【正文】 （ m3CO2/m3溶液） [4] 該工藝條件下，二氧化碳的密度為 則有， Vco2=? 103m3/h VNHD=? 103/~? 103/ =~取 吸收液量為 NHD 的密度為 998kg/m3 富液 ： 則其 量為 MNHD+MCO2=? 998+? 103? (%) =? 103+? 103 =? 103 kg/h 在氣提塔損失為 %，則有 貧液： MNHD=? 103(1－ )kg/h =? 103kg/h 即 M 進 =(+)? 103= M 出 =(+)? 103= M 進 =M 出 ，物料守 衡 。 （ 2） 氣提塔 M 進 =MNHD+%MCO2 =998+103% =103kg/h M 損 =%M 進 =103 =103kg/h 齊齊哈爾 大學(xué)課程設(shè)計 12 M 出 =M 進 M 損 =103 =103kg/h M 進 =M 出 +M 損 ，物 料 守衡 。 表 35 物料衡算 結(jié)果匯總 進料量 (t/h) 流出量 (t/h) M1 M2 M M1 M2 M 換熱器 0 0 吸收塔 氣提塔 0 0 熱量衡算 （ 1） 換熱器 變換氣板式換熱器帶入熱： Q11=∑WCpT11 =103110( ++++) =108kJ/h Q12=∑WCpT12 =103(5)( ++%++) =106kJ/h 所以， Q1=Q11+Q12 =108+108 =108kJ/h 變換氣板式換熱器帶出熱： Q21=∑WCpT21 =1031 5( ++++) =108kJ/h Q22=∑WCpT22 =10334( ++%++1.7) =107kJ/h 所以， Q2=Q21+Q22 =108＋ 108 齊齊哈爾 大學(xué)課程設(shè)計 13 =108kJ/h 即 變換氣板式氣體換熱器熱量為 Q=Q1－ Q2 =108－ 108 =108 kJ/h 此熱量均被 板式氣體換熱器中的 冷卻介質(zhì)吸收。 （ 2） 吸收塔 變換氣吸收塔帶入熱： Q11=∑WCpT11 =1031 5( ++++) =108kJ/h NHD 的比熱容為 (kJ/kg?K) Q12=∑WCpT12 =103(5+) =108kJ/h 所以， Q1=Q11＋ Q12 =108+108 =108kJ/h 吸收塔帶出熱： Q21=∑WCpT21 =103(5)( ++%++) =106kJ/h Q22=∑WCpT22 =((? 103)(5+)(%) =108kJ/h 所以， Q2=Q21＋ Q22 =106+108 =108kJ/h 該工藝吸收塔內(nèi)熱量損失率為 8%，則 Q 損 =108 =107kJ/h 即 Q1=Q2+Q 損 =108+107 =108kJ/h Q1=Q2+Q 損 ，能量守 衡 。 齊齊哈爾 大學(xué)課程設(shè)計 14 （ 3） 氣提塔 Q1=∑WCpT12 =103(5+) =108kJ/h 該工藝氣提塔內(nèi)熱量損失率為 5%，則 Q 損 =5%Q1 =108 =107kJ/h Q2=Q1－ Q 損 =108－ 107 =108kJ/h 即 Q1=Q2+Q 損 ，能量 守衡 。 表 36 熱量橫算 結(jié)果匯總 帶入熱 (kJ/h) 帶出熱 (kJ/h) Q1 Q2 Q Q1 Q2 Q Q 損 換熱器 108 106 108 108 107 108 108 吸收塔 108 108 108 106 108 108 107 氣提塔 108 108 107 齊齊哈爾大學(xué)課程設(shè)計 15 第 4章 三廢治理和 環(huán)境保護 工業(yè)“三廢”主要是指廢氣、廢水、廢渣?！叭龔U”對環(huán)境的危害很大，如果不及時地加以處理直接排放， 將會對環(huán)境造成很大的破壞，因此應(yīng)予以高度重視。 “三廢”一般都排放到大氣、江河和大地堆放，將會造成環(huán)境的破壞，通常稱為“公害”，或稱為“環(huán)境污染”。