【正文】 則 Qs= 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 * 1 6 . 9 4 52 2 . 4?=* 106 kJ/h Qg1= 11 1 0* * ( ) pgV C T T? （ 27） 式中 1V 出塔凈化氣流量， N m3/h； 1pC 凈化氣比熱容， kJ/（ kmol﹒ K）； 1gT 凈化氣溫度， K。 L0單位時(shí)間通過塔任一截面的溶劑量， kmol/h， 含溶質(zhì)基； y任一截面的混合氣體中溶質(zhì)的摩爾分率， kmol 溶質(zhì) /kmol混合氣體； x任一截面的溶液中溶質(zhì)的摩爾分率， kmol溶質(zhì) /kmol溶液； GB單位時(shí)間通過塔任一截面的惰性氣體氣量， kmol/h； LS 單位時(shí)間通過塔任一截面的溶劑量， kmol/h，無溶質(zhì)基； Y任一截面的混合氣體中溶質(zhì)與惰性氣體的摩爾比 ,kmol 溶質(zhì) /kmol 惰性氣體； X任一截面的溶液中溶質(zhì)與惰性氣體的摩爾比， kmol溶質(zhì) /kmol 溶劑 在穩(wěn)定操作條件 下， LS， GB ， Y2 ， X2 都是恒定的。 奎屯錦疆煤化工二氧化碳吸收塔和 解吸塔的核算 奎屯錦疆煤化工吸收塔是將脫硫塔和二氧化碳吸收塔疊為一體。 本論文研究的目的 本論文著重了解二氧化碳脫除的各種方法其中包括物理吸收，化學(xué)吸收，物理 —化學(xué)吸收等。故煤漿濃度也不能太高，原則是保證不沉降，流動(dòng)性能好，粘新疆大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 11 度小的條件下盡可能提高水煤漿濃度。所以為使氣化爐在一個(gè)合適的溫度下進(jìn)行氣化，就要想辦法降低煤的灰熔點(diǎn)。在水煤漿氣化這種氣流床的流動(dòng)方式中，煤與氣體的接觸時(shí)間很短。 (3) 選擇合適的工藝操作條件，減少 氣提氮用量 (4) 減少換熱器結(jié)垢，提高換熱器的傳熱效果 采用多種類型換熱設(shè)備相結(jié)合的方法，同時(shí)選擇適宜的部位設(shè)置不同規(guī)格和型式的過濾器，減少換熱器結(jié)垢，提高換熱器的傳熱效果。 出洗滌塔頂?shù)膬艋瘹饬髁繛? Nm3/h（ 15590 Kg/h），在溫度為℃ 、壓力為 MPa 的狀態(tài)下送往液氮洗裝置作進(jìn)一步精制處理。下塔主要是用來脫除 H2S 和 COS 等硫化物的，來自 V1601 的原料氣首先進(jìn)入T1601 的下塔，被自上而下的甲醇溶液進(jìn)行洗滌， H2S 和 COS 等硫化物被吸收降低至 ppm以下，然后氣體進(jìn)入上 塔進(jìn)一步脫除 CO2。一氧化碳在高溫及催化劑的作用下與水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化成二氧化碳和氫氣 (CO+H2O??? CO2+H2)。 熱鉀堿法：此法包括一個(gè)在加壓下的吸收階段和一個(gè)常壓下再生階段，吸收溫度等于或接近再生溫度。氣體分離膜技術(shù)是基于氣體在膜中溶解和擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)的，分離過程的動(dòng)力是兩側(cè)氣體分壓的差別，但效果不佳，耗能 過大。低溫甲醉洗串液氮洗的凈化流程具有很大的優(yōu)越性，但對(duì)設(shè)備管道低溫材質(zhì)要求高、流程復(fù)雜、投資費(fèi)用大及有毒性，給操作和維修帶來困難。丙稀酯對(duì)二氧化碳、 H2S等酸性氣體有較大的溶解能力，并且具有溶解熱小、粘度低、蒸氣壓極低等特點(diǎn)，在通常的操作壓力下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，無毒害，對(duì)新疆大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 6 碳鋼及其它大多數(shù)結(jié)構(gòu)材料無腐蝕作用，是吸收二氧化碳的一種較好溶劑。將二氧化碳制成固體物料，它能緩放氣體 。全球氣溫變暖會(huì)給社會(huì)和經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重影響，地球是一個(gè)整體，生態(tài)與環(huán)境相互牽連，地表溫度過高很可能導(dǎo)致整個(gè)碳循環(huán)的化學(xué)組成和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生重大變化，從而引起冰山融化、海平面劇烈升高、四季混沌，使人類陷入一片災(zāi)難之中。 (中國在此方面投入的資金還較少 )。