【正文】 ℃）。 a 際傳熱面積 S0=nπ dL=99179。 φ △ t=179。 熱流體 111℃→ 30℃ 冷流體 27℃← 20℃ △ t2=83℃ △ t1=10℃ Q=WhCph（ T1T2） =179。 179?！妫? 則 S=Q/(K△ tm)=65532/（ 179。 179。 －（ ） = m2 采用此換熱面積的換熱器 ,則需要過程的總傳熱系數(shù)為 w/（ m2178。 )= Tmtm=(+30)/2(27+20)/2=35℃＜ 50℃ 因此不需要考慮熱補(bǔ)償 ,據(jù)此由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn) (參見《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》下 4339) 中選定固定板式換熱 器 ,有關(guān)參數(shù)見下 : 殼徑 mm 40 管子尺寸 mm φ 20179。 179。 179。 ） = Tmtm=(124+30)/2(27+20)/2=℃＞ 50℃ 因此需要考慮熱補(bǔ)償 , 據(jù)此由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn) (參見《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》下 4339) 中選定固定板式換熱器 ,有關(guān)參數(shù)見下 : 殼徑 mm 400 管子尺寸 mm φ 20179。 179。 179。 )= Tmtm=(116+32)/2(27+20)/2=℃＞ 50℃ 因此要考慮熱補(bǔ)償 ,據(jù)此由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn) (參見《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》下 4339) 中選定固定板 式換熱器 ,有關(guān)參數(shù)見下 : 殼徑 mm 400 管子尺寸 mm φ 20179。 179。℃）。 ） =（ m2178。 /di+ d?！?/w （ 8） 總傳熱系數(shù) K。 179。 179。 179。 ） = de=4（ t2π d02/4） /（π d02） =4179。 =（ m2178。 106/= α i=179。 1=2598Pa ⑤核算總傳熱面積 （ 1）管程對(duì)流傳熱系數(shù)α i Re=179。 ）179。（ 9+1）179。 2= （ 6） 殼程壓強(qiáng)降 ∑Δ P0=（Δ P1’+Δ P2’） FsNs 其中 Fs=,Ns=1 △ P1’=Ff0nc(NB+1) ρ u02/2 nc=179。 L/d178。 179。 179。 =℃ . ③初選換熱器規(guī)格，根據(jù)兩流體的情況，假設(shè) K=(m2.℃ ) 故 S=Q/（ K.△ tm） =65532/（ 179。 179。 44/=工業(yè)水 33℃← 25℃ △ t2=94℃ △ t1=15℃ Q = Wh178。 179。 [5（ 10） ] 179。 103+179。 103+574179。 179。 。 ?！?t=19886 △ t=。 179。 103 179。 103 179。 179。（ ）=， 三級(jí)壓縮后冷卻器使氣體冷卻到 313K，水的出口溫度為 33℃， 179。（ 400308） =mHWO179。 179。 K t2=t1(p2/p1)(k1)/k 式中 k=Cp/CV= (k1)/k=()/= ①一級(jí)壓縮進(jìn)口溫度為 298K，壓強(qiáng)為 Mpa (絕 ) 出口的壓強(qiáng)為 （絕） t1=298179。 