它一般分為五個方面，即空氣污染、水污染、固體廢棄物污染、放射性污染和噪聲污染。 60 年代以來，上述污染已影響到人類生活、工作與生產(chǎn)的 正常進行，成為當(dāng)今世界各國共同關(guān)注的一個熱點、難點和焦點問題，從而提出了“環(huán)境保護”。環(huán)境保護已經(jīng)成為我國的一項基本國策。 在我國，三廢治理和環(huán)境保護已納入法制軌道，國家規(guī)定了各種有害物質(zhì)的排放標準，任何企業(yè)都必須達標排放，否則將是違 法的。盡量做到原材料的綜合利用，變廢為寶，減少廢物的排放。 [5] 三廢生產(chǎn) 情況 廢氣：由 閃蒸槽 閃蒸出的二氧化碳 氣相組分經(jīng)蒸汽壓縮機增加返回脫硫塔 。 廢液： 解吸后產(chǎn)生的廢液即 NHD 吸收二氧化碳過程中產(chǎn)生的冷凝液 。 廢渣： 無廢渣 。 三廢處理情況 廢氣的處理方法通常有吸收法和燃燒法。 本設(shè)計采用回收的方法使廢氣得到利用。 廢液的處理方法有控制 PH 值法、油和油脂的處理和有機廢水生化處理。在本設(shè)計廢液為 吸收過程中產(chǎn)生的冷凝液 ，可在閃蒸罐里循環(huán)使用 。 廢渣的處理方法有焚燒法和安全填埋法。本設(shè)計 無廢 渣產(chǎn)生。 齊齊哈爾大學(xué)課程設(shè)計 16 第 5章 自動控制 自控設(shè)計原則 生產(chǎn)部分的控制設(shè)計原則是安全可靠，經(jīng)濟合理，力求做到技術(shù)先進，質(zhì)量可靠，經(jīng)濟合理，滿足生產(chǎn)中自動化的要求。 本設(shè)計范圍包括溫度、壓力、給料，排放等過程的自動控制。生產(chǎn)控制部分設(shè)計目的在于保證生產(chǎn)的正常運行，工藝參數(shù)的穩(wěn)定控制以保證產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。 本設(shè)計采用控制板集中控制， 設(shè)計中采用單回路控制，無負責(zé)回路。對于所采用的儀表大多是與設(shè)備配套引進的，對于 無配套的儀表在滿足工藝要求的情況下，主要選取國內(nèi)生產(chǎn)的儀 表產(chǎn)品， 設(shè)計中采用的儀表主要是常規(guī)儀表。 自控水平與控制點 自動控制是現(xiàn)代化工廠的發(fā)展趨勢，本次設(shè)計充分體現(xiàn)了這一點。在本設(shè)計中主要有溫度、壓力和流量自動控制。 在 脫碳 塔 T402 塔底流出的富液 ， 經(jīng)水力透平減壓送至 高壓閃蒸槽 由 FIC 控制進 入的富液量 ， 脫碳 塔 T402 塔頂閃蒸出的 凈化氣 ，由塔頂 PIC 控制 脫碳塔內(nèi)壓力 。 進入脫碳塔的貧液由 TIC 控制溫度。塔上有溫度顯示，壓力顯示。 由 高壓閃蒸槽經(jīng) 水力透平減壓后進入低壓閃蒸槽的溶劑通過 PIC 來實現(xiàn)壓力控制。由低壓閃蒸槽流出的溶劑進入汽提塔通過 FIC 來控制流量 。 汽提塔上有 PIC 調(diào)節(jié)出氣量控制塔內(nèi)壓力，從汽提塔流出的貧液由 FIC 控制流量。 本設(shè)計中，在生產(chǎn)設(shè)備中安裝自動控制設(shè)備，既可以減少勞動量，又可以符合生產(chǎn)要求，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量，最重要的是減少了人工操作的危險性，使大規(guī)模的化工生產(chǎn)更人性化。因此，自動控制是本車間設(shè)計中最重要的組成部分。 齊齊哈爾大學(xué)課程設(shè)計 17 第 6 章 全流程 Aspen 模擬 一． 工藝流程模擬圖 主要模擬設(shè)備：三個換熱器，一個吸收塔，一個氣提塔，兩個閃蒸罐，兩個泵。 二 ． 