【正文】 179。 179。（ ） = m2 采用此換熱面積的換熱器 ,則需要過程的總傳熱系數(shù)為 （ m2178。（ 11030） =60259W 按單殼程多管程來計(jì)算平均溫度差為 △ tm’=(△ t2△ t1)/ln(△ t2/△ t1)=（ 8310） / ln（ 83/10） =℃ P=(t2t1)/(T1 t1)=（ 2720） /（ 11120） = R=(T1T2)/(t2t1)=（ 11130） /（ 2720） = 查得φ △ t= △ tm=△ tm’178。 a 實(shí)際傳熱面積 S0=nπ dL=88179。 44179。 =℃ 假設(shè) K= S=Q/(K△ tm)=84582/(179。 179。 熱流體 124℃→ 30℃ 冷流體 27℃← 20℃ △ t2=97℃ △ t1=10℃ Q=WhCph（ T1T2） =179。 =℃ 假設(shè) K= S=Q/(K△ tm)=141757/(179。為 w/（ m2178。 d。 179。 ） = Re= deu0ρ /μ =179。 104） 179。 179。 12179。 104（湍流） 設(shè)管壁粗糙度 ε =，ε /di=由λ Re 關(guān)聯(lián)圖查得：λ = 所以 △ P1=λ178。 2 3 99 實(shí)際傳熱面積 S0=n∏ dl=99179。 44179。 28179。 44179。 C，其中 CO2由氣相變液相 ∑ Q=QCO2（ → 5℃） +QCO2潛 + QCO2（ 5→ 10℃） +QN2（ → 10℃） =179。 C 八 .氨冷器 下 CO2 5。 103179。 44 179。 mHWO= VH2O= 24 ③ 三級(jí)壓縮進(jìn)口溫度為 303K，壓強(qiáng)為 ,出口壓強(qiáng)為 t3=303179。（ 400313） =mH2O*(3325)179。 =179。 179。 (3325) 179。（ 3525） = Q 放總 =+=Q 吸 即 二 .原料氣壓縮 1. 熱量恒算依據(jù) 壓縮機(jī) 入 口的溫度為 25℃ ,即 298K。 (t25)℃ = t=30℃ =30℃ 即假設(shè)成立。 18g/ mol179。 + 179。 %+D179。其組成為 : CO2 12% ， N2 82% ，其余約 6%。 103+179。 106=179。 108＜ ③過程中所產(chǎn)生的組分增量：（平均每秒的量） nH2S(增 )=nCOS(耗 )+2nCS2（耗） =179。 106 CS2的轉(zhuǎn)化率為 60%，則剩余為 179。 106XSO2 (1) 再根據(jù)摩爾量守恒 nSO2(余 )+179。 103 179。 %/（ X179。 二、總系統(tǒng)的物料衡算 （即窯氣流量） 產(chǎn)品組分提取率（ %） =產(chǎn)品流量179。 ② 分 離和溶劑吸收法 膜分離法具有裝置簡(jiǎn)單 ,操作簡(jiǎn)單 ,能耗較低等優(yōu)點(diǎn) ,是當(dāng)今世界上發(fā)展較迅速的一項(xiàng)節(jié)能型氣體分離技術(shù) .但是膜分離法的缺點(diǎn)是很難得到高純 度的 CO2,為了得到高純度的 CO2,它必須與溶劑吸收法結(jié)合起來 ,前者用于粗分離 ,后者做精分離 ,工藝極其復(fù)雜 ③ 分子篩 吸附法 分子篩吸附 法具有工藝過程簡(jiǎn)單 ,能耗低 ,適應(yīng)能力強(qiáng) ,自動(dòng)化程度高 ,技術(shù)先進(jìn) ,經(jīng)濟(jì)合理等優(yōu)點(diǎn)。 ,其特性指標(biāo)如下 : 填料 尺寸 Am2/m3 ε 亂堆瓷拉西環(huán) 50179。 