【正文】 最后感謝黃山學院化學化工學院各位領導的諄諄教誨，感謝化學化工學院四年來對我的培養(yǎng)與教育。其次我要感謝大學四年來的所有老師，在他們的精心培育下，我學到了許多化工專業(yè)方面的知識，在這次設計中起到了非常重要的作用。計算過程，對初稿進行了多次反復地修改，由于時間和設計水平有限，錯漏之處在所難免，懇請老師們批評指正。本設計以工藝技術先進、操作簡單、系統(tǒng)科學、經(jīng)濟合理、安全環(huán)保為原則，依據(jù)本科畢業(yè)設計任務書，通過查詢大量的圖書、文獻資料等來進行工藝設計。 管道間墊片可用石棉，機械密封材料可選用硅橡膠，聚丙烯和聚四氟乙烯，一般的高分子材料慎用。但在高溫和有二氧化碳和水蒸汽存在的情況下，對設備有一定的腐蝕作用。工業(yè)上分離回收的方法有很多，主要有溶劑吸收法、低溫蒸餾法、膜分離法和變壓吸附法以及這些方法的綜合利用。因此原料氣中的不僅需脫除還要回收利用。其措施有：系統(tǒng)密閉操作、通風置換、惰性氣體保護等。首先我們應盡量改進工藝，以危險性比較小的物質代替危險性相對大的物質。為此，在有火災危險環(huán)境中生產(chǎn)必須選好防爆電氣設備。控制這類火源的使用范圍，嚴格用火管理，對于防火防爆是十分重要的[10]。 點火源的控制生產(chǎn)過程本身不僅具有的加熱爐火、反應熱、電火花等，還有維修用火、機械摩擦熱、撞擊火星及吸煙等可能遇到的點火源。校核：所以選填料塔規(guī)格適宜。 液體密度校正系數(shù)?？账馑俚挠嬎悖核?nèi)氣體的密度：已知塔內(nèi)氣體在P、T的流量為：=則在常壓下：則塔內(nèi)氣體的質量流量為：塔內(nèi)液體質量流量：采用?？嗣撏ㄓ藐P聯(lián)圖計算泛點氣速，其橫坐標為：查埃克脫通用關聯(lián)圖可知：，即 式中： 泛點氣速 填料因子，1/m。已知：CO2的解吸熱為： 汽提塔的熱量衡算其熱量衡算式：N2帶入的熱量：富液中的焓熱為：由熱量衡算式可求得富液的熱量：則富液的溫度為：4 主要設備的計算與選型本設計所用到的設備主要有吸收塔、循環(huán)氣閃蒸罐、中間閃蒸罐、低壓閃蒸罐和汽提塔，本設計主要是吸收塔（填料塔）的計算與選型。 能量衡算 熱量衡算數(shù)據(jù) 吸收塔的熱量衡算全塔的熱量衡算式為：原料氣帶入的熱量的計算：已知原料氣的壓力為常壓，溫度為25℃，因壓力不高，故可有：由并查文獻得[8]：表31 原料氣各組分的比熱容組分CO2COH2N2CH4則原料氣帶入的熱量為： 同理可得：單位時間內(nèi)氣體的溶解熱為：進塔溶液帶入的熱量為：凈化氣帶出的熱量為：塔底富液帶出的熱量：單位時間已溶氣體的焓，則， 閃蒸過程的熱量衡算對于循環(huán)氣閃蒸罐來講，因為其閃蒸出來的氣體為極微量的NHCO、CH4，而且這些氣體又會送回原料氣中，故其熱量衡算可忽略不計。因此此時解吸出的NHCO、CH4的含量極少，故可忽略，不影響溶液的流量，仍可看做：CO2的摩爾白分量為x1=℅② 中間閃蒸罐、低壓閃蒸罐的物料衡算經(jīng)三次閃蒸后CO2回收率的99℅，假設三次回收的CO2相同，則每次回收的量為： 低壓閃蒸罐中間閃蒸罐低壓閃蒸罐 L2 x1 圖32 閃蒸罐的物料衡算圖則如圖32，對中間閃蒸罐進行物料衡算： 同理，對后面兩個低壓閃蒸罐進行物料衡算得：,。3 NHD法脫碳及再生工藝物料衡算及能量衡算 物料衡算總的物料衡算式如下：進入系統(tǒng)的物料的量=輸出系統(tǒng)的物料的量[6] 吸收塔的物料衡算已知條件如物料數(shù)據(jù)表中；原料氣的平均摩爾質量為：按每年340天生產(chǎn)計算；進塔氣的摩爾流量為：體積流量為：所以惰性氣體的物質的量流量為：其中各組分的含量如下表：表23 凈化氣中各組分的含量組分COH2N2CH4摩爾流量(kmol/h)體積流量(m3/h)進塔氣中CO2摩爾含量為y1=，則：其摩爾比為： V Y2 L X2 ，則：已知吸收液NHD中CO2的含量:x2=，則 且 V Y1 L X1已知S=。主要內(nèi)容：總述（包括畢業(yè)設計的目的及意義、合成氨生產(chǎn)工藝流程概述、合成氨脫碳及再生方法等）、NHD法技術、物料衡算、熱量衡算、主要設備的計算和選型、生產(chǎn)安全及二氧化碳回收再利用、本設計評價與總結、繪制帶控制點的流程圖（見附圖1）及主要設備圖（見附圖2）。汽提塔壓差≤20KPa.工藝參數(shù)：原料氣壓力：常壓；進脫碳塔氣體溫度：25℃；脫碳塔操作壓力：P=；脫碳塔操作溫度：T=27℃；進脫碳塔溶液含二氧化碳的量：；進脫碳塔溶液溫度：25℃；閃蒸槽操作壓力：常壓；閃蒸槽操作溫度：25℃；進汽提塔氮氣溫度：30℃；汽提塔操作壓力：。后幾級解吸可將大部分二氧化碳解吸出來，二氧化碳純度可達99℅解吸二氧化碳的溶劑送往氣提塔再生，溶劑從氣提塔頂部加入，空氣從塔底部進入以吹出溶液中殘余的二氧化碳，再生后的溶液（貧液）由氣提塔流出并用泵打至吸收塔頂部循環(huán)利用。如表22所示：表22 CO2脫除前后的對比數(shù)據(jù)序 號ABCDEFGH氣液比脫碳能力m3(標)/m3凈化度CO2% NHD法合成氨脫碳及再生工藝流程圖合成氨脫碳及再生工藝流程如下：圖 21 合成氨脫碳及再生流程簡圖 NHD法脫碳及再生工藝流程詳述該工藝的的主要過程如下：原料氣自吸收塔下部加入，自塔頂部引入的Selexol溶液與原料氣逆流接觸吸收二氧化碳。表21 二氧化碳凈化度隨著氣液比的變化序 號氣液比容積吸收CO2