【正文】 我還要感謝大學(xué)三年里所有的老師們，正是得益于他們的辛勤培養(yǎng)，我才有能力完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此特向所有恩師表示我最崇高的敬意和最誠摯的謝意！我的成長離不開他們的教導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，她給了我極大的指導(dǎo)和幫助，她那認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)、誨人不倦的精神風(fēng)范、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度給了我很大的鼓舞和激勵(lì)，將對(duì)我以后的工作和生活產(chǎn)生重大的影響，并將終生受益。 1996 年 7 月 [14]景雙伍、陳曉琴，硝酸生產(chǎn)與操作（青島膠南化肥廠）。 20xx 年 5 月 [12]晉開硝酸車間技術(shù)人員，硝酸生產(chǎn)操作法。 20xx 年 6 月 [10]馬琳、劉麗娟，輔助機(jī)系統(tǒng)使用說明書。 20xx 年 6 月 [8]王水霞，“四合一”機(jī)組的安裝調(diào)試與維護(hù)。 20xx 年 6 月 [6]高海霞，“四合一”機(jī)組的低壓電控制系統(tǒng)。 20xx 年 6 月 [4]楊花，氧化氮壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理。 l 參考文獻(xiàn) [1]王詠梅，“四合一”機(jī)組的機(jī)械總成 .20xx 年 6 月 [2]馬春梅，“四合一”機(jī)組的有系統(tǒng)。 （ 3）由于透平膨脹機(jī)一級(jí)靜葉在熱態(tài)下調(diào)節(jié)受限，造成吸收塔吸收壓力低，達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)。∕ h（干） 進(jìn)氣溫度： 360℃ 相對(duì)濕度： 82% 進(jìn)氣壓力： (A) 排氣壓力： (A) 工作轉(zhuǎn)速： 5825r∕ min l 第 5 章 總結(jié) （ 1） 270kt/a 雙加壓稀硝酸裝置工藝先進(jìn)，自動(dòng)化程度較高，安全可靠，各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)均接近或達(dá)到業(yè)界先進(jìn)水平；尾氣排放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求，基本實(shí)現(xiàn)了零排放，具有良好的環(huán)保效益而且節(jié)能降耗，有較高的推廣價(jià)值。∕ h（干） 進(jìn)氣溫度： 28℃ 相對(duì)濕度： 81% 進(jìn)氣壓力： (A) 排氣壓力： (A) 工作轉(zhuǎn)速： 5825r∕ min 軸 功 率： 12115kw 旋轉(zhuǎn)方向： 從進(jìn)氣看順時(shí)針 臨界轉(zhuǎn)速： 一階水平： 1450 r∕ min 垂 直： 2450 r∕ min 二階水平： 3500 r∕ min 垂 直： 7500 r∕ min 三階水平： 8400 r∕ min （ 2） NOX 壓縮機(jī) 型 號(hào)： E71– 3 進(jìn)氣流量： 723m179。 (4)汽輪機(jī)配套沖擊式盤車。 l (2)汽輪機(jī)與 NOx壓縮機(jī)、 NOx壓縮機(jī)與齒輪箱、齒輪箱與軸流壓縮機(jī)之間、軸流壓縮機(jī)與尾氣透平均采用膜片聯(lián)軸器。 汽輪機(jī)采用西門子技術(shù)生產(chǎn)的冷凝式汽輪機(jī)，用于補(bǔ)充四機(jī)組中能量虧損，并可進(jìn)行轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)。 尾氣透平膨脹機(jī)為軸流式結(jié)構(gòu)，第一級(jí)靜葉可調(diào)，可適應(yīng)不同工況點(diǎn)的操作，使膨脹機(jī)處于高效運(yùn)行區(qū)。 軸流壓縮機(jī)具有效率高，流量調(diào)節(jié)范圍寬，它比同等條件下的離心式壓縮機(jī)相比，多變效率高出 5%～ 10%。 