12萬噸年合成氨原料氣脫碳及再生工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-16 06:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 變時(shí)二氧化碳凈化度隨著氣液比的增大而降低。下表中模式數(shù)據(jù)顯示了這種影響。從該表中看到，在吸收再生條件均相近的情況下，吸收塔氣液比越小，凈化度越高。(~，吸收溫度均在26~34℃，氣提空氣/~)。如表3所示：表 3序 號(hào)氣液比溶劑吸收CO2能力m3(標(biāo))/m3CO2mol%進(jìn)塔氣凈化氣1234若要保證一定的CO2凈化度，則氣液比提高所產(chǎn)生的不利影響，需通過提高填料層高度來彌補(bǔ)。下表列出了在某工藝條件下，%%的對(duì)比數(shù)據(jù)。如表4所示：表 4序號(hào)ABCDEFGH氣液比脫碳能力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。我們選用液氨為冷源，使溶液溫度保持在25℃左右。 根據(jù)國(guó)外同類型運(yùn)轉(zhuǎn)工廠的經(jīng)驗(yàn)，冷凝器的位置有兩種，一種冷卻貧液，一種是冷卻富液。兩種方法各有千秋。用冷凝器冷卻貧液的有美國(guó)奧馬哈氨廠，西德的一些工廠以及TVA的有關(guān)報(bào)價(jià)材料。它的優(yōu)點(diǎn)是，控制進(jìn)脫碳塔貧液溫度比較直接，經(jīng)冷卻后的低溫管道較短，其它設(shè)備操作溫度均稍高，這樣有利于氣提過程及減少冷量損失。缺點(diǎn)是傳熱溫差小，溶劑損耗大。另一種冷卻富液，即冷卻剛出脫碳塔的富液。采用這種冷凝器位置的有加拿大希爾哥頓公司氨廠，加拿大工業(yè)公司氨廠等。它的優(yōu)點(diǎn)是傳熱溫差大，有利于減少傳熱面積。(因?yàn)檎麄€(gè)脫碳系統(tǒng)中，富液溫度最高)整個(gè)脫碳系統(tǒng)操作溫度都較低，溶劑損耗少。然而帶來的缺點(diǎn)是不利于解吸過程，低溫管道設(shè)備多，冷量損失就大。 本次設(shè)計(jì)脫碳系統(tǒng)的半貧液冷卻采用第一種位置，貧液是由熱再生塔來，經(jīng)溶液換熱后再用氨冷卻，屬于第一種位置。NHD溶劑本身無腐蝕性，并能在有些原來的腐蝕的脫碳系統(tǒng)內(nèi)抑制腐蝕，這是因?yàn)镹HD溶劑吸收了水分，減輕了CO2對(duì)碳鋼的腐蝕。但在高溫和有二氧化碳和水蒸汽存在的情況下，對(duì)設(shè)備有一定的腐蝕作用。因此，脫碳系統(tǒng)的大部分設(shè)備——脫碳塔、氣提塔，閃蒸槽等都可用低合金鋼鋼制作，僅部分內(nèi)件，如除沫器，液體分布器，填料支承及壓板等，采用不銹鋼材料。 管道間墊片可用石棉，機(jī)械密封材料可選用硅橡膠，聚丙烯和聚四氟乙烯，一般的高分子材料慎用。 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)氧樹脂漆。河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 脫碳再生生產(chǎn)流程說明3 脫碳再生生產(chǎn)流程說明。 圖 1—換熱器 13—?dú)庖悍蛛x器 7—風(fēng)機(jī) 4—吸收塔 11—溶液泵 14—?dú)怏w緩沖罐 9—?dú)馓崴?12—閃蒸槽，進(jìn)入板翅式綜合氣體換熱器，與凈化氣、高壓閃蒸氣、低壓閃蒸氣換熱降溫，經(jīng)進(jìn)塔分離器分離，進(jìn)入脫碳塔，氣體由下向上與從塔頂噴淋下來的溶液逆流接觸，混合氣體的二氧化碳被溶劑吸收，%以下，凈化氣經(jīng)霧沫分離器分離掉夾帶的少量霧沫后，進(jìn)入翅式氣體換熱器回收冷量，經(jīng)裝有EAC2的精脫硫罐脫除掉殘余總硫，加壓送聯(lián)醇系統(tǒng)。 從脫碳塔底部出來的NHD富液，經(jīng)減壓后進(jìn)入閃蒸槽，將大部分溶劑中吸收的二氧化碳?xì)怏w閃蒸解吸出來，送尿素合成塔。自閃蒸槽底部出來的溶劑，經(jīng)富液泵提壓后送至氣提塔頂部。溶劑自塔頂噴淋下來，與從下部送入的氮?dú)饽媪鹘佑|，進(jìn)行傳質(zhì)換熱，并將溶液中殘留的二氧化碳?xì)馓岢鰜?。