【正文】 則封頭的設計合格。①水壓試驗16MnR屈服極限為，則試驗壓力 則水壓試驗合格。⑤液體分布器這里選用盤式分布器，盤上開有的小孔和直徑小于15mm的溢流管，則盤中的液面高度為塔徑的1/6，則開孔數(shù) 個⑥噴射器的設計1)噴嘴的個數(shù) ，式中為每個噴射器的溶液量，這里取，則個2)噴嘴孔徑 ，式中為噴嘴處的流速，通常，這里取22m/s，則 3)噴嘴入口收縮管長，式中為噴射入口收縮角，取則 取噴嘴喉管長，則噴嘴管總長為4)裙座高度的選擇對于該塔，裙座體材料采用16MnR，高度為3m，厚度為30mm，并開設人孔，頂部有50mm的排氣孔，在底部開設排液孔。查表選用鋼管，出塔液管徑選鋼管。此時，實際操作空塔氣速 泛點率為 經(jīng)校核D=。校核： 故所選填料規(guī)格適宜。則在25℃，（標） 凈化氣的流量為： 凈化氣摩爾流量為：凈化氣中的流量為： 則被NHD吸收的流量為： 被NHD吸收的摩爾流量為：則吸收所需的NHD的量為：其摩爾流量為：%，則真實所需的NHD為：其摩爾流量為： 根據(jù)全塔的物料恒算，求出在液相中的摩爾比為其摩爾分數(shù)為： 從塔底流出的富液量為：凈化氣各組分含量由求出，表 組成CO2COH2N2CH4合 計含量%1全塔的熱量平衡式為: 當氣體壓力不高時，有其中氣體的比熱容，而，查將數(shù)據(jù)代入可得氣體中各組分的比熱容，表 組分CO2COH2N2CH4 原料氣帶入的熱量為： 單位時間內(nèi)氣體的溶解熱為 式中為二氧化碳溶于NHD的溶解熱， 進塔溶液帶入的熱量 式中為NHD的比熱容， 由工程上操作可知氣體出塔溫度與操作溫度相同，則 其中氣體的比熱容，而， 查將數(shù)據(jù)代入可得氣體中各組分的比熱容， 組分CO2COH2N2CH4 凈化氣帶出的熱量為： 塔底富液帶出的熱量 式中，為單位時間已溶氣體的焓，則由可以求出富液帶出的熱量為富液的溫度為： 溶液溫度升高了5℃。原料氣在通過吸收塔的過程中，二氧化碳氣體不斷被吸收，故氣體總量沿塔高而變，液體也因其中不斷溶入二氧化碳組分，其含量也沿塔高而變，但是塔的惰性氣體量和溶劑量是不變的。 吸收過程的工藝計算4 吸收過程的工藝計算已知條件：進口氣體組成：組成CO2COH2N2CH4合 計含量/%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℃； 進氣提塔氮氣溫度：30℃； 氣提塔操作壓力：； 氣提塔操作溫度：25℃； 年工作日330天，其余數(shù)據(jù)根據(jù)生產(chǎn)實際情況自定。 從氣提塔出來的貧液則經(jīng)泵加壓和流量調(diào)節(jié)后，進入氨冷管間，被液氨蒸發(fā)器冷卻后再送入脫碳塔頂部去吸收原料氣中的二氧化碳，如此循環(huán)使用，當循環(huán)溶劑吸水超標后，可部分送脫水塔進行脫水處理，脫水后的溶劑經(jīng)溶液換熱降溫后送至氣提塔。溶劑自塔頂噴淋下來，與從下部送入的氮氣逆流接觸，進行傳質(zhì)換熱，并將溶液中殘留的二氧化碳氣提出來。 從脫碳塔底部出來的NHD富液，經(jīng)減壓后進入閃蒸槽，將大部分溶劑中吸收的二氧化碳氣體閃蒸解吸出來，送尿素合成塔。 脫碳再生生產(chǎn)流程說明3 脫碳再生生產(chǎn)流程說明。 NHD溶劑是油漆的溶劑，管道和設備內(nèi)表面不能使用涂料，偶爾接觸NHD溶劑的設備防腐涂層可用環(huán)氧樹脂漆。因此，脫碳系統(tǒng)的大部分設備——脫碳塔、氣提塔，閃蒸槽等都可用低合金鋼鋼制作，僅部分內(nèi)件，如除沫器，液體分布器，填料支承及壓板等，采用不銹鋼材料。