【正文】 粗原料氣進行凈化處理，除掉氮和氫以外的有害物質(zhì)，包括灰塵、硫化物、一氧化碳和二氧化碳等；最后，壓縮、合成，將符合要求的氮氣和氫氣壓縮到所需的壓力，然后進入高壓設備合成塔中，在催化劑的作用下合成為氨。這種進步表現(xiàn)在兩個方面：其一是解析方法的進步。液氨常用作制冷劑。 合成氨與解吸過程 合成氨簡介合成氨工業(yè)是基礎化學工業(yè)的重要組成部分，它的任務是固定大氣中游離狀態(tài)的氮，使之變?yōu)榈幕衔铩?。脫吸是吸收的逆過程，其操作方法是使溶液與惰性氣體或蒸汽逆流接觸。合成氨過程中的二氧化碳再生過程：由變換爐反應產(chǎn)生的變換氣分別進入變換氣煮沸器,將解吸塔底部溫度為100～115 ℃的堿液煮沸,變換氣被冷卻到110～120 ℃,經(jīng)冷凝分離,變換氣進入吸收塔,與塔頂噴淋下來的堿液逆流接觸,脫除二氧化碳 ,使二氧化碳含量降到016 %以下,堿洗氣去合成車間。常用的填料有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、弧鞍形和矩鞍形填料，20世紀80年代后開發(fā)的新型填料如QH—1型扁環(huán)填料、八四內(nèi)弧環(huán)、刺猬形填料、金屬板狀填料、規(guī)整板波紋填料、格柵填料等，為先進的填料塔設計提供了基礎。該塔處理風量較大，～，噴淋密度20～110m3/(m2?h)，壓力損失1500～3 800Pa，而且還可處理含塵氣體。這樣當生產(chǎn)強度增大后，往往會造成貧液貧度不夠，影響脫碳效果。這樣由于一層填料太高，容易形成壁流，影響氣提效率，我們一般將其分成兩段，這樣可以減少壁流效應，提高再生效率。因此，塔設備的設計和研究，受到化工、煉油等行業(yè)的極大重視。⑶ 流體流動的阻力小，即流體通過塔設備的壓力降小。填料塔與板式塔比較項目填 料 塔板 式 塔壓降小尺寸填料，壓降較大，而大尺寸填料及規(guī)整填料，則壓降較小較大空塔氣速小尺寸填料氣速較小，而大尺寸填料及規(guī)整填料則氣速可較大較大塔效率傳統(tǒng)的填料，效率較低，而新型亂堆及規(guī)整填料則塔效率較高較穩(wěn)定，效率較高液氣比對液體量有一定要求較大持液量較小較容易安裝、檢修較難較大材質(zhì)金屬及非金屬材料均可一般用金屬材料造價新型填料，投資較大大直徑時造價較低在進行填料塔和板式塔選型時，下列情況可考慮優(yōu)先選用填料塔：①在分離程度要求高的情況下，因某些新型填料具有很高的傳質(zhì)效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；②對于熱敏性物料的蒸餾分離，因新型填料的持液量較小，壓降小，故可優(yōu)先選擇真空操作下的填料塔；③具有腐蝕性的物料，可選用填料塔，因為填料塔可采用非金屬材料，如陶瓷、塑料等；④容易發(fā)泡的物料，宜選用填料塔，因為填料塔內(nèi)，氣相主要不以氣泡形式通過液相，可減少發(fā)泡的危險，此外，填料還可使泡沫破碎。選擇填料時，必須綜合考慮生產(chǎn)能力、效率、操作彈性、成本和壓力降等因素。⑵空隙率單位體積填料中的空隙體積稱為空隙率，以e 表示，其單位為m3/m3，或以%表示。每一種填料按其尺寸、材質(zhì)的不同又有不同規(guī)格。鮑耳環(huán)的填料尺寸為1015，最小不低于8。選用時應從分離要求、通量要求、場地條件、物料性質(zhì)及設備投資、操作費用等方面綜合考慮，使所選填料既能滿足技術要求，又具有經(jīng)濟合理性。金屬填料材質(zhì)包括碳鋼及不銹鋼等。