【正文】 故干板阻力計(jì)算式為： 2 34 . 5 2 34 . 5 2 2 0     g u h L V c  m液柱 ②板上充氣液層阻力：本設(shè)備分離烴化液，液相為碳?xì)浠衔?，可取充氣系?shù) 0 =。 065 . 0 5 . 0 0     L l h h  m液柱 ③液體表面張力所造成的阻力：此阻力很小，忽略不計(jì)。 因此，與氣體流經(jīng)一層浮閥塔的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐叨葹?07616 . 0 0325 . 0 04366 . 0    p h m液柱 則 單板壓降 5629613 81 . 9 4503 . 753 07616 . 0       g h P L p p  P （2）降液管液泛校核 為了防止降液管液泛現(xiàn)象發(fā)生，要求控制降液管內(nèi)清液層高度H d ≤φ (H T +H w )。其中：H d =h p +h L +h d ①氣體通過(guò)塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐叨萮 P 前面已求出，h p = 。 ②液體通過(guò)降液管的壓頭損失（不設(shè)進(jìn)口堰） 02925 . 0 3600 2 . 0 2 . 0 2 2 0    h l L h W S d m液柱 ③板上液層高度：之前已選定板上液層高度為 h L = 則 Hd= ++= m 取降液管中泡沫層相對(duì)密度=,又已選定板間距 H T =，h w =。則(H T +h w )=      03525 . 0 45 . 0 3 . 0 可見(jiàn)，H d ＜(H T +H w )，符合防止降液管液泛要求。 （3）霧沫夾帶量校核 依下面兩式分別計(jì)算泛點(diǎn)率F，即 泛點(diǎn)率 % 100 36 . 1 1  b F L S V L V S A KC Z L V F   沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 設(shè)備計(jì)算 45 及 泛點(diǎn)率 % 100 78 . 0 2  F T V L V KC A F   板上液體流徑長(zhǎng)度 m W D Z d L 0 . 7 0 . 1 5 2 1 2       板上液流面積 6 4 4 0 . 0 0 7 0 6 9 . 0 2 4 1 2 2      f T b A A A C F 可以根據(jù)氣相密度 V  和板間距 H T 在泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖 [8] 中查得：C F =，物性系數(shù)K= 將以上數(shù)據(jù)代入： % 1 3600 36 . 1 3600 36 . 1 1      b F L S V L V S A KC Z L V F   % 1 7854 . 0 78 . 0 2    F T V L V KC A F   對(duì)于精餾塔，為避免過(guò)量霧沫夾帶，應(yīng)控制泛點(diǎn)率不超過(guò)80%。上兩式計(jì)算的泛點(diǎn)率都在80%以下，故可知霧沫夾帶量能夠滿足e V ＜(液)/kg(氣)的要求。 3．塔板負(fù)荷性能圖： （1）霧沫夾帶線（圖420 中（1）線）：根據(jù)上面的泛點(diǎn)率計(jì)算公式,按其為80% 時(shí),計(jì)算得出,霧沫夾帶線方程為： S S L V 7587 . 18 6447 . 1   ； （2）液泛線(圖420 中（2）線)：當(dāng)出現(xiàn)液泛時(shí),H d =φ (H T +h w ),代入數(shù)值后,方程為： 3 2 2 2 4423 . 8 3624 . 3173 9159 . 0 S S S L L V    ； （3）液相負(fù)荷上限線(圖 420 中（3）線)：當(dāng)液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間θ 為 5s 時(shí),則 s m H A L T f S / 007069 . 0 5 45 . 0 07069 . 0 5 ) ( 3 max   沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 設(shè)備計(jì)算 46 （4）漏液線(圖420 中（4）線)：以F 0 =5 作為氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn),則 s m F N d V V S / 04902 . 0 9355 . 1 5 58 039 . 0 4 4 ) ( 3 2 0 2 0 min       （5）液體負(fù)荷下限線(圖420 中（5）線)：按照 h ow = 作為液體負(fù)荷下限條件則： s m l h L w ow S / 006593 . 0 3600 7 . 0 ) 1 84 . 2 1000 02975 . 0 ( 3600 ) 1 84 . 2 1000 ( ) ( 3 2 3 2 3 min   （6）操作線：斜率    6824 . 21 1063 . 