NHD溶劑本身無腐蝕性，并能在有些原來的腐蝕的脫碳系統(tǒng)內(nèi)抑制腐蝕，這是因為NHD溶劑吸收了水分，減輕了CO2對碳鋼的腐蝕。然而帶來的缺點是不利于解吸過程，低溫管道設備多，冷量損失就大。它的優(yōu)點是傳熱溫差大，有利于減少傳熱面積。另一種冷卻富液，即冷卻剛出脫碳塔的富液。它的優(yōu)點是，控制進脫碳塔貧液溫度比較直接，經(jīng)冷卻后的低溫管道較短，其它設備操作溫度均稍高，這樣有利于氣提過程及減少冷量損失。兩種方法各有千秋。我們選用液氨為冷源，使溶液溫度保持在25℃左右。下表列出了在某工藝條件下，%%的對比數(shù)據(jù)。(~，吸收溫度均在26~34℃，氣提空氣/~)。下表中模式數(shù)據(jù)顯示了這種影響。 解吸的操作壓力我選常壓，即一個大氣壓，這樣有利于設備的運行。但合成氨廠的脫碳壓力往往由壓縮機型及流程總體安排所決定，用NHD脫碳都可以獲得良好的綜合技術經(jīng)濟指標。 脫碳再生操作壓力的選定 吸收的壓力越高，越有利于物理溶劑的吸收能力的提高。在這里脫碳塔的操作溫度選27℃。更由于溶劑蒸汽壓隨溫度降低而降低，可使系統(tǒng)的溶劑損耗減少，但低溫下的溶劑粘度大，傳質(zhì)慢，增加了填料層高度和冷量損失。 脫碳再生操作溫度的選定在吸收壓力及進脫碳塔氣的CO2濃度為定值時，二氧化碳在聚乙二醇二甲醚中的平衡溶解度隨溫度降低而升高。 關于填料，可以根據(jù)發(fā)展情況，考慮選用φ5025碳鋼階梯環(huán)，也可使用φ5025玻纖增強聚丙烯階梯環(huán)，但必須有低溫長期使用的經(jīng)驗后方可使用。在國外已經(jīng)運轉(zhuǎn)的聚乙二醇二甲醚氣體凈化工業(yè)裝置，也多采用填料塔。所以需要較大的氣液傳質(zhì)界面。本設計采用氮氣作為氣提氣，因此，解決了溶液中硫化物的氧化析硫問題，改善了整個系統(tǒng)的可操作性，更是脫碳塔以預飽和CO2的溶液作貧液這種先進工藝的采用的先決條件。NHD溶劑的飽和蒸汽很低，氣相中帶走的溶劑損耗極少。經(jīng)閃蒸、氣提等手段再生的溶液充作半貧液進入脫碳塔中部，用以吸收進口氣體中大部分CO2。由于NHD溶劑吸收CO2是個液膜控制過程，因此在傳質(zhì)設備的選擇和設計上，應采取提高液相湍動、氣液逆流接觸、減薄液膜厚度及增加相際接觸面積等措施，以提高傳質(zhì)速率。 若降低吸收溫度，則一方面提高了H值(即提高了值)，另一方面溫度降低會使同樣的液相濃度的平衡分壓降低，吸收的推動力將增大。通過對NHD溶劑吸收的傳質(zhì)研究，測得系統(tǒng)的擴散系數(shù) 系統(tǒng)的液膜傳質(zhì)系數(shù)與溫度的關系式： NHD溶劑吸收的速率方程式可以寫成： NHD溶劑吸收時的傳質(zhì)阻力主要是在液相，對此物理溶解過程有： 在過程速率主要取決于在NHD液相中的擴散速率情況下，則上式可簡化為 提高氣相壓力對無明顯影響，但提高了，從而增大了吸收的推動力，也增大。閃蒸后的NHD溶液中還有少量的氣體i，此時可往溶液中鼓入不含氣體i的空氣等惰性氣體，繼續(xù)降低氣相中i的濃度，可進一步降低溶液中i氣體的濃度,達到溶液再生的目的，使之重復用于吸收。若氣體i為二氧化碳，即為脫碳過程。其物理性質(zhì)(25℃)見表1：表1 NHD的物理性質(zhì) 計算的熱力學基礎 NHD溶劑在脫碳過程具有典型的物理吸收特征。 對于合成氨原料氣的脫碳及再生，我想用物理吸收法，這樣在吸收二氧化碳后，只需經(jīng)過閃蒸和氣提，就可以實現(xiàn)二氧化碳的再回收，所用的吸收劑是NHD,氣提吹掃的惰性氣體選用氮氣。因乙醇胺是