【正文】 長方形型，L 型，T 型等數(shù)種。長方形布置適用于中小型車間。本廠生產(chǎn)規(guī)模中等，采用集中式廠房。本廠根據(jù)生產(chǎn)流程以及設(shè)備的限制，設(shè)計成二層廠房。本廠根據(jù)生產(chǎn)需要，采用 6m 的層高。本廠設(shè)計為 6*6m 的柱網(wǎng)。 車間設(shè)備布置（1）保證工藝流程的暢通，既保證工藝流程在水平方向和豎直方向的連續(xù)性，以利于生產(chǎn)的順利進行。相同的設(shè)備或同類的設(shè)備應(yīng)盡可能布置在一起，如熱交換器、泵。（3）滿足生產(chǎn)方便操作，如彼此相連續(xù)的各工序的設(shè)備，應(yīng)盡量配置靠近些，以縮短聯(lián)系他們之間的輸送線，設(shè)備之間盡可能達到自動流送物流，這樣可減少輸送設(shè)備。 本廠廠房大門寬度設(shè)計為 。（6）考慮物料的防火、防爆、防毒及噪音。對方熱量大、有毒的工段，在室內(nèi)應(yīng)設(shè)置送風(fēng)設(shè)備，以滿足衛(wèi)生標準。（8）在廠房大門以及樓梯旁布置設(shè)備時要求不影響開門并確保人出入通暢。（2）生活室中的辦公室、化驗室、休息室已布置在南面房間，更衣室、廁所可布置在廠房的北面。 工藝流程設(shè)計 工藝流程設(shè)計的重要性（1）工藝流程設(shè)計是工廠設(shè)計最主要的內(nèi)容。（2）工藝流程設(shè)計是工藝設(shè)計的核心。 工藝流程設(shè)計的原則（1）先進性工藝流程的首要條件是技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟上的合理性。經(jīng)濟上主要考慮技術(shù)指標優(yōu)良，原材料及能耗少，成本低，生產(chǎn)安全，產(chǎn)品質(zhì)量好。要防止只考慮先進性，而忽視裝置的可靠性。（3）結(jié)合國情，因地制宜工藝流程的選擇從技術(shù)角度來說，應(yīng)盡量采用新工藝、新技術(shù)，單從具體情況考慮，并不必選擇國外的先進的技術(shù)。所以，結(jié)合實際，選擇自己易于掌握和改進的技術(shù)要方便、實用。（1）采用流化床反應(yīng)器，使傳質(zhì)、傳熱效率提高，使用霧化加料方式是反應(yīng)器溫度穩(wěn)定，達到較高的轉(zhuǎn)化率。 工作制度正常工作日采用四班三運轉(zhuǎn)，法定假日和星期假日采用輪換倒班制度，連續(xù)工作制：工作日=365 —設(shè)備維修日 =365－ 65 =300(天) 成品主要技術(shù)規(guī)格及標準質(zhì)量指標（國家標準 GB/T95671997）指標名稱 優(yōu)等品 一等品外觀 白色粉塵，無外來雜質(zhì)純度 %　　 　≥ 水分 %　　 　≤ PH 值 PH 值甲醛水溶解試驗：色度（Hazen）單位 鉑一鈷色號，度 ≤2030濁度（高嶺土濁度，度）　 ≤20 30 工藝設(shè)計 三聚氰胺生產(chǎn)流程敘述生產(chǎn)流程包括 7 個系統(tǒng)：熔鹽系統(tǒng)、尿素洗滌系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、熱氣過濾系統(tǒng)、反應(yīng)氣體的淬冷、分理系統(tǒng)、尾氣吸收系統(tǒng)（1）熔鹽系統(tǒng)： 在三聚氰胺反應(yīng)器中，尿素生成三聚氰胺所需的熱量由熔鹽系統(tǒng)供給。反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有熔鹽加熱管，熔鹽從盤管內(nèi)流過時給關(guān)外的催化劑供熱，提供尿素生成三聚氰胺所需的熱量。（2）尿素洗滌系統(tǒng)： 固體原料尿素用風(fēng)扇輸送至尿素速融洗滌塔，尿素被快速加熱熔化，然后通過泵將尿素送至反應(yīng)器，作為反應(yīng)原料。流化床反應(yīng)氣的載氣為 NH3 和 CO2 ，NH 3 和 CO2 來自尾氣吸收系統(tǒng)，經(jīng)旋風(fēng)分離器分離，由尿素洗滌塔冷卻至 140℃，進入反應(yīng)器。為了使反應(yīng)后的氣態(tài)混合物帶出的催化劑降到最低，在反應(yīng)器的頂部出口管設(shè)置三個高效率的旋風(fēng)分離機，反應(yīng)后的氣態(tài)混合物從反應(yīng)器的頂部出來。這樣讓氣體通過熱氣過濾器（S101） ，副產(chǎn)物以及從反應(yīng)器帶出的少量催化劑就被過濾下來，得到純凈的反應(yīng)氣體。 