出氣提塔的解吸氣?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)送來的空氣進(jìn)行間接熱交換，之后，解吸氣放空。 從氣提塔出來的貧液則經(jīng)泵加壓和流量調(diào)節(jié)后，進(jìn)入氨冷管間，被液氨蒸發(fā)器冷卻后再送入脫碳塔頂部去吸收原料氣中的二氧化碳，如此循環(huán)使用，當(dāng)循環(huán)溶劑吸水超標(biāo)后，可部分送脫水塔進(jìn)行脫水處理，脫水后的溶劑經(jīng)溶液換熱降溫后送至氣提塔。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過程的工藝計(jì)算4 吸收過程的工藝計(jì)算已知條件：進(jìn)口氣體組成：組成CO2COH2N2CH4合 計(jì)含量/%工藝參數(shù)： 原料氣壓力：常壓；進(jìn)脫碳塔氣體溫度：25℃；脫碳塔操作壓力：P=；脫碳塔操作溫度：t=27℃；進(jìn)脫碳塔溶液含二氧化碳的量：進(jìn)脫碳塔溶液溫度：25℃；閃蒸槽操作壓力：常壓；閃蒸槽操作溫度：25℃； 進(jìn)氣提塔氮?dú)鉁囟龋?0℃； 氣提塔操作壓力：； 氣提塔操作溫度：25℃； 年工作日330天，其余數(shù)據(jù)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況自定。設(shè)計(jì)目標(biāo)：%；再生氣組分中CO2%回收率93%脫碳塔壓差；氣提塔壓差。原料氣在通過吸收塔的過程中，二氧化碳?xì)怏w不斷被吸收，故氣體總量沿塔高而變，液體也因其中不斷溶入二氧化碳組分，其含量也沿塔高而變，但是塔的惰性氣體量和溶劑量是不變的。進(jìn)塔氣的的平均摩爾質(zhì)量為 進(jìn)塔氣的摩爾流量： 進(jìn)塔氣中的流量： 惰性氣體的流量： 則原料氣中各組分的物質(zhì)的量為： kmol/h 其中惰性氣體的物質(zhì)的量為：進(jìn)塔氣中的摩爾比為：出塔氣中的摩爾比為：進(jìn)塔溶液中的摩爾比為：塔操作壓力下的分壓為： 以煤為原料的變換氣中在25℃，（標(biāo)）。，則在25℃，（標(biāo)） 凈化氣的流量為： 凈化氣摩爾流量為：凈化氣中的流量為： 則被NHD吸收的流量為： 被NHD吸收的摩爾流量為：則吸收所需的NHD的量為：其摩爾流量為：%，則真實(shí)所需的NHD為：其摩爾流量為： 根據(jù)全塔的物料恒算，求出在液相中的摩爾比為其摩爾分?jǐn)?shù)為： 從塔底流出的富液量為：凈化氣各組分含量由求出，表 組成CO2COH2N2CH4合 計(jì)含量%1全塔的熱量平衡式為: 當(dāng)氣體壓力不高時(shí)，有其中氣體的比熱容，而，查將數(shù)據(jù)代入可得氣體中各組分的比熱容，表 組分CO2COH2N2CH4 原料氣帶入的熱量為： 單位時(shí)間內(nèi)氣體的溶解熱為 式中為二氧化碳溶于NHD的溶解熱， 進(jìn)塔溶液帶入的熱量 式中為NHD的比熱容， 由工程上操作可知?dú)怏w出塔溫度與操作溫度相同，則 其中氣體的比熱容，而， 查將數(shù)據(jù)代入可得氣體中各組分的比熱容， 組分CO2COH2N2CH4 凈化氣帶出的熱量為： 塔底富液帶出的熱量 式中，為單位時(shí)間已溶氣體的焓，則由可以求出富液帶出的熱量為富液的溫度為： 溶液溫度升高了5℃。 塔徑及氣速的計(jì)算塔內(nèi)氣體的密度 將進(jìn)塔氣換成操作壓力下的體積流量，中壓以下由可知,則 塔內(nèi)氣體的質(zhì)量流量為塔內(nèi)氣體的質(zhì)量流量為采用埃克特通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算泛點(diǎn)氣速，其橫坐標(biāo)為 查圖得縱坐標(biāo)為 27℃時(shí)， 水的密度， 則 查表知：DN50塑料階梯環(huán)，解得 擬定操作空塔氣速 由 。校核： 故所選填料規(guī)格適宜。取 最小噴淋密度操作噴淋密度符合生產(chǎn)要求。此時(shí)，實(shí)際操作空塔氣
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