（2）（不銹鋼）波紋板填料，目的是提高此段的傳質(zhì)效果，保證貧液出塔時更低的貧度，降低水碳比，同時也可使用柵格作為支承件。對于填料支承裝置的基本要求是：有足夠的強度和剛度以支承床層中填料的重腐蝕性量；提供足夠大的自由截面，盡量減少氣液兩相的流動阻力；有利于液體的再分布；耐好；便于用各種材料制造；以及安裝和拆卸方便等。由以上條件取柵板、格板、邊圈的厚度S=60mm，高度H=200mm。液體分布器的選擇：為了使液體初始均勻分布，原則上增加單位面積上噴淋點數(shù)。溢流槽式布液器 溢流槽式布液器的適用性較好，特別適宜于大流量操作，一般用于塔徑大于1000mm的塔。液體收集再分布器就是將從上層填料流下的液體完全收集并混合。它用塔板卡子被固定在塔體支承圈上，支承圈寬度為3060mm，由塔徑?jīng)Q定。對于金屬及塑料散裝填料，可采用網(wǎng)板結(jié)構(gòu)作為填料限位器。向下傾斜的切口或做成向下的喇叭口。最簡單的除沫器是在塔的出口加擋板。對于蒸餾和吸收操作中，由于夾帶的液滴較大，若操作氣速不過高時，%，對于21065106m的液滴也能有效的除去，當絲網(wǎng)厚度為100150mm時，通過除沫網(wǎng)的壓降為120—250MPa，為提高除沫效率，平放式除沫器可用兩層不同尺寸的絲網(wǎng)制成，下層用大孔除沫網(wǎng)制成，除去較大的液滴，上層用小孔除沫網(wǎng)制成，除去細小的液滴，雙層除沫器最大壓降可為750MPa。上緊螺栓后，墊片易往兩邊擠，宜于壓力不高，物系無毒的場合。人孔的實質(zhì)應便于人員進入任何一層塔板。人孔伸入塔內(nèi)部分應與塔的內(nèi)壁修平，其邊緣需倒棱或磨圓。圓筒形裙式支座可選用較經(jīng)濟的普通碳素鋼。螺栓座 螺栓座由底板和筋板組成，以便安裝地腳螺栓，把塔設備固定在基礎地面上。一般高度在15m以上的塔，都設置吊柱。制造廠則根據(jù)設計將吊耳焊接在塔上，這給現(xiàn)場安裝帶來很大的方便。從受力角度考慮，塔的吊點越高，則起吊力就越小，卷揚機附和也越小，但塔它承受的最大彎矩將增大，對塔體不利，而且吊點高，抱桿的高度也要增高，這樣抱桿承載能力降低(對同樣斷面的抱桿，承載能力與抱桿高度的平方成正比)。操作平臺應布置得在檢修時不需另外設置腳手架和纜索。對在操作維修中有可能長期堆置重物的平臺，應作特殊考慮。 本設計選擇籠式扶梯，且與塔頂接管成180176。④ 低溫塔的梯子，其連接件與焊在塔體上的連接板之間，應墊以石棉或軟木。高溫操作的塔，連接板應與塔體完全焊透，焊縫應打磨光潔。特別是在大型的塔設備中，鋼材更具有無法比擬的優(yōu)點，因而被廣泛地采用。塔體除滿足工藝條件（如溫度、壓力、塔徑和塔高等）下的強度、剛度外，還應考慮風力、地震、偏心載荷所引起的強度、剛度問題，以及吊裝、運輸、檢驗、開停工等的影響。壓力容器用鋼可分為碳素鋼、低合金鋼和高合金鋼。塔高約為32m。有些場合為了滿足腐蝕性介質(zhì)或低溫等特殊要求，采用有色金屬材料（如鈦、鋁、銅、銀等）或非金屬耐腐蝕材料，也有為了減少有色金屬的耗用量而采用滲鋁、鍍銀等措施，或采用鋼殼襯砌、襯涂非金屬材料的。 筒體和上下封頭的材料的選擇根據(jù)承壓情況，可將容器分為受內(nèi)壓和受外壓兩類。由于設計壓力較低，工作溫度不高，介質(zhì)腐蝕性較小，而Q235A的適用范圍為：設計壓力；鋼板使用溫度為0～350℃；用于殼體時，鋼板厚度不大于16mm?！g裕量。標準橢圓形封頭無論是幾何形狀后受力狀態(tài)都比較好，制造難度有不大，是圓筒形容器較合理的封頭形式。