水环境中核弹爆炸能量的致热作用分析--《武汉科技学院学报》2005年05期
水环境中核弹爆炸能量的致热作用分析
【摘要】：本文提出一种新的构想:和平利用原子武器释放的能量,为人类造福。在本文中,重点讨论了武器释放能的能量约束的办法,采用具有一定深度的地下水井来来储存这一能量,同时对核能的结构成分及其对水的热效应,应用热力学第一定律进行了探讨,提出了提高这一效应的方向。
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【分类号】：TJ91
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400-819-9993Ｙ８９３８９１分类号密级单位代码： 学！Ｑ§！Ｚ号：马曼整坦噎９１６、驴≯ｃ走墨硕士学位论文Ｄ ｉ ｓｓｅｒｔａｔ ｉｏｎｆＯｒＭａｓｔｅｒ’ｓ Ｄｅｇｒｅｅ专业学位题旦量．脱碳装置鲍技术燃就』陕西化肥厂蝇万吨／年合威氨）姓名：型垫垩指导老师：鄞厶民捏塞主 招生领域（专业）：丝堂工程 攻读硕士学位类别：王程亟±二ｏｏ六年五月西北大学工程硕士学何论文合成氨脱碳姨置的技术改造设计脱碳装置的技术改造设计（陕谣化肥厂１５万吨／年合成氨）摘要本文介绍了合成氨工业中常用的脱碳技术，阐述了脱碳工艺中吸收和再生 所涉及的化工基础理论。并重点说明了热钾碱吸收、双塔变压再生脱碳技术的 特点，从工程设计的角度，用计算机辅助设计的手段，对陕化厂技扩改新的脱 碳装置进行了工艺流程设计：对全套装置进行了物料衡算、热量衡算和设备计 算；根据工艺操作的要求和特点，提出了主要的自控控制点和控制方法，完成 了本装置详细的管道仪表流程图。本文还依据工艺所确定的设备尺寸，参照化 工行业相关的设计法规，在满足工艺流程要求的条件下，完成了一个完整的设 备建议布置图。文中还对变压再生脱碳工艺的能量利用进行了分析，该工艺的 再生能耗为７２８ｋｃａｌ／Ｎｍ３ｃ０２。本文的双塔变压再生脱碳工艺设计文件对我国今 后中氮厂净化系统的技术改造具有很大的参考价值。关键词：脱碳变压再生工艺工程设计节能西北大学工程硕士学竹论文合成氨脱碳装置的技术改造设计Ｄｅｓｉｇｎ Ｆｏｒ Ｃ０２ ＲｅｍｏＶａｌ Ｕｎｉｔ Ｏｆ Ｓｈａａｎｘｉ ＣｈｅｍｉｃａｌＦｅｒｔｉｌｉＺｅｒ Ｐｌａｎｔ ｉｎＡｍｍｏｎｉａ Ｃａｐａｃｉ母Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｏ ５００ Ｔ／ＤＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ ｒｅｌａｔｅｓ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ ｒｅｍｏＶｉｎｇ Ｃ０２ ｆｒｏｍＡｍｍｏｎｉａｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｇａｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｃ０２ ｒｅｍｏＶａＩ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｖｅＩＯｐｍｅｎｔ Ｏｆ ｔｈｅ ｈｏｔ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ．Ｔｈｅ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｈｅａｔ ｂａｌａｎｃｅｔｈｅ帅ｏ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｌｅＶｅｌａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｂａｌａｎｃｅ，ａｒｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｆ｝ｏｍｔｈｅ ｏｐｉｎｉｏｎ ｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄａｔａ ｓｈｅｅｔ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｓｕｃｈａｓＡｂｓｏｒｂｅｒ ａｎｄ Ａｃｉｄ ｇａｓ ｃｏｏｌｅｒ，ａｒｅ ｇｉＶｅｎ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌａｒｅｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏＩ ｐｏｉｎｔｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｔｈｅ ｐａｐｅｒ．Ａ ｃｏｍｐＩｅｔｅｌｙ ｐｉｐｉｎｇ ａｎｄｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｄｒａｗｉｎｇ ｉｓ ｐｕｔ ｏｕｔ ｂｙ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｉｔ．Ｒｅｆｅｒｒｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ａｌＩ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｌａｙｏｕｔ ｍｅｅｔｓ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ０２ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｈｅａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｉｔ ｉｓ ７２８ ｋｃａｌ／Ｎｍ３Ｃ０２． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｈｅｌｐｆｕｌ ｔＯ ｐｒｅｐａｒｅ ｔｏ ｓｅｔ ｕｐｒｅｃｎｖｅｒ ａｎｅｗｏＤ２ ｒｅｍＯｖａｌｕｎｉｔ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏｍｕｃｈ ｈｅａｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：Ｃ０２ ｒｅｍｏＶａｌ，ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｅｓｉｇｎ，ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｃｏｖｅｒｙ西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西北大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被 查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文 章一律注明作者单位为西北大学。 保密论文待解 学位论文作者教绺∞名名誊啪 ／Ａ／ 茵日西北大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：壶－佬哗硼６年岁胄）。白西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计ｌ前言１．１选题的依据和意义 农业在国民经济中具有举足轻重的地位，在重要支农行业氮肥工业领域内，目前 众多的中氮厂普遍技术水平低，能耗高，效益不佳，不能满足生产的需要。通过设计 水平的提高，并借助先进的计算机手段，优化合成氨的设计，提升我国氮肥行业的整 体水平是当前化学工程领域科研和化工设计的一个重要课题。 在合成氨工艺中，脱碳单元处于承前启后的重要位置。脱碳装置在整个合成氨装 罨中的能耗约占总能耗的ｌＯ％左右，脱碳装嚣的节能降耗对降低合成氨的生产成本 就显得十分重要。 陕化厂脱碳单元需要将低变山口的粗合成气中二氧化碳含量经过吸收降低到 Ｏ．１％以下，陕化厂原有的净化流程工艺落后，自动化水平低。