各塊理論板壓降 約 1KPa 散裝填料約為 Kpa 規(guī)整填料約為 Kpa 壓降小是填料塔德的主要優(yōu)點(diǎn) 對(duì)腐蝕性物料的適用性 必須用耐蝕材料制作，往往比較重或價(jià)格太高。 （ 5）設(shè)備腐蝕問題。 另外 ,濕法除塵設(shè)備本身一般無可動(dòng)部件 ,只要制造材料質(zhì)量好 ,就不易發(fā)生故障 ,使得維修管理方便。 二、工藝流程敘述 1)原料氣（二氧化碳）經(jīng)過水冷器冷卻后進(jìn)入緩沖罐，經(jīng)蘿茨鼓風(fēng)機(jī)提壓至 Mpa左右進(jìn)入復(fù)合洗滌塔，去除氣體中夾帶的 MDEA（脫碳）溶劑，降溫并脫除氣味； 2)從復(fù)合洗滌塔出來的氣體進(jìn)入氨冷器降溫至 25℃ 左右分離出氣體中的大部分水份，之后進(jìn)入汽水分離 器分進(jìn)行汽水分離， 3)從汽水分離器出來的氣體進(jìn)入 CO2 壓縮機(jī)一級(jí)壓縮至 Mpa 左右，經(jīng)一級(jí)冷卻器、油分離器后進(jìn)入壓縮機(jī)二級(jí)壓縮至 Mpa 左右，經(jīng)二級(jí)冷卻器、油分離器后進(jìn)入第一 15 脫硫塔和第二脫硫塔，脫除大部 H2S； 4)從第二脫硫塔出來的氣體進(jìn)入第三脫硫塔?？账傩?，則處理時(shí)間能力低下，空速太大，則吸附劑的吸附率低，不能滿足工藝要求，根據(jù)硅膠的物性參數(shù)，選擇空速為1000h1?？赏ㄟ^雙塔切換操作來實(shí)現(xiàn)。 ① 洗滌塔和吸收塔液氣比和吸收溫度的選擇 填料塔是一種常見的濕法除塵設(shè)備，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于抗腐蝕性材料制造，壓強(qiáng)小等特點(diǎn)，其原理是依靠液膜界面的完成粒抽集過程，同時(shí)吸收有害氣體成分。 吸附劑裝填時(shí)，進(jìn)塔人員應(yīng)穿戴好勞保用品，外部必須有人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，以防不測(cè)，當(dāng)塔內(nèi)時(shí)可燃性 氣體和惰性氣體時(shí)，嚴(yán)禁入塔，用新鮮空氣置換合格后，才能進(jìn)塔。如果發(fā)現(xiàn)有人中毒，應(yīng)該迅速將中毒者脫離毒區(qū)，吸氧。 、電的供應(yīng) 水、電由 永 氮 公司統(tǒng)一供應(yīng)調(diào)配。 交通便利 ,寬 12m 的水泥公路直達(dá) 廠 區(qū)。 S 沸點(diǎn) 汽化熱 ③ 化學(xué)性質(zhì) 蒸發(fā)冷凝器 一級(jí)油分 一級(jí)冷卻器 壓縮機(jī)一級(jí) 汽水分離器 氨冷器 壓縮機(jī)二級(jí) 二級(jí)冷卻器 二級(jí)油分 第一脫硫塔 第 二脫硫塔 (關(guān)鍵 ) 三級(jí)油分 三級(jí)冷卻器 壓縮機(jī)三級(jí) 第四脫硫塔 (關(guān)鍵 ) 第三脫硫塔(關(guān)鍵 ) 12凈化器 (關(guān)鍵 ) 提純塔 (關(guān)鍵 ) 低溫貯罐 槽車充裝 11 氧氣是最活潑的元素之一 ,除氦氖和氬等稀有氣體和一些不活潑金屬外 ,氧能和所有的元素形成化合物 ,雖然在某些情況中甚至在高溫中同分子氧難以達(dá)到直接化合 ,當(dāng)氧與其他元素直接化合生成氧化物時(shí) ,反應(yīng)是放熱的 ,生成的氧化物一般很穩(wěn)定。 ① 物理性質(zhì)：常溫下是無色五味、無臭的氣體 ② 物理常數(shù)： 熔點(diǎn) 比熱容 (,): Cp 178。 ④ 二氧化碳超臨界萃取 超臨界二氧化碳流體，由于具有與液體相近的密度，而粘度只有液體的 1%，擴(kuò)散系數(shù) 是液體的 100 倍，所以它的萃取能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過有機(jī)溶劑，更為理想的是控制條件就可定向分離組份，可在常溫下和較低溫下工作，沒有毒性和發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，使用時(shí)不但又很好的工作性能，而且可有效地浸出高沸點(diǎn)、高粘度、熱敏性物質(zhì)。把二氧化碳引入蔬菜溫室，能使蔬菜的生長(zhǎng)速度增加，縮短其生長(zhǎng)周期。二氧化碳無毒，但不能供給動(dòng)物呼吸，是一種窒息性氣體。在 ℃、 179。我國隨著工業(yè)發(fā)展，二氧化碳排放量也在逐步上升， 1981 年已達(dá) 179。 1823 年 ,M178。 1757 年 , J178。著重從工藝的各個(gè)角度 ,對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程 ,通過工藝條件的分析 ,工藝流程的論證 ,主要設(shè)備的論證 ,進(jìn)一步闡明本設(shè)計(jì)在生產(chǎn)中的先進(jìn)性和合理性。 設(shè) 計(jì) 提 要 本次設(shè)計(jì)是生產(chǎn) 10000 噸 /年的 工業(yè)用 二氧化碳工業(yè)流程設(shè)計(jì) ,采用技術(shù) 為 分子篩法。 在繪圖部分 ,根據(jù)設(shè)計(jì)說明和計(jì)算 ,繪制了工藝流程和設(shè)備布置圖。 Cavendish 和 J178。 Thilorier 制得固態(tài)二氧化碳 (干冰 )。 工業(yè)上分離提純二氧化碳的方法有低溫蒸餾法、膜分離法、溶劑吸收法、變壓吸附法（ PAS）等。將雪狀固體壓縮，成為冰狀固體，俗稱“干冰”。二氧化碳是非極性分子 ,可溶于極性較強(qiáng)的溶液中 ,二氧化碳溶于水生成碳酸。它不僅冷卻速度快、操作性能好、不浸濕產(chǎn)品、不會(huì)造成二次污染，而且投資少、人力省。 ② 膜分離法和溶劑吸收法 膜分離法具有裝置簡(jiǎn)單、操作方便、能耗較低特點(diǎn)，是當(dāng)今世界上發(fā)展迅 速的一項(xiàng)節(jié)能型氣體分離技術(shù)。 102MPa178。 K Cv kJ/kg178。常年為東 南 風(fēng)和 西北 風(fēng)，年均氣溫 17℃，相對(duì)濕度 77%，地震烈度 7 級(jí)。 12 排放物主要是洗滌塔廢水及舊催化劑等，處理方案是：將洗滌塔廢水經(jīng)沉降后排放，廢舊催化劑統(tǒng)一處理等。 充裝液體二氧化碳時(shí)，防止低溫液體噴向人體，萬一發(fā)生凍傷，立即用 40℃的溫水浸泡。 各崗位都要配備合適的消防器材。 ② 脫硫 塔 的空速和溫度選擇 一 二級(jí) 粗 脫硫器的空速的選擇同樣也直接影響 CO2的生產(chǎn)。鑒于此本設(shè)計(jì)的吸附周期選定為 80 小時(shí)，其中高燥時(shí)間 8 小時(shí)，逆放時(shí)間 5 分鐘，加熱時(shí)間 3 小時(shí)55 分，冷卻時(shí)間為 3 小時(shí) 55 分，升壓時(shí)間為 5 分鐘。但吸附量隨壓力升高而增大的趨勢(shì)逐漸減小。 三、設(shè)備論證 一 .除塵設(shè)備 ,其優(yōu)點(diǎn)有 : (1) 除塵效率高 濕法除塵的效率可與某些高效率的干法除塵的效率相媲美 .如電除塵 ,過濾除塵等方法。同時(shí) ,含塵氣體中的某些有害有毒氣體如硫化氫 ,二氧化碳及易燃易爆氣體如醇類、醚類等與水接觸時(shí) ,大量溶于水而被一起除去。 16 : (1) 廠址選擇在水電豐腴 ,氣候濕暖的南方 ,故防凍問題及水投資費(fèi)用影響較 小 。 塔的檢查 容易 較困難，規(guī)整填料幾乎不可能。 a. T104 型催化劑有以下 特點(diǎn) : (1) 常溫下活性好 30℃ ,空速 600h1,COS 轉(zhuǎn)化率＞ 90%。 