5萬(wàn)年合成氨原料氣脫碳工藝的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-08-22 15:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，含有CO2體積分?jǐn)?shù)為28%的變換氣，經(jīng)系統(tǒng)前氣水分離器、氧化鐵脫硫槽、氣水分離器從脫碳塔底部進(jìn)入，在塔中部與頂部下行的30℃的碳酸丙烯酯液在填料層中逆流接觸，氣體中的CO2被碳酸丙烯酯液吸收后從塔頂出來，含有少量CO2的H2和N2混合氣，經(jīng)碳丙捕捉器、凈化氣洗滌塔、氣水分離器送往壓縮機(jī)四段進(jìn)口。%（體積分?jǐn)?shù)）。 多級(jí)膨脹閃蒸主要設(shè)備透平機(jī)、膨脹器、閃蒸槽、閃蒸氣洗滌塔流程簡(jiǎn)介從脫碳塔底部出來的吸收了CO2的碳酸丙烯酯液經(jīng)水利透平機(jī)做功，（一級(jí)），碳酸丙烯酯液中大部分HN2及一部分CO2氣被解吸出來，閃蒸氣（其中H2體積分?jǐn)?shù)為32%，N2體積分?jǐn)?shù)為15%，CO2體積分?jǐn)?shù)為47%）送往碳化工段副產(chǎn)碳銨后回壓縮機(jī)一段進(jìn)口。，閃蒸氣由頂部出來經(jīng)洗滌后放空，碳酸丙烯酯液由底部出來，減壓后進(jìn)入常解塔的常解段、真解段、氣提段。 常解塔再生主要設(shè)備常解塔、脫碳泵、氣提風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、凈化氣洗滌塔、常解氣、真解氣、氣提氣洗滌塔流程簡(jiǎn)介從二閃槽出來的碳酸丙烯酯進(jìn)入常解塔，在常解塔利用常解氣進(jìn)行再生，再生出來的碳丙液經(jīng)脫碳泵進(jìn)入吸收塔上部，進(jìn)行循環(huán)使用。其中再生氣出了再生塔后進(jìn)入常解氣、真解氣、氣提氣洗滌塔。第3章 工藝衡算 吸收塔的工藝衡算 衡算對(duì)象及依據(jù)以吸收塔為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行物料和熱量衡算。年工作日按300天計(jì)算，年操作時(shí)數(shù)為7200h。生產(chǎn)任務(wù)為50000t/a,以吸收塔滿足生產(chǎn)要求為計(jì)算基準(zhǔn)。項(xiàng)目單位指標(biāo)吸收溫度℃30吸收壓力MPaCO2吸收率%原料氣量m3/h（標(biāo)準(zhǔn)）30000吸收劑量kmol/h 物料衡算進(jìn)塔混合氣中各組分的量出塔氣體組成故求得： 混合氣進(jìn)出塔的摩爾比組成惰氣量=kmol/h出塔混合氣量吸收液的用量 Y1=，t=℃，故由，得，則 由于： 操作線的計(jì)算 熱量衡算CO2在碳酸丙烯酯中的溶解熱溶液的比熱容： =式中 t——液相溫度，℃。熱量衡算式可以簡(jiǎn)化為：,其中 常解塔的工藝衡算 衡算對(duì)象及依據(jù)以常解塔為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行物料衡算。年工作日按300天計(jì)算，年操作時(shí)數(shù)為7200h。生產(chǎn)任務(wù)為50000t/a,以吸收塔滿足生產(chǎn)要求為計(jì)算基準(zhǔn)。項(xiàng)目單位指標(biāo)溫度℃80壓力kpa真解氣量kmol/h 物料衡算常解塔利用常解氣進(jìn)行再生，在50℃下進(jìn)行操作。從閃蒸槽（二級(jí)）出來的碳丙液中CO2的含量為，操作過程中氣液平衡方程為：。因此有：。要求出口碳丙液的CO2的量為。得到常解氣的用量為：第4章 脫碳裝置設(shè)計(jì)計(jì)算原料氣組成 原料氣組成組分CO2COH2N2進(jìn)塔氣體（體積分?jǐn)?shù)）填料的性質(zhì)經(jīng)比較選用選Dg50mm塑料階梯環(huán)的填料。 填料的性質(zhì)外徑高厚dhδ/mm比表面積σ/（m2/m3）空隙率ε/%個(gè)數(shù)n/m3堆積密度ρ/（kg/m3）形狀系數(shù)ψ值填料因子φ/m1502510740143吸收要求要求出塔凈化氣含CO2 %（體積分?jǐn)?shù)）。 填料吸收塔操作條件參數(shù)溫度壓力碳丙流速單位℃MPakmol/h數(shù)值30塔尺寸計(jì)算（1）塔徑Ⅰ.采用Eckert通過關(guān)聯(lián)圖法計(jì)算泛點(diǎn)氣速uFⅰ.有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算：塔底混合氣流量吸收液流量進(jìn)塔混合氣密度在30℃是吸收液的密度 粘度經(jīng)比較，選Dg50mm塑料階梯環(huán)。填料因子，比表面積。ⅱ關(guān)聯(lián)圖橫坐標(biāo)值 ⅲ.由《通用壓降關(guān)聯(lián)圖》即 故 液泛氣速Ⅱ.操作氣速Ⅲ.塔徑 （=2800mm）Ⅳ.核算操作氣速Ⅴ.核算徑比，滿足階梯環(huán)的徑比要求。Ⅵ.噴淋密度校核依Morris等推薦，d75mm的環(huán)形及其他填料的最小潤(rùn)濕速率Lw,，最小噴淋密度為： 因，故滿足最小噴淋密度的要求。（2）填料層高度計(jì)算 Ⅰ.傳質(zhì)單元高度的計(jì)算ⅰ.列出物性數(shù)據(jù)氣體性質(zhì)： 液體性質(zhì)： 表面張力 氣體與液體的質(zhì)量流率： Dg50mm塑料階梯環(huán)（亂堆）特性。ⅱ.計(jì)算吸收塔的高度：（采用逐級(jí)計(jì)算法）①～。②由（式中GB為惰性氣體流率）從塔頂依次計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的液相含量。③按下式計(jì)算各節(jié)點(diǎn)氣、液流率： 、5列。④計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的傳質(zhì)系數(shù) 在本設(shè)計(jì)設(shè)備操作傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式為【10】： 、7列。在本設(shè)計(jì)范圍中，液相含量并不高，可取。⑤聯(lián)立求解以下兩式，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的界面組成xi、yi （其中）、8列。⑥計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的及值。結(jié)果分別列入附表2第8列和附表3第10列。在本設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，可用算術(shù)平均值代替，即 ⑦由下式 計(jì)算各等分所需塔高。所需全塔總高度為： ⑧填料層的設(shè)計(jì)高度為：，（取15m）Ⅱ.填料層壓降的計(jì)算查壓降關(guān)聯(lián)圖，則縱坐標(biāo)值為： 查得。故： yx/(kJ/kmol)Cp/｛kJ/(kg℃)｝t/℃E/kPam（=E/P）（1y）m030
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