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B在此感謝老師的關(guān)心與幫助，為本設(shè)計提供了大量資料和寶貴意見，在此謹致深深的謝意。通過此次設(shè)計，我們每個組員收獲頗深，它使我們每個組員對我們所學(xué)的知識有一個很好的系統(tǒng)復(fù)習(xí)，熟悉了設(shè)計的整個過程，對我們設(shè)計理念有一個很好的提升，使得我們更具競爭力。由于本組組員能力有限無法應(yīng)用到這些工藝，所以在此提出希望讀者能加以改進并做出更好的設(shè)計，讓我們能學(xué)到更多的知識，學(xué)習(xí)到更好的設(shè)計，共同進步，成為合格的設(shè)計者。氧化鎂(用來制硝酸鎂)%。現(xiàn)在大部分返回系統(tǒng),勢必造成系統(tǒng)中Cl－含量的增高,特別在硝酸吸收塔內(nèi)酸濃度20%～30%的部位Cl的聚集量更高,這樣就會腐蝕不銹鋼設(shè)備。 t/t酸水返回稀硝酸系統(tǒng)作為稀硝酸的吸收水,構(gòu)成稀硝酸濃硝酸聯(lián)合生產(chǎn)方法,取得可觀的經(jīng)濟效果和環(huán)境效益,實施的技術(shù)關(guān)鍵是控制Cl－的量。因此大力發(fā)展雙加壓法工藝條件已臻完備,國家在新建或老廠技改時要考慮采用雙壓法工藝的可行性。雙加壓法具有:氨利用率高(%)、鉑消耗較低(110～120 mg/t酸)、NO氧化率高(90%～%)、尾氣中NOx含量低(小于200 ppm,已低于國家排放標(biāo)準)等優(yōu)點。但是本人所學(xué)知識有限，未能提出相應(yīng)治理方法，不過國外已有兩種途徑可減少N2O：熱分解法和催化分解法，至于國內(nèi)的還有待進一步深討。對全球氣變貢獻率6%，近年來在大氣中的濃度增長很快，是一種危害極大的有害氣體。N2O是無色有甜味的氣體，不易被氧化，有麻醉作用，稱為“笑氣”。當(dāng)然，在本次設(shè)計中也有不足之處，如排放的硝酸尾氣中含有N2O氣體。下面對該設(shè)備進行簡單計算：進塔氣量為： 313/273=出塔氣量為：298/273 =吸收壓力為：(絕壓) 進口溫度為40℃V==吸收塔直徑： D=== 其他設(shè)備選型 尾氣透平膨脹機：向心式膨脹器P320—35/11—11介質(zhì)：尾氣進氣溫度：180℃進氣壓力：(絕)出口壓力： Mpa(絕)出口溫度：130℃ 流量： Nm3/h功率：600KW(輸出) 離心式壓縮機：DA—1000—51介質(zhì)：空氣進氣溫度：15℃進氣壓力：(絕)出口壓力： Mpa(絕)出口溫度：180℃流量： m3/h功率：1300KW(需要)第八章設(shè)計總結(jié)與討論通過本次課程設(shè)計，讓我對化工工藝設(shè)計有了更深的認識，這是一次綜合性的鍛煉，讓我們將大學(xué)三年學(xué)習(xí)的知識串聯(lián)起來。本設(shè)計采用加壓吸收塔，加壓吸收通常都采用篩板塔，一般內(nèi)裝塔板30～40塊。 酸吸收塔NO2吸收塔是制酸系統(tǒng)的主要設(shè)備，選擇的基本要求如下：（1）、生產(chǎn)能力大，即單位時間，單位塔截面的處理量大；（2）、分離效率高，即每層塔板的分離程度大；（3）、操作彈性大，即最大氣速負荷與最小氣速負荷之比大，表明氣速負荷波動較大時也可以維持正常操作；（4）、流體阻力小，即氣體通過每層塔板的壓強降??；（5）、塔的結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，安裝容易，維修方便，運轉(zhuǎn)可靠。d（NH3），因此完全可以滿足生產(chǎn)需求。氨空氣混合氣量為： F=(100+191+718) =進口溫度?。?29K（由熱量衡算得）則化為體積流量為：403/273 =氣氨量為：=6137kg/h氨空氣混合壓力為： MPa （絕壓）催化層溫度為：872℃氧化率為：96% ，選擇的鉑網(wǎng)規(guī)格為：網(wǎng)絲直徑為： cm 孔數(shù): n=1024孔/ cm2線數(shù): 32活性表面積： S= m2/ m2鉑網(wǎng)的容積百分率： f = 氨催化氧化爐直徑和生產(chǎn)強度的計算:氨催化氧化的接觸時間：lgζ=+106α3當(dāng)氨的氧化率α=96%時lgζ=96+106(96)3ζ=104s入爐混合氣體在標(biāo)準狀態(tài)下的體積為：VO=反應(yīng)溫度 T=872+273=1145 K鉑網(wǎng)張數(shù) m=6張網(wǎng)絲直徑 d= cm 操作壓力 P= MPa=450KPa查的鉑網(wǎng)容積百分率將上列各值代入下式得氨氧化爐橫截面積：S′=ζVOT/ =1041145/(4506) =㎡鉑網(wǎng)的有效直徑：D=每平方米的鉑網(wǎng)表面積為S〞：S〞===㎡全部鉑網(wǎng)的總表面積為: F=6=鉑網(wǎng)的生產(chǎn)強度： A = 122424/=廢熱鍋爐的管板采用橢圓形結(jié)構(gòu)，以改善熱補償能力。氨氧化物氣體在進入下部換熱器的列管內(nèi)，與列管間的水進行換熱，產(chǎn)生飽和蒸汽，換熱器間的水與鍋爐汽包形成自然對流循環(huán)。