【正文】 個(gè)4 ??n 噴嘴孔徑 1, / SiiLdnw? ? ，式中 iw 為噴嘴處的流速，通常 18 ~ 25 /iw m s? ，這里取 22m/s，則 mdi 0 ???? 噴嘴入口收縮管長(zhǎng) 12tan 2LiS ddL ???，式中 1? 為噴射入口收縮角， 1? 取 14 則 mL S 214t a n2 ???? 取噴嘴喉管長(zhǎng) 30mm ，則噴嘴管總長(zhǎng)為 mLLL S ????? 裙座高度的選擇 對(duì)于該塔，裙座體材料采用 16MnR，高度為 3m，厚度為 30mm，并開(kāi)設(shè)人孔，頂部有 50mm 的排氣孔，在底部開(kāi)設(shè)排液孔。 ??? 查 文獻(xiàn) [19]得氣體在中壓下的流速為 15m/s，則管徑 : muGd SV ,39。 設(shè)計(jì)目標(biāo)： 出脫碳塔凈化氣組分中 CO2 含量 ? %； 再生氣組分中 CO2%回收率 ? 93% 脫碳塔壓差 20kPa? ； 氣提塔壓差 20kPa? 。它的優(yōu)點(diǎn)是傳熱溫差大，有利于減少傳熱面積。所以，我這次設(shè)計(jì)吸收壓力為 ，二氧化碳的分壓為 。 塔型的選擇 NHD 溶劑吸收二氧化碳的傳質(zhì)速度較慢，而且低溫操作下的溶劑粘度大，流動(dòng)性差。 二氧化碳?xì)怏w在工藝氣體中分壓不太高時(shí)，它在 NHD 溶劑中的平衡溶解度能較好地服從亨利定律： i i iC H P?? (22) 當(dāng)氣相壓力不高時(shí)，氣相中各組分的分壓可按道爾頓分壓定律來(lái)描述： iiP P y?? (23) 在 iy 一定時(shí)，提高氣相總壓 P，可溶氣體在 NHD 溶液中的濃度 iC ，將增大，此時(shí)實(shí)行氣體吸收過(guò)程。低溫甲醇洗吸收溫度是 60℃ ， NHD 脫 CO2 吸收溫度 10℃ ，因此流程中換熱部分低漸甲醇洗比 NHD 要復(fù)雜得多，總的來(lái)說(shuō) NHD 流程比低溫甲醇洗流程簡(jiǎn)單，同時(shí)，值得注意的是工廠內(nèi)如果沒(méi)有空分裝置，則低溫甲醇洗的氣提用氮?dú)鈱o(wú)法解決，而相反NHD 可以用空氣作氣提劑。其最主要的優(yōu)點(diǎn)是凈化度高，脫 CO2 能力強(qiáng)，一般的凈化度 CO2 10ppm。一般以煤為原料的選低溫甲醇洗、碳丙、 NHD 較多，這兩年選變壓吸附的也不少 (因?yàn)槠?CO2 相對(duì)于氨較富余，比較節(jié)能 )；一般以天然氣為原料的選擇 MDEA、苯菲爾熱鉀堿，選變壓吸附的較少 (因?yàn)槠?CO2 相對(duì)于氨較少，氨多碳少 )。 合成氨的主要原料可分為固體原料、液體原料和氣體原料。 CO2 不是合成氨合成的原料氣，故需要在凈化階段除去；但 CO2 在常溫常壓下是無(wú)色無(wú)臭氣體，在常溫下加壓即可液化或固化，安全無(wú)毒，使用方便，加上其含量非常豐富，因此隨著地球能源的日益緊張，現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展， CO2 的利用越來(lái)越受到人們的重視。/h and the amount of NHD is 179。 解吸段的計(jì)算結(jié)果如下： 閃蒸出的二氧化碳的量 3m/h ，二氧化碳的回收率為 94%，溶液帶出的熱量，閃蒸的容積為 3m 。 合成氨的原料也可以分為固體原料、液體原料和氣體原料。合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一，世界每年合成氨產(chǎn)量已達(dá)到 1 億噸以上，其中約有 80%的氨用來(lái)生產(chǎn)化學(xué)肥料， 20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。 脫碳的方法 脫碳工藝分大的說(shuō)，有濕法和干法兩種。 這里用低溫甲醇法和 NHD 兩種方法相比較進(jìn)行選定。從后面的技術(shù)比較可以清楚看出本技術(shù)的優(yōu)越性。其物理性質(zhì) (25℃ )見(jiàn)表 ： 表 NHD 的物理性質(zhì) 項(xiàng)目 參數(shù) 密度 (㎏／ m3) 1027 蒸汽壓 (Pa) 0． 093 表面張力 (N／ m) 0． 034 粘度 (mPa NHD 溶劑的飽和蒸汽很低，氣相中帶走的溶劑 損耗極少。 脫碳再生操作壓力的選定 吸收的壓力越高，越有利于物理溶劑的吸收能力的提高。缺點(diǎn)是傳熱溫差小，溶劑損耗大。出氣提塔的解吸氣經(jīng)分離器回收少量夾帶 NHD 霧沫后，入空氣冷卻器，與羅茨風(fēng)機(jī)送來(lái)的空氣進(jìn)行間接熱交換之后，解吸氣放空。 1 0 . 1 3 2 5 1 0 . 1 3 2 5 2 2 2 2 2 . 9 1 5P P P a? ? ? ? ? ? 全塔的填料層降壓為： k PaPaZPP 39。 ② 封頭設(shè)計(jì) 封頭厚度取筒體厚度 10mm?? ，直邊高度取 40mm。1 ????? ? 圓整取塔徑為 。 NHD 溶劑是油漆的溶劑，管道和設(shè)備內(nèi)表面不能使用涂料，偶爾接觸 NHD 溶劑的設(shè)備防腐涂層可用環(huán)氧樹(shù)脂漆 [25]。 如表 所示： 表 CO 進(jìn)出口脫碳能力對(duì)比 序 號(hào) A B C D E F G H 氣液比 脫碳能 m3(標(biāo) )/m3 凈化度 CO2% 冷凝器的位置及選定 脫碳操作溫度接近于常溫，所以進(jìn)塔溶液需要冷凍措施。 脫碳再生操作溫度的選定 在吸收壓力及進(jìn)脫碳塔氣的 CO2 濃度為定值時(shí)，二氧化碳在聚乙二醇二甲醚中的平衡溶解度隨溫度降低而升高。 若降低吸收溫度，則一方面提高了 H 值 (即提高了 GK 值 )，另一方面溫度降低會(huì)使同樣的液相濃度的平衡分壓2COP?降低，吸收 2CO 的推動(dòng)力 ? ?22CO COPP??將增大。它沸點(diǎn)高，冰點(diǎn)低，蒸汽壓低，對(duì) CO2 氣體具有很強(qiáng)的選擇吸收性，能適合于煤油為原料，算起分壓較高的合成氣等氣體凈化，脫碳時(shí)許消耗少量冷 量，屬地能耗的凈化方法。 ② NHD 凈化工藝是國(guó)內(nèi)八十年代以后開(kāi)發(fā)成功的新技術(shù)，具有九十年代的水平，該工藝在常溫 (5～ 10℃ )條件下操作，設(shè)備材質(zhì)大部分為碳鋼，國(guó)內(nèi)可以解決，價(jià)格也便宜。主要方法有乙醇胺法和催化熱鉀堿法。 CO2 在焊接工藝中作為絕緣劑和凈化劑，用來(lái)提高焊接質(zhì)量；作為萃取劑可以從香料和水果中提取香精，從咖啡里提取堿。 2 第 1 章 總述 氨的的性質(zhì)和用途 氨在常溫、常壓下為無(wú)色氣體，比空氣輕，具有特殊的刺激性臭味，交易液化。/h。 