則封頭質(zhì)量（4）塔體質(zhì)量（5）塔內(nèi)件質(zhì)量塑料鮑爾環(huán)填料層高度，密度。而對于塔高時，則按下式計算式中——脈動增大系數(shù)，其值按文獻[8]表76確定；——第段的脈動影響系數(shù)，其值按文獻[8]表77確定；——第段的振型系數(shù)，其值按文獻[8]表78確定.③塔設備迎風面的有效直徑塔設備迎風面的有效直徑是該段所有受風構(gòu)件迎風面的寬度總和。裙座危險截面11處的最大組合軸向拉應力因為故滿足強度條件。（3）基礎環(huán)厚度的計算按有筋板時，計算基礎環(huán)厚度設地腳螺栓直徑為，,則查表得取 基礎環(huán)材料許用應力基礎環(huán)厚度取。目前通用的、也是最早的開孔補強設計準則是基于彈性失效設計準則的等面積補強法。4 塔設備的、制造、安裝及運輸塔設備的塔體由于筒節(jié)和封頭組成，圓筒節(jié)和封頭大都是鋼板制成。生產(chǎn)過程中氣液相介質(zhì)中的二氧化碳、硫化氫、氨水等，對碳鋼設備都具有很強的腐蝕性，反應中生成的碳酸氫銨結(jié)晶顆粒星懸浮狀態(tài)，隨著氣體不斷流動，對塔壁和內(nèi)件會發(fā)生劇烈的機械“沖擊腐蝕”作用，易使碳鋼設備有效壁厚減薄，能夠承受的應力降低，導致發(fā)生爆炸事故的危險。③陽極涂料聯(lián)合保護 陽極保護我國在六十年代開始研究，并在部分廠試用成功。但鋁的剛性較差，作冷卻水箱，鋁管與管板的聯(lián)接、制作、搬運和安裝以及強大氣流沖擊搖動等，會使鋁管與管板的固定或緊密程度變差，而發(fā)生泄漏或氣流沖刷腐蝕緊固件， 在材料加工、設備結(jié)構(gòu)等方面也有弊端。然后按拼板圖進行劃線切割。成型后先將對接縱縫點焊，然后找正并按焊接要求進行焊接。且不超過177。39液面計對應接口間的距離177。 劃線劃線主要是指格柵板的劃線。實踐證明，第三種方法比較方便，不需要過多的工時，準確程度也超過前兩種。由于塔體自重的影響，使分段塔體截面呈橢圓形；滾輪給塔體的加緊力，使塔體變形。（1）焊前不需要預熱。25℃。矯圓時應嚴格掌握始末溫度，不能過高或過低，并注意防止工件在吊運和矯圓時產(chǎn)生不應有的變形。（3）手工打底，自動焊成型。外部附件都是突出塔體外表的。盡管塔體安放位置不可絕對的水平，但線錘將始終是垂直地面的。四條中心線需2段塔段上，并在塔段預組裝的情況下劃定。因龍門吊的高度限制，只能2～節(jié)立裝成一段。3（人孔可為177。為了保證各筒節(jié)的組對質(zhì)量，對分段處的外圓周長公差應予以控制。在下料時，除劃出切割輪廓線外，還應劃出坡口切割的起始線，利用半自動切割器刻度盤的刻度和切割起始線互相校核，就能保證坡口的角度。但鋼材較鋁材重，導熱系數(shù)小，在高大的碳化塔上安裝維修更換也較難。但該法技術要求高，對金屬材質(zhì)、腐蝕介質(zhì)有選擇性，操作維護嚴格，否則，造成過度鈍化，激烈析氧，而使涂層嚴重剝落。為了防止介質(zhì)對容器的腐蝕，通常對塔內(nèi)壁及塔內(nèi)支架進行噴砂，噴鋁及涂環(huán)氧樹脂處理，但容器內(nèi)壁腐蝕仍是該設備最常見的缺陷。 塔設備防腐本塔設備主要用于二氧化碳的再生，由變換爐反應產(chǎn)生的變換氣分別進入變換氣煮沸器,將解吸塔底部溫度為100～115 ℃的堿液煮沸,變換氣被冷卻到110～120 ℃,經(jīng)冷凝分離,變換氣進入吸收塔,與塔頂噴淋下來的堿液逆流接觸,脫除二氧化碳 ；塔底富液送入再生塔減壓閃蒸再生,閃蒸出的二氧化碳除用于生產(chǎn)尿素外,水蒸汽和部分二氧化碳接到后面聯(lián)堿的制堿部分。 