【正文】 。 78%+= (1) 根據(jù)整體總的摩爾量守恒 : X+Y+= (2) 解得 X=,Y= 即置換氣有 放空 ,另有 進(jìn)入原料壓縮機(jī)入口。 + 179。 此時(shí) Q 吸 =179。 179。 K t2=t1(p2/p1)(k1)/k 式中 k=Cp/CV= (k1)/k=()/= ①一級(jí)壓縮進(jìn)口溫度為 298K，壓強(qiáng)為 Mpa (絕 ) 出口的壓強(qiáng)為 （絕） t1=298179。 179?！?t=19886 △ t=。 103+574179。 44/=工業(yè)水 33℃← 25℃ △ t2=94℃ △ t1=15℃ Q = Wh178。 179。 ）179。 ） = de=4（ t2π d02/4） /（π d02） =4179?！?/w （ 8） 總傳熱系數(shù) K。 179。 ） = Tmtm=(124+30)/2(27+20)/2=℃＞ 50℃ 因此需要考慮熱補(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 400 管子尺寸 mm φ 20179。 －（ ） = 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 w/（ m2178。 熱流體 111℃→ 30℃ 冷流體 27℃← 20℃ △ t2=83℃ △ t1=10℃ Q=WhCph（ T1T2） =179?！妫?。 179。 )= Tmtm=(+30)/2(27+20)/2=35℃＜ 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 40 管子尺寸 mm φ 20179。 179?！妫?179。 =（ m2178。（ 9+1）179。 179。 179。 179。 179。（ ）=， 三級(jí)壓縮后冷卻器使氣體冷卻到 313K，水的出口溫度為 33℃， 179。 179。 =179。 該塔上限是因前面窯氣達(dá)到上限溫度 370℃時(shí) ,文丘里的出口溫度為 51℃ ,此時(shí)夾帶的蒸汽量較大 , 冷卻時(shí)水溫將升高到 t′ ,此時(shí) t′必須小于洗滌塔氣體出口溫度 ,即 t′＜ 40℃ . Q 放上限 =Q 溫降 +Q′ 潛熱 Q 溫降 = 當(dāng) t’=35 ℃時(shí)計(jì)算得 : Q’潛 =179。 + 179。 設(shè) Y 為置換氣每秒的放空量 (從吸附塔到原料壓縮機(jī) )。 103mol 注 :原料壓縮機(jī)出口含 H2S 179。 105179。 103 三 ． 洗滌工序 洗滌塔 排污進(jìn)水２５℃出水３０℃氣體出口４０℃氣體進(jìn)口８０℃ ① 取該設(shè)備的用水量 （液氣比 1： 219，吸收溫度為 30℃ ） 排污進(jìn)水２５℃出水３０℃氣體出口４０℃氣體進(jìn)口８０℃ ② 取該設(shè)備的用水量 （液氣比 1： 219，吸收溫度為 30℃） ③ 該 過 程 對(duì) 粉 塵 的 吸 收 率 為 60%, 吸 收 的 量 為 ( 179。產(chǎn)品中產(chǎn)品組分含量 /（原料流量179。 50179。這類情況在濕法除塵中較為常見 ,因此采用濕法除塵時(shí) ,應(yīng)該考慮到設(shè)備腐蝕問題 ,如果考慮不周 ,則往往會(huì)引起設(shè)備嚴(yán)重腐蝕而迫使除塵系統(tǒng)難于正常運(yùn)行。在活性碳的作用下吸附有機(jī)硫和微量的H2S； 5)從第三脫硫塔出來的氣體進(jìn)入第四脫硫塔，在精脫硫劑的吸附下脫除微量的 H2S 和有機(jī)硫，使其達(dá)到工藝要求 (總硫在 20ppm 以下 )； 6)從第四脫硫塔出來的氣體進(jìn)入 CO2 壓縮機(jī)三級(jí)壓縮至 左右； 7)經(jīng)三級(jí)壓縮的氣體通過三級(jí)冷卻器、油分離器冷卻、分離 , 進(jìn)入 1 號(hào)凈化器或二號(hào)凈化器，在 3A 分子篩干燥劑的作用下，脫除氣體中的濕度水份，使氣體中含水量小于20ppm。