【正文】 增設(shè)預(yù)濃縮器是簡單易行的措施。尿液預(yù)濃縮器設(shè)置在入閃蒸槽前的管路上，利用膨脹槽的余熱，使尿液濃度由70％提高到74％。為此，閃蒸槽容積應(yīng)適當(dāng)加大。如增產(chǎn)幅度不大，將閃蒸槽氣相管改大即可，并增設(shè)閃蒸槽冷凝器，用氨冷凝器回水作冷卻用水，不增加循環(huán)冷卻水量，可提高一段蒸發(fā)和一段冷凝的能力，對一段真空度沒有影響。一蒸加熱利用段在預(yù)分離及預(yù)蒸餾過程中發(fā)揮了極大作用，因蒸餾氣的CO2分壓提高，可使NH3／CO2降至15％～16％，充分吸收預(yù)蒸餾氣中的CO2，既增加了一吸塔的生產(chǎn)能力，又提高了甲胺生成熱能的回收率，使裝置生產(chǎn)能力提高，汽耗進(jìn)一步下降。，確保產(chǎn)品質(zhì)量適當(dāng)放大一、二蒸分離器的下液管徑及中間U形管徑，使一、二蒸分離器不存液。否則，縮二脲量會增加很快。在放大管徑的改造中，尤需注意U形管的管徑，放的過大則流速減慢，U形管中縮二脲生成量增大，并導(dǎo)致在一蒸分離器中存液，通過二蒸加熱器的流速減慢，使縮二脲含量進(jìn)一步增加。二蒸加熱器面積與裝置產(chǎn)量要匹配。產(chǎn)量低時，尿液在加熱器列管中的流速減慢，縮二脲增高。二蒸加熱器的生產(chǎn)能力會隨著生產(chǎn)負(fù)荷的提高而上升，％。因?yàn)槲锪魉俣壬仙螅瑐鳠嵯禂?shù)上升，此時必須加大高壓蒸汽的進(jìn)汽管徑和疏水管徑，并把疏水器改為液封自流式，蒸汽量供不上或蒸汽冷凝液疏不出均會影響加熱面積的有效利用。140 t／d的小尿素裝置，％ 。把有32根列管的二蒸加熱器堵掉4根換熱管后，％以下。二蒸加的供汽管徑設(shè)計(jì)為巾38mm，供汽量只夠正常濃度的尿液蒸發(fā)用，但原始開車或短停后開車時，尿液濃度低，蒸發(fā)系統(tǒng)開車需較長時間的循環(huán)才能達(dá)到二段正常的溫度和真空度，不僅影響尿素造粒時間，且第一批產(chǎn)品質(zhì)量不合格，縮二脲含量為3～4％。在將供汽管徑改為57mm后，縮短了蒸發(fā)到造粒的時間。另外，也可將合成塔原始開車的出料或短停后開車的出料先放人尿液槽貯存，待出料1h后再開始蒸發(fā)。蒸發(fā)系統(tǒng)采用真空進(jìn)料很快就能達(dá)到正常工藝指標(biāo)，可即刻造粒，產(chǎn)出合格的尿素產(chǎn)品。小尿素裝置二版設(shè)計(jì)180 t／d時，成品縮二脲不合格；日產(chǎn)要到210 t，％。／（m2?d）。從湖南智成化工有限公司的實(shí)際數(shù)據(jù)分析，單套設(shè)計(jì)能力為240t／d時， ，生產(chǎn)能力為32t／（m2?d），％；當(dāng)日產(chǎn)280t時，％，／(m2?d)，；日產(chǎn)410 t時，達(dá)到優(yōu)級品指標(biāo)(縮二脲含量≤％)，／(m2?d)。因此可以得出結(jié)論：產(chǎn)品質(zhì)量為一級品時，二蒸加熱器單位面積生產(chǎn)能力需在35t／(m2?d)以上；達(dá)到優(yōu)級品，生產(chǎn)能力需在5Ot／(m2?d)以上。同時也可說明，只要加熱蒸汽供量充足，疏水系統(tǒng)暢通，每單位面積的蒸發(fā)效率將隨著產(chǎn)量的上升而上升。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析：二蒸加面積為5．6m。時，產(chǎn)量可達(dá)310t／d；為7．5 m2時可達(dá)45Ot／d。從而可以推算出l10Kt／a的中型廠，二蒸加面積為l1 m 時，可日產(chǎn)尿素660 t；13m2時，可日產(chǎn)尿素780t。