本课题针对陕化厂脱碳 吸收、溶液再生系统，采用先进的技术进行了重新的优化设计，力求解决脱碳的瓶颈 问题，使生产系统安全、低耗、高负荷运行。设计中认真优化Ｔ艺指标，合理利用热景，节能降耗。脱碳装置的吸收和再生过程，前人也做过一些研究，其工程化的日标是系统能稳 定操作，能耗低、投资少。在热碳酸钾溶液中加入氨基乙酸活化剂进行吸收，溶液再 生选用双塔变压的技术在国内是一种崭新的脱碳技术。利用先进的计算机模拟手段优 化设计，提高装置的可靠性和自动化控制水平对中型氮肥厂的改造有十分现实的意义。１．２本论文的主要工作本课题以陕化厂改扩建项目为依托，从实际出发，针对合成氨厂中脱碳装置的技 术改造，从工艺物料流程图开始，在气液传质、设备设计、自控设计等化学工程理论 的指导下，对整个装置进行了物料衡算、热量衡算和设备工艺计算，计算的数据准确ｉＩ＿『靠。奉课题以工艺物料流程图为依据，对装置的控制特点进行了认真研究，设置了自 动化程度较高白控联锁逻辑，采用了先进的ＤＣＳ进行自控设计。本课题通过一年多的 工作，给出了一套完整的脱碳装置、双塔变压再生系统的工艺设计文件。 １．：｛本论文工作的总体评价 本课题充分利用化学工程各个学科等理论基础知识并结合作右本人的１：程设计经 验，在围内中氮行、Ｉｐ中脱碳装置的设计上处于领先的地位。所完成的装置工艺流程设一Ｉ一西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计计是在氨基乙酸等活化剂存在条件下，用热钾碱溶液脱除变换气中的二氧化碳，并用 双塔进行变压再生解析。该工艺设计具有二氧化碳的再生效率较传统的本菲尔脱碳提 高１０％，而脱碳溶液的循环量降低ｌＯ％左右。脱碳装置的再生热耗从传统的 １２００ｋＣａｌ／Ｎｍ３Ｃ０２降低到了本课题所设计的７２８ｋＣａｌ／Ｎｍ３Ｃ０２，并同时提高了Ｃ０２再生 气的气体压力（出界区的压力达到５―６ｋＰａ（Ｇ）左右），增加了向尿素装置的打气量， 能量利用合理，节能效果明显。在设备的设计方面经济合理，设计的科学性是脱碳装 置长周期安全运行的保证。在自控设计方面，提出了采用当今世界上最先进的ＤＣＳ控 制系统，使整个系统的自动化程度大大提高，易于操作和维护。在设备布置上力求紧 凑，尽量缩短设备与设备问的管线连接，在遵守国家法规和规范的前提下，降低装置 投资。 整个脱碳装置是一个先进的工艺设计，保证了装置可靠运行，操作稳定，操作弹 性大。从根本上解决了陕化厂合成氨中脱碳装置的生产瓶颈问题。设计方案正确，所 采用的理论和设计数据准确，设计符合化工行业的行业标准，设计结果通过了设计部 门的评估，为今后中型、大型氮肥厂的脱碳吸收、再生系统的技术改造开辟了一条途径。２西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计２文献综述２．１合成氨工业发展简介 在合成氨工业化生产的历史中，合成氨生产规模（以合成塔单塔能力为依据）随着 机械、设备、仪表、催化剂等相关产业的不断发展而有了极大提高。５０年代以前，最 大能力为２００吨／日，６０年代初为４００吨／日，美国于１９６３年和１９６６年分别出现第 一个６００吨／日和１０００吨／日的单系列合成氨装置，在６０～７０年代出现１５００～３０００ 吨／日规模的合成氨。 世界上８５％的合成氨用做生产化肥，世界上９９％的氮肥生产是以合成氨为原料。 虽然全球一体化的发展减少了用户的选择范围，但市场的稳定性却相应地增加了，世 界化肥生产的发展趋势是越来越集中到那些原料丰富且价格便宜的地区，中国西北部 有蕴藏丰富的煤炭资源，为发展合成氨工业提供了极其便利的条件。 ２．２我国合成氨工业发展概况 我国是一个人口大国，农业在国民经济中起着举足轻重的作用，而农业的发展离 不开化肥。氮肥是农业生产中需要量最大的化肥之一，合成氨则是氮肥的主要来源， 因而合成氨工业在国民经济中占有极为重要的位置。 建国以来合成氨工业发展十分迅速，从六十年代末、七十年代初至今，我国陆续 引进了三十多套现代化大型合成氨装置，目前我国合成氨年产量己居世界前列。 但是，由于在我国合成氨工业中，中小型装置多，技术基础薄弱，国产化水平低， 远远不能满足农业生产和发展的迫切需要，因此，开发新技术的同时利用计算机数学 模型来提高设汁、生产、操作和管理等的核算能力，促进设计、管理和生产操作的优 化，从而推动合成氨工业发展，提升整体技术水平，己成为国内当前化学工程科研、 工程设计的重要课题。 我国的合成氨原料主要集中在重油，天然气和煤，到目前为，中国化肥产景已居世 界第一位。但人均耕地面积只有世界平均水平的４７％，而人口在本世纪中叶将达到约 １６亿，粮食始终是至关重要的问题。化肥对农作物的增产作用已为大家所公认，中国 施肥水平还有很大的提高空问，尤其是中两部市场。 与国外比较，我国氮肥行业主要存在…些比较严重的问题，集中表现为装置规模 小，因而有效生产能力不足，致使行业整体竞争能力差。进入ｗＴ０后，氮肥行、Ｉｐ这种结构性矛盾日趋显著，成为影响行业发展的一个主要因素。西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计对原有化肥装置进行改扩建，利用国家对农业的倾斜政策，节能技术改造见效快、 可很快提高企业生产规模，改扩建改造会给企业带来了巨大的经济和社会效益。 ２．３合成氨生产的基本工艺流程 合成氨是一个传统的化学工业。就世界范围来说，氨是最基本的化工产品之一， 根据地理位置的差异和本地的资源状况，生产原料主要是重油，天然气和煤，不论什么原 料，其合成氨的生产过程一般都包括三个主要步骤： （１）造气，即制造含有氢和氮的合成氨原料气，也称合成气； （２）净化，对合成气进行净化处理，以除去其中氢和氮之外的杂质； （３）压缩和合成，将净化后的氢、氮混合气体压缩到高压，并在催化剂和高温条 件下反应合成为氨。 其中净化步骤在整个合成氨过程中起着粗煤气制备和氨合成两者之间的联络和纽 带的关键作用。 在制气过程中，原料气中都含有相当数量的对合成氨工艺有害的杂质，如：Ｃ０２、 Ｃ０、Ｈ２ｓ、ｃＯＳ、氮和氧的化合物及煤焦油等，其中氧和硫的化合物是合成氨的毒害 物，这些物质都要在进合成塔前将它们除去。 从合成氨原料气中除去Ｃ０２和Ｈ２ｓ方法很多，主要采用的是溶剂吸收法，利用气 体中各组分在各种溶剂中的溶解度不同，将杂质同时或分步选择性吸收分离，然后再 利用提高温度和降低压力等手段将吸收的介质从溶剂中释放出来。 目前的合成氨生产基本上都是以烃类为原料，利用其中的氢作为合成氨的原料。但是不论用什么原料及方法造气，经变换后的合成气中都含有大量的ｃ０２，原料中烃的分子量越大，合成气中ｃｏｚ就越多。用天然气（甲烷）为原料的烃类蒸汽转化法所得 的ｃ０２量较少，合成气中ｃ０２浓度在１５％左右，每吨氨副产Ｃ０２约１．Ｏ～１．６吨，用 煤为原料的部分氧化法所得合成气的Ｃ０２量较多，合成气中Ｃ０２浓度在３０％左右，每 吨氨副产Ｃ０２约２．Ｏ～３．Ｏ吨，这些Ｃ０２如果不在合成工序之前除净。不仅耗费气体压 缩功， 增加设备体积，而且对后续工序有害。此外，Ｃ０２还是重要的化工原料，如合成尿素就需以Ｃ０２为主要原料。因此合成氨生产中把脱除工艺气中Ｃ０２的过程称为“脱 碳”，在合成氨尿素联产的化肥装置中，它兼有净化气体和回收纯净ｃ０２的两个目的。２４净化工序中脱碳方法 在最终产品为尿素的合成氨中，脱碳单元处于承前启后的关键位置，其作用既是净化合成气，又是阐收高纯度的尿素原料ｃ０２。以陕化合成氨装置脱碳单元为例，其．ｄ．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计需要将低变出口的ｃ０２含量经吸收后降到Ｏ．１％以下，以避免甲烷化系统超温并产生 增加能耗的惰气，同时将吸收的Ｃ０２再生为９９％纯度的产品Ｃ０２。在此过程中吸收塔 压降还应维持在合理范围内以降低合成气压缩机的功耗。 整个合成系统的改扩建工程中，脱碳单元将为系统关键主项，脱碳运行的好坏， 直接关系到整个装置的安全稳定与否。脱碳系统的能力将影响合成氨装置和尿素装置 的能力。 ｃ０２是一种酸性气体，对合成氨合成气中Ｃ０２的脱除，一般采用溶剂吸收的方法。 根据Ｃ０２与溶剂结合的方式，脱除Ｃ０２的方法有化学吸收法、物理吸收法和物理 化学吸收法三大类。 ２．４．１化学吸收法 化学吸收法即利用Ｃ０２是酸性气体的特点，用一种含碱溶液或碱性溶剂来吸收 ｃ０２。