【正文】 此外，還要感謝系主任 老師以及那些幫助過我的同學(xué)。本設(shè)計(jì)主要從物料衡算、熱量衡算以及設(shè)備選型飛、等方面入手，充分運(yùn)用自己所學(xué)的知識，分析并解決了自己在設(shè)計(jì)當(dāng)中所遇到的問題，為自己在今后的工作中打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。用重油制造的原料氣中，含有一部分一氧化碳，這些一氧化碳不能直接做為合成氨的原料，而且對合成氨的催化劑有毒害作用，必須在催化劑的催化作用下通過變換反應(yīng)加以除去。使我對工廠的設(shè)計(jì)工作有了一個(gè)比較深入的掌握。結(jié)束語在指導(dǎo)教師的殷切關(guān)懷下，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)已初步完成。確保產(chǎn)品質(zhì)量。依據(jù)電力設(shè)計(jì)范圍，化工廠的供電按二級負(fù)荷設(shè)計(jì)。按我國規(guī)定，凡日平均溫度5℃的天數(shù)，歷年在90天以上的地區(qū)應(yīng)該采用集中供暖方式，因本車間設(shè)在北方地區(qū)，所以應(yīng)采用集中供暖。 供暖采暖目前主要是以鍋爐方式提供熱量，使在較低的環(huán)境溫度下，仍能保持適宜的工作和衛(wèi)生條件，它按設(shè)施的布置情況分集中采暖和局部采暖，在化工廠中大多采用集中供暖。通風(fēng)可采取自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)，因本車間選用的物料為切片相應(yīng)地其粉塵飛揚(yáng)程度不高，因此，通風(fēng)設(shè)備要求不是很高。 通風(fēng)變換工段生產(chǎn)對溫度、適度沒有特別的要求。照明：生產(chǎn)廠房選用了隔爆燈、配電室、化驗(yàn)辦公樓等輔助設(shè)施選用日光燈，裝置內(nèi)部設(shè)置事故照明，以便發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)作緊急處理。合成氨工廠根據(jù)工藝要求采用上述兩類中的一類。鍋爐用水：此用水必須按照各種工業(yè)鍋爐的給水和爐水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，事前根據(jù)生水水質(zhì)指標(biāo)及凝結(jié)水回收量，擬定給水處理方案。在一般情況下，排水、供汽、供電、儀表這幾項(xiàng)無論工廠規(guī)模大小都得具備的，而制冷、采暖、通風(fēng)等則不一定具備。對化工工廠來說，公用工程一般包括供排水、供汽、供電、儀表、制冷、采暖、通風(fēng)等項(xiàng)目。此外，在變換的過程中產(chǎn)生大量的廢熱，需要有效的利用這些廢熱，所以需要把這些廢熱通過管道引到氣體工段進(jìn)行再次利用。 三廢處理情況本工段產(chǎn)生的有害物質(zhì)較少。而環(huán)境污染對人體健康會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。工業(yè)有害物質(zhì)對環(huán)境的污染有著密切的關(guān)系。第7章 安全和環(huán)境保護(hù)眾所周知，在化工廠，從原料、輔助原料、中間產(chǎn)品到最終產(chǎn)品，大都具有易爆、易燃燒、有毒、有腐蝕性等化學(xué)危險(xiǎn)性；工藝生產(chǎn)過程繁復(fù)多變，高壓、高溫、高速、深冷等不安定因素很多，為保證生產(chǎn)順利進(jìn)行，不斷提高工廠的經(jīng)濟(jì)效益，搞好環(huán)境保護(hù)就成為化工廠設(shè)計(jì)中一項(xiàng)十分重要的部分。自動(dòng)控制為DCS和ESD聯(lián)鎖控制。擬初步裝配14個(gè)控制點(diǎn)，其中包括兩個(gè)流量自動(dòng)控制點(diǎn)、兩個(gè)溫度自動(dòng)控制點(diǎn)和一個(gè)壓力自動(dòng)控制點(diǎn)。