【正文】 在精餾制液氨系統(tǒng)設(shè)計。(2)通過改進脫碳吸收塔及常解氣提塔的氣液分布器，提高CO2的脫出效果，從而取消精煉工段高壓氨洗塔，避免該設(shè)備廢氨水的排放。粉煤灰擬進三廢混燃爐燃燒；污泥擬送城市垃圾處理場集中處置。目前大部分廠均采用該項技術(shù)，避免了由于稀氨水無銷路，排入環(huán)境，造成環(huán)境污染。 生產(chǎn)過程中的氨氣、硫化氫、甲醛等氣體通過使設(shè)備密封，使用液體石蠟與空氣隔離等措施，防止其溢出，基本做到不超標。 治理原則。循環(huán)水站定時置換排放的含鹽水中含有一定量的磷系化合物，該磷系化合物直接排放將對江河造成富營養(yǎng)化污染。陰、陽樹脂再生后的含酸、堿廢水直接排放，將使工廠排出水的pH值超標，對江河造成污染。、堿廢液 合成氨生產(chǎn)中公用工程化水站脫鹽水處理裝置基本上均采用淺除脫鹽水技術(shù)。 以煤氣氣為原料加壓蒸汽轉(zhuǎn)化合成氨工藝中，因CO變換及熱鉀堿脫碳再生熱源的需要，在轉(zhuǎn)化工序按H2O／C02=，該部分過量蒸汽經(jīng)低變廢熱鍋爐和脫碳再沸器換熱后冷凝分離出來。尿素生產(chǎn)過程中，由NH3和CO2合成尿素的化學(xué)反應(yīng)過程中，理論上每生產(chǎn)1t尿素產(chǎn)品即會有300kg水生成并需分離出系統(tǒng)，該排出水中含NH3～%，含尿素～%，含CO2～%，工藝上稱為稀碳氨液。這些稀氨水的一部分可用于吸氨崗位制取濃氨水或銷售商品氨水，另一部分過剩的稀氨水只能排放掉，從而對環(huán)境產(chǎn)生NH3N污染。由于這些化合物中氰化物的濃度高，并有劇毒故一般稱這股廢水為造氣含氰廢水。而洗滌劑和降溫介質(zhì)一般為水。由于從造氣爐出來的煤氣除含有上述的氣體和雜質(zhì)外，氣體溫度也較高，所以必須經(jīng)過降溫、洗滌才能進入下一個工序。合成氨原料氣的制備對煤而言，是以煤與氣化劑（如空氣、蒸汽、氧氣等）進行一系列非均相化學(xué)反應(yīng)，生成以CO、HCO2和CH4等為基本組分的各種煤氣。第八章 環(huán)境保護與治理建議生產(chǎn)合成氨及其加工產(chǎn)品碳酸氫銨或尿素的中小型氮肥企業(yè)長期以來由于受重生產(chǎn)、輕環(huán)保思想的影響，往往在新建設(shè)項目時，環(huán)保投資和治理技術(shù)不落實、資金來源不暢，影響了對污染源的治理，以至形成環(huán)保設(shè)施滯后建設(shè)及不配套現(xiàn)象，大量含氨氮廢水直接排河流。管道和反應(yīng)器必須用防腐蝕材料做成，而且要定時檢查和檢修。故在進行此項作業(yè)是最好采用負壓抽吸、風(fēng)動輸送、密閉過篩工藝，這方面早已有成熟的經(jīng)驗。嚴格煤的管理，對進廠煤及入爐煤進行嚴格的煤質(zhì)化驗分析。第七章 技術(shù)風(fēng)險備忘錄合成氨系統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)品過程中，其余熱余能較多，且蒸汽自產(chǎn)自用的量也較大，加強對設(shè)備的定、巡檢管理及潤滑管理，堅持預(yù)防為主、維修為輔的原則，采取動態(tài)的設(shè)備維護維修模式，及時發(fā)現(xiàn)和排除設(shè)備故障隱患。　　4．