化学吸收法脱碳工艺中，有两类溶剂占主导地位，即烷链醇胺和碳酸钾。 （１）烷链醇胺类的脱碳工艺有： ?一乙醇胺（ｍｏｎｏｅｔｈａｎｏＩａｍｉｎｅ，ＮＨ２ＣＨ２ＣＨ２０Ｈ，ＭＥＡ）法；?甲基二乙醇胺（ｍｅｔｈｙｌｄｉｅｔｈａｎｏｌａｍｉｎｅ，ＣＨ３Ｎ（ｃＨ２ＣＨ２０Ｈ）２，ＭＤＥＡ）法： ?活化ＭＤＥＡ法（即ａＭＤＥＡ工艺）。 （２）碳酸钾溶液作吸收剂的脱碳工艺，即热钾碱脱碳工艺有： ?Ｇ．Ｖ法： ?苯菲尔法： ?催化热钾碱（ｃａｔａｃａｒｂ）法； ?ＦＪｅｘｓｏｒｂ法。一ＭＥＡ法ＭＥＡ法是一种比较老的脱碳方法。吸收过程中，ＭＥＡ与Ｃ０２发生反应生成碳酸 化合物，经过加热即可将Ｃ０２分解出来。该法的最大优点是可以在一１个十分简单的装 置中，把合成气中的ｃ０２脱除到可以接受的程度，但它本身存在两个缺点： ?Ｃ０２能与吸收反应生成的碳酸化合物发生进一步反应生成酸式碳酸盐，该盐较 稳定，不易再生； ?ｃ０２能与ＭＥＡ发生副反应，生成腐蚀性较强的氨基甲酸酯，容易形成污垢。一ＭＤＥＡ法ＭＤＥＡ法脱碳过程中，Ｃ０２与甲基二乙醇胺（ＭＤＥＡ，一种叔胺）生成的碳酸盐稳 定性较差，分解温度低，且无腐蚀性。相对其它工艺，ＭＤＥＡ法有以下优点：一Ｅ．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计?能耗和生产费用低：?脱碳效率高，净化气中Ｃ０２含量可小于１００ｐｐｍ： ?使用范围Ｊ１‘，可用于大、中、小各型合成氨厂； ?溶剂稳定性好； ?溶剂无毒、腐蚀性极小： ?能同时脱硫。 该工艺目前主要在小型化肥厂中使用，中、大型化肥厂还处于试点推广阶段，乌 石化二合成氨装置的Ｃ０２脱除系统就采用了ＭＤＥＡ脱碳工艺。 在ＭＤＥＡ溶液中添加少量活化剂即为ａＭＤＥＡ法，活化剂为哌嗪、眯唑、甲基咪唑等，浓度约为２―５％。ＢＡｓＦ公司推出的ａＭＤＥＡ脱碳工艺，主要用于对原来ＭＥＡ工艺的改造，近几年我国一些研究单位正在对这方面进行积极的研究。针对ａＭＤＥＡ 溶液的脱碳性能，张旭等对吸收溶液以及活化剂的浓度进行了对比实验研究和报导， 给出了溶剂最佳吸收剂浓度以及最佳活化剂及其浓度。一低热耗苯菲尔法相对上述脱除Ｃ０２的吸收剂溶液，碳酸钾溶液价廉易得，低腐蚀，操作稳定，吸 收Ｃ０２能力较强。但碳酸钾溶液本身吸收Ｃ０２的速度缓慢，需要添加一些活化剂。其 中无毒Ｇ―ｖ法工艺由意大利Ｇｉａｍｍａｒｏ―ｖｅｔｒｏｃｏｋｅ公司开发，最初的活化剂和缓蚀剂为 Ａｓ２０３，对人体有毒，后来用氨基乙酸取代Ａｓ２０３，消除了毒性，成为无毒Ｇ．Ｖ法。由 美国联碳公司开发的低热耗苯菲尔法，用二乙醇胺（ＤＥＡ）作活化剂，Ｖ２０５作为缓蚀剂。一Ｆｌｅｘｓｏｒｂ法Ｆ１ｅｘｓｏｒｂ法由美国Ｅｘｘｏｎ公司开发，吸收液是含有空间位阻氨的Ｋ２ｃ０３溶液，并 加入一定的钒作缓蚀剂。 ２．４．２物理吸收法 相对化学吸收法，物理吸收法脱除ｃＯ：工艺投资省、能耗低、再生容易、工艺流 程简单。物理吸收法主要有ｓｅｌｅｘｏｌ法、Ｅｌｏｕｒ法、低温甲醇法、及变压吸附法等。?Ｓｅｌｅｘｏｌ法ＳｅｌｅｘｏＩ法被认为是目前能耗最低的脱碳工艺之一，该法使用的溶剂为聚乙二醇二 甲醚的混合物，聚乙：醇二甲醚对设备无腐蚀，稳定性好，无毒，不降解，不挥发。 该法再生几乎不需要能量。?Ｅ１０ｕｒ法ＥＩｏｕｒ法是用碳酸丙烯酯吸收ｃ０２，只适用于吸收压力较高、ｃ０２净化度不很高的．６．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计流程，国内主要是小型厂使用。 ?低温甲醇法 低温甲醇（Ｒｅｃｔｉｓ０１）法具有一次性脱除ｃ０２，溶液便宜易得，能耗低，适用范围广泛等特点。但该法投资很大。 ?变压吸附法 变压吸附法是近几年才用于合成气净化的，它属于干法，采用固体吸附剂在改变 压力的情况下，进行（加压）吸附Ｃ０２或（减压）解吸。可用此法改造小型氨厂，在大型氨 厂使用显得困难。 ２．４．３物理化学吸收法 物理化学吸收法脱除Ｃ０２工艺主要有环丁砜（Ｓｕｌｆｉｎ０１）法和常温甲醇（Ａｍｉｓ０１）法。 环丁砜法的溶剂由环丁砜、二异丙醇胺和水组成，能同时吸收Ｃ０２和硫的化合物，吸 收速度快，净化度高，但再生耗热多，目前只有一些中小型厂使用。常温甲醇法是在 甲醇中加入了二乙醇胺，当ｃ０２分压高时，以其在甲醇中溶解的物理吸收为主：当 ｃ０２分压较低时，以其与二乙醇胺发生化学反应的化学吸收为主，该法应用范围广， 净化度高，但对Ｈ２ｓ和ｃ０２的选择性差，己很少使用。 ２．５陕化改扩建工程的项目特点 陕化项目是以无烟煤为原料生产合成氨装置…。 原料煤经过筛分后，由皮带送往煤气发生炉顶煤仓内，由自动加料机间断地加入 煤气发生炉内，进行间歇气化，制成半水煤气。半水煤气经废热回收和洗涤冷却后， 进入半水煤气气柜。出气柜的半水煤气利用气柜压力通过电除尘，再经过煤气鼓风机 加压，常压栲胶脱硫，脱除半水煤气中大部分的硫化氢后进入氢氮压缩机一段。 半水煤气经过压缩机一、二、三段压缩，加压到２．１ＭＰａ去加压变换，在变换炉 中，经过了全低变流程后，使半水煤气中的ＣＯ转化成氢气和二氧化碳，同时将气体 中的有机硫．转变成硫化氧。变换后，回收热量，再经过干法脱硫，使低变气中的硫化 氖含最小于ｌＰＰｍ，然后进入二氧化碳吸收塔，用脱碳溶液将二：氧化碳洗到Ｏ．３％以下。 脱碳气经过换热后，送到甲烷化炉，进行甲烷化反应。反应后的气体的ＣＯ＋Ｃ０２含量 ＜２０ＰＰｍ，再经过换热、水冷，压力在１．７ＭＰａ，温度在４０℃时送入压缩机４段升压到 ３２ＭＰａ，与氨分离器出来的经过透平循环机加压后的循环气混合，经过换冷分离，然 后进入合成塔，氢氮气在催化床层进行反应。反应后的高温气体首先在塔外进行废热 同收，然后再经过塔下段换热，离开合成塔经过水冷、氨冷、分离、再与新鲜气混合西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计后使用。分离出来的液氨作为整个装置的产品。 栲胶脱硫溶液、碳酸钾溶液在吸收硫化氢和二氧化碳后，均分别进入各自独立的 溶液再生设备，再生后循环使用。脱硫再生后的硫磺泡沫经过滤、熔硫、成型后产生 的纯度为９８％以上的硫磺，脱碳再生后的二氧化碳去尿素装置。８西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计３脱碳系统吸收和再生的理论基础３．１传质过程和溶液中真实组分的计算““２１ 热碳酸钾脱碳工艺主要属于化学吸收法，但同时伴随着Ｈ２０在气液两相间的物理 传质过程。它主要涉及Ｃ０２和Ｈ２０在气液两相之间的传质过程。其中ｃ０２在气液两相 之间的传质过程属于化学过程，Ｈ２０在气液两相之间的传质过程属于物理过程。 从理论上讲，ｃ０２的吸收过程是Ｃ０２与Ｋ２Ｃ０３反应生成ＫＨＣ０３。但是由于受反 应速度的限制，气体中ｃ０２与溶液中Ｋ２ｃ０３的反应速度较慢。为了加快Ｃ０２在Ｋ２ｃ０３ 溶液中的吸收速度，通常在Ｋ２ｃ０３溶液中又添加了催化剂。例如二乙醇胺 （ｄｉｅｔｈａｎｏｌａｍｉｎｅ）、或氨基乙酸等。 因此如果在溶液是由Ｋ２ｃ０３、ＫＨｃ０３和ＤＥＡ组成的缓冲溶液时，溶液中存在如 下几个可逆的化学反应： 化学平衡反应计量式：ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ＤＥＡ＋＋Ｈ２０＜＿一＞２ Ｈ２０ＤＥＡ Ｈ３０＋＋Ｈ３０＋Ｃ０２ ＨＣ０３’＋＜―――＞＜―――＞ Ｈ２０＋ ＋ＨＣ０３。 Ｃ０３卜＋＋Ｈ２０＋Ｈ３０＋ＤＥＡＣ００’Ｈ２Ｓ＋＜――＞Ｈ３０＋ Ｈ３０＋＋ＤＥＡ＋ＨＣ０３―Ｈ２０＜＿一＞Ｈ２０＜＿―――＞ＨＳ。 Ｓ吐ＨＳ＋２Ｈ２０＋＋＜――＞Ｈ３０＋ＯＨ’以上化学平衡的平衡常数的浓度基准：摩尔分率 反应平衡常数计量式：Ｌｎ（Ｋｅｑ）＝Ａ＋Ｂ／Ｔ＋Ｃ４Ｌｎ（Ｔ）＋Ｄ４Ｔ式中：Ｔ单位：Ｋ 表３．１ 平衡常数表达式系数表．Ｏ．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计如果缓冲溶液中加入的是氨基乙酸时，缓冲溶液中存在以下的反应（不存在ＤＥＡ 的缓冲反应）：ＮＨ２ＣＨ２ＣＯＯ。＋ＨＣ０３。＜＿一＞。ＯＯＣＮＨＣＨ２ＣＯＯ’＋Ｈ２０反应平衡中的各个常数为Ａ＝－３．６６１０９６；Ｂ＝３６９６．１６９；Ｃ＝Ｏ；Ｄ＝Ｏ同时溶液中也存在着如下的动力学反应发生的主要反应ｌ ２ Ｃ０２＋ＯＨ一――＞Ｃ０２＋ＨＣ０３。 