【正文】 O Ur 合計 輸入 來自精餾塔 (Kg) 5072 12318 207246 500000 724638 輸 流出液 (Kg) 178767 500000 684932 出 塔頂氣 (Kg) 28479 兩級真空蒸發(fā)器 （ 1）操作條件： 來自閃蒸罐罐底流出液 684932Kg，其中： ~ 22 ~ 4000kt/a 尿素 項目 —初步設(shè)計說明書 CO2 Kg NH3 Kg H2O 178767 Kg Ur 500000 Kg 濃縮尿液含尿素 %去往造粒塔 （ 2）計算： 蒸發(fā)器濃縮尿液： Ur 500000 Kg 含量為 %，則 m(總 )=500000/=501505 Kg m(H2O)=501505 %=1505 Kg 蒸發(fā)器揮發(fā)物： CO2= Kg NH3 = Kg H2O =1787671505=177262Kg 表 兩級真空蒸發(fā)器物料衡算表 CO2 NH3 H2O Ur 合計 輸入 來自閃蒸罐 (Kg) 178767 500000 684932 輸 濃縮液 (Kg) 1505 500000 501505 出 揮發(fā)物 (Kg) 177262 183427 低壓甲銨冷凝器（ E302） （ 1）操作條件： 精餾塔塔頂蒸汽物料： CO2= Kg NH3= Kg H2O= Kg 去高壓洗滌塔物料： CO2= 48= Kg NH3= 17= Kg H2O = 18=95715 Kg m(總 )= Kg （ 2）計算： 解析液組成： CO2==272 Kg NH3==40640 Kg H2O == Kg ~ 23 ~ 4000kt/a 尿素 項目 —初步設(shè)計說明書 表 低壓甲銨冷凝器物料衡算表 CO2 NH3 H2O 總計 輸 來自精餾塔 (Kg) 入 來自解吸塔 (Kg) 272 40640 輸出 去洗滌塔 (Kg) 95715 解吸塔（ T401） （ 1）操作條件： 來自氨水儲槽中（重量）： NH3 6% CO2 % H2O % 廢液中： NH3 % CO2 % H2O % 解析液： CO2=272 Kg NH3=40640 Kg H2O = Kg （ 2）計算： 按 NH3 平衡作物料衡算： F=W+P 6%F=%W+40640 P= Kg 解得： F=684170 Kg W=586062 Kg 來自氨水儲槽中的物料組成： NH3=684170 6%=41050 Kg CO2=684170 %=20213 Kg H2O=684170 %=622937 Kg 廢液組成： NH3=586062 %=410 Kg CO2=586062 %=4102 Kg H2O=586062 %=581550 Kg 表 解吸塔物料衡算表 CO2 NH3 H2O 總計 輸入 來自氨水儲槽 (Kg) 20213 41050 622937 684170 ~ 24 ~ 4000kt/a 尿素 項目 —初步設(shè)計說明書 輸 解析液 (Kg) 272 40640 出 廢液 (Kg) 4102 410 581550 586062 能量衡算 合成塔（ R101） 表 合成塔能量衡算表 輸入 輸出 項目 熱量（ KJ) 項目 熱量（ KJ) 進塔氣 V 帶入 q1 7849038 出塔氣帶出 q3 578324 進塔液 L 帶入 q2 58439045 出塔液帶出 q4 56334584 生成甲銨放熱 q5 83289409 甲銨熔融吸熱 q6 1556432 合計 +08 生成尿素吸收熱 q7 1253543 熱損失 q8 876322 合計 60599205 汽提塔（ T201） 表 汽提塔能量衡算表 輸入 輸出 項目 熱量（ KJ) 項目 熱量（ KJ) 進塔氣帶入 q1 6323457 出塔氣帶出 q2 87303842 進塔液帶入 q3 39849843 出塔液帶出 q4 38940232 甲銨凝固熱 q5 9832334 甲銨分解熱 q6 78432093 蒸汽帶入熱 q7 38293484 合計 +08 合計 94299118 高壓甲銨冷凝器（ E101） 表 高壓甲銨冷凝器熱量衡算表 輸入 輸出 ~ 25 ~ 4000kt/a 尿素 項目 —初步設(shè)計說明書 項目 熱量（ KJ) 項目 熱量（ KJ) 帶入 q1 87303842 帶出 q3 98377402 帶入 q2 8283298 帶出 q4 32984759 甲銨生成熱 q5 78320934 甲銨熔融熱 q6 3598934 合計 +08 蒸汽吸熱 q7 +08 高壓洗滌塔（ T101） 表 高壓洗滌塔能量衡算表 輸入 輸出 項目 熱量（ KJ) 項目 熱量（ KJ) 進塔氣帶入 q1 445389 出塔氣帶出 q2 6377402 出塔液帶入 q3 5632892 出塔液帶出 q4 45325 甲銨生成熱 q5 7642324 甲銨熔融熱 q6 534235 合計 13720605 冷卻水吸熱 q7 234521 合計 6956962 精餾塔（ T202） 表 精餾塔能量衡算表 輸入 輸出 項目 熱量（ KJ) 項目 熱量（ KJ) 進塔液帶入 q1 348209432 出塔液帶出 q2 4575324 甲銨熔融熱 q3 3553745 出塔氣帶出 q4 563556 蒸汽供熱 q5 75453423 甲銨分解熱 q6 7543244 合計 427216600 尿素吸收熱 q7 2347653 熱損失 q8 3456447 合計 18486224 閃蒸罐 ~ 26 ~ 4000kt/a 尿素 項目 —初步設(shè)計說明書 表 閃蒸罐能量衡算表 輸入 輸出 項目 熱量（ KJ） 項目 熱量（ KJ） 帶入熱 q1 67457863 帶入熱 q2 65423453 合計 67457863 帶入熱 q3 8542342 甲銨分解熱 q4 533545 熱損失 q5 3245 合計 74502585 一段蒸發(fā)器 表 一段蒸發(fā)器能量衡算表 輸入 輸出 項目 熱量（ KJ） 項目 熱量（ KJ） 進液帶入 q1 21389048 出液帶出 q2 793212 尿素濃縮熱 q3 345609 蒸發(fā)氣帶出熱 q4 32464987 氣體冷凝熱 q5 43456981 甲銨分解人 q6 4359652 熱負荷 q7 53147487 合計 37617851 合計 118339125 二段蒸發(fā)器 表 二段蒸發(fā)器能量衡算表 輸入 輸出 項目 熱量（ KJ） 項目 熱量（ KJ） 尿液帶入熱 q1 6834904 濃縮液帶出熱 q2 9832134 蒸汽供熱 q3 35467543 氣體帶出 q4 2432732 合計 42302447 熱損失 q5 64321 合計 12329187 低壓甲銨冷凝器 ~ 27 ~ 4000kt/a 尿素 項目 —初步設(shè)計說明書 表 低壓甲銨冷凝器能量衡算表 輸入 輸出 項目 熱量（ KJ） 項目 熱量（ KJ） 精餾塔氣體帶入熱 q1 6734929 去高洗塔帶出熱 q2 5498920 解析液帶入熱 q3 2937584 冷凝水吸熱 q4 45893234 甲銨放熱 q5 348978323 合計 51392154 合計 358650836 解吸系統(tǒng) 表 解析系統(tǒng)能量衡算表 輸入 輸出 項目 熱量 (KJ) 項目 熱量（ KJ） 進液帶入 q1 6737849 出塔氣帶出 q2 4872890 甲銨熔融熱 q3 8730932 甲銨生成熱 q4 1539453 蒸汽供熱 q5 89654 合計 6412343 合計 15558435 原料用量一覽表 表 噸尿素消耗指標 液氨 /Kg 566 CO2/Kg 755 蒸汽總消耗 /t 工藝蒸汽消耗 /t 低壓蒸汽產(chǎn)量 /t 冷卻水消耗 /m3 110 ~ 28 ~ 4000kt/a 尿素 項目 —初步設(shè)計說明書 工藝創(chuàng)新性說明 在 CO2 汽提法尿素裝置中，高壓洗滌塔冷卻器采用高壓調(diào)溫水進行冷卻，而高壓調(diào)溫水經(jīng)循環(huán)水冷卻降溫后循環(huán)使用。 