檢修安全　　檢修期間是爆炸、中毒事故發(fā)生最集中的時間，除做好周密的安全檢查之外，必須嚴格遵守進塔入罐、動火、高處作業(yè)等的安全規(guī)定?！　?2)噪聲超標崗位應(yīng)采取減振、隔聲、消聲等降噪措施，難以達標的崗位應(yīng)為職工提供耳罩、耳塞或護耳器等防護用品。　　3．中毒和噪聲控制　　(1)作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)合理布點裝設(shè)一氧化碳、硫化氫、氨的監(jiān)測報警器；有條件的企業(yè)應(yīng)建設(shè)事故氨吸收處理系統(tǒng)，設(shè)氣防站。嚴禁帶病運轉(zhuǎn)?！　?3)防止可燃氣體物料泄入空氣引發(fā)空間爆炸，應(yīng)合理布點裝設(shè)在線可燃氣體監(jiān)測報警器，及時發(fā)現(xiàn)泄漏及時處理，保證液封和安全放空設(shè)施功能正常?！　≡谧儞Q凈化部分：要嚴防下游氣體(其氫氣含量已大大提高)倒竄回上游，因而要裝設(shè)必要的液封、放空、止逆等裝置；嚴防脫硫塔、脫碳塔、銅洗塔、堿洗塔發(fā)生泛液和出口氣體帶液，這會造成高壓機液擊，甚至引起惡性爆炸?！　∮弥赜驮鞖鈺r，若氧壓機停車則氧氣管道壓力下降，高溫煤氣會倒竄入氧氣管道引發(fā)爆炸，所以氧氣管道要裝設(shè)壓力報警器、止逆閥和自動加氧裝置?！　∮弥赜驮鞖鈺r控制過氧的主要措施有，投料時爐溫應(yīng)在850℃以上，投料順序為先蒸汽、次油、后氧氣；操作中嚴禁油中帶水并嚴格控制氧油比在0．8～0．9之間；必須裝設(shè)在線氧含量分析報警儀(報警限設(shè)在含氧0．8％以下)，同時還須裝設(shè)油、氧、事故蒸汽、系統(tǒng)放空和氧氣放空的聯(lián)鎖裝置，設(shè)置過氧自動停車并自動打開放空聯(lián)鎖裝置，以避免下游設(shè)備(尤其是洗滌塔)過氧爆炸；嚴防供油中斷。要控制煤氣中氧含量不超過0．5％，當氧含量達到1％時，要立即停車處理?！　『铣砂逼髽I(yè)通常都是重大危險源，要按國際公約和國家有關(guān)規(guī)定采取特殊控制措施，如安全檢查、安全運行、安全評價、應(yīng)急計劃和安全報告制度等等，防止液氨、一氧化碳大規(guī)模泄漏引發(fā)社會災(zāi)難性事故?！　?．氨　　氨的毒性見“硝酸生產(chǎn)安全”。它的全身毒作用是由于其抑制細胞色素氧化酶，阻斷生物氧化過程，造成組織缺氧(內(nèi)窒息)所致。我國衛(wèi)生標準規(guī)定的一氧化碳車間最高容許濃度為30mg／m3。　　1．一氧化碳　　一氧化碳屬血液窒息性氣體，進入血液后與血紅蛋白結(jié)合生成碳氧血紅蛋白，使血液輸氧能力降低，造成組織缺氧?！　≈卸尽铣砂鄙a(chǎn)中，液氨大規(guī)模事故性泄漏會形成低溫云團引起大范圍人群中毒，遇明火還會發(fā)生空間爆炸?！　「邷馗邏嚎杉铀僭O(shè)備金屬材料發(fā)生蠕變、改變金相組織，還會加劇氫氣、氮氣對鋼材的氫蝕及滲氮，加劇設(shè)備的疲勞腐蝕，使其機械強度減弱，引發(fā)物理爆炸?！　”ā铣砂鄙a(chǎn)中的化學(xué)爆炸可歸成三類。m2m2m2m2m2m2設(shè)F=1350m2 ， ， 設(shè)氣相測污垢系數(shù)無縫鋼管導(dǎo)熱系數(shù)， 管內(nèi)氣體溫度管內(nèi)軟水與假定面積相符。 