【正文】 閃蒸所得冷凝液 0.07 2433 0 40971 HV103 PV919/1 LV906/1 269 479.7 實(shí)測(cè)值 閃蒸所得飽和蒸汽 2433 HV10 269北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 閃蒸所得冷凝液 0.08 1407 40816 3 PV919/1 LV906/1 487.7 由表 1 中測(cè)得數(shù)據(jù)通過(guò)橫算可知，因排水閥開(kāi)度富裕量而竄入的蒸汽量相當(dāng)于 蒸汽約 1500KG/H，在生產(chǎn)中這部分蒸汽未被利用，而是由 904F 壓力調(diào)節(jié)閥PV919/1 直接排放入 905F；同時(shí)，由于實(shí)際生產(chǎn)中合成氨車間所送液氨溫度極少低于 20176。但是，在該裝置生產(chǎn)實(shí)踐中，本人認(rèn)為在某些余熱利用上存在不足之處，下面就其存在的問(wèn)題作一分析探討，并提出改進(jìn)措施，以回收損失熱量，從而降低系統(tǒng)的能耗（測(cè)量和計(jì)算均以系統(tǒng)滿負(fù)荷為基礎(chǔ)） 蒸汽、冷凝液系統(tǒng)熱量損失較大 蒸汽、冷凝液系統(tǒng)高低熱流程。另一路經(jīng)閥 2050 去危急保安器 2200 壓縮彈簧 ,將打閘手柄抬起 ,便于跳車油的建立 .待開(kāi)車油穩(wěn)定后 ,用降程按鈕啟動(dòng)電機(jī) ML125或手動(dòng)關(guān)閉啟動(dòng)器 ,啟動(dòng)器將接通跳車油路而切斷開(kāi)車油路 .跳車油經(jīng)啟動(dòng)器接通 SSBN塊 的 P油口 .跳車油在 SSBN塊內(nèi)流經(jīng)筒式閥 2023 從 G1口出來(lái) ,經(jīng)過(guò)危急保安器又經(jīng) G2口進(jìn)入速關(guān)模塊 ,又經(jīng)筒式閥 2020,分別接通 E1和 E2,同時(shí)去高低壓調(diào)節(jié)閥的轉(zhuǎn)換器后成為二次油 .跳車油經(jīng)電磁 UY1015B去 E11口 ,接通去抽汽止逆閥 XV1002 做速關(guān)油 .跳車油經(jīng)電磁閥 UY1015A去 E21口 ,接通注汽塊關(guān)閥 XV1003 做速關(guān)油 .壓力油經(jīng) 1845 閥將跳車油從 H1和 H2口接通去高壓事故快關(guān)閥做試驗(yàn)油 ,作為 XV1001A/B 行程動(dòng)作試驗(yàn)用 .壓力油經(jīng) 2070、 2080、 2050 去北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 危機(jī)保安器 2200 做試驗(yàn)油。同時(shí)，一股潤(rùn)滑油經(jīng)切斷閥或限流孔板進(jìn)入高位油槽 T122，當(dāng)潤(rùn)滑油泵在事故狀態(tài)下，做為汽輪機(jī)DSTK10壓縮機(jī) K101 的潤(rùn)滑油， T122 油槽滿后自溢流管回到油箱 T121；另一路控制油經(jīng)過(guò)過(guò)濾器 S122A/B 送往汽輪機(jī)控制系統(tǒng)做控制油 ,控制油經(jīng)控制模塊及控制回路系統(tǒng)之后從回油總管回到油箱 T121,潤(rùn)滑油和控制油各設(shè)有蓄壓器 V127和 V128,用于緩沖油的壓力 ,保持油壓穩(wěn)定 . 同時(shí)備有事故油泵Ｐ 126，在Ｐ 121A/B 同時(shí)停運(yùn)時(shí)，Ｐ 126自啟動(dòng)，向透平供油。