二蒸加的列管材質(zhì)設(shè)計(jì)為316L不銹鋼，在裝置低負(fù)荷生產(chǎn)時，可使用1a左右，負(fù)荷上升后，氣液流上升速度加快，由于尿液缺氧，磨蝕加劇，使用不到半年(若管端焊接質(zhì)量不好，使用壽命不到1個月)就蝕穿失效。湖南智成化工有限公司1986年換用鈦合金材料(僅列管及管板使用)后，一勞永逸地解決了此問題，最大生產(chǎn)負(fù)荷曾達(dá)55t／(m2?d) 以上。此經(jīng)驗(yàn)后來在多家小尿素廠采用，效果均不錯。中型尿素廠早期蒸發(fā)系統(tǒng)的洗滌技術(shù)，如魯南的分步冷凝法，巨化的二表液循環(huán)洗滌法，為分步冷凝或洗滌，其工藝控制溫度在70 C，通過部分二次蒸汽冷凝把夾帶其中的尿素洗滌下來。％左右的尿素，預(yù)蒸餾工藝裝置的噸尿素一表液量約為430kg。若工藝?yán)淠汉侠硎褂?，即噸尿素用一表?00Kg補(bǔ)入二表液中作二循一、二冷的吸收用水，則330Kg一表液經(jīng)解吸后，從廢液排放掉的尿素為5Kg。在小尿素裝置中，蒸發(fā)加熱器和分離器是上下一體結(jié)構(gòu)，分離效果較差，所以在一表液中尿素含量＞2％。采用二次蒸汽洗滌技術(shù)后，經(jīng)洗滌，％，回收率達(dá)95％以上。、低壓深度水解技術(shù)的應(yīng)用 STAC和SNAM公司使用高壓蒸汽(溫度19O～235℃)深度水解技術(shù)已在部分大型尿素裝置中使用，中、小尿素廠由于沒有高壓蒸汽，加之技術(shù)投資昂貴，推廣應(yīng)用有一定的難度。僅有部分中型廠使用化四院在200kg／ Mpa蒸汽深度水解的技術(shù)。美國盂山都公司的低壓深度水解技術(shù)已在盤錦、川化投入使用，由于專利費(fèi)用高，在中、小型廠推廣也有相當(dāng)難度。國內(nèi)寰球公司設(shè)計(jì)的低溫水解技術(shù)已在德州兩套尿素裝置上使用，該技術(shù)在中、小型尿素廠推廣有一定的發(fā)展前景，但技術(shù)投資和生產(chǎn)費(fèi)用與生產(chǎn)成本相抵，工廠無經(jīng)濟(jì)效益，但對中等城市解決環(huán)保問題還是有益的。小尿素廠一般位于城郊，采用蒸發(fā)二次蒸汽洗滌技術(shù)最適宜。該技術(shù)投資小， 回收尿素可達(dá)95％。1966年引進(jìn)裝置中的熔融泵設(shè)置在框架的二層，由于有液位自動調(diào)節(jié)功能，操作工不用擔(dān)心泵會抽空或二蒸分離器中存液事故的發(fā)生。湖南智成化工有限公司1970年投產(chǎn)時，用揚(yáng)程96m的水泵代用， 由于熔融泵入口管液位不能自調(diào)，給生產(chǎn)造成極大的被動。通過探索進(jìn)口泵的特性并與長沙水泵廠合作，設(shè)計(jì)制造出了我國第一代尿素熔融泵，成功地實(shí)現(xiàn)了熔融泵進(jìn)口液位的自調(diào)功能，也解決了當(dāng)時中型廠產(chǎn)品質(zhì)量不合格的問題。該泵型號為65FN一5O，當(dāng)時應(yīng)用于8O～110Kt／a尿素裝置上。智成化工有限公司建16m造粒塔后，產(chǎn)量達(dá)到250Kt／a，仍使用此熔融泵，僅把出入口管徑放大，泵的打液量隨出入口管徑放大而自動提升，液位自調(diào)性能不變。小尿素裝置配置9m直徑的造粒塔，生產(chǎn)能力可到100～110 Kt／a，～ mm顆?？蛇_(dá)95％以上，％，且有一定量的粉塵。在尿素市場不景氣年代，粒度小且不均勻，很難與國內(nèi)大、中型廠的尿素相競爭。為此，小尿素廠采取了多種方法，有條件的廠直接引進(jìn)大顆粒造粒裝置；但多數(shù)廠為了獲得大顆粒尿素，采用了降低噴頭旋轉(zhuǎn)速度的方法，由于尿液噴出時的溫度高，有些到塔底箅子板處還未凝固成粒，粉塵也多，包裝后，在包裝袋內(nèi)嚴(yán)重結(jié)塊，影響銷售；也有單位采用“顆粒沸騰層床冷卻”裝置和旋風(fēng)分離除塵裝置。