變換氣流股信息 1． 溫度為 110℃ ，壓力為 17bar，質(zhì)量流量為 2． 各組分及其質(zhì)量分率如下所示： ； ； ； ； 齊齊哈爾大學(xué)課程設(shè)計 18 三 ． Selexol 溶劑 流股信息 1． 溫度為 5℃ ，壓力為 17bar， 體積 流量為 1900m3/h 2． 組分為聚乙二醇二甲醚 齊齊哈爾大學(xué)課程設(shè)計 19 四 ． 吸收塔 此吸收塔共有 20 塊塔板，第一塊塔板的壓力為 15bar，塔的壓降為 。 齊齊哈爾大學(xué)課程設(shè)計 20 五 ． 氣提 塔 此氣提塔共有 15 塊塔板，摩爾回流比為 ，第一塊塔板的壓力為 ，塔的壓降為 。 齊齊哈爾大學(xué)課程設(shè)計 21 六 ． 模擬結(jié)果 主要流股 結(jié)果匯總成如下表格： 表 61 流股結(jié)果表 流股 溫度 （ ℃ ） 壓力 （ bar） 摩爾流量（ kmol/h） 質(zhì)量流量（ kg/h） 體積流量（ m3/h） 能量（ MMkcal/h） 變換氣進 110 17 NHD 進 5 17 106 NHD 出 15 17 106 齊齊哈爾大學(xué)課程設(shè)計 22 參考文獻 [1] 林玉波 . 合成氨生產(chǎn)工藝 [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021, 02. [2] 陳五平 . 無機化工工藝學(xué) [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021, 07. [3] 夏清 等 . 化工原理 (上 冊 )[M]. 天津 : 天津大學(xué)出版社 , 2021. [4] 米鎮(zhèn)濤 . 化學(xué)工藝學(xué) [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021, 03. [5] 匡國柱 , 史啟才 . 化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計 [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021, 01. [6] 韓冬冰 , 李敘鳳 , 王文華 . 化工工程設(shè)計 [M]. 學(xué)苑出版社 , 1997, 07. [7] 魏崇光 . 化工工程制圖 [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 , 1994, 05. [8] 周鎮(zhèn)江 . 輕化工工廠設(shè)計概論 [M]. 中國輕工業(yè)出版 , 2021, 10. [9] 方利國 , 董新法 . 化工制圖 AutoCAD 實戰(zhàn)教程與開發(fā) [M]. 化學(xué)工業(yè) 出版社 , 2021. [10] Juvekar v a,sharma of CO2 in a suspension of ,1973, 28(2):825837. 齊齊哈爾大學(xué)課程設(shè)計 23 致謝 本次設(shè)計是在各位老師的 悉心 指導(dǎo)下，同學(xué)們的 幫助 和 我組 的 共同努力下順利完成的。在此，感謝學(xué)院 給了我 們 這次寶貴的學(xué)習(xí) 和 鍛煉的機會，以及 為 我們 提供 了良好的設(shè)計環(huán)境。 要感謝每一位幫助過我 們 的老師， 尤其 要 感謝的是趙云鵬 老師對我 們 悉心的指導(dǎo)， 幫助我們 解決了諸多的難題。雖然設(shè)計的過程 中 遇到過很多困難 ，但 只有困難才能使我們更加成熟，并且將學(xué)習(xí)的知識融會貫通，真正的將理論與實踐相結(jié)合，為明年的畢業(yè)設(shè)計打下了良好 的 基礎(chǔ)。