ＯＨ’ＨＣ０３。――＿＞发生反应的动力学速率反应方程式为：ｒ＝ｋ（Ｔ／Ｔｏ）“ｅ‘‘Ｅ７Ｒ’‘１门－１仃ｏ）式中：ｒ＝反应速率Ｌｂｍｏｌ／ｆｔ３．ｈＬｂｍｏｌ／Ｒ３．ｈｋ＝系数Ｔ＝绝对温度ＫＴｏ＝参考温度Ｋｎ＝温度指数 Ｅ＝活化能Ｒ＝ ｃａｌ／ｍｏｌ １．９８７ ｃａｌ／ｍ０１．ｋ气体常数以下常数摩尔浓度为基准计算表３―２反应动力学常数数值表由以上几个平衡反应式可见，脱碳溶液中的真实组分主要有分子态的Ｈ２０、 ＲＩＲ２ＮＨ和离子态的Ｈ＋、ＯＨ。、Ｈｃ０３一、ｃ０３１、ＲｌＲ２ＮＨ２＋、ＲｌＲ２Ｎｃ０２＋、ＮＨ２ｃＨ２Ｃ００。、 。ＯＯＣＮＨＣＨ２ｃ００’、Ｋ＋等。 气体中ｃ０２在脱碳溶液中的吸收速度应该与溶液中各组分的浓度有直接关系，所 以不仅要解决ｃ０２在溶液中的吸收速度问题，还要解决溶液中真实组分的组成问题， 这些参数可以根据以上的反应速率常数和平衡常数，借助计算机的模拟手段，利用大 型商业化软件提供的合适的热力学状态方程，可以求出给定汽液条件下溶液中各个离子的真实组成。．１０．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计３．２脱碳溶液的再生指数 在脱碳系统中，脱碳溶液在吸收和再生之间被循环使用，吸收过程和再生过程都 只能达到一定程度。吸收程度用碳化度表示；再生程度用再生指数表示。碳化度和再 生指数定义式是相同的。因此，吸收ｃ０２之后的脱碳溶液中也不完全是ＫＨｃ０，，再生 之后的苯菲尔溶液中也不完全是Ｋ２ｃ０３。无论在吸收过程还是在再生过程中，脱碳溶 液都是由ＫＨＣ０３和Ｋ２Ｃ０３组成的混合溶液。 为了定量描述Ｋ２Ｃ０３溶液中Ｋ２Ｃ０３和ＫＨＣ０３的量，或已经吸收的Ｃ０２的量，引 入碳化度这个概念。碳化度（ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，用ｆｃ表示）或再生指数被定义为每 摩尔Ｋ２ｃ０３所已经吸收的ｃ０２摩尔数，即溶液中Ｋ２ｃ０３转化为ＫＨｃ０３的转化度。 Ｃ０２在溶液中的总体吸收反应可描述为：Ｋ２Ｃ０３十Ｃ０２十Ｈ２０＝２ＫＨＣ０３总吸收的Ｃ０２摩尔数为：ｌ／２?【ＫＨＣ０３］ 总的Ｋ２Ｃ０３的摩尔数为：［Ｋ２Ｃ０３】＋ｌ／２?［ＫＨＣ０３】 再生指数（碳化度）定义为：ｆｃ＝［ＫＨｃ０３】／（２ｆＫ２ｃ０３】＋［ＫＨｃ０３】）３．３ＣＯ。在溶液中总的传质系数ｋＬ的计算在有活化剂（用ＲｌＲ２ＮＨ表示）的Ｋ２Ｃ０３溶液中，Ｃ０２吸收反应为： （１）溶解的Ｃ０２与【ＯＨ＿】的反应：Ｃ０２＋［ＯＨ－】＝＝【ＨＣ０３‘】速度常数为ＫｏＨ（２）溶解的Ｃ０２与【ＲｌＲ２ＮＨ】的反应：Ｃ０２＋ＲＩＲ２ＮＨ＝＝ＲｌＲ２Ｎ＋ＨＣＯＯ一速度常数为Ｋｃ０２．Ａ。ＲｌＲ２Ｎ＋ＨＣＯＯ。即两性离子（用ｚ表示），也就是说，在活化剂的催化作用下，ｃ０２ 在溶液中的吸收过程是由两个吸收反应同时进行的。这就是由Ｓａｖａｇｅ［９】等人提出的两 性离子中问体催化机理。在后来的有关溶液吸收Ｃ０２的设计及计算中，大都采用这一理论。两性离子ＲｌＲ２Ｎ＋Ｈｃ００。只是ｃ０２与脱碳溶液进行反应的一个中间体，在由Ｋ２ｃ０３ ?ＫＨＣ０３?ＲｌＲ２ＮＨ组成的缓冲溶液中，该两性离子会进行进一步的反应，反应式为：ＲＩＲ２Ｎ＋ＨＣＯＯ‘＋０Ｈ‘＝＝ＨＣ０３一十ＲｌＲ２ＮＨ ＲｌＲ２Ｎ＋ＨＣＯＯ一＋ＲｌＲ２ＮＨ＝＝Ｒ１Ｒ２ＮＣｏｏ一＋ＲＩＲ２ＮＨ ＲｌＲ２Ｎ＋ＨＣＯＯ一＋Ｃ０３ｐ＝＝ＲｌＲ２ＮＣＯＯ一＋ＨＣ０３一（ｋｚ．ｏＨ） （ｋ：一Ａ。．） （ｋ：．ｃ０３） （ｋ：一Ｈ２０）ＲｌＲ２Ｎ＋ＨＣＯＯ。＋Ｈ２０一ＨＣ０３１＋ＲｌＲ２ＮＨ２＋西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计根据两性离子中间体催化机理，ｓａｖａｇｅ‘９１等人认为： （１）在转化度较低（需要通过计算或计算机模拟确定，约小于３０％）的情况下，两性 离子的生成为吸收过程控制反应步骤，在转化度较大（约大于３０％）的情况下，两性离 子的进一步反应为控制反应步骤。 （２）因为Ｈ２０的电离程度较小，两性离子在溶液中的进一步反应中，与Ｈ２０的反 应可被忽略。 这样，可以得出Ｃ０２与溶液反应的总体反应常数ｋＬ为ｆ１）ｆｃ小于３０％时ｋＬ＝｛Ｄｃ０２（ｋｏＨ【ＯＨ’】＋ｋｃ０２。Ａｍ【Ａｍ】））１（２）ｆｃ＞３０％７２ｋＬ＝｛Ｄｃ０２（ｋｏＨ［ｏＨ。】＋ｋ：．ｏＨ【Ａｍ儿０Ｈ。】＋ｋ：一Ａｍ［Ａｍ】２＋ｋ：．ｃ０３［Ａｍ】［Ｃ０３２＿］））１７２为了求取Ｃ０２在溶液中的吸收速度常数，或总体传质系数ｋＬ，需要知道溶液中各 真实组份的组成以及每个反应的反应速度常数即可。在前面溶液真实组分组成计算已 经介绍了组成的处理办法。对各个反应的速度常数描述如下：ｌｇｋ０Ｈ＝１３．６３５－２８９５／ＴＬ／ｍ０１．ｓ Ｌ２／ｍ０１２．ｓｌｎｋ：．ｏＨ＝２５．６３―２５ １３／Ｔ ｌｎｋｚ．Ａｍ＝３３．９８―７２２０／Ｔｌｎｋｚ．ｃ０３＝２７．９６―５９２２／Ｔ ｌｎｋｃ０２一Ａｍ＝３８．５ ｌ－８９６４／ＴＬ２／ｍｏｌ２．ｓ Ｌ２／ｍｏｌ２．ｓ Ｌ／ｍ０１．ｓＤｃ０２为ｃ０２在溶液中的扩散系数，根据Ｓａｖａｇｅ的报道，它只是温度的函数，整理为：ＩｎＤｃ０２＝一７．７４６５―１ ０５ ８／Ｔ最后可得ｋＬ，其单位为ｃｍ／ｓ。 同样道理，如果借助计算机手段模拟上述过程，输入各个反应的速度常数，也可 以求得ｋＬ。３．４ｃＯ：在溶液中传质速率的计算根据上述吸收机理，Ｃ０２在溶液中的吸收速率方程为Ｎｃ０２＝Ａ．（ｐｃ０２一ｐ４ｃ０２）．ｋ１．／Ｈ式中Ｎｃ０２一Ｃ０２吸收速率，ｋｍｏｌ／ｓ；Ａ一汽液接触面积，ｍ２；Ｐｃ０２一气相中ｃ０２的真实分压，ｋＰａ；．１２．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计Ｐ＋ｃ０２一溶液中ｃ０２的饱和分压，ｋＰａ； ｋＬ一汽液总传质系数，ｍ／ｓ； Ｈ一享利系数，ｋＰａ．Ｌ／ｍｏｌ。ｋＬ的计算方法在前节中已经介绍，为了应用上述的关系式进行计算，还需要知道 亨利系数Ｈ和饱和分压Ｐ＋ｃ０２。 （１）ｃ０２在脱碳溶液中的亨利系数 亨利系数根据Ｓａｖａｇｅ报导的数据ｆ９１整理。ｃ０２在脱碳溶液中的亨利系数为ｌｎＨ＝２５．６０５―３０５６／Ｔ Ｐａ．Ｌ／ｍｏｌ（２）脱碳溶液的饱和Ｃ０２分压 溶液上的ｃ０２饱和分压Ｐ＋ｃ０２不仅与溶液中的Ｋ２ｃ０３浓度及其碳化度有关系，而 且与溶液温度和活化剂Ｒ１Ｒ２ＮＨ的含量有关。文献㈣中介绍一张算图，在已知温度、Ｋ２Ｃ０３浓度及其碳化度、ＲｌＲ２ＮＨ浓度的条件下，可以从图中赢接查得气相Ｃ０２饱和分压。但该图不便于计算机编程应用，通 过取点并对数据进行整理的办法可以将图形算式化。 有文献‘８１报道了对ｃ０２饱和分压的理论计算方法以及算式，其计算公式如下： ｌｇ（Ｐ＋ｃ０２）＝Ｏ．１３３３＋４＋ＭＫ２０＋ｒｍ／ｋ／（１一ｆｍ）（ｋＰａ）式中ＭＫ２０一氧化钾（Ｋ２Ｃ０３）的浓度，ｍｏｌ／Ｌ； ｆｍ一溶液的修正碳化度； ｋ一平衡常数，是温度与Ｋ２Ｃ０３浓度的函数。修正碳化度ｆｍ与表观碳化度ｆｃ的关系如下：ｆｍ＝ｆｃ―Ｃ４ＭＡ，ＭＫ２０ Ｃ＝５．４０２―７．０３６＋ｆｃ＋（Ｏ．０６６＋ｆｃ―Ｏ．４５９５）４ｔ式中ＭＡ一一ＲｌＲ２ＮＨ浓度，ｍｏｌ／Ｌ； ｔ一一温度，℃。平衡常数Ｋ的计算式为：１９ｋ＝Ａ／Ｔ－Ｂ系数Ａ、Ｂ式Ｋ２Ｃ０３浓度的函数，其关系如表２．３。 表３―３ 平衡常数Ｋ的系数Ａ、Ｂ西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计３．５Ｈ：Ｏ传质 Ｈ。Ｏ传质系数３．５．１在脱碳系统的吸收和再生过程中，Ｈ２０在气液两相之间的传质过程与Ｃ０２不同， 它属于纯碎的物理过程。 物理吸收过程是溶质组分由气相主体穿过相界面传递到液相主体的相际传质过 程。从理论上讲，该传质过程由溶质组分在气相主体与界面之间的对流传质、相界面 传质、相界面与液相主体间的对流传质三个基本过程所组成。对填料塔内的气液两相 逆流接触传质而言，两相流动状况十分复杂，因此，人们一般采用相际传质的双膜模 型来描述相际传质过程，并求取相际对流传质系数。 