另外，還有僅僅采用把噴頭孔徑稍擴(kuò)大制成所謂大顆粒噴頭，噴頭也采取低速旋轉(zhuǎn)，此法出塔粒子溫度較高，空心顆粒多，落到箅子板上的粉碎率高。某廠在使用此型噴頭后，包裝前過篩的粉塵達(dá)到產(chǎn)量的5％?？梢?，以降低噴頭轉(zhuǎn)速來獲得大顆粒尿素的效果較差。要解決此問題，可采用以下方法。（1） 。該噴頭是在傳統(tǒng)噴頭基礎(chǔ)上改造而來的，對三種孔徑(上、中、下三段噴孔孔徑)的噴孔根據(jù)產(chǎn)量大小適當(dāng)擴(kuò)孔，特別是中段噴孔，噴頭轉(zhuǎn)速不變，生產(chǎn)量因孔徑擴(kuò)大而提高，粒徑較均勻，無粉塵，2mm粒徑的顆粒占60％以上，出塔尿素顆粒溫度正常。此技術(shù)已在多家小尿素廠使用。（2） 采用原化四院王士珍設(shè)計(jì)的噴頭。該噴頭在安陽新建16m造粒塔上使用，據(jù)說所獲得尿素顆粒粒徑和均勻度均達(dá)到預(yù)期的要求。但該噴頭對造粒塔的高度要求較高，安陽新建塔高78m，發(fā)揮了該噴頭各方面的效能。在斜置旋轉(zhuǎn)的圓筒內(nèi)噴人品種和95％的尿素熔融液，再噴人表面凝固劑(甲醛溶液)，所得尿素粒徑在2～4mm，小于或大于此粒徑顆粒經(jīng)分篩、粉碎后作品種用。旋轉(zhuǎn)筒中吹人熱風(fēng)脫水，分篩后進(jìn)人另外一個回轉(zhuǎn)筒，吹人冷風(fēng)冷卻。第六章一段蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)一段蒸發(fā)器是將來自閃蒸槽溫度約為90℃,71％重量濃度的尿素溶液，（絕壓）下，經(jīng)過熱能回收段和蒸汽加熱段被加熱到130℃，重量約為96％的尿液。在分離段分離出的尿液去二段蒸發(fā)器。一段蒸發(fā)器的蒸發(fā)氣與閃蒸槽的閃蒸氣一起送去一段蒸發(fā)冷凝器冷凝。熱能回收段和蒸汽加熱段殼體內(nèi)徑約為500mm。熱能回收段管殼式熱交換器由147根φ252，長度為4500mm的00Cr17Ni14Mo2超低碳無縫不銹鋼組成?？倱Q熱面積為50m2。蒸汽加熱段由147根φ252，長度為1500mm的00Cr17Ni14Mo2超低碳無縫不銹鋼管組成?？倱Q熱面積為12m2分離段的內(nèi)徑為2000mm。在分離段的上部設(shè)有直徑為600mm的旋流除霧器，以進(jìn)一步除去氣相夾帶的霧沫。設(shè)備總高約為9900毫米。分離段包括旋流除霧器和蒸汽加熱段的上、下管板以及熱能回收段底封頭用00Cr18Ni10超低碳不銹鋼制作。其余與介質(zhì)接觸的零部件用00Cr17Ni14Mo2超低碳不銹鋼制作。 多效蒸發(fā)的計(jì)算一般采用試差法。（1） 根據(jù)工藝要求及溶液的性質(zhì)，確定蒸發(fā)的操作條件（如加熱蒸汽壓強(qiáng)及冷凝器的壓強(qiáng)），蒸發(fā)器的形式、流程和效數(shù)。（2） 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，初步估計(jì)各效蒸發(fā)量和各效完成液的濃度。（3） 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)蒸汽通過各效的壓強(qiáng)降相等，估算各效溶液沸點(diǎn)和有效總溫差。（4） 根據(jù)蒸發(fā)器的焓衡算，求各效的蒸發(fā)量和傳熱量。（5） 根據(jù)傳熱速率方程計(jì)算各效的傳熱面積。若求得的各效傳熱面積不相等，則應(yīng)按下面介紹的方法重新分配有效溫度差，重復(fù)步驟（3)至（5），直到所求得各效傳熱面積相等為止。本設(shè)備處理的溶液為來自閃蒸槽的尿素溶液；25=／h，25=98 Kg／h，NH3=25= Kg／,H2O=25=／h。25=／h，／h，縮二脲725=175Kg／h。25=162Kg／h，CO2=／h，NH3=25=／h,H2O=25=／h。