氨空氣混合氣由氧化爐頂部通入，經(jīng)氣體分布板、鋁環(huán)和不銹鋼環(huán)填充層，使氣體均布于鉑網(wǎng)上。氧化爐直流式廢熱鍋爐聯(lián)合裝置現(xiàn)今中國采用較為普遍。本設(shè)計采用的是中壓式氧化爐，中壓式氧化爐目前常使用的是：氧化爐直流式廢熱鍋爐聯(lián)合裝置和雙加壓法氧化爐與廢熱鍋爐聯(lián)合裝置。) n2 = 316776= (2)、設(shè)基準溫度為25℃，因進料(3)的溫度為130℃，所以料氣帶入的熱量為：能量衡算 表2組份kmol/hnanb104nc106nd109NH372O23887N216193ΣniCp,i2205853450=dT=(3)、燃燒后氣體帶走的熱量為:能量衡算 表3組分kmol/hNanb104nc106nd109O2N2NOH2OΣniCp,i=dT根據(jù)能量守衡Q2 = Q1+Qr ,得△H2 = △H1 +Qr,1 +Qr,2解得 T = 1145K = 872℃第七章主要設(shè)備的工藝計算和選型氨催化氧化過程的核心設(shè)備是氧化爐，選擇的基本要求如下：（1）、保證反應(yīng)氣體能夠均勻的通過整個催化劑截面；（2）、在能保證氣固接觸最大反應(yīng)面積前提下，應(yīng)盡可能縮小設(shè)備體積，以減少熱損失；（3）、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，裝卸催化劑方便。h1ab104c106d109NH372O2N21066NOH2O108(1)、反應(yīng)熱Qr,1 = (△Hr,1186。K1）組分kmol由反應(yīng)1，反應(yīng)的氨量=進入氧化器的氨流量反應(yīng)器收率=100 =由反應(yīng)2，反應(yīng)的氨量 =100 = 流量和熱容的數(shù)據(jù)匯總?cè)缦马摫?能量衡算 表1物流進料(3)產(chǎn)品(4)C/（kJ℃，假設(shè)進入氣化器的料液溫度為15℃，則氨不需要汽化即可。kmol1壓縮機功率 = = 103 = 106J/s =每小時所需的能 = 3600 = 4680MJ壓縮機出口溫度 = 333 = 447K設(shè)為180℃因為溫度較高，因此不必進行預(yù)熱就可以進入反應(yīng)器。kmol1第二段功，進口60℃功 = 1333 = 取中間冷卻器氣體出口溫度為60℃，在等功情況下，中間級壓力為 P = = = =，每段功并不嚴格相等，尤其是進口溫度變化時，但是兩段的功是接近的。假設(shè)壓縮機分為兩段。25℃時，吸收器壓力為450MPa，則水的摩爾分率為： = 103尾氣中的水為（+）103 = 物流（11），所需的水：除在尾氣中允許的一氧化氮(NO)量外，吸收氮氧化物等于生成硝酸(HNO3),（反應(yīng)式6）(+) = kmol = 由反應(yīng)6,化學(xué)計量計算所需的水為：2 = kmol離開吸收器的酸濃度取為52%（W/W），稀釋水為= kg = kmol因此，包括進口物流（6）中的水蒸氣，而不計二次空氣的少量水，則總水量為：++ = 計算結(jié)果，物流組成如下：物料衡算表3物料二次空氣kmolkg進口kmol kg尾氣kmol kg進料水kmol kg酸kmolNONO2微O2N2HNO3H2O微4950∑4950總量校核：物流(6)+(8)= (9)?+==(相近)物流(9)+(11)= (10)+(12)？ + 4950 = + =（接近）從冷凝器 HNO3 = kmol = kg H2O = = 從吸收器 HNO3 = kmol = kg H2O = kmol = kg總量 HNO3 = + = H2O = + = 因此 HNO3 + H2O = kg混酸濃度 = 100% = %物料衡算表4物料生成的酸（13）kmolkgHNO3H2O∑ 總收率可由氮平衡計算得到：收率=100%=% = %本設(shè)計任務(wù)是生產(chǎn)30萬噸/年（52%）的稀硝酸，換算成100%；年生產(chǎn)時間為7200h。進入吸收塔的氮(N2)量不發(fā)生變化，所以在尾氣中：氮=從冷凝器進入吸收塔的氮+二次空氣中的氮=（720+）kmol尾氣中其他組分的量可忽略，主要是氮(N2)和氧(O2)的量，所以尾氣中氧(O2)的百分數(shù)為：=3由此得 y= kmol尾氣中的氧(O2) = 4 = 尾氣中的氮(N2) = + 720 = kmol%～%一氧化氮(NO),%計，則尾氣組成中一氧化氮(NO)量為：總流量 =（N2+ O2）流量=（ + ） = kmol二次空氣的量是根據(jù)所有氮氧化物被吸收的假定計算的，其也可以由尾氣中O2濃度假定值計算得到，這一數(shù)值不會變化，但是尾氣中的的數(shù)值要進行校正，以滿足平衡的要求。物料衡算 圖2物料(6)組成為：進入吸收塔進口物流中：一氧化氮(NO) ，氧(O2)將物流中一氧化氮(NO)氧化為二氧化氮(NO2)所需的氧，根據(jù)反應(yīng)式(4),得氧(O2) 為 =5. 35 kmol 。物流(6)中水 = kmol=物流(7)中水 == =計算結(jié)果，物流組成如下：物料衡算表2物料氣流