首先看一下相际传质的双膜模型［”，其基本假定是： （１）接触的气液两相流体之间存在有稳定的相界面，界面两侧分别有虚拟的停滞气 膜和停滞液膜，膜层之外的气液主体充分湍流， （２）溶质分子由气相主体到界面的传递被认为是稳态分子扩散通过虚拟停滞气膜 的传质：溶质分子由界面到液相主体的传递被认为是稳态分子扩散通过虚拟停滞液膜的传质。（３）在两相界面上气液一经接触即达到平衡，界面上无传质阻力。 基于双膜理论，将气液两相间的传质过程简化为溶质连续通过虚拟停滞气膜和停 滞液膜的稳态扩散过程；相际传质阻力全部集中在这两层虚拟的停滞膜里。因此又将 双膜模型称为双阻力模型。 由此可以分别推导出气膜侧的传质速率方程和液膜侧的传质速率方程。但在实际 应用中，液相传质系数ｋＬ和气相传质系数ｋＧ的计算式还是以经验关联式为主， ３．５．２液相传质系数关联式ｋＬ 恩田提出的液相传质系数关联式‘１０】（１４１：ｋＬ（ｐＬ／肛Ｌ／ｇ）１乃＝Ｏ．００５ ｌ?（ＲｅＬ）２凸?（ＳｃＬ）’ｏ ５?（ａｌｄｐ）ｏ４其中Ｒ。Ｌ为反映液体流动的雷诺数（Ｒｅｙｎｏｌｄｓ ｎｕｍｂｅｒ）：Ｒ。Ｌ＝Ｌ／（ａｗ?ｇ）ｓｃＩＪ为反映物性影响的施密特数（Ｓｃｈｍｉｄｔｎｕｍｂｅｒ）：ＳｃＬ２ＨＬ／（ｐＬ４Ｄ【） 式中：．１４．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计ｋＬ．液相传质系数，ｍ／ｓ； ａｗ一填料润湿比表面积，ｍ２／ｍ３； ａ。一单位体积干填料的表面积，ｍ２／ｍ３； ＤＬ一溶质在液相中的扩散系数，ｍ２／ｓ； ｄ。一填料公称尺寸，ｍ； ａｔｄ。．反映填料结构影响的几何定数，圆球３．４、圆棒３．５、拉西环４．７、贝尔鞍５．６、 鲍尔环５．９；Ｌ．液体质量流速，蝇／ｍ２．ｓｐ ｕＬ一液体密度，ｋｇ／ｍ３； Ｌ一液体粘度，Ｐａ．ｓ；旷自由落体加速度，ｍ／ｓ２；３．５．３气相传质系数关联式ｋ。恩田提出的气相传质系数关联式㈣【１４】Ｓｈ＝ｃ?（＆Ｇ）０７?（Ｓ。Ｇ）‘７３?（ａｔｄｐ）一２ 以上关联式中包括待求ｋＧ的修伍德数（Ｓｈｅｒｗｏｏｄｎｕｍｂｅｒ） Ｓｈ＝ｋ’ＧＲＴ／（ａｔＤＧ）＝ｋＧＲＴＰＢｍ“ａｔＤＧＰ） 气相流动雷诺数（Ｒｅｙｎ０１ｄｓ ｎｕｍｂｅｒ）：ＲｅＧ＝Ｇ／（ａｔ¨Ｇ）反映气体物性影响的施密特数（ｓｃｈｍｉｄｔ ｎｕｍｂｅｒ）： ＳｃＧ＝¨Ｇ／（ｐＧ４ＤＧ）式中：ｃ一关联系数，对于大于１５ｍｍ的环形和鞍形填料取５．２３、小于１５ｍｍ者取２．Ｏ。 Ｋ’Ｇ一按等分子反向扩散计的气相传质系数，ｋｍｏｌ／ｍ２．ｓ．ｋＰａ；ＫＧ一组分Ａ通过停滞组分中的气相传质系数，ｋｍｏｌ／ｍ２．ｓ．ｋＰａ；Ｒ～气体常数，８．３１４３４ Ｊ／ｍ０１．Ｋ Ｔ一气体温度，Ｋ；Ｇ一气体质量流速，蚝／ｍ２．ｓ：ＤＧ一溶质在气相中的扩散系数ｍ２．ｓｐＧ一气体密度，瞻／ｍ３：¨Ｇ一气体粘度，Ｐａ．ｓ；Ｐ一气体总压，ｋＰａ：．１ Ｓ，西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计ＰＢ。气膜两侧惰气的对数平均分压。 ３．５．４总体传质系数 根据上述液相传质分系数可得总体的传质系数：Ｋｏａ＝ｋＧ．ａｗ．、｜，’?１ ＫＬａ＝ｋＬ．ａｗ．Ｖｏ４ｋｗ＝ｌ／（１／ｋｏＡ＋１／（Ｈ．ｋＬ。）） 其中：ａ。一填料湿润比表面积； Ｈ一亨利系数： ｖ一形状修正系数。拉西环１．Ｏ开孔填料１．４５，弧形环１．１９。综上所述，基于在脱碳过程中伴随有化学吸收过程和物理传质过程两个过程同时 进行，用先进的计算机模拟手段，参照传质的关联系数，对整个脱碳过程可以得到很 好的模拟结果，给具体设计提供极大的帮助。西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计４脱碳系统的设计与优化４．１陕化脱碳系统改造概述 陕西化肥厂始建于１９６７年，其合成氨生产系统是以无烟煤为原料，固定层煤炉造 气，ＡＤＡ脱硫、氨基乙酸脱碳、１３ＭＰａ铜洗、３２ＭＰａ合成的传统的工艺流程，该厂 投产以来，曾为陕西的农业发展作过一定的贡献，但是由于历史条件的限制，其生产 工艺与世界上先进的技术相比，已经落后很多，三废排放量大，环境污染严重，合成 氨的综合能耗较高。 陕化厂原净化工艺采用两次改良ＡＤＡ湿法脱硫、中变串低变、活化剂脱碳、铜 洗流程。 该流程冷热病严重，不仅流程长，而且低位热能不能充分利用，特别是将低变串 入中变后，更显得流程不合理。溶液再生时热耗高，在全厂蒸汽不足时，造成脱碳溶 液再生不完全，直接造成脱碳溶液再生不完全，直接影响净化气的净化度，使ｃ０２含 量超标，铜洗操作负荷加重，恶化整个净化系统的操作，影响合成氨的正常生产。 在合成氨生产中，脱碳过程的能耗约占总能耗约占总能耗的１０％左右，因此如何 降低脱碳过程中的能耗是要解决的一个重要问题。 陕化厂原流程长，能耗高，设备已经到了报废年限，已经不能适应国家的节能政 策，因此很有必要对原流程进行重新设计和优化。 ４．２工艺物料流程的设计及物料平衡 ４．２．１设计基础 （１）进口原料气组成（ＶＯＬ％）Ｈ２ Ｃ０ ５３．１２０ ０．２８０ ２８．２５０ Ｏ．７２０ １７．４２０ Ｏ．２ｌＯＣ０２ＣＨａ Ｎ２ Ａｒ总流量９２２２０（Ｎｍ３／ｈ） 温度：１２０℃ 压力：１８．９７ａｔａ西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计（２）气体净化后要求出口Ｃ０２ 压降Ｏ．２ＣＯ＋Ｈ２ａｔａ＜Ｏ，０７０％（ＶＯＬ）损失量＜Ｏ．２％（ＶＯＬ）（３）公用工程?新鲜水供水压力０．３ＭＰａ ｐＨ值７．９４ 总硬度（ＣａＣ０３）１３３．５ｍｇ／ｌＣＬ‘Ｆｅ Ｓ０４。Ｏ．０４７．５ｍｇ／ｌ３７６．５ｍｇ／ｌ２０５ｍｇ／ｌ?冷却水 供水温度３２℃回水温度４２℃供水压力Ｏ．５ＭＰａ（Ｇ） 回水压力Ｏ．２５ＭＰａ（Ｇ）?电 ＡＣ，ｌＯＫＶ，５０ＨＺ，３相 Ａｃ，３８０ＫＶ，５０Ｈｚ，３相 ?蒸汽 Ｏ．２５ＭＰａ（Ｇ）２００℃?仪表空气温度环境压力０．５ＭＰａ（Ｇ） 露点一４０℃（ａｔａ）?氮气 温度环境压力 ０．５ＭＰａ（Ｇ）和３．１ＭＰａ（Ｇ）纯度９９．５％．１８．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计４．２．２工艺流程 整个装置的设计首先从工艺物料流程图的设计着手，对流程的前后衔接进行认真 的物料核算，最终确定的物料流程图请参看本论文所附的脱碳系统工艺物料流程图 （一）和脱碳系统工艺物料流程图（二）。详细流程说明如下。 工艺气在１２０℃（露点３８℃）的条件下进入吸收塔Ｃ．３０ｌ，在ｃ．３０ｌ中，Ｃ０２被 逆流的溶液吸收。在热的碳酸钾溶液中，有双活性的组分。ｃ０２通过与Ｋ２Ｃ０３生成 ＫＨＣ０３的方式与溶液结合，根据反应的平衡关系（１）［见下页附图】，生成的ＫＨＣ０３ 是一种热不稳定的盐，（４）所表示的反应速率是（２）和（３）的加和，这些反应方程 式详细表述了Ｈｃ０３。离子的形成过程，表明在这个吸收反应中，慢反应控制了整个反 应的反应速率，结果传质的阻力主要存在于ｃ０２这个气体分子传递到液相介质中的这个过程。．１９．２０西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计氨基乙酸是一种很好的载体，可以把Ｃ０２从气相中导入液体中形成氨基乙酸型离 子。根据路易斯定律，氨基集团结合像Ｃ０２这样的分子活性很高，在高温条件下，出 现ＯＨ。离子较多时，逆反应会很激烈。 一般来讲，加入的第二种胺的活化基理与氨基乙酸类似，但氨基乙酸的反应活性 要比胺类物质大很多，胺这种组分能对氨基乙酸对二氧化碳的吸收起到推波助澜的作 用，但不是主导作用，氨基乙酸的使用可以大量减少胺在吸收和解析中的用量。 吸收过程一般分两级完成：第一级大量的二氧化碳被吸收；第二级二氧化碳分压 很低的气体被再生的贫液进行更深层的吸收。 富液离开吸收塔ｃ．３０ｌ的温度是ｌｌ ｌ℃，通过水力透平ＨＴ－３０ｌ回收溶液的膨胀功 作为半贫液泵的驱动动力，然后被分成两股送进高压闪蒸塔和低压闪蒸塔中。 溶液再生采用先进的双塔变压再生工艺。高压闪蒸塔中的闪蒸压力保证了高压塔 中有一个合理的温度，并保证了低压再生塔的热量共给。传统的技术单塔再生塔顶和 塔低的温度几乎相同。单塔再生的缺点是相当数量的富液蒸汽会闪蒸出来导致系统能 耗的增加。双塔再生这种带有明显温差分布的闪蒸塔会减少大量的蒸汽消耗。 贫液和半贫液中隐含的蒸汽会进一步在低压闪蒸塔中得到进一步的回收。在高压 闪蒸塔的底部会补入少量的新鲜蒸汽，这样可以弥补塔顶冷凝器中的水分流失。 