允許不另行補強的最大開孔直徑根據(jù)《過程設備設計》P161表415 不行補強的接管最小厚度 ，允許不另行補強的最大接管外徑為89。選用地腳螺栓個數(shù)，地腳螺栓材料的許用應力為，取腐蝕裕量，則地腳螺栓的根徑根據(jù)標準地腳螺栓的尺寸選用42的地腳螺栓48個。裙座危險截面11處的最大組合軸向拉應力故滿足穩(wěn)定性條件。（2）各段風載荷計算結(jié)果列表如下：塔段12345長度0～10001000～200020000～1000010000~2000020000~32000130010131013142771958131671（3）風彎矩計算00截面的風彎矩11截面的風彎矩 22截面的風彎矩 截面序號001122取值依據(jù)風彎矩 塔體的強度和穩(wěn)定性校核根據(jù)操作壓力計算塔體壁厚之后,對正常操作,停工,檢修及壓力試驗等工況,分別計算各工況下相應壓力,質(zhì)量和垂直地震力,最大彎矩引起的筒體軸向應力,再確定最大拉伸應力和最大壓縮應力,則須調(diào)整塔體厚度,重新進行應力校核。（7）操作平臺及扶梯質(zhì)量塔體上共設置六個操作平臺，平臺各布置在四個人孔和兩個卸料孔下方，每個平臺呈半圓形，取平臺寬度：，扶梯高度，平臺、扶梯單位重量載荷由文獻[3]表A5查得：， 則平臺、扶梯總質(zhì)量（8）操作時物料質(zhì)量 散裝填料的堆積密度為，規(guī)整填料的堆積密度為，（9）人孔、接管、法蘭等附件質(zhì)量 （10）水壓試驗時沖水質(zhì)量由塔體結(jié)構(gòu)尺寸，水的密度，封頭容積，則操作塔內(nèi)物料質(zhì)量：（11）塔設備在正常操作時的質(zhì)量 d（12）塔設備在水壓試驗時的最大質(zhì)量 （13）塔設備在停工檢修時的最小質(zhì)量 塔的自振周期由參考文獻[6]式(754)按等直徑,等厚度塔計算： 式中H—塔體高度；—塔體操作的質(zhì)量；—塔體厚度。標準橢圓形封頭的長短軸之比位，一般用軋制鋼板沖壓造成，可用在表壓達10Mpa的容器中。對于碳素鋼、低合金鋼制容器，故按剛度條件，筒體厚度僅需3，但考慮此塔較高，風載荷較大，取塔體名義厚度20。 裙座的材料的選擇裙座不直接與塔內(nèi)介質(zhì)接觸，也不承受塔內(nèi)介質(zhì)的壓力，因此不受壓力容器用材的限制。一般情況下，中、低容器大都是薄壁容器。此外，這些材料在制造、運輸、安裝等方面都各有特點，在設計時還應參閱其他有關資料，認真加以考慮。 側(cè)線出料口一般為四個，直徑為160mm，采用籠式扶梯，且與塔頂接管成對稱布置。本設計中由于設計壓力不高，工作溫度不高，介質(zhì)腐蝕性較小，16MnR作為筒體材料；鋼板使用溫度為0～350℃；用于殼體時，鋼板厚度不大于16mm。根據(jù)承壓情況，可將容器分為受內(nèi)壓和受外壓兩類。有些場合為了滿足腐蝕性介質(zhì)或低溫等特殊要求，采用有色金屬材料（如鈦、鋁、銅、銀等）或非金屬耐腐蝕材料，也有為了減少有色金屬的耗用量而采用滲鋁、鍍銀等措施，或采用鋼殼襯砌、襯涂非金屬材料的。4）梯子的選用本標準梯子結(jié)構(gòu)分為側(cè)面通過型、多層平臺連用型和正面通過型三種。⑥ 梯子的最下面一級踏步應高出地面150~450mm。由工藝條件圖知本塔開設的人孔共四個，在人孔處應設置平臺，n=7，每個平臺呈半圓形，取平臺寬度：，扶梯高度。3）平臺材料 平臺全部為鋼結(jié)構(gòu)，材料一般用Q235AF。若無特殊要求。所以，吊點的具體標