通過旋風(fēng)分離器的分離，210℃的混合氣體從旋風(fēng)分離器頂部出來，又熱氣風(fēng)機將一部分混合氣體作為冷卻氣體打到氣體淬冷器循環(huán)使用，另一部分混合氣體通過換熱器將進入反應(yīng)器的載氣加熱到 140℃，然后進入尾氣吸收系統(tǒng)。(6) 尾氣吸收系統(tǒng) 從熱氣風(fēng)機出來的一部分氣體送到尾氣吸收塔，用水吸收氣相中的 CO2 和 NH3，被吸收下來的 CO2 和 NH3 在底部成為甲胺溶液，用泵輸送到尿素工段。19 / 576(NH2)COC6HO6 +NH3 +CO2 R101 塔的工藝計算（1）物料衡算小時生產(chǎn)能力：按年生產(chǎn)工作日 300 天，損失率為 3%，三聚氰胺小時生產(chǎn)量為：㎏∕??）－（根據(jù)反應(yīng)式： 1kg 三聚氰胺的轉(zhuǎn)化率為 %，尿素每小時供給量為： =26678㎏/h 8591載氣供給量一般為原料尿素質(zhì)量的 倍：載氣質(zhì)量流量為： 26678=40017㎏/h載氣來自尾氣故 CO2 與 NH3 的比例為: CO2 : NH3= : 則反應(yīng)器出口中 NH3 的質(zhì)量流量為： 40017 =17427㎏/h+出口中 CO2 的質(zhì)量流量為： 4001717427=22590㎏/h反應(yīng)產(chǎn)生的 NH3 的質(zhì)量流量為： 26678 =7756㎏/h反應(yīng)產(chǎn)生的 CO2 的質(zhì)量流量為： 26678 =9794㎏/h 須補充的 NH3 的質(zhì)量流量為： 174277756=9671㎏/h 須補充的 CO2 的質(zhì)量流量為： 225909794=12796㎏/h催化劑采用 γ－Al 2O3，根據(jù)經(jīng)驗，投料負荷為 65～85g/ h㎏投料負荷取 65 g/h反應(yīng)溫度 390℃。o2根據(jù)氣體熱容公式： 320dTcbap??NH3 的平均熱容：查化工手冊得 NH3 的 a=、b=10 c=10 6，d= 10 9。將 T1=，T 2= 代入： kmolcaCp?? ????????/ )().(76 263 kmolJCp??/.0查化工手冊得 ~ 下三聚氰胺平均熱容為： )(NH3 平均熱容為：將 T1=，T 2= 代入得)/(.20) )(.(.6. 260kmolcaCp????? ????? ?? )/(??hkJTnp/ )()()1203?? ?????????hkJ/ 7832?????????熱損失取 的 10%則由熔鹽系統(tǒng)進行加熱提供的熱量為：??hkJQ/?其中熱損失為Q 損 = kJ/h78..????（3）塔工藝計算(1) 計算依據(jù)：壓力：常壓反應(yīng)溫度：390℃，氣體離開稀相段的溫度為 390℃，熔鹽加熱溫度為 400℃。(4) 擴大段直徑：氣速取操作氣速的一半，即 u=氣體流量仍為 擴大段直徑為： ????取流化床擴大段直徑為 。(6) 擴大段高度 : 據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗得 H3= 出塔氣換熱器的工藝計算（1）物料、熱量衡算NH3 平均熱容為：將 T1=，T 2= 代入得kmolJCp????? ???? ??/)(98 )()( 2260?)/(kmolJ?CO2 平均熱容為：將 T1=，T 2= 代入： )/( )().(86 226kmolcaCp?? ???????/(??查化工手冊得 ~ 下三聚氰胺平均熱容為： )/(??氣體冷卻放出的熱量為： op216QnC(T))(.)?????????設(shè)冷卻器熱損失為 5%，則熱負荷為： ()??冷卻水在 25℃~80 ℃下的比熱容為 (kg管外冷卻劑為循環(huán)水，進口溫度為 25℃，出口溫度為 80℃。選用 JB/T 471592 型管殼式列管換熱器一臺，設(shè)備殼體直徑 D=1500mm，內(nèi)有內(nèi)徑 20mm，外徑 25mm，長 6m 的不銹鋼管，換熱管為正三角形排列，管心距為32mm。將數(shù)據(jù)代入方程得給熱系數(shù)： ?（b）冷卻水的給熱系數(shù)冷卻水的平均溫度： ??該溫度下水的物性數(shù)據(jù)為： )/(107869./??????????普 朗 特 數(shù) ：導(dǎo) 熱 系 數(shù) ：粘 度 ：密 度 ：比 熱 容 ： CmWspkgolJoap正方形排列時，當(dāng)量直徑 de 的計算公式為： 20e34(td)D???式中 d0—管子外徑，mm；t—管間距，mm。代入數(shù)據(jù)得 2 220e334(td)4[(.0)(.05)4d .19md????????(1/t)1.().98m32???