(3) 本裝置采用集散型控制系統(tǒng)(DCS)和ESD聯(lián)鎖保護(hù)以提高裝置的管理水平并實(shí)現(xiàn)過程的部分優(yōu)化控制，提高輕質(zhì)油收率，降低能耗，確保油品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。本設(shè)計(jì)的主要控制原理：(1) 主要工藝過程的重要部位的控制和檢測集中在控制和顯示，以便操作，維護(hù)和防寒。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，被控對象的輸出量即被控量是要求嚴(yán)格加以控制的物理量，它可以要求保持為某一恒定值；而控制裝置則是對被控對象施加控制作用的機(jī)構(gòu)的總體，它可以采用不同的原理和方式對被控對象進(jìn)行控制，但最基本的一種是基于反饋控制原理的反饋控制系統(tǒng)。每個(gè)設(shè)備邊上都要設(shè)置防護(hù)裝置以及緊急事故撤離通道，以確保工作人員的安全[20]。廠房的房頂當(dāng)做進(jìn)入設(shè)備的平臺。初步設(shè)計(jì)為廠房加露天的布置原則。如必須在多層廠房內(nèi)布置操作臺，則應(yīng)布置在廠房頂層，如整個(gè)廠房均有爆炸危險(xiǎn)的，則在每層樓板上設(shè)置一定面積的泄爆[19]。每層高度盡量相同，不宜變化過多。廠房層數(shù)的設(shè)計(jì)需要根據(jù)工藝流程的要求，投資，用地的條件等多種因素，進(jìn)行綜合的比較后才能最后決定[18]。又要全面妥善地解決防火、防爆、防毒、防腐、衛(wèi)生等方面的問題，符合國家的各項(xiàng)有關(guān)規(guī)定。必須從生產(chǎn)需要出發(fā)，最大限度地滿足生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。(9) 人流物流不能交錯(cuò)。(7) 本車間與其他車間在總平面圖上的位置合理，力求使它們之間輸送管線最短，聯(lián)系最方便。(5) 要考慮車間的發(fā)展和廠房的擴(kuò)建。(3) 要為車間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、先進(jìn)合理以及節(jié)能等要求創(chuàng)造條件。同時(shí)也要注意以下幾方面的內(nèi)容：(1) 最大限度地滿足工藝生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。 其他主要設(shè)備表33 其他主要設(shè)備名稱規(guī)格數(shù)量材料廢熱鍋爐1 00022L=8 287mmF=130m2換熱管38390根2521Cr16 Ni32溫水調(diào)節(jié)器400換熱面積：25m2管子排列方式：三角形1碳鋼第4章 設(shè)備一覽表根據(jù)前面的工藝和設(shè)備計(jì)算，將主要設(shè)備的規(guī)格列于下表。hf/m3阻力降符合要求，故，第二段床層高度為：L2 第三段床層高度為：[15](6) 中變爐進(jìn)口直徑計(jì)算查《化工原理》得氣體的組分在0℃。=中變爐催化劑層一段床層阻力降第一段催化劑床層變換氣平均溫度：385℃第一段催化劑床層變換氣平均壓力：1 750kPa第一段催化劑床層變換氣平均分子量： 2kg/kmol第一段催化劑層變換氣重度：r=氣體重度流量(濕)G：kg/(m3m3)(5) 觸媒直徑計(jì)算 觸媒直徑計(jì)算公式： P (33)式中 P—?dú)怏w通過觸媒床壓力降f—摩擦系數(shù)，G—?dú)怏w重量流速，kg/(m3 主要設(shè)備計(jì)算 中變爐設(shè)備計(jì)算(1) 觸媒用量計(jì)算[13][14]根據(jù)文獻(xiàn)知： Vr=t0V0 (31)式中 Vr—觸媒體積，m3t0—標(biāo)準(zhǔn)接觸時(shí)間，h(4) 在用材和制造上，要盡量減少材料用量，特別是一些貴重材料。(3) 密封性對化工設(shè)備是一個(gè)很重要的問題，特別在處理依然、易爆、有毒介質(zhì)時(shí)尤其重要。(2) 設(shè)備的耐久性主要取決于設(shè)備腐蝕的情況。