【正文】 ........................................................................................ 28 流量和物性參數(shù) ......................................................................................................... 28 管口的選擇 ................................................................................................................. 29 回流管 .......................................................................................................................... 29 進料管的直徑 DF......................................................................................................... 30 塔底出料管的直徑 Dw ............................................................................................... 30 再沸器返塔連接管直徑 DV ........................................................................................ 31 填料參數(shù) ..................................................................................................................... 31 塔徑設(shè)計計算 ............................................................................................................. 33 塔體壁厚的計算 ......................................................................................................... 34 主要附件的選型 ............................................................................................................ 35 填料層壓強降計算 ..................................................................................................... 35 塔釜設(shè)計 ..................................................................................................................... 35 漏液校核 ..................................................................................................................... 36 降液管液泛校核 .......................................................................................................... 36 塔的頂部空間高度 ..................................................................................................... 36 手孔的設(shè)計 .................................................................................................................. 37 裙座的設(shè)計 .................................................................................................................. 37 提純塔高度計算 ............................................................................................................ 37 結(jié)論 .............................................................................................................................................. 38 致謝 ................................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 .................................................................................................................................... 39 附 錄 ....................................................................................................................................... 40 I 年產(chǎn) 5 萬噸食品級 CO2生產(chǎn)工藝的設(shè)計 摘要 ： 在煤化工合成氨中， 合成氨 變換氣中含有約 27%的 CO2，在合成氨之前必須將其脫除。本設(shè)計為如何回收利用 CO2提供了一個簡單的工藝， 將二氧化碳氣體回收利用，生產(chǎn)食品級液體二氧化碳 變廢為寶， 應(yīng)用后起到了環(huán)保與循環(huán)經(jīng)濟雙重效果。本裝置主要采用變溫吸附技術(shù)除去水分，低溫提純技術(shù)除去不凝性氣體。本設(shè)計就整個工藝流程和提純塔進行了物料衡算，原料氣進料總量為 4000Nm3/h。Resource 。Purification 。根據(jù) CO2物理狀態(tài)可分為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)（干冰）三種形式。不能燃燒，容易液化，密度是空氣密度的 倍。 根據(jù) CO2質(zhì)量，用途不同，可分為 工業(yè) 級和食品級二種。近幾年，一些企業(yè)通過對市場的調(diào)查和研究，決定將 CO2 進行回收利用，變廢為寶，充分利用能源。 國內(nèi)對二氧化碳的需求越來越大。