从高压闪蒸塔去低压闪蒸塔有两个位置：高压闪蒸塔的底部和中部。从贫液和半 贫液中闪蒸释放出来的蒸汽作为低压闪蒸塔的汽提蒸汽加以利用。 从低压闪蒸塔ｃ．３０３塔低出来的贫液的温度是１０９℃，冷却到７ｌ℃后进入吸收塔 的塔顶。从中部抽出的半贫液则直接去吸收塔的中部。 高压闪蒸塔闪蒸出来的二氧化碳通过减压阀与低压闪蒸塔闪蒸出来的气体稳定在 同一个压力后通过水冷器冷却到４０℃后送往尿素装置。 在贫液泵Ｐ．３叭Ａ／Ｂ的入口处会抽出大约５％的溶液送往溶液过滤装置，过滤设备 为一个机械过滤器，过滤器中填充的是活性炭。在此循环液中大约有１％的溶液去通 风槽中进行通风氧化，以维持系统中五价钒不被氧化成４价钒。 双压再生是热法脱碳中溶液再生的一项节能技术。由于从高压再生塔来的去低压 再生塔的溶液经过闪蒸后提供了再生所需的蒸汽，降低了单位体积二氧化碳再生所需的热量。４．２．３物料平衡 根据设计的流程，利用第三章的脱碳系统吸收和再生理论基础，并结合计算机的 模拟技术，对全流程进行流程模拟，同时根据模拟的结果可以得到完整的物料衡算，．’｛一西北大学工程硕士学位论文台成氨脱碳装置的技术改造设计对流程中出现的每一个物流点都作出了标识，并将计算结果进行收集整理，详见下页 物料平衡一览表。物料平衡表是整个装置进行设备计算、管道计算、系统控制设计和 仪表选型的重要依据，要求数据准确、可靠。摧 摧 蜒 挂＇十ｅ ｏ ｏ ０。 ＯＣ ∞ ∽ ∽ ∞Ｃ Ｃ ∞ 一 一蜒 椭 出 坦 摧 剿 佥Ｈｏ ｏ ｏ ｏ ｏ Ｎ “盘魁蝴镫＊聪譬删爆罄婆岖镁如《椭 《 椎 蚓 些 。 寸 吲 卜寸 Ｃ Ｃ 寸Ｅ一 啦 扩 韶’｝ 、十。 Ｃ 甘 一 、ｒ Ｈ ∞寸 吧 一卜ＯＣＣ 曲Ⅵ 。 寸 一 ｍ＇十寸ｏ一 啦 酽 豁 ｏ ’睁 ∞ Ｈ ∽ ｏ ｎ时＇十∞ ｖ， Ｎ ｏｏ 血Ｗｏ：僻醒１趣｝葵雾Ｆ 锚 ＠ ∞ ｏ 一 旷 豁 ∞甘卜 。 拍卜 Ｃ ―Ｗ 曲 甘 ｅ ｎ ｏ “＇十托’｝Ｆ 瓤 ＨｃｃＮＮ 一 Ⅵ旷 拍 Ｈ吲 。 寸 吲ｅＬｆ＝∞ 寸＇十 ｃｃｏｃＥ Ｃ ―“ Ｃ“ 卜＇十一 屺Ｃ 卜 Ｈ ｗ￡ ｐ飞笔 ≤ 套差制囊莛冀删 堰 长 刨 圹 出 赠 Ｈ＿ 删 删 蟋 薅 《 投 糕链删 螺 蚓 峰 彘 删 鼎 耀 趱划 斗 隶 四■一。ｄ删 毽 型 嚣 釉 蛙 矿 ｝Ｌ餐 鼎 旷 ＊握 蹈捌 趟 避 阳 《 嫠 赠 鞋 淀 链毹 篷 链 赫 囊Ｖ翊 程 轴 毪 剖 寝 ｌ】由Ｉ 划 睦 蓬仪秘辽扑州器醛］二扑Ｋ罢圜摧 招 摧摧 埘 锲本秘测总长撼蛊删螓醛婆腻餐姐摧 招 捌’０一 Ｃ壤 船 型裂 招 卅 型。。口】’中崔 船 裂麟双【妪｝蘖霉摧 招 ＊ 裂 “ｏ。 ｃ。一裂１｜口Ⅲ 摧也裂 恤 壤 螟 椭 崮出 Ｆ一 Ｓ 鲁ｐ＾ 蚵塞篓鬟捌 删 Ⅲ删 蜒 蜒 煺 ｈ ｎ型 矿 《 蛙 出 赠 卜＿ 蜒 楚倒 蟋 删 督 末 删 引 壤 蹈豳｛№ 隶 例 耍 俪 ｝捌 蜒 嚣 垃 圹 牛蠼 矧扩÷撂珀蚓 嚣 型 整 没 筏避 诺 槎 漱 牿 Ｖ 毯 罂 裁 相 《 毪 耀 摧 魁 制 剖 澳 联 弛制２４仪秘迥扑书隧黜Ｈ扑Ｋ罢陋裂 船 摧’ｅ卜∞ｏ：’｝＠ ’｝ ∞ “ 一’十Ｈ 锲 档 裂＇十心Ｎ＇寸Ｃｏ 卜蜊船＊ 摧啦④ Ｎ ｏ ｏ。 ｎ甘 盘 ，甘 代 “ 一 心 甘 Ｃ Ｎ盘魁幂｝怒＊辎星咖螓醛疆蹶镁姐寸 口 ’ｅ Ｅ “ 一 啦 寸 Ｃ Ｎ裂 船 锲 ｏＩｎ比 盘《 冠 受 锲ｃｃ“ 矿 Ｃ●』：＊ 冠 佥 锲 。吲＠ 卜 比 Ｃ 剁僻越ｌ妪牛葜霉裂 裂 锲 ｏ＇十 ’｝“ ∞ Ｎ裂 裂 摧’｝ ＯＣ一疑 嶷 摧寸 时 ① 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在管道仪表流程图ＰＩＤ中，流量调节阀ＦＣｖ３００控制Ｃ．３０ｌ吸收塔顶部贫液的流 量。 在管道仪表流程图ＰＩＤ中，流量调节阀Ｆｃｖ３０ｌ控制ｃ．３０Ｉ吸收塔中部半贫液的 流量。 在管道仪表流程图ＰＩＤ中，流量调节阀ＦＣｖ３０２控制再生塔塔顶ｃ．３０３富液的给 料量，同时也调整和分配了两个再生塔之间的流量分配关系。 ?再生塔的操作压力 再生塔的操作压力对整个工艺的节能很重要，因为压力决定了塔Ｃ．３０２和塔Ｃ．３０３ 中的泡点温度分布情况，同时也满足装置中ｃ一３０３再生所需的蒸汽有足够的压力．这些 蒸汽是从贫液和半贫液闪蒸出来的。 Ｃ．３０２的操作压力通过压力调节阀ＰＣｖ．３００来控制，此调节阀设置在Ｃ一３０２的塔 顶气相二氧化碳出口管线上。 ｃ．３０３的操作压力通过压力调节阀Ｐｃｖ＿３０ｌ来调节 ?再生蒸汽的供应 整个脱碳装置的溶液循环量即装置的处理能力决定了装置生蒸汽用量，并通过 ＦｃＶ３０４来控制调节这个值。为了保证再沸器的安全和传热的效率，温度控制阀 ＴＣＶ３００通过激冷的方式对蒸汽进行增湿，把蒸汽温度控制在ｌ ８０℃以下。 ?塔液位和地下槽液位 再生塔Ｃ一３０３塔底和塔中的液位分别保证了泵Ｐ．３０１Ａ／Ｂ和Ｐ．３０２Ａ／Ｂ的正常运行． 通过调节ＬＣＶ３０ｌＡ／Ｂ和ＬｃＶ３０２Ａ／Ｂ来控制离开ｃ．３０２的量。在系统ｃ一３０２的液位低 到一定程度时，低的液位会引发一个连锁停车来保护溶液循环泵等关键设备。吸收塔 的液位通过ＬｃＶ３００Ａ／Ｂ／ｃ来控制。液位开关会引发系统的联锁停车并触发电磁阀 Ｕｖ３００控制富液的流量，避免系统泄压的危险。 Ｃ一３０２塔的液位通过ＬＩ．３００来显示，通过调节阀ＦＣｖ３０５和手调阀ＨＣｖ３０２来调节。ＦｃＶ３０５主要是用来控制Ｃ一３０ｌ塔底低压蒸汽的供给量。 整个装置的详细的带控制点的管道仪表流程图详见图管道仪表流程图（共５张， 其中１张为系统的图例说明）．２８．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计本装置采用集散控制系统（ＤＣＳ）在中央控制室对生产过程进行监视和自动控制。 所选用的ＤＣＳ系统应是整个工厂管理和控制系统的一部分，现场仪表检测所得各 种工艺参数通过现场监视和控制站连到总线上，实时数据可通过网络接口连接到工厂 数据管理网上。 当今ＤＣＳ正向综合化、开放化发展。二十世纪９０年代工厂自动化要求各种设备 （计算机、 Ｄｃｓ、单回路调节器、 ＰＬＣ等）之间的通信能力加强，以便构成大系统。开放性的结构将方便地与指挥生成管理的上位计算机进行数据交换，实现计算机 集成生产系统。随着电子技术的发展，结合现代控制理论，应用人工智能技术，以微 处理器为基础的智能设备相继出现，如智能变送器、可编程调节器、智能ＰＩＤ自整定 控制、智能人机接口，以至于智能ＤＣＳ。 陕化的脱碳系统采用先进的ＤＣＳ控制系统。 ４．４脱碳系统典型设备的设计 整个脱碳系统的设备牵涉到四大类：塔器、换热器、容器和泵。 设备设计牵涉到的计算公式和工程经验较多，一个好的设备设计要有工艺专业、 设备专业、材料专业和仪表专业的密切配合。本论文只从工艺专业的角度来阐述。尽 管脱碳装置在化工装置里是一个较小的装置，但全部阐述设计过程需要较大的篇幅， 本文选择了两个具有代表意义的设备塔器设备ｃ．３０ｌ和换热器Ｅ．３０３，这两个设备的 设计也都借助了相关的工程设计软件。 ４．４．１吸收塔Ｃ一３０ｌ的工艺设计““””１ （１）数据输入表４．２Ｃ．３０ｌ数据输入一览表进口气体温度出口Ｃ０２８０．ｏｏ℃进口气体压力１８．９７ ａｔａ出口气体压力１８．７７Ｏ．０７０％（ＶｂＩ）ａｔａ贫液流量１３０ｍ３／ｈ贫液温度７１．００℃．２９．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计半贫液流量８７０ 富液流量９９９．４６ｍ３／ｈ ｍ３／ｈ半贫液温度 富液温度１０６．００℃ １１１．５２℃（２）吸收塔计算结果 ?吸收塔下段（第一级） 表４―３ Ｃ一３０１计算结果表（下段）Ｏ ● ３ ４ ５ ６ ７２８．２５ １８．ＯＯ ｌＯ．ＯＯ ７．ＯＯ ５．００ ３．８０３ ２００ ３．２００ ３．２００ ３．２００ ３．２００ ３．２００ＰＲ２ ＰＲ２１．２０ Ｏ．７３５１．６ ４７．３ＰＲ２（ＰＲＩ．５）０．４９（１．０８） ０．４３（Ｏ．９３）０．８２ Ｏ．７７４３．６（５３．１） ４２．６（５１．９）５１．Ｏ ５０．３ ４８．９ＰＲ２（ＰＲｌ．５）ＰＲｌ．５ ＰＲＩ．５ ＰＲｌ，５０．９０３．２０００．６６．３０．