【正文】 的 mol 流量 以 CO2為例 ,摩爾流量計(jì)算方法如下 : =179。 %/（ X179。 24247。 1000247。原料中產(chǎn)品含量）179。 二、總系統(tǒng)的物料衡算 （即窯氣流量） 產(chǎn)品組分提取率（ %） =產(chǎn)品流量179。 本填料由于金屬表面輾壓有十分密集的微小刺孔 ,增強(qiáng)了填料表面的毛細(xì)作用 ,液體充分濕潤構(gòu)成成膜 ,刺又強(qiáng)化液膜的湍動 ,利于液膜表面更新 ,這種填料有很好的分離效率。 提純裝置中采用精密填料 ,為了克服散堆填料層中由于空隙率不均勻而造成的液相壁流現(xiàn)象和溝流現(xiàn)象 ,規(guī)定了氣液流徑 ,改善了填料層內(nèi)氣液分布狀況在很低的壓降下 ,可以提供更多的比表面積 ,使得處理能力和傳質(zhì)性能得到較大程度的提高。 本文設(shè)計(jì)提純的目的是從 CO2中除去易揮發(fā)組分 NOx、 CO 等雜質(zhì)。 ② 分 離和溶劑吸收法 膜分離法具有裝置簡單 ,操作簡單 ,能耗較低等優(yōu)點(diǎn) ,是當(dāng)今世界上發(fā)展較迅速的一項(xiàng)節(jié)能型氣體分離技術(shù) .但是膜分離法的缺點(diǎn)是很難得到高純 度的 CO2,為了得到高純度的 CO2,它必須與溶劑吸收法結(jié)合起來 ,前者用于粗分離 ,后者做精分離 ,工藝極其復(fù)雜 ③ 分子篩 吸附法 分子篩吸附 法具有工藝過程簡單 ,能耗低 ,適應(yīng)能力強(qiáng) ,自動化程度高 ,技術(shù)先進(jìn) ,經(jīng)濟(jì)合理等優(yōu)點(diǎn)。（ 515） 06177。 (2) 抗硫化氫及二氧化硫中毒能力強(qiáng) ,使用壽命長 。 93 6000 干法脫硫中傳統(tǒng)的催化劑有 :氧化鋅 ,氧化鐵 ,活性碳等 .比較其性能 ,列于下表中 : 催化劑種類 性能 活性碳 氧化鐵 氧化鋅 能夠脫 除的硫化物 H2S、 RSH、 CS COS H2S、 RSH、 COS H2S、 RSH、 CS COS 凈化度 ,出口總硫 ＜ 1 ＜ 1 ＜ 1 脫硫溫度 (℃ ) 常溫 340～ 400 350～ 400 17 操作壓力（ atm） （表） 0～ 30 0～ 30 0～ 50 空時(shí) 400 400 硫容量 2 15～ 25 再生情況 可用蒸汽再生 可用蒸汽再生 不再生 新性的催化劑有 :T504 型常溫有機(jī)硫水解催化劑 ,T101,T102,T103 型活性碳精脫硫劑 ,EAC4 型硫化氫 ,二氧化硫精脫硫劑。 ,其特性指標(biāo)如下 : 填料 尺寸 Am2/m3 ε 亂堆瓷拉西環(huán) 50179。 b. 填料塔節(jié)約簡便 ,占地面積小 ,金屬耗量少 。 易起泡沫物系 較難，塔徑、塔高均需較大值。 規(guī)整填料的 HETP 值比板式塔小，絲網(wǎng)的效率更高，新散裝填料與板式塔相同。 各塊理論板壓降 約 1KPa 散裝填料約為 Kpa 規(guī)整填料約為 Kpa 壓降小是填料塔德的主要優(yōu)點(diǎn) 對腐蝕性物料的適用性 必須用耐蝕材料制作，往往比較重或價(jià)格太高。 (4) 對除塵過程中的廢水 ,可經(jīng)沉淀后排放。 (2) 粉塵為非粘性的塵粒 ,且為有害雜質(zhì) ,故不須回收及考慮堵塞設(shè)備現(xiàn)象 。 （ 6）過程會造成水的二次污染，這也是當(dāng)前濕法除塵存在的一個(gè)主要問題 ,如果對這些廢水不做妥善處理就進(jìn)行排放 ,就會造成污染物轉(zhuǎn)移 ,即把煙氣對大氣的污染轉(zhuǎn)化為對江河水系的污染。 （ 5）設(shè)備腐蝕問題。 （ 3）不利于粘性的粉塵去除 .粘性的粉塵遇水 易形成稠狀而發(fā)生掛灰及堵塞設(shè)備現(xiàn)象。 : （ 1）消耗大量的水 ,使得運(yùn)轉(zhuǎn)投資增加 .