旨在熟悉和了解二氧化碳的脫除方法和專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用。它是利用低溫下甲醇的優(yōu)良特性脫除原料氣中的二氧化碳、硫化氫、 硫氧化碳 等的物理吸收法。不管采用哪一種原料，合成氨生產(chǎn)的工序都必須經(jīng)過原料氣的制取 (H2的制取 )、原料氣的凈化 (包括 CO變換、 S、 CO2等脫除 )、原料氣精制 (少量 CO、 CO2的脫除 )、原料氣壓縮及合成工段，只不過是不同的生產(chǎn)裝置、不同的生產(chǎn)工藝在具體的細(xì)節(jié)選擇上有所不同。 Absorber。新疆大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 新疆大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 題 目 : 奎屯錦疆煤化工制氫工藝脫碳工序核算及二氧化碳 吸收塔的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師 : 陸江銀 學(xué)生姓名： 方 旭 所屬院系： 化學(xué)與化工學(xué)院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 班 級(jí) ： 化機(jī) 061 完成日期 ： 20xx06 新疆大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 新 疆 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 班 級(jí)： 化機(jī) 061 班 姓 名： 方旭 論文（設(shè)計(jì) ）題目： 奎屯錦疆脫碳工藝核算及二氧化碳吸收的設(shè)計(jì) 專 題： 論文（設(shè)計(jì)）來源： 教師自選 要求完成的內(nèi)容 1 當(dāng)前合成氨概況 2 二氧化碳的利弊及脫除方法 3 合成氨工藝簡介 4 脫碳工序核算 5 二氧化碳吸收塔設(shè)計(jì) 6 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出相關(guān)結(jié)論 7 撰寫論文 發(fā)題日期： 20xx 年 11 月 25 日 完成日期： 20xx 年 5 月 31 日 實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)單位： 地點(diǎn)： 化學(xué)化工學(xué)院 論文頁數(shù)： 33 頁； 圖紙張數(shù)： 指導(dǎo)教師 ： 陸江銀 教研室主任 ： 李惠萍 院 長 ： 王吉德 新疆大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在 陸江銀老師 的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。 關(guān)鍵詞 ： 合成氨； 吸收塔 ；脫碳 Abstract In recent years, china’s coal chemical industry as raw material gradually increased, with coal as a raw material of synthetic ammonia process has also been improved. This paper briefly discusses the ammonia process of Kuitun Jinjiang Coal Chemical Co. Its decarburization processes are evaluated and conducted under the conditions of the carbon dioxide absorption tower design. Key words： Ammonia。 目前，工業(yè)生產(chǎn)合成氨的原料有三種：煤、天然氣和重油或輕油。以 煤 為原料的大型合成氨廠的脫碳工藝。 本文簡單介紹了奎屯錦疆煤化工氣體凈化階段二氧化碳的脫 除 及回收工藝流程， 對(duì)其進(jìn)行了工藝核算并對(duì)吸收塔重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)。而日本政府的基金研究機(jī)構(gòu)的地球革新技術(shù)，在二氧化碳控制方面投入了更多的資金以減少二氧化碳向大氣中的排放， 1995年他們計(jì)劃在 10年內(nèi)，投資 230億日?qǐng)A，建立以太陽能為能源、 H2為儲(chǔ)氣形式、二氧化碳為化工原料的工業(yè)體系等等。我國氣象局的一項(xiàng)權(quán)威研究表明：在過去的一百多年中，全球的平均地表氣溫己升高 ℃ ～ ℃ ，如果不加以有效控制，未來 30 年間溫室效應(yīng)可能造成地表氣溫增加約 ℃ 。 