而本設(shè)計則提供了一套簡單而又經(jīng)濟的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)年 5 萬噸的食品級液態(tài)CO2。 CO2 物理狀態(tài)可分為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)（干冰）三種形式， 二氧化碳是空氣中常見的化合物，其分子式為 CO2，由兩個氧原子與一個碳原子通過共價鍵連 接而成，相對分子 質(zhì)量 為 。不能燃燒，容易液化，在臨界溫度以下加壓，可使 CO2氣體液化為無色的液態(tài) CO2。 二氧化碳的用途比較廣泛，廣闊的發(fā)展空間，而且市場前景良好。 (2）煙草行業(yè)： 隨著環(huán)保要求的提高以及對食品添加劑的嚴格要求，為食品 CO2進入煙草行業(yè)提供了很大的機遇，液體食品 CO2用于煙絲膨化可使每箱香煙節(jié)約 ～ 原料煙絲，而且煙絲膨化質(zhì)量也有很大的提高。 (3）防腐保鮮行業(yè)： 真正綠色食品的推廣，在食品、蔬菜、水果和水產(chǎn)品的防腐保鮮，糧食的殺蟲與貯存等方面為食品級 CO2提供了新的應(yīng)用領(lǐng)域。 (4） CO2超臨界萃取技術(shù)： CO2為萃取劑的超臨界萃取技術(shù)，在中藥、食品、香料、石油化工、生物化工和環(huán)境化工等方面取得了突破性發(fā)展， CO2超臨界萃取作為一項新興、低成本、易分離的萃 3 取技術(shù)將會受到越來越多人們的青睞 [1]。 （ 2） CO2滅火裝置 人們生活水平的提高，賓館、高級住宅、汽車 、企事業(yè)單位對 CO2滅火裝置得配置也大幅度增長，所以 CO2在滅火器材中的用量也以年 8%～ 12%的幅度增長。糧食基地、蔬菜基地的建立，為 CO2作為氣肥應(yīng)用于農(nóng)業(yè)開辟了新的領(lǐng)域，預(yù)計其增長幅度也在 5%以上。該技術(shù)作為一種新型低成本技術(shù) ,將越來越受到人們的青睞，也為 CO2提供了用 ―武 ‖之地。 目前 , 國內(nèi)市場需求量增長速度為 15% ～ 20% , 2020 年 國 內(nèi) 的 CO2市 場 需 求 量 已 達 到 760～860103t/a, 產(chǎn)能與市場需求矛盾日顯突出。 據(jù)相關(guān)資料介紹，高耗能、低效率使得我們 GDP的成本居高不下。我 國能源結(jié)構(gòu)中低效、高污染能源占相當(dāng)?shù)谋戎兀娔?、石油、天然氣等高效清潔能源所占比例太小，這樣的結(jié)構(gòu)不僅造成大量的能源浪費，而且對環(huán)境也造成極大的污染。 煤炭的生產(chǎn)能力不是可以任意提高的，當(dāng)煤炭年產(chǎn)量超過極限時，煤炭的開發(fā)難度加大，成本進一步提高及安全生產(chǎn)時時令人擔(dān)憂，可持續(xù)增長難免成問題。 我國 4 擁有可以開發(fā)利用的 CO2資源非常豐富。 70 至 80 年代，國內(nèi)合成氨廠、酒精廠開始回收利用 CO2，其生產(chǎn)規(guī)模均在 3000 噸/年以下，基本為自產(chǎn)自用或以銷定產(chǎn)，當(dāng)時國內(nèi) CO2產(chǎn)銷量不足 3 萬噸。隨著我國工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的多元化發(fā)展，國內(nèi) CO2需求呈現(xiàn)快速增長。國內(nèi)酒精廠、啤酒廠也有百余家安裝了 CO2回收、精制裝置，總生產(chǎn)能力達 18 萬噸 /年，其中最大規(guī)模為 2 萬噸 /年，大部分為 1000 噸 /年；煉油廠、石化廠也建成或在建大型 CO2生產(chǎn)裝置 10 余家，約占國內(nèi) CO2商品量的 50%。 2020 年以后，發(fā)展更快。 國內(nèi) CO2 市場 需求量的快速增長，引起眾多海外 CO2 公司的高度重視，上述 CO2生產(chǎn)裝置的迅速發(fā)展，與海外著名氣體公司的參與密切相關(guān)。其中英國 BOC 公司投資最大，在我國成立的合資公司最多，液體 CO2 的產(chǎn)量和市場占有率也最高。世界三大工業(yè)氣體公司之一的美國普萊克斯公司獨自經(jīng)營的固體 CO2項目采用世界最先進的技術(shù)回收巴陵石化排放的 CO2，第一期工程投資 800萬美元， 設(shè)計 生產(chǎn)能力 3 萬噸 /年。如林德和上海焦化合資擬建 6 萬噸 /年精制廠。國內(nèi)廣州氮肥廠，江蘇華揚液碳公司在九十年 5 代采用催化氧化法凈化 CO2生產(chǎn)獲得成功 [3]， 催化劑 和設(shè)備均立足國內(nèi)，流程簡單，自動化水平較高，成本大幅度降低，產(chǎn)品質(zhì)量可達到國際標(biāo)準(zhǔn)。美國 % 的 CO2用于食品的冷卻、冷藏、研磨和惰化 , % 用于飲料碳酸化 , 11% 用于油井氣井操作 , % 用于碳酸鹽、青霉素的生產(chǎn)及冷卸 , % 用于焊接、冷收縮 裝配等金屬加工 , % 用于滅火劑、氣霧劑等其它方面。 日本 CO2的生產(chǎn)能力為 116104t/a。 CO2氣體來源大致有五種 : 重油脫硫、制氫工廠的副產(chǎn)氣、高爐煉鐵副產(chǎn)氣、石化廠副產(chǎn)氣、酒廠副產(chǎn)氣。 西歐 CO2 消費量為 200104t/a, 其中液體 CO2 占 80% 以上 , 主要用于飲料碳酸化和食品加工 , 占 68% 。 其它占 24% 。近年來 , 美國的 CO2 產(chǎn)量基本上維持穩(wěn)定水平 , 日本每年則以 8%～ 10% 的速度增長 , 西歐 CO2市場今后幾年消費增長速度每年在 4% ～ 8% 。 目前 , 國內(nèi)市場需求量增長速度為 15% ～ 20% , 2020 年 國 內(nèi) 的 CO2市 場 需 求 量 已 達 到 760～860103t/a, 產(chǎn)能與市場需求矛盾日顯突出。 6 據(jù)相關(guān)資料介紹，高耗能、低效率使得我們 GDP的成本居高不下。我國能源結(jié)構(gòu)中低效、高污染能源占相當(dāng)?shù)谋戎?，電能、石油、天然氣等高效清潔能源所占比例太小，這樣的結(jié)構(gòu)不僅造成大量的能源浪費，而且對環(huán)境也造成極大的污染。 煤炭的生產(chǎn)能力不是可以任意提高的，當(dāng)煤炭年產(chǎn)量超過極限時，煤炭的開發(fā)難度加大，成本 進一步提高及安全生產(chǎn)時時令人擔(dān)憂，可持續(xù)增長難免成問題。 我國擁有可以開發(fā)利用的 CO2資源非常豐富。 70 至 80 年代，國內(nèi)合成氨廠、酒精廠開始回收利用 CO2，其生產(chǎn)規(guī)模均在 3000 噸/年以下，基本為自產(chǎn)自用或以銷定產(chǎn)，當(dāng)時國內(nèi) CO2產(chǎn)銷量不足 3 萬噸。隨著我國工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的多元化發(fā)展，國內(nèi) CO2需求呈現(xiàn)快速增長。國內(nèi)酒精廠、啤酒廠也有百余家安裝了 CO2回收、精制裝置，總生產(chǎn)能力達 18 萬噸 /年，其中最大規(guī)模為 2 萬噸 /年，大部分為 1000 噸 /年；煉油廠、石化廠也建成或在建大型 CO2生產(chǎn)裝置 10 余家，約占國內(nèi) CO2商品量的 50%。 2020 年以后，發(fā)展更快。 國內(nèi) CO2 市場需求量的快速增長，引起眾多海外 CO2 公