節(jié)能降耗措施 （ 1） 高調(diào)水經(jīng)高壓洗滌 塔下冷凝器 殼側(cè)加熱，進入閃蒸器高調(diào)水溫度降低，余熱被循環(huán)水移走； （ 2） 高壓甲銨冷凝器生成 熱被冷凝液移走副產(chǎn)低壓蒸汽，而不是用循環(huán)水卻； （ 3） 循環(huán)系統(tǒng)負荷輕，反應(yīng)熱不多，低 壓系統(tǒng) 中的 熱量 也不需太多的循環(huán)水就能移走。 第五章 設(shè)備選型 方案 塔設(shè)備設(shè)計（以 T202 為例） 塔設(shè)備的工藝性能，對整個裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及 “三廢 ”處理和環(huán)境保護等各個方面，都有重大影響。 塔型的選擇 兩種塔型的區(qū)分 塔主要有板式塔和填料塔兩種，它們都可以用作蒸餾和吸收等氣液傳質(zhì)過程，但兩者各有優(yōu)缺點，要根據(jù)具體情況選擇。塔內(nèi)裝有一定數(shù)量的塔盤，是氣液接觸和傳質(zhì)的基本構(gòu)件；屬逐級（板）接觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備；氣體自塔底向上以鼓泡或噴射的形式穿過塔板上的液層，使氣液相密切接觸而進行傳質(zhì)與傳熱；兩相的組分濃度呈階梯式變化。塔內(nèi)裝有一定高度的填料，是氣液接觸和傳質(zhì)的基本構(gòu)件；屬微分接觸型氣液傳質(zhì)設(shè)備；液體在填料表面呈膜狀自上而下流動；氣體呈連續(xù)相自下而上與液體作逆流流動，并進行氣液 兩相的傳質(zhì)和傳熱；兩相的組分濃度或溫度沿塔高連續(xù)變化。但也有例外，鮑爾環(huán)及某些新型填料在大塔中的使用效果可優(yōu)于板式塔； （ 5）一般填料塔比板式塔重； 塔型選擇一般原則 選擇時應(yīng)考慮的因素有：物料性質(zhì)、操作條件、塔設(shè)備性能及塔的制造、安裝、運轉(zhuǎn)、維修等。因為填料塔可采用非金屬材料，如陶瓷、塑料等； ~ 30 ~ 4000kt/a 尿素 項目 —初步設(shè)計說明書 （ 4）容易發(fā)泡的物料，宜選用填料塔。這是因為一方面板式塔的結(jié)構(gòu)上容易實現(xiàn)，此外，塔板上有較多的滯液以便與加熱或冷卻管進行有效地傳熱； 綜合考慮，本項目精餾分離的塔型初步采用板式塔。目前板式塔大多采用溢流式塔板。 工業(yè)上需分離的物料及其操作條件多種多樣，為了適應(yīng)各種不同的操作要求，迄今已開發(fā)和使用的塔板類型繁多。 塔設(shè)備的初步設(shè)計 設(shè)計參數(shù) 設(shè)計參數(shù)主要考慮介質(zhì)與選材、設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、厚度及其附加量、焊接接頭系數(shù)等。 ~ 31 ~ 4000kt/a 尿素 項目 —初步設(shè)計說明書 p = = = 2）設(shè)計溫度 考慮到操作彈性及意情況，取其最高值并留一定的余量，取設(shè)計溫度 t=150℃ 。 塔筒體的計算 1）塔體的計算 （ 1）用 Smith 法計算塔徑 適宜空塔速度 u一般取為最大允許氣速 uF的 ~， 即 u = (~)umax umax = C√ρL。 ~ 32 ~ 4000kt/a 尿素 項目 —初步設(shè)計說明書 圖 51 史密斯關(guān)聯(lián)圖 查圖得， C20 = C = C20 (?L20)= ( )= 因此 umax = C√ρL ? ρVρV== 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 u = = = 所以 D = √4Vsπu = 按標準塔徑圓整后， D = 3800mm 實際塔截面積： AT = π4 D2 = π4 = 實際空塔速度 u = VsAT= 安全系數(shù) uumax = = 在安全范圍 ~，合適。塔徑Di = 3300mm，選用標準橢圓封頭，則 K = 1。 （ 3）塔筒體的校核 將以上的計算結(jié)果輸入到 當中去校