軸流壓縮機(jī)是硝酸工程的原料氣壓縮機(jī)，經(jīng)軸流壓縮機(jī)壓縮的空氣與氨氣混合后進(jìn)入氧化爐，進(jìn)行氧化反應(yīng)，生成的氮氧化合物混合氣經(jīng)廢熱鍋爐進(jìn)行熱交換，然后進(jìn)行速冷，溫度降至 60℃。 （ 5）冷卻盤管分布為兩進(jìn)兩出，獨(dú)立單元，雙 S 型，具體分布如下： 1～ 3 層塔板： 5 層冷卻盤管 4～ 5 層盤管： 4 層冷卻盤管 6～ 8 層塔板： 3 層冷卻盤管 9～ 16 層塔板： 2 層冷卻盤管 17～ 26 層塔板： 1 層冷卻盤管 27～ 32 層塔板： 0 層冷卻盤管 l 四合一機(jī)組 我公司年產(chǎn) 27 萬噸稀硝酸裝置配套四合一透 平壓縮機(jī)組是硝酸生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，該“四合一”機(jī)組由：軸流壓縮機(jī)、 NOX 壓縮機(jī)、尾氣膨脹機(jī)、汽輪機(jī)、齒輪箱和聯(lián)軸器組成，包括潤滑調(diào)節(jié)油站等。3mm范圍。采用 φ252電焊不銹鋼管，總冷卻面積 ，水在管內(nèi)流速為 1 米 /秒，每組盤管用夾板和螺栓緊固以防振動(dòng)。板間距最小為 1000mm，最大為2300mm，板厚 12mm，小孔直徑 φ2mm，孔間距 10mm，塔板上有折流板，液體成雙 S形流動(dòng)，每層有溢流管 2 個(gè)，直徑為 φ220mm，塔體壁厚為 12mm，全塔重量為 350 噸。塔在 （ G）壓力下操作，吸收工藝水由塔頂送到第一層塔板上，通過降液管連續(xù)穩(wěn)定地由上而下流入每塊塔板上，氣體由底部進(jìn)入，向上穿過每層塔板，在板上進(jìn)行著氣液間的泡沫吸收反應(yīng)，生成 58～ 62%的硝酸，尾氣由塔頂排走，其 NOX 含 量在 200PPm左右。塔板上有 1～ 5 層冷卻盤管，塔體在頂部、中部、下部開有三個(gè)人孔，但塔內(nèi)篩板上每層都開有人孔，以便檢修之用。 氧化爐 氨空混合器： 混合氣 33m/s Air30m/s NH3 80— 100m/s l 氧化爐與廢熱鍋爐 氧化爐 —— 廢熱鍋爐為硝酸生產(chǎn)的一臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備，廢熱鍋爐與氧化爐連為一體，緊接在氧化爐下部，用以回收熱量，生產(chǎn) 的中壓蒸汽，驅(qū)動(dòng)透平 —— 壓縮機(jī)組，實(shí)現(xiàn)硝酸生產(chǎn)自熱平 衡，氨空混合氣體進(jìn)行氧化爐分 布均勻，鉑網(wǎng)支承好，各點(diǎn)溫度均勻，使用壽命長。G 水壓試驗(yàn)壓力： l 2） 操作條件 設(shè)計(jì)溫度： 266℃ 操作溫度： 236℃ 設(shè)計(jì)壓力： 為了保證設(shè)備效果，要求嚴(yán)格按圖紙尺寸制作，孔的公差要求 φ4177。后擴(kuò)散角為 176。傾斜。裝置中靜設(shè)備部分為 120 臺(tái)，動(dòng)設(shè)備部分為 63 臺(tái)。在 20xx 年晉開化工集團(tuán)又引進(jìn)三套國產(chǎn)化雙加壓，成為國內(nèi)最大的硝酸生產(chǎn)基地。 使成品酸濃度提高的措施之一是提高 NO2 的濃度或提高氧化度， 根據(jù)尾氣中的氧含量判斷空氣的加入量，一般控制在 35%。因此降低到適當(dāng)?shù)臏囟扔欣谖辗磻?yīng)和 NO 氧化反應(yīng)向右進(jìn)行，增加吸收反應(yīng)速度和減少設(shè)備容積，降低一次性投資。氧化吸收，但每次吸收后總有 1/3 的 NO 放出來，因此欲使 1molNO 完全轉(zhuǎn)化為 HNO3 實(shí)際上在整個(gè)過程中需要氧化的 NO 量并非是 1mol而是按等比級(jí)數(shù)計(jì)算即 1+1/3+（ 1/3） 2+（ 1/3） 3…… = 影響吸收反應(yīng)的因素 低溫有利于吸收反應(yīng)和 NO 的氧化反應(yīng)向右進(jìn)行，降低塔內(nèi)溫度有利于反應(yīng)，但是溫度太低， HNO3 中含量增加， NO2 合成 N2O4，溶在 HNO3中，在漂白塔中 NO2分離不出，降低了成品酸的合格 率。 