d. 二 氧化碳?xì)夥?。如圖 圖 變壓吸附法和變溫吸附法 碳酸丙稀酯脫碳工藝 ： 又稱 Fluor法，由 Fluor公司開發(fā)， 1964年工業(yè)化。由于原料氣操作壓力不同，對(duì)分離產(chǎn)品的需要也不同，因而低溫甲醇洗有各種不同的流程。 膜吸收法 包括氣體分離膜技術(shù)和氣體吸收膜技術(shù)。在上述研究的基礎(chǔ)上，大家發(fā)現(xiàn)利用有機(jī)胺作二氧化碳的吸收劑，是較好的方法。并經(jīng)洗滌水和工藝?yán)淠合礈烊A帶的炭黑送入一氧化碳變換爐。 甲醇洗滌塔 T1601 分為上塔和下塔兩部分，共四段，上塔三段，下塔一段。來自熱再生部分的貧甲醇經(jīng)冷卻后在 ℃ 下進(jìn)入 T1601 的頂部，其流量為 254071Kg/h（甲醇含量為 %,水含量 ≤%），進(jìn)上塔頂段的甲醇溶液吸收 CO2 后溫度由℃ 上升至 ℃ ，經(jīng)過 E1606 被冷卻至 ℃ 后進(jìn)入 上塔中段繼續(xù)吸收CO2；出中段的甲醇溶液溫度上升至 ℃ ，依次經(jīng)過 E1605 和 E1606 被冷卻至新疆大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 9 ℃ 后進(jìn)入上塔的第三段進(jìn)一步吸收 CO2，溫度上升至 ℃ 后出上塔；出上塔的甲醇溶液總量的 50%進(jìn)入下塔作為洗滌劑，剩余部分（ 228244 Kg/h）依次經(jīng)過合成氣 /富甲醇換熱器 E161洗滌塔底富甲醇換熱器 E160無硫甲醇氨冷器 E1604，分別與來自液氮洗 冷 的合成氣、來自閃蒸甲醇槽 V1607 經(jīng) 2甲醇富液泵 P1602A/B 送出的甲醇、液氨進(jìn)行換熱，溫度由出塔底的 ℃ 依次降低至 ℃ 、 ℃ 、 ℃ ，然后經(jīng) LV16006 減壓至 MPa 進(jìn)入無硫甲醇閃蒸罐 V1603 進(jìn)行閃蒸分離。 (2) 對(duì)系統(tǒng)的換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理匹配 系統(tǒng)的能耗更加合理，系統(tǒng)補(bǔ)冷更加合理，冷耗更少。 煤的變質(zhì)程度影響著煤的反應(yīng)活性，變質(zhì)程度低的反應(yīng)活性較高，變質(zhì)程度高的反應(yīng)活性較低。從而使耐火材料的壽命大大縮短。煤漿濃度過高時(shí)，粘度急劇增加，流動(dòng)性變差，不利輸送和霧化，同時(shí)由于煤漿為粗分散的懸浮體系，存在著分散固體重力作用，而引起沉降的問題，因此水煤漿濃度過高時(shí)，易發(fā)生分層現(xiàn)象。 加 壓下氣體體積縮小，可降低動(dòng)力消耗，在產(chǎn)氣量不變的條件下，可減少設(shè)備體積，縮小占地面積，使單爐發(fā)氣量增大，便于實(shí)現(xiàn)大型化。 變換氣出 E1601 后經(jīng) V1601 分離出甲醇水溶液，然后原料氣進(jìn) 入 T1601 塔（甲醇洗滌塔）脫除 H2S， COS 和二氧化碳，凈化氣中二氧化碳 10 mg/m3， H2S1 mg/m3 送氮洗工段。按圖虛線的范圍可寫出吸收塔低與任一截面之間二氧化碳的物料衡算式 [3] GBY2+LSX= GB Y1+LSX2 移項(xiàng)后得到 Y1=BLsG （ XX2） +Y2 （ 21） 新疆大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 13 式中 GN單位時(shí)間通過塔內(nèi)任一截面的混合氣量， kmol/h。 由式（ 25）得 QL1=**（ ） =*106 kJ/h 新疆大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 15 Qs=22 2 1 1 * coG y G y q? （ 26） 式中 2coq二氧化碳溶于溶劑的溶解熱， kJ/kmol二氧化碳。 解吸塔 的解吸氣量的核算 （ 1）從 V1603 底部流出的富含 CO2 的無硫半貧甲醇溶液溫度為 ℃ 、壓力為 MPa，經(jīng) LV16018 減壓至 MPa，溫度降低至 ℃ 后進(jìn)入T1602 的上段進(jìn)行閃蒸分離，解吸出 CO2。小直徑填料塔（ m 以下）的造價(jià)一般都比板式塔低。 （ 7） 填料塔適于處理有腐蝕性的物料，塔板若用耐腐蝕的金屬材料制造，則造價(jià) 高得多。 at/? 3 干填料因子， m1。設(shè)以 GK 表示，此時(shí) GK 的單位為 kmol/(m2﹒ atm﹒ h).它與 Ky的關(guān)系可用下式表示： Ky= GK P。 （ 2）填料支撐板 支撐板選用帶有圓筒形升氣管的柵板，柵板縫寬取 ～