1940 S S L V K 將以上五條線繪在同一直角坐標(biāo)中，畫出塔板負(fù)荷性能圖，如下： P V S / ( m 3 / s ) L S /(m 3 /S) (1) (2) (3) (4) (5) (6) 圖417 塔板負(fù)荷性能圖 （1） 霧沫夾帶線；（2）液泛線；（3）液相負(fù)荷上限線；（4）漏液線； （5）液相負(fù)荷下限線；（6）操作線；（7）P 為操作點(diǎn) 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 設(shè)備計(jì)算 47 浮閥塔板工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 項(xiàng)目 數(shù)值及說(shuō)明 備注 塔徑/m 板間距/m 塔板形式 單溢流弓形降液管 分塊式塔板 空塔氣速/(m/s) 堰長(zhǎng)/m 堰高/m 板上液層高度/m 降液管底隙高度/m 浮閥數(shù)/個(gè) 58 等腰三角形交叉 閥孔氣速/(m/s) 閥孔動(dòng)能因數(shù) 11 臨屆閥孔氣速/(m/s) 孔心距/m 指同一橫排的孔心距 排間距/m 指相鄰二橫排的中心線距離 單板壓降/Pa 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間/s 降液管內(nèi)清液層高度/m 泛點(diǎn)率/% 氣相負(fù)荷上限/(m 3 /s) 霧沫夾帶控制 氣相負(fù)荷下限/(m 3 /s) 漏液 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 設(shè)計(jì)結(jié)論 48 5 設(shè)計(jì)結(jié)論 設(shè)計(jì)結(jié)論 （1）通過(guò)使用Aspen Plus 軟件對(duì)整體工藝流程的模擬，算出了物料衡算和熱量衡算的結(jié)果，~ 所示。 然后依照物料衡算表（~），可以初步地計(jì)算出對(duì)于新鮮物料的消耗量、各個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的大致工作負(fù)荷以及得出進(jìn)行設(shè)備運(yùn)算的設(shè)計(jì)依據(jù)。 （2）在物料衡算和熱量衡算的基礎(chǔ)下，進(jìn)行主要設(shè)備的具體計(jì)算，在此，我選用的是列管式反應(yīng)器，管殼式換熱器和塔設(shè)備（預(yù)精餾塔）。 對(duì)于反應(yīng)器，主要計(jì)算的是其反應(yīng)管、殼體大小，；對(duì)于換熱器，主要計(jì)算的是換熱面積、殼體直徑等，結(jié)果詳見(jiàn)表 ；對(duì)于預(yù)精餾塔，則主要計(jì)算其塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)和總體結(jié)構(gòu)（如塔徑和塔高等）。 安全問(wèn)題的設(shè)計(jì) 由于在設(shè)計(jì)的整個(gè)工藝流程中,合成塔的壓力最高(),所以在合成甲醇的過(guò)程中,必須嚴(yán)格控制合成塔的合成壓力和合成溫度,以免出現(xiàn)不安全的因素。 合成塔的壓力主要是由進(jìn)口氣體的壓力所控制,所以可以在氣體進(jìn)口管安裝壓力檢測(cè)表,一旦發(fā)現(xiàn)氣體壓力過(guò)大,可以適當(dāng)開(kāi)大閥門,增大管內(nèi)流通面積,降低壓力。 對(duì)于精餾工段的雙塔流程部分,因?yàn)樵陬A(yù)精餾塔前還有一個(gè)預(yù)熱器,用于使進(jìn)入塔設(shè)備的物料飽和,所以此處的溫度也需要進(jìn)行監(jiān)控,防止進(jìn)料溫度過(guò)高,加大了塔的操作負(fù)荷。主精餾塔部分有側(cè)線采出,因此在產(chǎn)出物料的部分的流量也需要控制,保證下流物料的平穩(wěn)儲(chǔ)存和輸出。 三廢處理 1．廢氣 甲醇裝置廢氣排放點(diǎn)為一段轉(zhuǎn)化爐煙氣囪排出煙道氣， 其主要成分為CO 2 ，O 2 ， N 2 ，對(duì)大氣無(wú)毒害物質(zhì)，環(huán)境無(wú)控制指標(biāo)。 2．廢水 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 設(shè)計(jì)結(jié)論 49 主要排出廢水為甲醇精餾塔塔底廢水和轉(zhuǎn)化酸性冷凝液，廢水可送至除鹽水再處理后用作鍋爐給水，產(chǎn)生的廢氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐回收利用，做到無(wú)污水排放。 3．廢澶 主要是舊觸媒更換排出，舊觸媒多為貴金屬成分，需要送回催化劑廠回收處理。 廠址的選擇 根據(jù)我國(guó)國(guó)情，選廠工作是在長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的指導(dǎo)下，在指定的一個(gè)或數(shù)個(gè)地區(qū)（開(kāi)發(fā)區(qū)）內(nèi)選擇符合建廠要求的廠址。在選擇廠址時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： 1．廠址位置必須符合國(guó)家工業(yè)布局，城市或地區(qū)的規(guī)劃要求，盡可能靠近城市或城鎮(zhèn)原有企業(yè)，以便于生產(chǎn)上的協(xié)作，生活上的方便。 2．廠址易選在原料、燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售便利的地區(qū)，并在貯運(yùn)、機(jī)繡、公用工程和生活設(shè)施等方面有良好基礎(chǔ)和協(xié)作條件的地區(qū)。 3．廠址應(yīng)靠近水充足、水質(zhì)良好的水源地,當(dāng)有城市供水,地下水和地面水三種供水條件時(shí),進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后選用. 4．