在四段出口設(shè)有防喘振控制閥 FV1002 和 PV1006，除在開(kāi)停車過(guò)程中使用外，防喘振閥還在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中可以有效地調(diào)節(jié)和控制壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，防止壓縮機(jī)因 CO2氣體壓力、溫度、流量、組份等波動(dòng)而喘振。三段出口氣體溫度為 187℃、壓力為 ,在三段冷卻器E121 中 ,氣體被冷卻 .此時(shí)氣體壓力接近臨界壓力 ,為避免出現(xiàn)干冰 ,在 E121 冷卻水回路中設(shè)計(jì)有溫度控制閥 TV1007 來(lái)控制 CO2氣體溫度不使其降到 50℃以下。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 二氧 化碳?jí)嚎s流程 1 二氧化碳?xì)怏w流程 從界區(qū)送來(lái)的壓力大于 (A)溫度為 35℃的 CO2氣體經(jīng)切斷閥進(jìn)入一段入口分離器 V111，分離掉氣體中的水份后，進(jìn)入壓縮機(jī)一段壓縮至 、 180℃，然后進(jìn)入一段冷卻器 E119，在進(jìn)冷卻器之前，向氣體中加入一部分鈍化空氣，使含氧量為 CO2總量的０ .25~%（ V），在 E119 中，氣體被冷卻到 42℃后，經(jīng)一段分離器 V124分離水份后進(jìn)入壓縮機(jī)二段進(jìn)行壓縮到 、 194℃后，進(jìn)入二段冷卻器 E120，氣體冷卻到 42℃，進(jìn)入到二段分離 器 V125，分離出氣體中水份后，進(jìn)入高壓缸三段繼續(xù)壓縮。 在 E105 產(chǎn)汽 不夠用時(shí)，可通過(guò) PV1047 補(bǔ)汽，等級(jí)為 (G),147℃ ，此蒸汽廣泛用于加熱，抽一、二段真空，伴熱，保溫，吹掃，以及蒸汽富余時(shí)，給透平注汽作功等。 已凈化的工藝?yán)淠簭?C102 底出來(lái)作為 E11 E117 的熱源，再經(jīng) P117 送往界區(qū)外供水車間。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 工藝?yán)淠禾幚? 來(lái)自蒸發(fā)真空系統(tǒng)的含有 NH CO H2O、 ur的工藝?yán)淠菏占?T102，以及來(lái)自整個(gè)工藝系統(tǒng)的密閉排放收集在 T104 中后經(jīng) P116泵送往 T102， T102 中的工藝?yán)淠航?jīng) P114 送往 C102，在送入 C102之前經(jīng) C102 下塔出來(lái) 的 152℃的解吸水在 E11 E117 進(jìn)行了預(yù)熱，由于工藝?yán)淠褐泻心蛩?，因此?jīng) C102 塔初步將工藝?yán)淠褐械陌苯馕螅?P115 送往 R102 進(jìn)行水解， R10 C102 出來(lái)氣體與V103的氣體混和在一起，經(jīng) E10 E108 冷凝后回收進(jìn)入 V106，由 R102 出來(lái)的水解液經(jīng) E118冷卻后，在液位調(diào)節(jié)閥的控制下進(jìn)入 C102下塔進(jìn)一步氣提脫除殘余NH CO2。分離后的液相進(jìn)入二段真空蒸發(fā)系統(tǒng)的 E115，操作壓力為 (A)，氣液混和物進(jìn)入 V108分離，分離后的氣體被 L106 真空系統(tǒng)抽走，液相收集在 L107，經(jīng) P108送造粒系統(tǒng)，一、二段蒸發(fā)所需熱量由 (G)蒸汽提供。 