的轉(zhuǎn)化、固定。 70年代以煤碳和渣油為原料的大型氨廠，大部分采用此方法。 Selexol工藝流程描述如下 :吸收塔底的富液經(jīng)水力透平回收能量后進(jìn)入循環(huán)閃蒸罐，釋放出具有較小溶解度的氣體 H N CO CH4這些氣體經(jīng)壓縮后返回吸收塔底部 .來自循環(huán)閃蒸罐的溶液經(jīng)過常壓閃蒸罐釋放出約 70%的二氧化碳溶液進(jìn)入空氣汽提塔前需進(jìn)行真空閃蒸，以排出緩后可回收的少量二氧化碳，同時(shí)也釋放出雜質(zhì)氣體。 化學(xué)吸收法 化學(xué)吸收法是利用二氧化碳和吸收液之間的化學(xué)反應(yīng)將二氧化碳從排氣中分離出來的方法。 奎屯錦疆煤化工制氣工藝介紹 煤氣化 煤的氣流床氣化即煤（通常為粉煤或水煤漿）與空氣、富氧或純氧（視不同情況加或不加蒸汽）進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，制備以 CO、 H2 為主要成份的氣態(tài)產(chǎn)物。甲醇水混合物與氣體一起進(jìn)入甲醇水混合 物分離器 V1601 進(jìn)行氣液分離，氣體進(jìn)入甲醇洗滌塔 T1601 底部，而分離下來的甲醇水混合物送往甲醇 /水 分 離塔 T1605 進(jìn)行甲醇水分離。吸收 CO2 后放出的溶解熱會(huì)導(dǎo)致甲醇溶液的溫度上升，為了充分利用甲醇溶液的吸收能力，減少吸收 甲醇流量，在設(shè)計(jì)上采取了分段取出冷卻的方法。 ，減少甲醇水分離罐帶入甲醇水分離塔的氣體量，減輕塔的操作負(fù)荷。如煤的熱穩(wěn)定性和粘結(jié)性。 助熔劑 水煤漿氣化工藝的一個(gè)特點(diǎn)是高于煤灰熔點(diǎn)之上進(jìn)行氣化，煤灰熔點(diǎn)高，氣化爐操作溫度就要提高，氣化溫度提高，對耐火材料的要求就更加嚴(yán)格。而隨著氧碳比的增加，氣化效率先是增加到一定數(shù)值，然后卻開始降低，這是由于過量的氧氣進(jìn)入氣 化爐，導(dǎo)致 CO2 含量的增加，使有效氣體成份下降，從而使得氣化效率降低。由于煤種不同，操作溫度也不同，工業(yè)生產(chǎn)中，一般為 1300～ 1500℃ 。 新疆大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 12 第二章 奎屯錦疆煤化工二氧化碳脫除的工藝核算 奎屯錦疆煤化工工藝條件 來自變換工號(hào)的變換氣，主要成分為（ vol%）： 表 變換氣主要成分 成 分 H2 N2 CO Ar CH4 CO2 H2S COS mol%/干 變換氣 以 223655 Nm3/h的氣量在 40℃ 和 MPa的條件下進(jìn)入 低溫甲醇洗裝置，與來自循環(huán)氣壓縮機(jī) C1601 經(jīng) E1602 冷卻后的循環(huán)氣進(jìn)行混合。在壓力為 MPa 下，用℃ 的貧甲醇吸收進(jìn)氣溫度為 ℃ 的混合氣，純甲醇的質(zhì)量流量Lm=254071 Kg/h。(TL1 T0) （ 25） 式中 L0溶劑流量， kmol/h Cpc1進(jìn)塔溶劑比熱容， kJ/（ kmol﹒ K）； TL1進(jìn)塔溶劑溫度， K。為計(jì)算板式塔完成吸收所需的塔板數(shù)，要應(yīng)用物料衡算和氣液衡算，其普遍方法是圖解法。此時(shí)氣態(tài)的摩爾流量為 Kmol/h，二氧化碳濃度為 ，因此解析出的二氧化碳量為 ： ***= Nm3/h； 液態(tài)的摩爾流量為 Kmol/h，質(zhì)量流量為 309678 Kg/h，二氧化碳濃度為 ，二氧化碳在甲醇中的溶解度為 40 L/Kg，因此解吸出的二氧化碳量為： 8 7 8 7 . 8 6 * 0 . 0 8 9 9 * 0 . 8 7 6 * 2 2 . 4 3 0 9 6 7 8 * 0 . 0 4 = 3 1 3 2 . 4 N m 3 / h 綜上可算總的二 氧化碳解吸量為： 12628++++++= Nm3/h 與工廠數(shù)據(jù)（ 55868 Nm3/h）基本吻合。 （ 5） 板式塔使用與處理有懸浮物的液體，填料層則易被懸浮物堵塞。 泛點(diǎn)氣速計(jì)算 由 BainHougen 關(guān)聯(lián)式 [10] 1 / 81 / 42 0 . 23l o g * 1 . 7 5ggtF LLLau LAgG??????? ? ? ???????? ? ? ?????? ? ? ??? (31) 式中 uF 泛點(diǎn)空塔速度， m/s。 NOG 氣相傳質(zhì)單元數(shù) 新疆大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 20 （ 1） NOG的計(jì)算 [3] 按傳質(zhì)單元的概念： 12yOG y dyN y ye? ?? （ 33） NOG=12221 1 1ln [ (1 ) ]11y m xA y m x AA????? （ 34） 式中 1A 解吸因數(shù)， 1 mGAL? ； 其中 1y =, 2y =, 1x =0, 2x =,m=。見《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》 [5] 已知填料因子 [7]? =92 m1，液相重度校正系數(shù) ? =?水 /?L =1000/850= 空塔速度 u= m/s, L? =2 cp 橫坐標(biāo) 1/2gLLG ????????= 1 2254 071 33()225 313 850 = 縱坐標(biāo) g G LLu ??? ????????= 0 .23 .8 4 * 9 2 * 1 .1 8 0 .7 3 3( ) 29 .8 1 8 5 0= 查圖得到壓降 ? P/? H=400 mmH20/m填料 填料層總壓降 ? P=400*11=4400 mmH2O 新疆大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 23 持液量計(jì)算 由持液量關(guān)聯(lián)