NOx、 CO 與 CO2的相對(duì)揮發(fā)度較高 ,本文利用精餾法來提純 CO2。 100% 60%=14000179。 103179。60%=, 余量為 179。 104 (2) 聯(lián)合 (1)、（ 2）解得氣相中 nSO2(余 )為 179。 107mol ∑有機(jī) S（余） =（ 179。 103 4. 三 四 級(jí)脫硫 ①反應(yīng)原理 H2S+1/2O2===S+H2O △ H=采用 EAC4 型 H2S， SO2精脫硫劑，其技術(shù)指標(biāo)： 脫硫精度出口： H2S≤ SO2 ≤ 空速： H2S， SO2≤ 10mgs/Nm3 時(shí)空速取 1000h1 H2S， SO2≥ 10mgs/Nm3 時(shí)空速取 500800h1 ②計(jì)算 H2S 吸收的量 取 H2S 出口 : PPM,即 179。 106 mol 21 二級(jí)脫硫出口增加 H2S 179。 106 H2S CS2 COS H2O ∑ 179。 根據(jù) CO2守恒列出方程 : X179。 氣體溫度進(jìn)入塔時(shí)溫度為 80℃。 ( 179。 18g/mol179。 179。 K。 () MH2O= 23 V=m/p=② 二段壓縮進(jìn)口溫度為 303K,壓力為 278Kpa(絕 ),出口壓力為 (絕 ),水的出口溫度為 33℃ 壓縮機(jī)的出口溫度 :t2=303179。 == nCPm△ t=179。 Cpm= J/mol178。 ()=400K 二級(jí)壓縮后冷卻器使氣體冷卻到 308K，水的出口溫度為 33℃， 179。（ ） =mHWO179。（ 3+10 ） + 179。該氣體含 CO295%，總量為 Cpm=△ t=19886 179。 C5。 179。 44179。 r=Q m= 第五章 工藝設(shè)備選型 25 一、 換熱器選型 本設(shè)計(jì)以產(chǎn)品壓縮機(jī)一級(jí)冷卻為例 密度 Kg/m3 比熱容KJ/ 粘度 Pa 導(dǎo)熱系數(shù)KJ/m.℃ 氣體 179。（ t1t2） ]=65532/[179。 ()= 若采用此傳熱面積的換熱器，則要求總傳熱系數(shù)為 (m2.℃ ) ④核算壓強(qiáng)降 ⑴ 管程壓強(qiáng)降 ∑Δ Pi=（Δ P1+Δ P2） FtNP 其中 Ft=， NP=2。 u2/2= 3/ △ P2=3ρ u2/2=3 ∑Δ Pi=（ 767+697）179。 Δ P2’=NB（ ） ρ u02/2=9179。 103179。 179。 103/=3511 Pri=CPμ /λ =179?！妫? （ 7） 污垢熱阻參見≤化工原理≥上 附錄二十，管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻分別為 Rsi=178。 di） ] =1/（ 1/1851++179。 100%=%。 管程流通面積 m2 a 實(shí)際傳熱面積 S0=nπ dL=174179。 φ △ t=179?！妫? a 實(shí)際傳熱面積 S0=nπ dL=164179。 φ △ t=179。（ ） = 采用此換熱面積的換熱器 ,則需要過程的總傳熱系數(shù)為 （ m2178。 ） = Tmtm=(111+30)/2(27+20)/2=47℃＜ 50℃ 因此不需要考慮熱補(bǔ)償 , 據(jù)此由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn) (參見《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》下4339) 中選定固定板式換熱器 ,有關(guān)參數(shù)見下 : 殼徑 mm 325 管子尺寸 mm φ 1