來(lái)自 P106的尿液經(jīng) LIC1023 控制送往 E114，由 E114 出來(lái)的氣液混和物再進(jìn)入 V107 氣液分離后，氣體被 L105 真空系統(tǒng)抽走。 尿素濃縮 為了得到顆粒尿素，必須將尿液濃縮至 %，因此設(shè)有一段，二段真空濃縮系統(tǒng)。 含有殘余惰氣的液體送 V106 并經(jīng) P103 送出回收，一部分與 Vl02 氣相匯合去E113，另一部分作 Cl02 頂部回流。 L102的尿液經(jīng)液位閥 LVl014減壓至 V103,此設(shè)備分為三部分，上部為分離器 V103，中部為換熱器 E103，下部為儲(chǔ)槽。 同時(shí)，來(lái)自 P105的純液氨，以消除被氨飽和的殘余在惰氣中的 CO2和 H2O，其流量由 FIC1010 控制， C101 的底部溶液用 P102 送往 E104，被 C102 來(lái)的工藝?yán)淠侯A(yù)熱后，返回到合成回收系統(tǒng)。 來(lái)自 E106的混和物進(jìn)入 C101 進(jìn)行吸收、精餾。進(jìn)入 V102 減壓閃蒸后的氣相去中壓吸收塔 C101。 E101 出氣和 P102 來(lái)的高壓甲銨一同進(jìn)入 E105，并在此冷凝，冷凝熱在 E105殼側(cè)產(chǎn)生 蒸汽， E105出口氣液混和物進(jìn)入 V101 分離，分離的液相經(jīng) L101循環(huán)回 R101，分離的氣相 (不凝性氣體，少量的 NH CO2)在壓力調(diào)節(jié)閥 PIC1021A/B控制下送往 L102 進(jìn)一步回收或放空。 來(lái)自 K101 的 、 12O℃的 CO2,經(jīng) HV1005 控制進(jìn)入 R101,在 K101 一段出口加入少量 (02:%)空氣，使設(shè)備及管道的不銹鋼表面鈍 化，從而保護(hù)其不被反應(yīng)物和產(chǎn)物腐蝕。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 尿素合成和高壓回收 由合成氨裝置來(lái)的壓力 ，溫度 28℃的液氨經(jīng) S103 過(guò)濾后通過(guò)氨回收塔C105進(jìn)入到氨接 收槽 V105 中，再經(jīng) P105增壓后送往 Pl01 升壓至 (G)。 反應(yīng)方程式如下： CO(NH2)2+H2O→ NH3+C02 在蒸餾塔的下部，用增壓蒸汽將水解器出液中的氨和二氧化碳析出，使處理后的工藝?yán)淠褐械?NH3含量為 1～ 3ppm,送往界區(qū)外。 工藝?yán)淠禾幚砉ば? 在蒸 餾塔的上部，將冷凝液中的氨和二氧化碳解析出來(lái)。 用熔融尿液泵將 %(W)以上的尿液送上造粒塔 ,經(jīng)噴頭噴灑在造粒塔內(nèi)制成粒狀尿素。所需熱量由一段分解氣和碳銨液供給。在 (A)的壓力下 ,在真空預(yù)濃縮器閃蒸后殘余的氨和二氧化碳析出。 析出的氨和二氧化碳與工藝?yán)淠禾幚砉ば虺鰜?lái)的氨和二氧化碳冷凝成碳銨液，由 P103 泵，一部分送往中壓回收工序，另一部分送往低壓回收工序和解析工序 。 在 (G)壓力下的低壓分解及回收工序 : 在低壓分解器內(nèi) ,用 (G)的低壓蒸汽加熱到 138℃ ,使殘余的氨和二氧化碳析出。 析出的氨和二氧化碳混合氣經(jīng)真空預(yù)濃縮器熱利用，在中壓吸收塔內(nèi)被吸收后，以甲銨形式返回高壓合成工序。 甲銨冷凝器殼側(cè)副產(chǎn) (G)的低壓蒸汽供尿素裝置使用。在合成等壓的條件下，在氣提塔內(nèi)被 的飽和蒸汽加熱分解和析出。 . 尿素合成和高壓回收工序 液氨、二氧化碳和返回的氨基甲酸銨在壓力為 (G), 溫度為188℃ ,NH3/CO2=～ ； H2O/CO2=～ 的條件下 ,合成反應(yīng)生成尿素 . 