得Z=氣體體積流量為[15](3) 混合氣體平均分子量 (4) 氣體熱容 查《小氮肥廠工業(yè)設(shè)計手冊》附圖151到158氣體比熱容 氣體比熱容NH3CH4ArH2N2Cpi kJ/(Kmol. oC)混合氣體常壓比熱容由, 查比熱容壓力校正圖ΔCp=()(5) 氣體導(dǎo)熱系數(shù)λ 查《氮肥工藝設(shè)計手冊》（理化數(shù)據(jù)）188表常壓下各組分導(dǎo)熱系數(shù) 各組分導(dǎo)熱系數(shù)NH3CH4ArH2N2Λ0i,kJ/(. oC)Mi1/3 由, 查《氮肥工藝設(shè)計手冊》（理化數(shù)據(jù)）圖157得 導(dǎo)熱系數(shù)（6）氣體粘度μ 查《氮肥工藝設(shè)計手冊》（理化數(shù)據(jù)）圖122,23,25,30,31各組分氣體在壓力下的粘度。設(shè)鍋爐換熱面積 ，代入上式設(shè)氣相測污垢系數(shù)設(shè)液相側(cè)污垢系數(shù) 管內(nèi)氣體溫度管內(nèi)軟水實際取換熱面積F=65 m2，需列管數(shù)：（根）[14]（1）選立式氨冷器，熱氣走管程，液蒸發(fā)走殼程。 各組分氣體在壓力下的粘度NH3CH4ArH2N2NH3YiCi11μi Kg/()Mi1/24高壓下含氨混合氣體的粘度 （6）雷諾準數(shù)重量流量管道截面積，設(shè)管道數(shù)量150根。 氣體比熱容NH3CH4ArH2N2Pi MPaCpi KJ/Kmol.℃(4) 氣體導(dǎo)熱系數(shù)λ 高溫下含氮混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù)，用氮的對比導(dǎo)熱系數(shù)圖進行計算。 (1) 壓縮系數(shù)Z[13] 查《氮肥工藝設(shè)計手冊》（理化數(shù)據(jù)）表11氣體的臨界常數(shù) 氣體的臨界常數(shù)NH3CH4ArH2N2YiTci,K151Pci,MPa 對比壓力, 對比溫度 查《氮肥工藝設(shè)計手冊》（理化數(shù)據(jù)）普遍化壓縮系數(shù)之四得 Z=。NH3,0為扣除了惰性氣體的第n段催化劑進出計算氨量，（1/rNH3)平n為第n段進出口反應(yīng)速度倒數(shù)：令氣體第一段焓升（反應(yīng)熱）⊿I1C平pk,1 [11]∴C平pk,1 ： 由公式 由公式 上式，∴ 實際出口氨含量：式中 ,1(反算tk,1) 由A109催化劑活性曲線[12]查(1/rNH3)1，(1/rNH3)2當, 時 當, 時 (1/rNH3)平1 (1/rNH3)平1 與假定第一段常數(shù)A1相符，故假定溫度求tk,1=447℃正確本段單位長度反應(yīng)熱第一段催化劑用量（2）第二絕熱床層的計算進第二絕熱床層摩爾流量 ：無惰性氣體氨分解基流量：%，則第二絕熱床層無惰性氣體進出口氨含量： ， 氨生成量： 假設(shè)第二段出口溫度為458℃,查得Cpk,2平, 第二段出口溫度核算：tk,2 =⊿M2x⊿HT2/( Mk1Cpk,2平)+ tk,1=()+447=℃與假定值相同，計算有效由A109催化劑活性曲線查(1/rNH3)n1, (1/rNH3)n當， 時 當， 時 (1/rNH3)平2 第二絕熱床層催化劑用量： (1/rNH3) 2平設(shè)冷激后溫度降為380℃，查表得Cpk2,=(Kmol.℃)出塔氣摩爾流量：已知冷激氣溫度：tk,0=℃,查得Cpk,0=(Kmol.