原料液加料量 F== kg/h總蒸發(fā)量 W=F(1)=（1）= kg/h式中：W— 總蒸發(fā)量 kg/h；F — 進(jìn)料流量 kg/h； —初始液濃度；— 完成液濃度。因并流加料，蒸發(fā)中無額外蒸汽引出，假設(shè)各效蒸發(fā)量相等，即W1=W2=W3=、分別表示第一效、第二效、第三效蒸發(fā)量。各效完成液的濃度為：x1==％ X2==％ X3==50％其中： —— 第一效完成液濃度； ——第二效完成液濃度； ——第三效完成液濃度。選定加熱蒸汽壓強(qiáng)=600kpa，冷凝器中的操作壓強(qiáng)P＇ n=30kpa：其它各效二次蒸汽的壓強(qiáng)按各效間蒸汽壓強(qiáng)降相等的假設(shè)來確定。即：ΔP=故第i效二次蒸汽壓強(qiáng)為： P＇ i=P1Iδp式中 ΔP —— 各效加熱蒸汽壓強(qiáng)與二次蒸汽壓強(qiáng)之差； —— 第一效加熱蒸汽的壓強(qiáng)； —— 末效冷凝器中的二次蒸汽的壓強(qiáng)。第一效 P＇ 1=P1ΔP=600190第二效 P＇ 2=P2ΔP=6002190=220Kpa第三效 P＇ 3=P3ΔP=6003190=30Kpa由各效的二次蒸汽壓強(qiáng)，查得相應(yīng)的二次蒸汽的溫度及汽化潛熱列于表21。表21不同壓力下蒸汽溫度和汽化潛熱 效數(shù)參數(shù)123二次蒸汽壓強(qiáng)／kPa41022030二次蒸汽的溫度T＇ i/℃123氣化潛熱r＇ iKJ／Kg致謝我在這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，遇到了很多本身無法解決的難題，得到了許多老師、同學(xué)、朋友的大力幫助和鼓勵。特別是我的指導(dǎo)老師—李麗芳老師，對我此次設(shè)計(jì)給予了很多寶貴的指導(dǎo)意見。再次我對李麗芳老師以及曾幫助過我的一些同學(xué)朋友表示深深的感謝。參考文獻(xiàn)［1］黃立本,張立基,，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，:1~12［2］錢伯章 .，2008,7:30~37［3］趙德仁,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009,8:252［4］黃璐，王保國 .化工設(shè)計(jì) ，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，：114~172［5］劉光啟等 .化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊有機(jī)卷，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，［6］劉光啟等 .化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊無機(jī)卷，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，［7］趙紅玲、：化學(xué)工業(yè)出版社，：377~387［8］賈紹義，：天津大學(xué)出版社，:18~28［9］：化學(xué)工業(yè)出版社，:2~87頁［10］：化學(xué)工程編輯部，. 第6期.［11］（上）.北京：高等教育出版社，；226~231.［12］[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007:7:；7～89.［13］［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，:194～198［14］：化學(xué)工業(yè)出版社，(3)［15］湯金石，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006:343～349.