雖然濕法除塵的基建投資少 ,如上面提到的三種除塵設(shè)備 ,但是它們最終的平運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和每立方米的總投資費(fèi)用相當(dāng) .這主要是因?yàn)闈穹ㄖ杏盟畮淼囊幌盗袉栴}所致。 這是由于洗滌液一般是水 ,而且是在常溫下輸入分散 ,在其與氣體接觸時(shí) ,由于熱交換的過程 ,使得含塵氣體得到冷卻 ,濕度增加。 另外 ,濕法除塵設(shè)備本身一般無可動部件 ,只要制造材料質(zhì)量好 ,就不易發(fā)生故障 ,使得維修管理方便。 （ 2）設(shè)備構(gòu)造簡單 ,投資少 濕法除塵的設(shè)備相對來說窯簡單的多。其通過合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以達(dá)到 99%以上的去除率 ,即 使是效果不是很理想的濕法除塵設(shè)備 ,其除塵效率也都在 85%以上。 8)凈化器出來的氣體進(jìn)入氨蒸發(fā)冷凝器被液化，然后進(jìn)入提純塔 ,經(jīng)提純閃蒸后的氣體直接進(jìn)入 CO2 低溫貯槽或去充裝槽罐車 。 二、工藝流程敘述 1)原料氣（二氧化碳）經(jīng)過水冷器冷卻后進(jìn)入緩沖罐，經(jīng)蘿茨鼓風(fēng)機(jī)提壓至 Mpa左右進(jìn)入復(fù)合洗滌塔，去除氣體中夾帶的 MDEA（脫碳）溶劑，降溫并脫除氣味； 2)從復(fù)合洗滌塔出來的氣體進(jìn)入氨冷器降溫至 25℃ 左右分離出氣體中的大部分水份，之后進(jìn)入汽水分離 器分進(jìn)行汽水分離， 3)從汽水分離器出來的氣體進(jìn)入 CO2 壓縮機(jī)一級壓縮至 Mpa 左右，經(jīng)一級冷卻器、油分離器后進(jìn)入壓縮機(jī)二級壓縮至 Mpa 左右，經(jīng)二級冷卻器、油分離器后進(jìn)入第一 15 脫硫塔和第二脫硫塔，脫除大部 H2S； 4)從第二脫硫塔出來的氣體進(jìn)入第三脫硫塔。 再生方法的選擇。因此吸附需在較高壓力下進(jìn)行，但也沒必要很大的吸附壓力，本設(shè)計(jì)選擇 左右。 吸附量（壓力） 由關(guān)系圖可以看處出，壓力越高，吸附量越大?？账傩?，則處理時(shí)間能力低下，空速太大，則吸附劑的吸附率低，不能滿足工藝要求，根據(jù)硅膠的物性參數(shù)，選擇空速為1000h1。提吸附劑的再生溫度有利于解吸的完全程度，也就是提高了吸附劑的利用率，但再實(shí)際操作過程中，再生溫度不能任意提高，受吸附劑性能下降以至于失去吸附作用，所以選擇的再生溫度必須低于吸附劑耐熱溫度，硅膠吸附劑的耐熱溫度為 250℃，本設(shè)計(jì)再生溫度為 145℃ 150℃。 14 再生溫度的選擇。 吸收周期的確定，吸收周期的確定需根據(jù)吸附質(zhì)吸附性能，加熱冷卻所需時(shí)間，能耗，投資等各種因素綜合考慮，吸收周期長，吸附劑用量大，利用率低，投資高；吸收周期短，吸附劑用 量小，但再生頻繁，生產(chǎn)能耗高，吸附劑使用壽命短?？赏ㄟ^雙塔切換操作來實(shí)現(xiàn)。 ④ 料氣干燥器工藝條件中分析選擇 原料氣干燥是利用 分子篩 吸附的原理，將原料氣中的水分脫除?？账傩t脫硫器的生產(chǎn)能力低下，空速太大，則硫容減少，有機(jī)硫的轉(zhuǎn)化率低，不能滿足工藝要求，根據(jù)催化劑廠家提供的參數(shù)，選擇空速為 2500h1，溫度的選擇對有機(jī)硫的脫除也有較大影響，該催化劑的正常操作溫度為常溫到 100℃（一般高于氣體漏點(diǎn)溫度為 2030℃），因此溫度為 4060℃。液氣比大，則水量大，吸收溫度低即吸收效率高，除塵效率高，但產(chǎn)品成本增加；相反，液氣比小，水量小，吸收溫度高，吸收效率 低，除塵效率低，因此本設(shè)計(jì)考慮可循環(huán)利用水量，故取液氣比 1： 219，吸收溫度為 30℃與 1： 112 吸收溫度為 ℃。 ① 洗滌塔和吸收塔液氣比和吸收溫度的選擇 填料塔是一種常見的濕法除塵設(shè)備，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單便于抗腐蝕性材料制造，壓強(qiáng)小等特點(diǎn)，其原理是依靠液膜界面的完成粒抽集過程，同時(shí)吸收有害氣體成分。 8)凈化 器出來的氣體進(jìn)入氨蒸發(fā)冷凝器被液化，然后進(jìn)入提純塔 ,經(jīng)提純閃蒸后的氣體直接進(jìn)入 CO2 低溫貯槽或去充裝槽罐車 。 第二章 工藝流程設(shè)計(jì)及設(shè)備論證 一、設(shè)計(jì)論證 逐步完善工藝流程 1. 生產(chǎn)原理 本設(shè)計(jì)以 合成氨脫碳工藝放空 氣 為原料氣，生產(chǎn) 工業(yè)用 二氧化碳，整個(gè)工藝流程共分八個(gè)工序，各個(gè)工序生產(chǎn)原理如下： 1)原料氣（二氧化碳）經(jīng)過水冷器冷卻后進(jìn)入緩沖罐，經(jīng)蘿茨鼓風(fēng)機(jī)提壓至 Mpa 13 左右進(jìn)入復(fù)合洗滌塔，去除氣體中夾帶的 MDEA（脫碳）溶劑，降溫并脫除氣味； 2)從復(fù)合洗滌塔出來的氣體進(jìn)入氨冷器降溫至 25℃ 左右分離出氣體中的大部分水份，之后進(jìn)入汽水分離器分進(jìn)行汽水分離， 3)從汽水分離器出來的氣體進(jìn)入 CO2 壓縮機(jī)一級壓縮至 Mpa 左右，經(jīng)一級冷卻器、油分離器后進(jìn)入壓縮機(jī)二級壓縮至 Mpa 左右，經(jīng)二級冷卻器、油分離器 后進(jìn)入第一脫硫塔和第二脫硫塔，脫除大部 H2S； 4)從第二脫硫塔出來的氣體進(jìn)入第三脫硫塔。 系統(tǒng)停車時(shí)，壓縮機(jī)氣缸夾套內(nèi)水需放干凈，所有冷卻器夾套內(nèi)的水要放干凈。 吸附劑裝填時(shí)，進(jìn)塔人員應(yīng)穿戴好勞保用品，外部必須有人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，以防不測，當(dāng)塔內(nèi)時(shí)可燃性 氣體和惰性氣體時(shí)，嚴(yán)禁入塔，用新鮮空氣置換合格后，才能進(jìn)塔。嚴(yán)格執(zhí)行充裝重量復(fù)驗(yàn)制度，嚴(yán)禁過量充裝。充裝工作需有專人負(fù)責(zé)。搶救人員應(yīng)佩戴氧氣呼吸或隔離式防毒面具。如果發(fā)現(xiàn)有人中毒，應(yīng)該迅速將中毒者脫離毒區(qū)，吸氧。進(jìn)入高濃度二氧化碳 場所進(jìn)行檢查修理工作前，應(yīng)先抽風(fēng)排氣。 九．安全注意事項(xiàng) 二氧化碳是無毒的，大氣中低濃度的二氧化碳不會對人體造成直接危害，但是，高濃度的二氧化碳卻是有害的，因此生產(chǎn)二氧化碳場所必須保持通風(fēng)良好。因此工藝流程中產(chǎn)生的污染很少。 、電的供應(yīng) 水、電由 永 氮 公司統(tǒng)一供應(yīng)調(diào)配。 輔車間由機(jī)修車間、動力車間、儀表車間等組成。 七．簡要說明主輔車間的組成，工作制度以及水、電的供應(yīng)裝備。廠內(nèi)用引水達(dá) 200m3/h,水質(zhì)良好。 交通便利 ,寬 12m 的水泥公路直達(dá) 廠 區(qū)。在高溫高壓下 ,CO 具有極高的化學(xué)活性 ,能和多種單質(zhì)和化合物反應(yīng) ,具有較強(qiáng)的還原性。 K 氣體粘度 (273K,) 178。 ④ 物理性質(zhì) :一氧化碳是一種無色無味 ,無刺激性可燃燒的有毒氣體 ⑤ 物理常數(shù) 熔點(diǎn) 比熱容 (20℃ ,) Cp kJ/kg178。 