年產(chǎn) 24萬(wàn)噸合成氨脫碳工藝設(shè)計(jì) Design for synthetic ammonia to take off the carbon process with outputting 240,000 tons per year 目 錄 摘要 .............................................................................................................................................. Ⅰ Abstract...................................................................................................................................... Ⅱ 主要符號(hào)說(shuō)明 ........................................................................................................................... Ⅲ 引 言 ........................................................................................................................................... 1 第 1章 總 述 ............................................................................................................................. 2 氨的的性質(zhì)和用途 .......................................................................................................... 2 CO2 物理和化學(xué)方面的應(yīng)用 ........................................................................................... 2 脫碳的方法 ...................................................................................................................... 3 第 2章 工藝流程方案的確定 ............................................................................................... 6 脫碳及再生的方法 .......................................................................................................... 6 NHD 的脫碳原理 ............................................................................................................. 6 NHD 溶劑的物理性質(zhì) .................................................................................................. 6 計(jì)算的熱力學(xué)基礎(chǔ) ....................................................................................................... 7 計(jì)算的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) ....................................................................................................... 7 脫碳及再生工藝參數(shù)的選定 .......................................................................................... 8 脫碳流程的選擇 ........................................................................................................... 8 氣提劑的選擇 ............................................................................................................... 8 塔型的選擇 ................................................................................................................... 9 脫碳再生操作溫度的選定 ........................................................................................... 9 脫碳再生操作壓力的選定 ........................................................................................... 9 脫碳塔氣液比的確定 ................................................................................................. 10 冷凝器的位置及選定 ................................................................................................. 10 腐蝕及材料選擇 ......................................................................................................... 11 脫碳工藝流程圖及流程簡(jiǎn)述 ........................................................................................ 11 第 3章 吸收過(guò)程的工藝計(jì)算 .....................................