反應(yīng)方程式如下 : 2NH3+CO2→ NH4COONH2+Q1 NH4COONH2→ CO(NH2)2+H2OQ2 總的反應(yīng)是放熱反應(yīng) ,二氧化碳轉(zhuǎn)化率大于 62%。 從二氧化碳?jí)嚎s機(jī)透平中抽出 (g),323℃的蒸汽 ,供汽提塔使用。 在 K101 一段出口加入鈍化空氣，使混合氣體中的氧含量為 － %(V),用以在鈍化反應(yīng)器內(nèi)不銹鋼襯里表面 ,防止腐蝕。由于尿素在高溫下縮合的特性及濃縮過(guò)程中工藝條件限制，采用較高的溫度將使尿素中的縮二脲含量增加，所以采用真空，以降低水的沸點(diǎn)，這樣可使能量的利用率提高，又減少發(fā)生不良的副反應(yīng)。 液體被加熱到沸騰而氣化的過(guò)程叫蒸發(fā)。氨和二氧化碳在水中的溶解度隨溫度升高而降低，隨壓力降低而降低，利用蒸汽直接加熱使得氨和二氧化碳從水中析出，所以解吸采用提高溫度，降低壓力的方法進(jìn)行。由于 NH3和 CO2在吸收過(guò)程中溶解和生成甲銨是一個(gè)放熱的過(guò)程，所以降低溫度有利于吸收的進(jìn)行。 分解原理 對(duì)于汽提后的溶液中仍有少量未轉(zhuǎn)化生成尿素的甲銨和過(guò)剩氨，由于甲銨的生成反 應(yīng)是放熱和體積縮小的過(guò)程，所以甲銨分解是體積增大，吸熱的反應(yīng)，因此，減壓加熱有利于甲銨分解，同時(shí)升高溫度使氨和二氧化碳在溶液中的溶解度大大降低，使氨和二氧化碳從尿素溶液中分離出來(lái)。 第一步是由氨和二氧化碳生成中間產(chǎn)物氨基甲酸銨 ,反應(yīng)式如下 : 2NH3(L)+CO2(G) NH2COONH4(L)+Q 這是一個(gè)強(qiáng)放熱的可逆反應(yīng) . 第二步是由甲銨脫水生成尿素 ,反應(yīng)式 如下 : NH2COONH4 CO(NH2)2+H2OQ 這是一個(gè)可逆微吸熱反應(yīng)，這個(gè)反應(yīng)是尿素合成塔過(guò)程中的控制反應(yīng)，其反應(yīng)是在液相中進(jìn)行。 原料及產(chǎn)品 原料為 來(lái)自合成裝置的液氨和氣體二氧化碳 ， 生 產(chǎn)的尿素顆粒產(chǎn)品送往成品。 汽提塔使用鈦材，允許在 200℃條件下操作，提高了高壓回路分解效率。 尿素合成采用較高 NH3/CO2，高 NH3/CO2減輕了設(shè)備腐蝕，鈍化空氣量得以減少，從而減少了放空氣中的氨損失和爆炸危險(xiǎn)。 該項(xiàng)裝置采用意大利斯納姆公司氨汽提工藝技術(shù)，主要工序有二氧化碳?jí)嚎s工序、尿素合成和高壓回收工序、中低壓甲銨分解和回收工序、尿素濃縮及造粒工序、工藝?yán)淠禾幚砉ば颉ＴO(shè)計(jì)生產(chǎn)能力年產(chǎn) 52萬(wàn)噸尿素 , 30 萬(wàn)噸合成氨。 （ 3） .要求學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)的研究方法和工程技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題。 2． 設(shè)計(jì)（論文）的基本要求和內(nèi)容 （ 1） .提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。 （ 2） 、學(xué)生根據(jù)實(shí)習(xí)和調(diào)研所掌握的資料，對(duì)論文題目中所涉 及的問(wèn)題進(jìn)行分析論證，提出見(jiàn)解，最終完成論文。 申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均