吸附劑有多種，如：活性氧化鋁，硅膠，沸石等，本設(shè)計(jì)采用硅膠吸附劑。 在搬運(yùn)、裝填吸附劑的過程中，會(huì)產(chǎn)生很多粉塵，這些粉塵吸附劑本身均會(huì)刺激人的眼睛、鼻子、喉嚨和皮膚，如果眼睛內(nèi)含有粉塵時(shí)，可用足夠的水沖洗，不能將吸附劑放入口中，決不能將水倒入吸附劑中，否則會(huì)引起灼燒。 八．三廢情況及環(huán)境保護(hù)的大體方案 本工藝流程其本身因考慮環(huán)境因素，分離、提純 放空氣 氣中的二氧化碳。 同時(shí) ,氧分子作為一種重要的配位體在生物內(nèi)起著重要作用 ,除氧外 ,自然界還存在氧的兩種同素異形體 ,即 O3和 O4。 4. 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ① 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T60521993≤ 工業(yè) 液體二氧化碳≥ 項(xiàng)目 指標(biāo) 二氧化碳 %（ v/v） ≥ 99 油份 按標(biāo)準(zhǔn) 4,4 檢驗(yàn)合格 按標(biāo)準(zhǔn) 4,4 檢驗(yàn)合格 按標(biāo)準(zhǔn) 4,4 檢驗(yàn)合格 一氧化碳、硫化氫、磷化氫及有機(jī)還原物 b — 按標(biāo)準(zhǔn) 4,6 檢驗(yàn)合格 按標(biāo) 準(zhǔn) 4,6 檢驗(yàn)合格 氣味 無異味 無異味 無異味 水份露點(diǎn) /℃ ≤ 60 65 游離水 無 限定說明： 感官：外觀、氣味 工藝過程： 生產(chǎn) 之中十分重要并必須控制的關(guān)鍵項(xiàng)目 法規(guī)：行政部門的限定規(guī)定 三、設(shè)計(jì)的原始依據(jù)及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 設(shè)計(jì)的原始依據(jù)，按 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1． 年產(chǎn)量 10000 噸食品級(jí)液體二氧化碳； 2． 年工作日 300 天； 3． CO2的提取率為 86%； 4． 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)： 組成 H2S SO2 有機(jī)硫 H2O NOX 含量 ≤ 2mg/Nm3 ≤ 2mg/Nm3 ≤ ≤ 30ppm ≤ 5ppm 組成 O2 N2 CO CO2 含量 ≤ 20ppm ≤ 20ppm ≤ 10ppm ≥ % ： 組成 CO CO2 N2 O2 SO2 9 含量 ～ 2％ 86％ 10％ 2～ 3％ 50 mg/Nm3 組成 NOX H2S CS2 COS 粉塵 含量 20 mg/Nm3 500mg/Nm3 mg/Nm3 200 mg/Nm3 50 mg/Nm3 工序 放空氣 出口溫度：常溫 放空氣 出口壓力： 3040mm 水柱 放空氣 出洗滌塔溫度： ≤ 30℃ 放空氣 出洗滌塔含塵量： ≤ 5 mg/Nm3 放空氣 出吸收塔 H2S 含量： ≤ 500ppm 、預(yù)處理工序 預(yù)處理器出口無機(jī)硫含量： ≤ 500ppm 一級(jí)脫硫器進(jìn)口氣體溫度： ≤ 35℃ 三級(jí)脫硫出口轉(zhuǎn)化率取 90%～ 99% 四級(jí)脫硫器出口：總硫 ≤ CO2含量為 86%（ v/v） ,塔頂 CO2含量為 95%（ v/v），塔釜 CO2含量為 %（ v/v）； CO2含量為 45%（ v/v）， N2含量為 52%（ v/v），其余為 3%（ v/v）； 、順放氣 CO2含量為 20%（ v/v）； 、洗滌塔、吸收塔、原料氣壓縮機(jī)段后冷卻器的出口水蒸汽濃度取相應(yīng)溫度下的水蒸汽飽和分壓。