另外除了要滿足這些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)外，在結(jié)構(gòu)上還應(yīng)滿足下述各項(xiàng)要求。把生產(chǎn)上適用、技術(shù)上先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)上合理統(tǒng)一起來選以獲得最大的單位產(chǎn)量；能適應(yīng)產(chǎn)品品種變化的要求，并確保產(chǎn)品質(zhì)量；能降低勞動(dòng)強(qiáng)度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，能降低原材料及相應(yīng)的公用工程(水、電、氣)的能耗；能改善環(huán)境保護(hù)；設(shè)備制造較易，材料易得，操作及維修保養(yǎng)方便。 表218 物料衡算一覽表變換率%CO反應(yīng)量kmol/hCO剩余量kmol/hCO2剩余量kmol/h蒸汽剩余量kmol/hH2含量kmol/h一段 1二段1 三段1 219 熱量衡算一覽表帶入熱kJ/h帶出熱kJ/h熱損失kJ/h變換氣68 353 59 487 —水116 408 17 307 —總熱量799 944 767 949 3 199 第3章 設(shè)備選型 設(shè)備選型原則所謂設(shè)備選型即是從多種可以滿足相同需要的不同型號、規(guī)格的設(shè)備中，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析評價(jià)，選擇最佳方案。T)所以,Q3=623=5 359 水的帶出熱Q4：水在150℃時(shí)的Cp= kJ/(kmolT)所以，Q1=(400+273)=6 157 水的帶入熱Q2：水在20℃時(shí)，Cp= kJ/(kmol表216 CH4的熱容物質(zhì)ab/103c/106d/109CH4計(jì)算結(jié)果如表217。 換熱器熱量衡算已知條件：進(jìn)設(shè)備的氣量： 進(jìn)設(shè)備的水量：Xkmol/h 物料在設(shè)備中無變化 變換氣進(jìn)設(shè)備為400℃出設(shè)備溫度為350℃水進(jìn)設(shè)備溫度為20℃出設(shè)備溫度為150℃(1) 入熱變換氣帶入熱量Q1變換氣在400℃時(shí)，根據(jù)公式Cp=a+b+cT2來計(jì)算熱容，如表215?！?,則Q3為：Q3=50=360 熱平衡：Q1+Q2=Q3解得：Q2=17 在二段反應(yīng)中，應(yīng)向系統(tǒng)補(bǔ)充12 [9] 中變爐三段CO變換反應(yīng)熱量衡算計(jì)算CO變換反應(yīng)三段催化劑層熱量損失(1) 入熱計(jì)算：CO反應(yīng)放熱Q1：氣體由350℃升至380，反應(yīng)取平均溫度365℃，算得在365℃時(shí)反應(yīng)熱為：HQ=9 Q1=()38 =125 補(bǔ)充熱量：Q2合計(jì)：Q2+125 (2) 出熱計(jì)算：氣體溫度升高吸收熱量：Q3氣體溫度升高50℃，氣體在平均溫度375℃(kmolt)得，Q2=(450350)=71 ，根據(jù)熱平衡：=X(3 )得X==故進(jìn)催化劑二段水的量為：+ 熱量衡算 中變爐一段CO變換反應(yīng)熱量衡算計(jì)算CO變換反應(yīng)一段催化劑層熱量損失(1) 入熱計(jì)算：CO反應(yīng)放熱Q1氣體由320℃升至450℃，反應(yīng)取平均溫度385℃，算得在385℃時(shí)反應(yīng)熱為：HK=9 Q1=() 38 =1 028 燃燒熱： Q2=115 600=68 320kmol=28 6041kJ/h合計(jì)： Q1+Q2=1 314 (2) 出熱計(jì)算：氣體溫度升高吸收熱量:Q3氣體溫度升高130℃，氣體在平均溫度385℃(kmol表212 出三段催化劑層干組分組分CO2COH2N2CH4合計(jì)%100Nm3/h1 2 4 kmol/h出三段催化劑層剩余蒸汽量為：1 =1 Nm3/h=出三段催化劑層濕氣組分如表