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计表４―６ｃ一３０ｌ计算结果表（上段）注：填料型号说明ＰＲ２…２”的鲍尔环 ＰＲｌ．５…１．５”的鲍尔环ＰＲｌ…１”的鲍尔环 （３）吸收塔设计接管数据及设备简图 由以上的计算结果可以看出，吸收塔的主要操作参数如下： 吸收塔：理论板数１４块，工艺气进料位置第１块板，贫液进科位置第１３块板， 半贫液进料位置第７块板，塔顶压力为１８４ｌｋＰａ，整塔压降小于１９ｋＰａ。计算出理论板 后，塔径根据填料泛点气速可以确定下塔塔径为３．２ｍ，上塔塔径为２．４ｍ． 吸收塔的填料体积可由以下公式进行计算：Ｖ＝Ｆ／（ＫＧａ丰△Ｐ。０２）其中：ｖ－填料体积（ｍ３） ＫＧ。体积传质系数ｋｍｏｌ／ｍ２．ｓ．ｋＰａ △Ｐ。。２为对数平均压差推动力ｋＰａ 推动力（ｋＰａ）△Ｐ＝塔内ｃ０２分压（ｋＰａ）．塔内平衡ｃ０２压力（ｋＰａ） 对数平均压差推动力＝（△Ｐ１一△Ｐ２）／Ｉｎ（△Ｐｌ／△Ｐ２） 塔内平衡Ｃ０２压力Ｐ＋Ｃ０２（ｋＰａ）和体积传质系数ＫＧ。在第三章已经论述过，现 将吸收塔下段和上段计算结果列表如下：表４．７Ｃ．３０ｌ吸收塔填料（鲍尔环）计算结果表西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计为了安全和塔设计的方便，并结合具体的工程经验，下塔填料装填体积取１４９．５ ｍ３，上塔填料取６８．７ ｍ３，并据此计算结果所做的工艺数据如下图所示。．３２ＩＩＩ西北大学工程硕士学位论文 项目名称； 装置名称： 设计阶段： 设备类别１ ２ ３４表４―８设备工艺数据表（填料塔） 第ｌ页共６页 设备名称 呖 ’收塔 填料塔３２００／２４００Ｉ ｌ ｌ 版次ｌ编制ｌ校核ｌ审核 图号：日期设备位号Ｃ－３０ｌ设各台数ｌ设备数据表编号页次修改 标记塔板型式 塔内径 床（填料）层数 串联床层，时间段 进出料状况 操作方式 操作压力 操作温度 床层气相负荷 气相密度 气相粘度 床层液相负荷 液相密度 液相枯度 表面张力 发泡系数 空塔气速 填料型式 填料规格或型号 填料材质 床（填料）层直径 床（填料）层高度 床层压降 板闻距 泛点率 负荷上限 负荷下限 壳体材质 内件材质ｍｍ ＭＰａ（Ｇ） ℃串联／并联５｜５ ６７气、液 连续１．７６２ １１ｌ／７ｌ ８５０００ ｌＯ．６７８ ９ ｌＯ １ｌ １２ １３ １４ １５ １６ １７ １８ １９ ２０ ２１ ２２ ２３ ２４ ２５ ２６ ２７ ２８ ２９ ３０ ３１ ３２ ３３ｋｇ『ｈｋａ，ｍ３ｍＰａ．ｓ｜１３６５０００ １３００Ｉ（ｇ，ｈｋｇ，ｍ３ｍＰａ．ｓｄｙｎ“ｃｍ， ｍ，ｓｍｍ ｍｍ ＭＰａ ｍｍ３２００／％ ％ＣＳ ＣＳ３４ 各注 ３５ ３６３７１．不许用铜或铜台金 ２腐蚀裕量：３“３８ ３９ ４０４ｌ４２４３ ４４４５４６：ｊ３一一西北大学工程硕士学位论文项目名称：表４―９设备工艺数据表（附图） 第２页共６页Ｉ ｌ Ｉ ｌ ｌ Ｉ 版次ｌ编制Ｉ校核Ｉ审核ｌ日期图号：装置名称： 设计阶段： 设备类别设各位号Ｃ．３０１设备名称 吸收塔 接管表 等级 用途 贫液入口 半贫液入口 工艺气入口 气体出口 富液出口 放空 排净 符号Ｐｌ－６ ０１－６ ６ ６ ５ ５ ２ｌ设备台数Ｉ设备数据表编号Ｉ ｌ ｌ Ｉ数量ＤＮ ３２ ３２ ５００ ４００５０页次修改 标记符号Ａ１ Ａ２ Ａ３ Ｂ１ Ｂ２ Ｖ Ｄ数量ｌｌＤＮ ２００ ４００ ４００ ３５０４５０ ５０法兰面法兰面等级用途 压力计口 取样口 人孔 手孔 液位计口 液位开关口 视镜口 人孔ｌ １ ｌｌＭｌ－５Ｈ１．５ Ｌ卜２ Ｆ１．４ Ｇ１．６４５０ ４０ ５００１８０６ ｌＭ６正常液ｔ ｒ（距底部距离） 注解：ｌ填料支承采用气体喷射式支承板。 ２该设备要进行整体热处理。一一３４一一―－―１，二――一Ｉ鲁Ｉ 品ｌ圈４―２吸收塔Ｃ一３０１筒图西北大学工程硕士学位论文一一３５一一３６一一一一３７一一一一３８一一西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计４．４．２二氧化碳冷却器Ｅ一３０３的工艺设计” Ｅ一３０３是一个存在相变的换热器，热负荷很大，并且要求二氧化碳产品气的压降 尽可能的小，以满足尿素装置对其的要求，保证压缩机正常的吸入压力。因此对换热 器的选型比较重要，结合类似项目的工程经验，选用Ｂｘｕ型的换热器，换热管采用 中２５ｘ２的不锈钢管，由于存在冷凝，换热管９０度正方形排列，为了保证凝液的自由 流动，应尽量减少壳程的内件。换热器的壳程不设折流板，在入口处只设防冲板，管 子长度不超过６０００ｍｍ，换热器的管程、壳程的污垢系数均取Ｏ．ｏ００３ ｍ２℃，Ｗ。各个 接管的大小都根据工艺要求的合理流速选取后，设备的管口和工艺管线的管口应该一 致。在上述结构尺寸大致确定和工艺冷热流股确定后就可进行换热器的设计。设计好 的ＴＥＭＡ表和换热器的结构草图见表４．１０和图４．７。３９西北大学工程硕士学位论文 表４―１ｃｕ８缸ｍｅｒ Ａｄｄ他３ｓ合成氨脱碳装置的技术改造设计ＨＥＡＴ ＥＸＣＨＡＮＧＥＲ ＳＰＥＣＩＦＩＣＡＴｌＯＮ ＳＨＥＥＴＪＯｂＮｏ．ＯＰｌａｎｔＬｏ∞日ｏｎＳｅⅣｌｃｅＯｆｌ Ｒｅ忙怕ｎｃｅ Ｎｏ． ｌ Ｐ∞ｐ∞刊Ｎｏ． ｌ加协ＣｏｏＩｅｒＲ“Ｅ３０３１Ｕｎ计Ｉ忙ｍ ＮＯ．ｓｉ册１８２¨８７７Ｔｙｐｅ１０６ ８１Ｂｘｕ ｍＨｏｒＩｚ讲怕ｌｓｈｅ¨ｓ，ｕｎｉｔ １ｃｏｎｎｅｃ蛔ｄ１阻怕¨ｄ１０６ ８１Ｂｅｍ３ｍｓｕ吨，ｕｎｉ“Ｇｍｓｓｌｓｕ―ａ∞ｆｓｈｏ¨ Ｇｆ∞ｓ＇ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ ＯＦ ＯＮＥ ＵＮＩＴＦＩｕⅢ～Ｉｏｃ砒Ｉｏｎ ＦｌｕⅢＮａｍ自ＦＩｕｌｄ ＳｈｅＨ Ｓｉｄｅ １ｂｂｅ ＳｉｄｅＱｕａｎｔ“ＶａＤｏｕｒＴ０ｈｌｋｇｍ５３１６１１ ２６２１２ ０ ２７８９９１ ＇８６８５ ７１６４５００２ ＯＬｉｏｕⅢ Ｓｔｅ日ｍ１６４５００２ ０１６４５００２０Ｎ呲ｏｎｄ吣ａｂＩｅＴ。ｍｐｅ怕ｔｕ阳（ｆｎ，０Ｉｊｔ）Ｄｏｎ８ｉｔｙ Ｖｉ８ｃｏｓｉｔｙ ｋｇ，ｍｃ １ ０５１６４５００２ Ｏ ５１４７３ ９１６４５００２０柏０９９２ ２ ０６５３２４ １ ７８Ｂ ０ ０１５３８ ００１５３６ ４１ ７３２０ ９９５１ Ｏ ７６４８８４２０ ９９１ ５∞呲ｉｐｏｉｓ８Ｏ ６２９４６Ｍｏｌ∞ｕｂｒＷ日ｉｇｈｔ．ｖａｐｏｒ Ｍｏｌ们ｕｌａｒＷｅｉｇｈｔ．Ｎｏｎｃｏｎｄｅｎｓａｂｌｅ Ｓ即ｃｉｎｃ Ｌａｔ帅ｔＩｎＩｎＨｅａｔ ｋＪ，ｋｇ Ｋ １ ２７４６４１８１５ ０ ６１８８ ０ ６３３５Ｔｈｅｍｌａｌ ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙＨｅａｔＷ『ｍＫｋＪｍ口Ｐｒ瞄ｓｕ伸ｂ矗巾山ｓ）ｍｆｓ１４ ８７１４ ８７ ０１０１ ０ ０２４２６０ ０２４２６ ０ ０００３００００３ ０００３ ｂａｒ３．ｖｅｌｏｃ时 Ｐ悻３ｓｕ障Ｄｒｏｐ，Ａ¨Ｏ批，ＣａＩｃ． Ｆｏｕ¨ｎｇ Ｒ瞄Ｉｓ协ｎｃｅ ｌＭｉｎ．Ｉ Ｈ朝ｔＥｘｃｈａｎ口ｅｄＴ阻ｎｓｋｒＲａｔｅ，Ｓｅｒｖｉｃｅ １９１０９ ４１ ９１０９４ ５６２ ５５６２ ５ｍ删０ １２７８１０’２７８１ｆ０ （Ｏ０００３６ｍｒ倒ＩｏＯＤ）０００３６嵋晒ＴｅｄｔｏＯＤ）Ｏ∞３ＣｋＷ Ｄｉｒ乜，５６４ＭＴＯ ４３５ ５７３５ ５７ ８９７ ２８９７ ２４５６４ＣＩ的ｎＷ，ｍＨＣＯＮＳＴＲＵＣＴｌＯＮ ＯＦ ０ＮＥ ＳＨＥＬＬＳｈｅ¨ＳＩｄｅ ＤｅＢｌｇｎ，ｒｅｓｔ ＤｅｓＩ口ｎ Ｔｕｂｅ Ｓｉｄｅ ５ ６３５ ６３ｓｋｏｔｃｈ（ＢｕｎｄＩＢ刑ｏⅡｌｅ ｏｎｅｎ扫ｔｉｏｎ）Ｐ怕９９ｕ怕ｂａ“ｇ）Ｃ３ ５４３ ５４Ｉｌ１４２ ０’４２ ０ ２ ２Ｔｅｍｐｅ怕ｔＩＪ帕Ｎｏ．ＰａＢｓ日Ｂ∞ｒＣｏｒ巾ｓｉｏｎＡ¨ｏ㈣ｅ６４１惦４１４ ＩｎｔｅＬ ２２６２ ２２６２ ｏＤ ２５ ０２５ ｏＳｈｅ¨阳咖ｇｓＴｕ６。Ｎ。?ｍｍＴｈ“２ ０２ ｏｍｍ。。“９曲１８７７４８７ｍｍＰ。ｔｃ“３２ ０３２?ｏｍｍ帅９０ＴｕｂｅＴｙｐｅｐⅫｎＢｏｎｎｅｔｐｌａｉｎ ＩＤ １８２９１８２９ ｏＤＭａｔｅｒ㈨ｍｍｓ№¨Ｃｈ跏ｅｌＦＩｏ酬ｎｇｌｓｈｅ¨ｃｏｖｅｒ ＣｈａｎｎｅＩ ＣｏｖｅｒＩＩｎＩｅｇ．｝｛鼬ｍｏⅥ）ｏｒＴｕｂ∞ｈｅ毗?