℃)據(jù)Cpk,n平代入數(shù)據(jù)解得冷激氣量：冷激后氨含量： （3）第三段絕熱層溫度分布計算（n=3），首先假定催化劑層溫度tk,0=487℃設(shè)出第一段氣體溫度 tk,1=℃：第一段平均溫度t平k,1由t平k,1， 查C平pk,1 由聯(lián)立方程式 (1/rNH3)平n：令氣體第一段焓升（反應(yīng)熱⊿I3C平pk,1 ∴C平pk,1 ： 由公式 由公式 上式， ∴實際出口氨含量：式中 ,1(反算tk,1) 由A109催化劑活性曲線查(1/rNH3)2，(1/rNH3)3當, 時 當, 時 (1/rNH3)平1 (1/rNH3)平1 與假定第三段常數(shù)A1相符，故假定溫度求tk,3=487℃正確本段單位長度反應(yīng)熱 第三段催化劑用量 各段計算結(jié)果如下表123進口溫度tk,n1,℃412出口溫度tk,n,℃447487進口氨含量yNH3,n1,％出口氨含量yNH3,n,％氨產(chǎn)量⊿M3n,Kmol/h催化劑單位反應(yīng)熱，kJ/()（1）選臥式U型換熱管。進塔氣NH3 %進塔氣摩爾流量： 無惰性氣體分解基流量： 將整個催化劑床層分成三段，各段尺寸見下表[10]： 催化劑床層各段尺寸n123小計⊿Ln，mm1500250035007500⊿Vkn，m3An,n，x105()/m3Ef（1）第一段絕熱層溫度分布計算[11]（n=1），首先假定催化劑層溫度tk,0=412℃設(shè)出第一段氣體溫度 tk,1=447℃：第一段平均溫度[9]由， 查 由聯(lián)立方程式 其中 ⊿Vk表示第n1段至n段催化劑用量 V01為入塔氨分解基無惰性氣體體積流量 Ef為催化劑活性系數(shù)y186。氨分離器帶入熱量等于液氨帶出熱量第五章 主要設(shè)備計算選用三段絕熱冷激間冷式內(nèi)件，并在此基礎(chǔ)上進行合成塔的催化劑層設(shè)計，依據(jù)已給定參數(shù)設(shè)計確定催化劑用量及幾何尺寸等工藝參數(shù)，然后再按照一定的操作條件計算催化劑層溫度、濃度和產(chǎn)量。（1）熱氣帶入熱量 由熱交換器熱平衡計算（2）氨冷凝熱 查《小氮肥廠工藝設(shè)計手冊》1011得：氨冷凝熱 （3）熱氣體帶出熱量 由于氣體在氨飽和區(qū)，故先計算常壓下氣體組分比熱容然后用壓力校正法計算實際比熱容： 查《小氮肥廠工藝設(shè)計手冊》附表1519 熱氣體帶出熱量：(4)液氨帶出熱量 查35℃液氨比熱容(5)冷水量計算設(shè)需冷水量W 冷卻上水 ， 冷卻下水 ，冷卻水比熱容則 冷卻水吸收熱量為 冷卻上水帶入熱量：冷卻下水帶入熱量： 水冷器熱量匯總表收 方熱量（kJ）支 方熱量（kJ）熱氣帶入熱量Q10熱氣帶出熱量Q11氨冷凝熱量Q冷液氨帶出熱量Q液冷卻上水帶入熱量Q上水冷卻下水帶入熱Q下水小 計小 計其進出口溫度無變化。 合成塔熱量平衡匯總表收 方熱量（kJ）支方熱量（kJ）一次氣體進口帶入熱量Q5一次氣體出口帶入熱量Q6二次氣體進口帶入熱量Q7二次氣體進口帶入熱量Q8反應(yīng)熱QR熱損失 Q損小 計小計（1）管內(nèi)熱氣體帶入熱量由合成塔熱平衡計算得（2）管內(nèi)熱氣體帶出熱量設(shè) ， 查《小氮肥廠工藝設(shè)計手冊》并計算得： 查《小氮肥廠工藝設(shè)計手冊》附表1519 (3) 廢熱鍋爐熱負荷(4) 軟水量計算設(shè)廢熱鍋爐加入軟水溫度 , , X查 軟水焓