吸收反應(yīng)機(jī)理及影響因素 氧化物中能與水進(jìn)行的吸收反應(yīng)如下式： 2NO+H2O=HNO3+HNO2 N2O4+H2O=HNO3+HNO2 N2O3+H2O=2HNO2 工業(yè)上實(shí)際 N2O3 含量很少的，而亞硝酸性質(zhì)較活潑是很不穩(wěn)定的，只有在溫度低于 0攝氏度而且濃度極小時(shí)才能穩(wěn)定存在。由此以上可以得到： y=K— 3b0/2K a=2Ka0/3(K— b0) b=1K/3 l 由此可知：加入二次 氧氣的含量應(yīng)控制在最終混合氣體中的氧氣含量的 1/3，即所對(duì)應(yīng)的氣體組成就是 NO 氧化時(shí)最適宜的氣體含量。顯然 ∫ tkpp2dt=∫ a0da/a(1— a)2(b— ar) 可以簡化為： KpP2t=a/br(1— r) 將上式兩邊各乘以氣體流量 V0，由于 V=V0t 則得： V=a V0/Kpp2ab(1— r) 設(shè)進(jìn)吸收塔前未加入二次空氣時(shí)的 NO 和 O2的含量分別為 2a0 和 b0,又設(shè)此時(shí)的氨空混合氣體的總量為 1mol。故當(dāng)壓力增加一倍則設(shè)備體積 V 將減少到原來的 NO 的氧化大為有利。 壓力對(duì) NO 氧化空間的影響 設(shè)氣體的出口溫度為 T0，氣體的流量為 V0，在反應(yīng)瞬間，反應(yīng)為 T,流量為 Vg反應(yīng)過程分子數(shù)減少， Vg與 V0 的關(guān)系如下： Vg= V0（ 1— ar） T/ T0 當(dāng)反應(yīng)氣體通過一個(gè)微元 dV 時(shí)，有下列關(guān)系： dV=Vgdt 積分后有： V=∫ t0Vgdt 由以上可得： VKpp2T0=V0∫ a0(1— ar)T/(1— r)2(b— ar) 由于 1— ar≈ 1,溫度變化不大， T≈ T0，則上式可簡化為： V≈ V0t 即氧化空間 V 與流量 V0 及時(shí)間 t 成正比。 l 當(dāng)其他條件不變時(shí)，溫度降低 kp 增加，但 a 和 r 一定時(shí)由于 KPa2p2r 值保持不變，而其中僅 KP 增加，則必然 r 因之下降。 在工藝生產(chǎn)條件下，溫度低于 200℃時(shí)，該反應(yīng)實(shí)際上可視為是不可逆反應(yīng)因而得：dpNO2/dt=k1pNO2pO2 對(duì)式： 2NO+O2=2NO2 +Q 做物料衡算： 設(shè) 2a— NO 的開始量含量，摩爾分?jǐn)?shù) b— O2 的開始量，摩爾分?jǐn)?shù) ｒ — NO 的氧化度 p— 總壓， MPa 可以得到： PNO=(2a— 2ar)P PO2=(b— ar)P PNO2=2arP 由以上可得： adr/dt=2k1P2a2(1— r)2(b— ar) 令 2k1=kp，積分得： ∫ tkpp2dt=∫ a0da/a(1— a)2(b— ar) 式中： r=a/b 由以上可以看出，當(dāng)其他條件一定時(shí)，隨著氧化度 r 的增加，所需氧化時(shí)間也增長，但是增長并不是等速的， a 減少， r 增加較小， a 變大時(shí)， r 增加很多。 l NO 氧化反應(yīng)及影響因素 影響 NO 氧化的因素有反應(yīng)溫度、壓力、反應(yīng)物的濃度、停留時(shí)間等 。 三級(jí)過濾器： 級(jí)數(shù) 類型 過濾壓差 效率 一 卷簾過濾器 5— 12mmH2O 45% 二 袋式過濾器 — 89% 三 箱式過濾器 12— 25mmH2O % 液氨的雜質(zhì)“壓縮機(jī)油、催化劑粉末、鐵銹。這些物質(zhì)不但可以降低空氣純度，還造成催化劑暫時(shí)性中毒和永久性中毒。催化劑的活性與制造質(zhì)量、反應(yīng)條件、活性表面積及容易引起鉑網(wǎng)中毒物等有關(guān) 。實(shí)際生產(chǎn)中，從經(jīng)濟(jì)角度考慮采用比 2 適宜的時(shí)間稍少一些 。 混合氣中氨的濃度 氨氣在空氣中混合氣體爆炸極限為：上限 %，下線 %，在實(shí)際生產(chǎn)中采用養(yǎng)過量的氨空比，因此氨空混合氣中氨的濃度應(yīng)控制在 9— 11%，最佳的氨氧比為 O2：NH3=— 。 反應(yīng)壓力 氨氧 化是體積增大的反應(yīng)，壓力升高對(duì)反應(yīng)不利。設(shè)氨最終全部耗