【導(dǎo)讀】年產(chǎn)20萬(wàn)噸尿素斯納姆氨汽提水解系統(tǒng)

　　

【正文】 30 — 30 ○27 液 30 564 — 564 ○23 液 37 886 — 886 ○ 6 液 37 790 — 790 ○28 液 40 30 — 30 ○25 液 37 96 — 96 ○29 液 45 — — — ○30 液 42 — 19 19 22 表 取樣分析表 組成 %（ m/m） ○41 ○51 ○ 54 NH3 — CO2 — Ur H2O 氣相中夾帶尿素假設(shè)第一真空為 3kg,第二真空為 2kg,(實(shí)際可分析 E151,E154 的含量 )。那么，流股 ○ 41 的總料量為 1000/=1177kg 注： V104真空預(yù)濃縮器分離器 E113真空預(yù)濃縮器 E114第一真空濃縮器 V107第一真空分離器 E115第二真空濃縮器 V108第二真空分離器 P106尿素溶液泵 P108熔融尿素泵 圖 真空工段示意圖 ∴ 流股 ○ 41 各組分量 NH3 1177= CO2 1177= Ur 1000kg H2O = 流股 ○ 40 =流股 ○ 32 ○ 41 ∴ NH3 = CO2 = 23 Ur 10001000=0kg H2O = 流股 ○ 51 各組分量 NH3 [(10003)/] = CO2 [(10003)/] = Ur 10003=997kg H2O [(10003)/] = 流股 ○ 50 =流股 ○ 41 ○ 51 NH3 = CO2 = Ur 1000997=3kg H2O =11806kg 流股 ○ 54 各組分量 Ur 9972=995kg H2O 995/= 流股 ○ 53 =流股 ○ 51 ○ 54 ∴ NH3 =0kg CO2 = Ur 997995=2kg H2O = 流股 ○ 52 =加入蒸汽量 +流股 ○ 40 +○ 50 +○ 53 據(jù)經(jīng)驗(yàn)知每噸尿素加入水蒸 氣的量為大約為128kg, ∴ NH3 ++=25kg CO2 ++=11kg Ur 3+2=5kg H2O 128++=496kg 24 表 生產(chǎn) 1 噸尿素真空濃縮工段物料平衡表 解吸水解系統(tǒng)物料平衡計(jì)算 為了提高水解、解吸溫度，目前流 股 ○ 42 不用，即為零。流股 ○ 90 即 ○ 52 流股 ○ 99 =流股 ○ 90+LS 量 +HS 量 ○ 33 流股號(hào) 狀態(tài) 溫度 NH3 CO2 Ur H2O 合計(jì) ℃ kg ○32 液 140 25 11 1000 370 1406 ○40 氣 100 — 229 ○41 液 102 1000 1177 ○50 氣 128 3 127 ○51 液 128 2 997 1045 ○53 氣 136 2 ○54 液 136 — — 995 ○52 液 45 25 11 5 496 537 25 注： C102解吸塔 E116解析塔預(yù)熱器 E117水解預(yù)熱器 R102水解器 P115水解器給料泵 圖 廢水處理工段示意圖 流股 ○ 90 中氨的百分含量為 (25/537) 100%=% ；二氧化碳 的百分含量為(11/537)100%=%；尿素的百分含量為 (5/537) 100%=%。水的含量為 % 工藝條件 （ 1） 工藝水在解吸塔頂部進(jìn)入 頂部溶液量溫度 t=85℃ （ 2） 加熱蒸汽用 ,溫度為 ℃ 。 （ 3） 解吸塔與水解器出口氣體溫度 （ t=85 P=）水解蒸汽溫度 220 CO2 14Kg NH3 28Kg H2O 50Kg 共計(jì) 92Kg 392Kpa （ 4） 解吸塔排出液溫度 t=℃ 解吸水解系統(tǒng)的熱量計(jì)算（以 25℃ 為計(jì)算基準(zhǔn)） ○ 1 熱量收入 塔頂進(jìn)液帶入熱量 Q1:溶液的焓 i=85kcal/Kg,1kcal= Q1=537（ 8525） =加熱蒸汽帶入熱量 : 設(shè) 加 熱 蒸 汽 用 量 為 G P= T= i=.Q2=（ ） G= 水解器水蒸氣加入量為 M:p= i=Q3=()M= 熱量收入總和 Q 入 =32220++ ○ 2 熱量支出 排出氣體帶出熱量 :據(jù) CO2 T— S 查得 P= T=85℃ 時(shí) i=186kcal/Kg P=1atm T=25℃ 時(shí) i=174kcal/Kg Q3=14? (186174)=168kcal 據(jù) NH3 I— logP 查得 P= T=85℃ 時(shí) i=440kcal/Kg 26 P=1atm T=25℃ 時(shí) i=422kcal/Kg Q4=28? (440420)=560kcal 據(jù) H2O I— S 圖查得 P= T=85℃ 時(shí) i= 640kcal/Kg P=1atm T=25℃ 時(shí) i=25kcal/kg Q5=50? (64025)=30750kcal 排出廢液帶出熱量 :排出廢液按水計(jì) ,其焓為 143kcal/Kg Q6=? (14325)kcal 氨解吸熱 :解吸氨量為 所以 Q7=8460? = CO2 解吸熱 :CO2 解吸熱為 5880kcal/kmol Q8=5880? = 5 熱損失 :取熱損失為進(jìn)入熱負(fù)荷的 % Q9=(+)? 氨與二氧化碳的中和熱為 Q 中和 =? = 熱量支出總和 Q 出 = Q3+ Q4+ Q5+ Q6+ Q7+ Q8+ Q9+ Q 中和 由熱量平衡 Q 入 =Q 出 G+M+496=50+ 所以 G≈125Kg M≈18kg 解吸塔預(yù)熱器預(yù)熱工藝水槽中的換熱量： 比熱按水計(jì)， Cp=1 千卡 /公斤 537? （ 12545） ? 1=42960 千卡 從解吸塔出來(lái)的廢液為 ，由于氨和二氧化碳含量很少，所以熱容仍按照水來(lái)計(jì)，Cp=1 千卡 /公斤，所以有熱量平衡可得 （ 143t)=42960 千卡 t=℃ 表 生產(chǎn) 1 噸尿素解吸水解系統(tǒng)物料平衡表 流股號(hào) 狀態(tài) 溫度 NH3 CO2 Ur H2O 合計(jì) ℃ kg ○33 氣 85 28 14 — 50 92 ○99 液 143 4106 — — ○90 液 45 25 11 5 496 537 27 表 轉(zhuǎn)換成 25 噸尿素廢水處理工段物料平衡表 所以有物料衡算可計(jì)算出每小時(shí)生產(chǎn) 25 噸尿素所產(chǎn)生的工藝水為 537? 25=13425kg/h氨的百分含量為 %，二氧 化碳的百分含量為 %，尿素的百分含量為 %，水的百分含量為 %。由安化公司提供的數(shù)據(jù)可知解吸塔的操作溫度為塔底液相 143℃ ，塔頂氣相 85℃ ，塔操作壓力為 ,當(dāng)年產(chǎn)二十萬(wàn)噸尿素時(shí)，每小時(shí)由工藝?yán)淠翰蹃?lái)的工藝水為 13425kg,溫度為大約 45℃ ，從解吸塔排出的廢液為 14695kg 溫度為 143℃ 解吸塔熱量平衡見(jiàn)表 表 生產(chǎn) 1 噸 尿素解吸水解系統(tǒng)熱量平衡表 熱量輸入 kcal 熱量輸 出 kcal 塔頂進(jìn)液帶入熱量 32220 解吸塔加熱蒸汽帶入熱 量 水解器水蒸氣加入 熱 量 11403 共計(jì) 氨 560 二氧化碳 168 水 30750 氨與二氧化碳中和熱 廢液帶出熱量 氨解吸熱 二氧化碳解析熱 熱損失 共計(jì) 流股號(hào) 狀態(tài) 溫度 NH3 CO2 Ur H2O 合計(jì) ℃ kg ○33 氣 85 700 350 — 1250 2300 ○99 液 143 104 — — 14685 14685 ○90 液 45 625 275 125 12400 13425 28 第 4 章 主要工藝設(shè)備計(jì)算 多組分的吸收與解吸計(jì)算方法簡(jiǎn)述 多組分吸收與解吸中理論板數(shù)簡(jiǎn)捷計(jì)算方法介紹 （ 1） 吸收因子法 解吸塔中塔板數(shù)的計(jì)算方法采用的是解吸因子法，計(jì)算過(guò)程所用到的計(jì)算公式推導(dǎo)類似多組分吸收的公式推導(dǎo)。吸收過(guò)程公式推導(dǎo)如下 以 v 表示氣相流股中組分 i 的流率，以 l表示液相流股中組分 i的流率，對(duì) n