179?！?t=,解得△ t=℃ 即二級(jí)脫硫出口溫度為 ℃ 2. 二級(jí)脫硫后冷卻器使氣體冷卻到 35℃ ,水的出口溫度為 33℃ ,冷料損失 5% MH2O179。 (397303) MH2O=V2=m/p= 三 .一 二級(jí) 粗 脫硫 1. 進(jìn)入二級(jí)脫硫時(shí)的溫度為 80℃ COS+H2O→ H2S+CO2 △ H=在二級(jí)時(shí)放出的熱 Q=n△ H=179。 179。 =179?！?) t1=298179。 計(jì)算得各組分的平均 CPm= J/mol178。 此時(shí) Q 吸 =179。 該塔上限是因前面窯氣達(dá)到上限溫度 370℃時(shí) ,文丘里的出口溫度為 51℃ ,此時(shí)夾帶的蒸汽量較大 , 冷卻時(shí)水溫將升高到 t′ ,此時(shí) t′必須小于洗滌塔氣體出口溫度 ,即 t′＜ 40℃ . Q 放上限 =Q 溫降 +Q′ 潛熱 Q 溫降 = 當(dāng) t’=35 ℃時(shí)計(jì)算得 : Q’潛 =179。 103 = △ t1niCpmi(80℃ ) △ t2niCpm(40℃ )=(8025)niCpmi(80℃ )(4025)niCpm(40℃ ) 所以 :Q 總放 =+= ③ 根據(jù) Q 吸 =Q 放 179。 179。 + 179。 + 179。 ②則氣體放出的熱量 : Q1=△ t1 niCpmi(353K)△ t2 niCpm(313K) =(8025) 179。 90% 根據(jù)總系統(tǒng)的守恒 得 : F=W+D 解得 :D=,F=,w= 塔釜出口標(biāo)準(zhǔn)即產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。 78%+= (1) 根據(jù)整體總的摩爾量守恒 : X+Y+= (2) 解得 X=,Y= 即置換氣有 放空 ,另有 進(jìn)入原料壓縮機(jī)入口。 設(shè) Y 為置換氣每秒的放空量 (從吸附塔到原料壓縮機(jī) )。 107 179。 179。 106 mol nH2O增加量 =nH2S耗 =179。 103mol 注 :原料壓縮機(jī)出口含 H2S 179。 103+179。 103+179。 107） mol 有機(jī) S（余） 含量：（ 179。 105179。 四 .脫硫脫水工序 二 粗 級(jí)脫硫 ① T504 型常溫有機(jī)硫水解催化劑 反應(yīng)原理： COS+H2S=== H2S+CO2 △ H=355KJ/mol COS 的轉(zhuǎn)化率為 90%) CS2+2H2O===2H2S+CO2 空速為 200300h1 ②計(jì)算吸收后余量 二級(jí)脫硫塔工有三層，每層的 COS 轉(zhuǎn)化率為 91% COS 的剩余量 179。 1000/18179。 進(jìn)洗滌塔后 CO2的余量為 =⑤ 對(duì)出塔后水蒸汽的夾帶量（每秒的量） 查得該溫度下水蒸汽的飽和分壓為 kPa (+ nH2O) nH2O= 式中 : 為 干 基 流 量 速 度 . 為 進(jìn) 口 氣 體 流 量 吸收掉 CO2 量即=⑥ 對(duì) SO2吸收以平均每秒的量為計(jì)算 ) 根據(jù)亨利公式 P=EX 查得該溫度下 SO2的亨利系數(shù)為 179。 103 三 ． 洗滌工序 洗滌塔 排污進(jìn)水２５℃出水３０℃氣體出口４０℃氣體進(jìn)口８０℃ ① 取該設(shè)備的用水量 （液氣比 1： 219，吸收溫度為 30℃ ） 排污進(jìn)水２５℃出水３０℃氣體出口４０℃氣體進(jìn)口８０℃ ② 取該設(shè)備的用水量 （液氣比 1： 219，吸收溫度為 30℃） ③ 該 過 程 對(duì) 粉 塵 的 吸 收 率 為 60%, 吸 收 的 量 為 ( 179。 