廠址應(yīng)盡可能靠近原有交通線(水運(yùn)、鐵路、公路)，即應(yīng)有便利的交通運(yùn)輸條件。 5．廠址應(yīng)盡可能靠近熱電供應(yīng)地，一般的講，廠址應(yīng)考慮電源的可靠性，并應(yīng)盡可能利用熱電站的蒸汽供應(yīng)，以減少新建工廠的熱力和供電方面的投資。 6．選場(chǎng)應(yīng)注意節(jié)約用地。 7．選廠應(yīng)注意當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件，并對(duì)工廠投產(chǎn)后對(duì)環(huán)境可能造成的影響做出預(yù)評(píng)價(jià)。工廠的生產(chǎn)區(qū)、排渣場(chǎng)和居民區(qū)的建設(shè)地點(diǎn)應(yīng)同時(shí)選定。 8．廠址應(yīng)偏離低于洪水位或在采取措施后仍不能確保不受水淹的地段；廠址的自然地形應(yīng)有利于廠房和管線的布置，內(nèi)外交通的聯(lián)系和場(chǎng)地的排水。 9．廠址附近應(yīng)有生產(chǎn)污水，生活污水排放的可靠排除地，并應(yīng)保證不因新廠建設(shè)是當(dāng)?shù)厥艿叫碌奈廴竞臀：Α?10．廠址應(yīng)不妨礙或破壞農(nóng)業(yè)水利工程，應(yīng)盡量避免拆除民房和建筑物，砍伐果園等。 本著以上幾點(diǎn)的依據(jù)，本設(shè)計(jì)的廠址選擇在沈陽(yáng)市鐵西區(qū)，原因是： （1）沈陽(yáng)市是全國(guó)重工業(yè)城市，原料來(lái)源廣泛，工業(yè)基礎(chǔ)雄厚。 （2）沈陽(yáng)的交通很發(fā)達(dá)，處于東北地區(qū)的的交通樞紐，有利于產(chǎn)品的外銷 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 設(shè)計(jì)結(jié)論 50 （3）陽(yáng)市鐵西區(qū)是沈陽(yáng)城的重工業(yè)區(qū)，水、煤、電、氣供應(yīng)充足。 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝 51 致謝 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅使我把大學(xué)期間所學(xué)得知識(shí)融會(huì)貫通在一起，而且把以前看似不相關(guān)的課程緊密的聯(lián)系起來(lái)，我真正體會(huì)到了學(xué)以致用、理論與實(shí)踐相結(jié)合的意義。 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 52 參考文獻(xiàn) [1] 吳鶴峰等編。[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990。 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Effect of hydrocarbon impurities in the CO 2 /H 2 source Jamil Toyir, a Pilar Ramirez de la Piscina, a Jordi Llorca, a JoseLuis G. Fierro b and Narcis Homs *a Received 14th June 2001, Accepted 3rd September 2001 First published as an Advance Article on the web 3rd October 2001 Galliumpromoted copperbased catalysts supported on ZnO and SiO 2 respectively, CuGa/ZnO and CuZn Ga/SiO 2 , were tested in the hydrogenation of CO 2 to methanol under a range of experimental conditions. Longterm methanol synthesis operation and catalytic tests under high pressure (up to 5 MPa) at 523 K indicated that the catalysts were highly effective. The methanol synthesis was sensitive to the presence of small amounts of methane and ethane in the CO 2 /H 2 source, producing singnificant deactivation of the catalysts,especially of CuZnGa/SiO 2 , and promoting the formation of reaction with hydrocarboncontaining CO 2 /H 2 feed, TEM experiments showedcopperbased particles covered by an amorphous layer that is probably carbonaceous in nature. XPS allowed determination of in surface position for catalysts tested with clean or hydrocarbon