管外冷卻水流速為 ??? .??27 / 57△H 1Re 值在 2022~106 之間可采用下式計算給熱系數(shù)： ????????帶入數(shù)據(jù)得 50..(.1)29829?6??（c）總傳熱系數(shù) 碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù) ，管壁厚 ，冷卻水側(cè)污垢熱)/(kmW??阻為 103m2K/W。 氣體淬冷器的熱量衡算330℃ NHCO 三聚氰胺210℃ NH CO 2 三聚氰胺140℃，xkg NHCO 2氣體淬冷器設(shè)有 x kg 的 NHCO 2 與從熱氣過濾器出來的 NHCO 2 混合，330℃ NHCO 2 的氣體比率為 ，x kgNH CO 2 仍為此比率。320℃ NH CO 2 210℃ NH CO 2140℃ NH CO 2 210℃ NH CO 229 / 57()(.)1??????根據(jù)能量守恒，有： 21H.??解得： x30682kg/h?則 NH3 的質(zhì)量流量為： x3068kg/h?CO2 的質(zhì)量流量為： 旋風(fēng)分離器的工藝計算在三聚氰胺反應(yīng)器中的旋風(fēng)分離器采用 GLT/ 型，設(shè)備筒徑 φ750，六筒，進口氣速 18m/s 左右，處理氣量 30000m3/h。∴ ?10u25m/s，符合操作要求。進口氣體流量：NH 3(總) ： 17423068419kg/h?? CO2(總)： 592總處理量為： ().416804/17731V mh????采用 4 臺旋風(fēng)分離器，總處理量為： 328/h?在工況下總流量為： 旋風(fēng)分離器進口氣速： ??其中，D= 。 尾氣吸收塔的工藝計算來自尿素洗滌塔得剩余尾氣進入尾氣吸收塔,尾氣用軟化水吸收 NHCO 2，氣體在溶劑中反應(yīng)，形成甲胺溶液，甲胺溶液送去尿素工段.（1）物料衡算進塔氣體流量和組成：NH 3 7756kg/h CO2 9794kg/h kmol/h溫度：進口 氣體 140℃ 軟化水 25℃ 出口 氣體 80℃ 甲胺 80℃從甲胺溶液的三元組成相圖查得，在 80℃下甲胺溶液各組分的質(zhì)量分數(shù)：W(NH3) W(CO2) W(H2O) 在氣相中 CO2 的體積分數(shù)約為 %。代入： 1x(a2)k?其中 a=通過試差計算求得 x≈甲胺生成量為： ??甲胺反應(yīng)熱為 o298H=15J/mol?則甲胺生成熱為： o ????氣體冷卻換熱：NH3 平均熱容為：將 T1=，T 2= 代入得kmolcaCp????? ????? ??/)(05 )(.(2..2 2260 )/(??CO2 平均熱容為：將 T1=，T 2= 代入： kmolcaCp?? ????????/ )()(10786 2260 /(??氣體被冷卻放出的熱量為：3675974Q()()1=.90kJ/h?????25~80℃、常壓下水的平均比熱容為 k1水升溫吸收的熱量為： 4216WCp(t)().73kJ/h??????假設(shè)設(shè)備損失 10%的熱量，則 ()Q[]0=.J/h?????（3）吸收塔的工藝計算進塔氣體流量和組成：表 31 物料組成名稱 kmol/h kg/hNH3 7756CO2 9794總計 17550出塔氣體流量和組成33 / 57表 32 物料組成名稱 kmol/h kg/hNH3 CO2 總計 塔頂噴淋量：L 1=37515kg/h；塔底排出量：L 2= kg/h；入塔氣體溫度 140℃，出塔氣體溫度 80℃塔頂壓力 ，塔底壓力 ；填料采用 250Y 型塑料孔板波紋填料。s；ρ G — 氣體的密度，kg/m 3；ρ L — 液體的密度，kg/m 3；G — 氣體流量，kg/h； L — 液體流量，kg/h。sa =250m2/m3ε=97%代入泛點氣速計算公式： 112 ? ??? ??????? ?????????????? ?W解得：W F =空塔氣速為（泛點率取 70%）： ??氣體在操作條件下的流量為： ??塔徑： ???塔徑取 填料高度：液體噴淋密度： )/( hmU????250Y 型塑料孔板波紋填料的液相傳質(zhì)單元高度 HOL：當(dāng) 時，25℃下的 HOL 為 ；)/(2023hmU??時，25℃下的 HOL 為 。(h)?A又有： (t5)OLLt5C ()e??塔內(nèi)液體的平均溫度： o20/.??35 / 57∴ (5.)???液相傳質(zhì)單元數(shù)計算公式為： 12L2XN()()ln???塔底： ?????.??塔頂： ???=.5MCO2 的分壓： ????∴ .??????將 、 、 、 的值代入求得 ：1X?(.9683)(3.).???? ??∴填料高度： ?