104 179。 40%）179。 320247。產(chǎn)品中產(chǎn)品組分含量 /（原料流量179。 本設(shè)計(jì)采用壓延制刺孔板濃縮填料。 18 CO2 在物理吸附劑上表現(xiàn)出與其他氣體具有更強(qiáng)的吸附能力 ,變壓吸附法就是利用這種吸附能力的差異達(dá)到從混合氣體中分離提純不同純度的 CO2的目的。 (3) 機(jī)械強(qiáng)度好 ,遇水不粉化 ,床層阻力小 . b. EAC 系列精脫硫劑有以下特點(diǎn) : (1) 脫硫精度高 普通脫硫精度為出口硫化氫 ,用于粗脫 ,而 EAC 精脫硫劑脫硫精度為出口硫化氫 . (2) 反應(yīng)速度快 研究表明 ,EAC的穿透空速是普通脫硫劑的 24倍 ,工業(yè)使用時(shí) ,普通脫硫劑使用空速是 200500h1左右 . (3) 精脫硫劑的工作 (穿透 )硫容高 研究表明 ,EAC 型精脫硫劑工作硫容為其它常溫脫硫 劑的 35 倍 ,EAC4 型解決了在常溫下精脫二氧化硫的難題 ,其硫容可達(dá)10%. (4) 對(duì)有機(jī)硫有一定的脫除作用 本設(shè)計(jì)中 ,預(yù)處理器和三級(jí)脫硫塔采用 EAC4 型精脫硫劑 ,其性能指標(biāo)列于下表 : 精脫硫劑 外觀 粒度 堆密度（ g/ml） 比表面積（ m3/g） 孔容（ ml/g） 空隙率 EAC4 型 黑色條形 4（ 34） 179。 50179。 比較合適 ,吸收塔和洗滌塔采用填料塔的原因有 : a. 原料氣中含有硫化 氫 ,二氧化硫等酸性氣體 ,對(duì)設(shè)備具有腐蝕性 ,而填料塔便于用耐腐蝕性材料制造 。 易用陶瓷一類耐蝕材料制作較合 小直徑 以下較難制作 很合適 分離效率（ HETP） 分離效率比較穩(wěn)定，大塔效率會(huì)更高些。 (3) 原料中氣體含有二氧化硫、硫化氫等雜質(zhì) ,采用濕法除塵可吸收這些有害雜質(zhì) ,這些有害雜質(zhì)酸性氣體含量較少 ,故設(shè)備腐蝕問題可適當(dāng)考慮 。這類情況在濕法除塵中較為常見 ,因此采用濕法除塵時(shí) ,應(yīng)該考慮到設(shè)備腐蝕問題 ,如果考慮不周 ,則往往會(huì)引起設(shè)備嚴(yán)重腐蝕而迫使除塵系統(tǒng)難于正常運(yùn)行。 （ 2）粉塵回收困難 ,造成有用粉塵資源的浪費(fèi)。 （ 3）適用于高溫、高濕煙氣及非纖維性粉塵的處理 ,可用于凈化易燃 ,易爆及有害氣體。另外 ,其去除粉塵粒徑的范圍很廣 ,可有效去除粒徑在 左右的塵粒。在活性碳的作用下吸附有機(jī)硫和微量的H2S； 5)從第三脫硫塔出來的氣體進(jìn)入第四脫硫塔，在精脫硫劑的吸附下脫除微量的 H2S 和有機(jī)硫，使其達(dá)到工藝要求 (總硫在 20ppm 以下 )； 6)從第四脫硫塔出來的氣體進(jìn)入 CO2 壓縮機(jī)三級(jí)壓縮至 左右； 7)經(jīng)三級(jí)壓縮的氣體通過三級(jí)冷卻器、油分離器冷卻、分離 , 進(jìn)入 1 號(hào)凈化器或二號(hào)凈化器，在 3A 分子篩干燥劑的作用下，脫除氣體中的濕度水份，使氣體中含水量小于20ppm。 空速的選擇，空速小則設(shè)備生產(chǎn)能力低； 空速大，廢氣中 CO2含量高， CO2的提取率下降，故選擇空速 1000h1。 ⑤ 分子篩 吸附工藝條件分析選擇 分子篩 吸附是根據(jù)吸附量與吸附壓力成正比，在較高壓力下進(jìn)行吸附。再生溫度是變溫吸附中非常關(guān)鍵的參數(shù)。吸附劑有多種，如：活性氧化鋁，硅膠，沸石等，本設(shè)計(jì)采用硅膠吸附劑。 ③ 四 級(jí)脫硫器的空速和溫 度選擇 三 四 級(jí)脫硫所選用的催化劑 為活性炭， 選擇空速取為 1500h1，溫度低于 70℃，以1040℃為最好。 