S 沸點(diǎn) 汽化熱 ③ 化學(xué)性質(zhì) 蒸發(fā)冷凝器 一級油分 一級冷卻器 壓縮機(jī)一級 汽水分離器 氨冷器 壓縮機(jī)二級 二級冷卻器 二級油分 第一脫硫塔 第 二脫硫塔 (關(guān)鍵 ) 三級油分 三級冷卻器 壓縮機(jī)三級 第四脫硫塔 (關(guān)鍵 ) 第三脫硫塔(關(guān)鍵 ) 12凈化器 (關(guān)鍵 ) 提純塔 (關(guān)鍵 ) 低溫貯罐 槽車充裝 11 氧氣是最活潑的元素之一 ,除氦氖和氬等稀有氣體和一些不活潑金屬外 ,氧能和所有的元素形成化合物 ,雖然在某些情況中甚至在高溫中同分子氧難以達(dá)到直接化合 ,當(dāng)氧與其他元素直接化合生成氧化物時(shí) ,反應(yīng)是放熱的 ,生成的氧化物一般很穩(wěn)定。 K) 氣體粘度 (300K,) 179。 S 沸點(diǎn) 汽化熱 ③ 化學(xué)性質(zhì) 在通常情況下 ,氮是惰性的 ,在常溫常壓下 ,除金屬鋰等極少元素外 ,氮幾 乎不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) : 6Li+N2=2Li3N 在高溫高壓或有催化劑存在的條件下 ,氮可以與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) ,如 : 3H2+N2→ 2NH3 3Mg+N2→ Mg3N2 ① 物理性質(zhì) :純凈的氧氣是一種沒有顏色 ,沒有氣味 ,沒有味道的氣體 ,它的密度稍大于空氣 ,氧氣微溶于水 ,液態(tài)氧是淡藍(lán)色 ② 物理常數(shù) 熔點(diǎn) 摩爾比熱容 (,): Cp (mol178。 K 氣體粘度μ (273K,) 179。 ① 物理性質(zhì)：常溫下是無色五味、無臭的氣體 ② 物理常數(shù)： 熔點(diǎn) 比熱容 (,): Cp 178。 分子篩 吸附法分離提純二氧化碳，其 生產(chǎn)方法為： ① .以 合成氨放空 氣為原料氣，經(jīng)濕法除塵裝置除塵，采用多級脫硫技術(shù)脫除 SOH2S、 COS、 CS2等有害雜 質(zhì)，并采用分子篩 吸附技術(shù)脫除 H2O，再經(jīng) 液化裝置得到液態(tài)二氧化碳 ，最后經(jīng) 提純塔裝置提純二氧化碳 產(chǎn)品。但是，膜分離法的缺點(diǎn)是很難得到高純度的 CO2，為了得到高純度的二氧化碳，它必須與溶劑吸收法結(jié)合起來，前者用于粗分離，后者用于精分離，工藝極其復(fù)雜。 四、二氧化碳設(shè)計(jì)所采取的生產(chǎn)方法、工藝流程特點(diǎn) 1. 生產(chǎn)方法 ① 低溫蒸餾法 本法由于設(shè)備龐大、能耗較高、分離效果較差，因而成本較高，不適應(yīng)中小規(guī)模生產(chǎn) ,一般適用于油田開采現(xiàn)場，生產(chǎn)無硫二氧化碳產(chǎn)品直接注入油井，以提高采率。 ④ 二氧化碳超臨界萃取 超臨界二氧化碳流體，由于具有與液體相近的密度，而粘度只有液體的 1%，擴(kuò)散系數(shù) 是液體的 100 倍，所以它的萃取能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過有機(jī)溶劑，更為理想的是控制條件就可定向分離組份，可在常溫下和較低溫下工作，沒有毒性和發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，使用時(shí)不但又很好的工作性能，而且可有效地浸出高沸點(diǎn)、高粘度、熱敏性物質(zhì)。二氧化碳作為油田注入劑，可有效地驅(qū)油。利用二氧化碳保護(hù)電弧焊接，既少避 免金屬表面氧化又可使焊接速度提高 9 倍。 ③ 在一般工業(yè)上的應(yīng)用 二氧化碳是很好的致冷劑。把二氧化碳引入蔬菜溫室，能使蔬菜的生長速度增加，縮短其生長周期。 s