在空氣中通常含量為 %（體積），若含量達(dá)到 10%時(shí)，就會(huì)使人呼吸逐漸停止，最后窒息死亡。 106t,占世界排放的 10%，排在第三位，因此加快二氧化碳研究與利用已顯的日益必要和迫切。 Black第一個(gè)應(yīng)用定量的方法研究這種氣體 ,由于它是固定在石灰石中的 ,所以定名它為“固定空氣”。郴州市普爾二氧化碳有限公司 工業(yè)用二氧化碳設(shè)計(jì)說明書 1 目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)提要 第一章 總論 (一 ) 簡(jiǎn)述二氧化碳生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)外概括及意義 (二 ) 產(chǎn)品的性質(zhì)、用途、規(guī)格和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) (三 ) 設(shè)計(jì)的原始依據(jù)、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) (四 ) 二氧化碳設(shè)計(jì)采取的生產(chǎn)方法 (五 ) 確定原料來源及性質(zhì) (六 ) 論證設(shè)計(jì)選定的廠址、交通、氣候、地質(zhì)條件 (七 ) 簡(jiǎn)要說明主輔車間地組成、工作制度及水、電地供應(yīng)裝備 (八 ) 三廢情況及環(huán)境保護(hù)的大體方案 (九 ) 安全注意事項(xiàng) 第二章 工藝流程設(shè)計(jì)及設(shè)備論證 (一 ) 設(shè)計(jì)論證 逐步完善工藝流程 (二 ) 工藝流程敘述 (三 ) 設(shè)備論證 第三章 物料衡算 (一 ) 衡算依據(jù) (二 ) 總算 (三 ) 100工序 洗滌除塵工序 (四 ) 200工序 脫硫干燥工序 (五 ) 從原 料壓縮機(jī)至提純塔的過程物料衡算 2 第四章 熱量衡算 (一 ) 緩沖罐 (二 ) 洗滌塔 (三 ) 吸收塔 (四 ) 原料壓縮機(jī)及其冷卻器 (五 ) 二級(jí)脫硫 (六 ) 產(chǎn)品氣壓縮機(jī)及其冷卻器 (七 ) 提純塔 (八 ) 氨冷器 第五章 工藝設(shè)備選型 (一 ) 換熱器選型 (二 ) 提純塔工藝設(shè)計(jì) (三 ) 其他各塔及設(shè)備的工藝計(jì)算 主要參考資料 結(jié)束語 3 設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn) 10000 噸食品級(jí)液體二氧化碳工藝設(shè)計(jì) 二、主要原料： 合成氨脫碳放空 氣 三、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T 6052－ 1993） 四、主要設(shè)計(jì)參數(shù)：見附表 五、設(shè)計(jì)要求：按 設(shè)計(jì)大綱 六、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 設(shè)計(jì)說明書 （ 1）工藝流程的選擇和論證 （ 2）工藝指標(biāo)的確定和論證 （ 3）物料衡算和能量衡算 （ 4）設(shè)備選型及計(jì)算 （ 5）按大綱要求的其它內(nèi)容 設(shè)計(jì)圖紙 （ 1）帶控制點(diǎn)工藝流程圖 （ 2）設(shè)備平、立面布置圖 七、完成日期：二 OO 三 年六月二十五日 設(shè)計(jì)者： 發(fā)出日期：二 OO 三 年五月三日 4 附表： 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 300 天； 86%； ： 組成 H2S SO2 有機(jī)硫 H2O NOX 含量 ≤ 2mg/Nm3 ≤ 2mg/Nm3 ≤ ≤ 30ppm ≤ 5ppm 組成 O2 N2 CO CO2 含量 ≤ 20ppm ≤ 20ppm ≤ 10ppm ≥ % ： 組成 CO CO2 N2 O2 SO2 含量 ～ 2％ 86％ 10％ 1～ 2％ 50 mg/Nm3 組成 NOX H2S CS2 COS 粉塵 含量 20 mg/Nm3 500mg/Nm3 mg/Nm3 200 mg/Nm3 50 mg/Nm3 放空氣 出口溫度： 常溫 放空氣 出口壓力： 3040mm 水柱 放空氣 出洗滌塔溫度： ≤ 30℃ 放空氣 出洗滌塔含塵量： ≤ 5 mg/Nm3 放空氣 出吸收塔 H2S 含量： ≤ 500ppm 、預(yù)處理工序 預(yù)處理器出口無機(jī)硫含量： ≤ 500ppm 一 級(jí)脫硫器進(jìn)口氣體溫度： ≤ 35℃ 三 級(jí)脫硫 出口 轉(zhuǎn)化率取 90%～ 99% 四 級(jí)脫硫器出口：總硫 ≤ CO2含量為 86%（ v/v） ,塔頂 CO2含量為 95%（ v/v），塔釜 CO2含量為 %（ v/v）； CO2含量為 45%（ v/v）， N2含量為 52%（ v/v），其余為 3%（ v/v）； 、順放氣 CO2含量為 20%（ v/v）； 、洗滌塔、 吸收塔、原料氣壓縮機(jī)段后冷卻器的出口水蒸汽濃度取相應(yīng)溫度下的水蒸汽飽和分壓。此后 ,H178。 目前，二氧化碳主要用于碳酸飲料、氣體保護(hù)焊、三次采油、超臨界流體萃取、氣肥、保解、煙絲膨化等 用途，其用量及應(yīng)用范圍都在逐年擴(kuò)大，因此二氧化碳的分離提純技術(shù)顯的尤為重要，她是 CO2化學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是化學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一?？菥?、地窖、地洞底部一般二氧化碳的濃度較高，所以在進(jìn)入之前，應(yīng)先用燈火試驗(yàn)，如燈火熄滅或燃燒減弱，就不能貿(mào)然進(jìn)入，以免發(fā)生危險(xiǎn)。 四、二氧化碳設(shè)計(jì)所采取的生產(chǎn)方法、工藝流程特點(diǎn) 1. 生產(chǎn)方法 ① 低溫蒸餾法 本法由于設(shè)備龐大、能耗較高、分離效果較差，因而成本較高，不適應(yīng)中小規(guī)模生產(chǎn) ,一般適用于油田開采現(xiàn)場(chǎng)，生產(chǎn)無硫二氧化碳產(chǎn)品直接注入油井，以提高采率。 ④ 物理性質(zhì) :一氧化碳是一種無色無味 ,無刺激性可燃燒的有毒氣體 ⑤ 物理常數(shù) 熔點(diǎn) 比熱容 (20℃ ,) Cp kJ/kg178。因此工藝流程中產(chǎn)生的污染很少。 系統(tǒng)停車時(shí)，壓縮機(jī)氣缸夾套內(nèi)水需放干凈，所有冷卻器夾套內(nèi)的水要放干凈。 吸收周期的確定，吸收周期的確定需根據(jù)吸附質(zhì)吸附性能，加熱冷卻所需時(shí)間，能耗，投資等各種因素綜合考慮，吸收周期長(zhǎng)，吸附劑用量大，利用率低，投資高；吸收周期短，吸附劑用 量小，但再生頻繁，生產(chǎn)能耗高，吸附劑使用壽命短。 8)凈化器出來的氣體進(jìn)入氨蒸發(fā)冷凝器被液化，然后進(jìn)入提純塔 ,經(jīng)提純閃蒸后的