洗滌塔與吸收塔均采用填料塔，其除塵效率與吸收效率和液氣比與吸收溫度有關(guān)。在活性碳的作用下吸附有機(jī)硫和微量的H2S； 5)從第三脫硫塔出來的氣體進(jìn)入第四脫硫塔，在精脫硫劑的吸附下脫除微量的 H2S 和有機(jī)硫，使其達(dá)到工藝要求 (總硫在 20ppm 以下 )； 6)從第四脫硫塔出來的氣體進(jìn)入 CO2 壓縮機(jī)三級(jí)壓縮至 左右； 7)經(jīng)三級(jí)壓縮的氣體通過三級(jí)冷卻器、油分離器冷卻、分離 , 進(jìn)入 1 號(hào)凈化器或二號(hào)凈化器，在 3A 分子篩干燥劑的作用下，脫除氣體中的濕度水份，使氣體中含水量小于20ppm。 在搬運(yùn)、裝填吸附劑的過程中，會(huì)產(chǎn)生很多粉塵，這些粉塵吸附劑本身均會(huì)刺激人的眼睛、鼻子、喉嚨和皮膚，如果眼睛內(nèi)含有粉塵時(shí)，可用足夠的水沖洗，不能將吸附劑放入口中，決不能將水倒入吸附劑中，否則會(huì)引起灼燒。充裝人員應(yīng)定期培訓(xùn)，考核合格才能上崗操作。必要時(shí)用高壓氧治療。進(jìn)入密閉設(shè)備、容器和地溝等處，必先進(jìn)行安全分析，確定是否合格，分析合格前不可擅自進(jìn)入。 八．三廢情況及環(huán)境保護(hù)的大體方案 本工藝流程其本身因考慮環(huán)境因素，分離、提純 放空氣 氣中的二氧化碳。 主車間由除塵、 脫硫 、 分子篩 吸附、壓縮、液化、提純、貯存等工序組成，儀表接入 工業(yè)用 二氧化碳儀表集控室。水電豐腴 ,便江江上、中游 建有二座水電站 ，還有 國家 電網(wǎng)變電所輸出 萬伏供給，電源充足。 S 沸點(diǎn) 汽化熱 ③化學(xué)性質(zhì) 由于 CO 分子是不飽和的亞穩(wěn)分子 ,在化學(xué)上 ,就分解而言 ,CO 是穩(wěn)定的 ,但由于存在未被占有的反鍵軌道 ,易于被催化劑激活。 同時(shí) ,氧分子作為一種重要的配位體在生物內(nèi)起著重要作用 ,除氧外 ,自然界還存在氧的兩種同素異形體 ,即 O3和 O4。 K) Cv (mol178。 K Cv kJ/kg178。 ③ 分子篩 吸附法 分子篩吸附法 具有工藝過程簡 單、能耗低、適應(yīng)能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理等優(yōu)點(diǎn)，橋氮二氧化碳裝置 采用此項(xiàng)技術(shù)提純二氧化碳裝置，一次開車成功，對(duì)以 放空氣 氣為原料的混合氣中難以解決的氨氧化合物已找到一定的淡化方法，使產(chǎn)品基本滿足 GB/T 60521993 標(biāo)準(zhǔn)要求。 4. 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ① 國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T60521993≤ 工業(yè) 液體二氧化碳≥ 項(xiàng)目 指標(biāo) 二氧化碳 %（ v/v） ≥ 99 油份 按標(biāo)準(zhǔn) 4,4 檢驗(yàn)合格 按標(biāo)準(zhǔn) 4,4 檢驗(yàn)合格 按標(biāo)準(zhǔn) 4,4 檢驗(yàn)合格 一氧化碳、硫化氫、磷化氫及有機(jī)還原物 b — 按標(biāo)準(zhǔn) 4,6 檢驗(yàn)合格 按標(biāo) 準(zhǔn) 4,6 檢驗(yàn)合格 氣味 無異味 無異味 無異味 水份露點(diǎn) /℃ ≤ 60 65 游離水 無 限定說明： 感官：外觀、氣味 工藝過程： 生產(chǎn) 之中十分重要并必須控制的關(guān)鍵項(xiàng)