Ｓｂｔｉｏｎａ呵Ｔｕｂｅｓｈｅｅ｝ＦＩＯａ咖ｇＩｍｐＩｎｇｅｍｅ呲ＰｒＯｔｅｃｔｉｏｎｏ ｏ髓用船－ｃ惴Ｂａ什Ｉｅ３?ＬｏｎｇＨｅａｄ ＣｏｖｅｒＴｙｐｅｕｎｂａ”ｅｄｕｎｂａ用ｅｄ％ｃｕｔｓｅａｌ；ｉ：：ｓｐａ州ｎ９‘，ｃｍ“‘ｍ…ＴｙｐｅＴｙｐｅＳｕｐｐｏ啦．ＴｕｂｅＢｙｐａｓｓ Ｓｅ训Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ Ｅｘｐａｎ￥ｉｏｎ ＤＶ２．ＩｎＩｅｔ Ｇａｓｋｅ乜ｕ－ＢｅｎｄＴｕｂｅＪ仙ｅｓｈｅｅｔ ＪｏｉｎｔＴｙｐｅＢｕｎｄｌｅＪｏ㈨Ｎｏ跹ＩｅＳｈｅ¨ＳｉｄｅＥｎ晌ｎｃｅＴｕｂｅ ＳＩｄｅＢｕｎｄｌｅ Ｅｘ｛ｔＣｏｄｅｆ沁ｑ山帆ｎ协１ｂｍａ８４０４８４０４ Ｆ¨ｌｅｄＦｌ∞Ｕｎｇ Ｈ明ｄＣＩａｓｓＲＲ ２７２６２７２６ｗｅｉｇｈ惦ｈｅ¨ｗＩｔｈｗａｔｅｒ２５２２８２５２２８ＢｕｎｄＩｅｋ口４０．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计计算结果汇总．．．．．一一一一一一一一一结果汇总一一一一一一一一一一一．一．．． 面积比（实际／要求）１．００３４ 面积比（干净） 有效平均温差单程 ＬＭＴＤ１．５９５０负荷比（实际／要求） 热负荷３５．５７１．０００ｌ １９１０９．４ ｍ２ ８８．５ １ｋｗＭＴＤ℃℃传热面积（Ｕ－ｂｅｎｄ面积３６．１９１０６．８１）壳程 传热系数． （以管子外径为基准．）压降 ｗ／ｍ２ Ｋ（清净） （污垢）“６１．８３８６１．５４ ０．２４３ ０．６２６管程４７２２．９２ １７５７．８５ ０．５ｌｌ ０．１８９合计８９７．２２ ５６４．４３实际接管损失率 阻力：ｍ２（壳侧／管侧／壁）Ｏ．０００８６ Ｉ／０．０００２ ｌ ２／Ｏ．００００４２ ０．Ｏ００３００／０．０００３５７／Ｏ．０００６５７Ｋ／Ｗ污垢系数（壳侧／管侧／合计）４ｌ。图ｑ一／４２一一西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计在实际的设计中选用了两台同样规格的换热器串联使用，以保证系统的可靠稳定。４．４．３工艺设备一览表对工艺装置的其他设备进行完整的工艺计算，最终确定的设备规格如下表所示。表４．１ｌ 工艺设备表设备名称Ｃ．３０ｌ项目内径 切线ｋ度 操作温度 操作压力 材质 填料量规格３２００／２４００ ｍｍ吸收塔４５６８０ｍｍ ７１／１１ｌ℃１．８６ ＣＳＭＰａ（Ａ）～２２０ｍ３３４００ｍｍ ３９７５０ｍｍＣ．３０２内径 切线跃度 操作温度 操作压力 材质 填料量高压再生塔１０３／１２７℃１０５ ＣＳｋＰａ（Ｇ）～２１３ｍ’ ３０００ｍｍ ３８６７５ｍｍ９５／１０９ １４ ＣＳＣ．３０３内径低压再生塔切线长度操作温度 操作压力 材质 填料量℃ｋＰａ（Ｇ）～１２４ｍ’８０ ０７ｘｌＯｏｋＪ，ｈＥ．３０ｌ热负荷 壳程温度入口／出口 管程温度入口／出口 换热面积 壳程材质 管程材质塔底再沸器１２７／１２７℃ １２７／１２７℃１６５０ｍ‘ ＣＳ ＳＳＥ．３０２贫液冷却器热负荷 壳程温度入口／出口 管程温度入【＿】／出ｕ 换热面积 壳程材质 管程利质１２．０ｌ ｘ１０６ ｋＪ／ｌｌ１０９／８２℃ ３２／４２℃５０ ＣＳ ＣＳ ｍ。Ｅ．３０３塔顶冷凝器热负荷 壳程温度入口／出口 管程温度入口／出口 换热面积 壳程材质 管程利顼６８．７９ ｘＩＯｏｋＪ／１１９９／４０℃ ３２／４２℃１４００ ｍ― ＳＳ ＳＳＥ一３０４热负椭 溶液温度 入口／出口 冷却水温度入口／出ｕ．４３．Ｉ．７２ ｘ１００ ｋＪ／ｈ板式换热器７４／４０℃ ３２／４２℃西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计设备名称项目换热面积材质规格ｌＯ ＳＳｍ２Ｐ．３０１流量１５０ｍ’／Ｉｌ２０４ｍ半贫液泵扬程功率 材质１３２ｋＷＳＳＰ．３０２流量 扬程 功率 材质 流量 扬程 功率 材质１００５ｍ’／｜Ｉ１８ｌ ｍ ７６６ ＳＳ贫液泵ｋＷＨＴ＿３叭 水力透平１２００ｍ’／Ｉｌ ８４ｍ２７８ｋＷＳＳＰ．３０３Ａ／Ｂ凝液泵流量 扬程 功率 材质 流量３３ｍ３／ｌｌ９ｍ１．５ｋＷＳＳ ５８ｍ’／｝ｌ３７ｍ １ｌ ＳＳＰ．３０４滤液泵扬程功率 材质ｋＷＰ．３０５氧化溶液泵流量 扬程 功率 材质１４ｍ’／ｈ １２ｍ２ｋＷＳＳ ７０ｍ’／ｌＩＰ－３０６流量 扬程 功率 材质 内径液下采５０ｍ２ｌｋＷＳＳＳ．３０１２６００ｍｍ ２９００ｍｍ ４０℃６ ＳＳｌ＃分离器切线长度操作温度 操作压力ｋＰａ（Ｇ）材质Ｓ一３０２内径 切线长度 操作温度 操作压力 材质１４００ｍｍ １９００ｍｍ ７ｌ℃１７４３ ｋＰａ（Ｇ） ＣＳ２＃分离器Ｔ－３０ｌ溶液贮槽内径 高度 操作温度 操作压力 材质７５００ｍｍ ８０００ｍｍ６０℃ＣＳ西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计设备名称Ｔ－３０２项目尺寸规格５０００ｘ３５００ｘ１５００ ｍｍ溶液制备池操作温度操作压力 材质９０℃ａ仃ｎＣＳＴ－３０３氧化槽内径 高度３２００ｍｍ ５０００ｍｍ ４０℃操作温度操作压力 材质Ｆ一３０ｌＣＳｌ＃过滤器操作温度 操作压力７４℃６４７ ＣＳｋＰａ（Ｇ）材质Ｆ－３０２２＃过滤器操作温度 操作压力 材质７４℃６４７ ＣＳｋＰａ（Ｇ）Ｆ．３０３３＃过滤器操作温度 操作压力 材质７４℃６４７ ＣＳｋＰａ（Ｇ）４．５脱碳装置的布置原则和设备布置图 ４．５．１脱碳装置的布置原则 （１）工艺要求 设备的物料流动顺序由工艺流程图确定，由于真空、重力流、碳酸钾结晶预防及 等要求抬高设备时，应按照管道仪表流程图（Ｐ＆ＩＤ）的标高要求布置设备。并根据管 道仪表流程图（Ｐ＆ＩＤ）以及关键管道和合金管道的配管要求顺流集中进行设备布置，满足流程要求。 （２）操作要求装置布置要为生产操作建立良好的操作条件，主要包括：操作和检修通道，合理 的设备间距和净空高度，必要的平台、楼梯和安全出入口，尽可能减少污染、噪声等。（３）安装和维修要求大型设备的安装和检修应尽可能采用可移动式起吊设备，在布置阶段要考虑以卜Ｊ几点： 道路的出入口方便吊车的出入；４５西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计有足够的搬运及吊装所需的占地面积和空间；便于设备内构件及填充物（如填料） 等的搬运和装卸； 在定期大修时，能对大部分设备同时进行维修工作； 对换热器等的管束抽芯要考虑有足够的场地，对大型泵和透平等转动设备的部件 更换及驱动机的检修、更换提供足够的拆卸区。 （４）安全要求 ａ）防火间距，按照《石油化工企业设计防火规范》ＧＢ５ ０１６０一９２执行。ｂ）消防通道，通向设备的所有道路出入口，可作为消防设备的通道，装置内消防 通道的净空不应小于４５００ｍｍ。 ｃ）易燃易爆设备宜与其它工艺设备分开布置，或以道路相隔，其间距应符合《石 油化工企业设计防火规范》ＧＢ ５０１６０―９２的要求。 ｄ）装置内要有安全通道，以便发生事故时疏散人员。安全通道上不得有障碍物。 注意环境保护，防止污染及噪音。对噪音大、易泄放污染物的设备应隔离集中布置， 并采取防污染，降噪音措施。（５）布置说明合成氨的原料气经过变换后的水煤气为易燃易爆物质，吸收二氧化碳的碳酸钾溶 液对人的眼睛及呼吸道有伤害作用，整个装置的生产过程具有易中毒、易爆炸的特点， 本装置设备布置采用露天化与敞开式框架相结合的形式，既可减少建筑物及占地面积， 节省投资，又能自然通风，防止易燃易爆气体积聚，有利于保证生产安全和工业卫生。 吸收塔和两个再生塔集中布置在本装置的中间区域，其他设备和整个装置的布置 均以此设备为中心来考虑。维修间和框架也在塔周围安全的空间布置，并根据消防要 求来布置层高。在采用露天化、流程式布置时，塔器和再沸器露天放置，靠近道路， 便于设备吊装及检修拆卸。冷凝器、回流槽及其他设备按流程及位差要求顺流布置在 敞开式框架内，节省占地，方便操作。 建议的设备布置图见附图：脱碳装置建议设备布置图。４．５．２脱碳装置布置说明（１）整个装置的布置采用框架结构，按工艺要求将设备分层布臀。Ｅ．３０３塔顶冷 凝器布置在框架的最上层，减少了塔顶二氧化碳的出气阻力，冷凝液更容易进泵，并 且消除了液相进泵的液袋。为ｒ保证脱碳高压再生塔塔底溶液的自然循环，再沸器 Ｅ．３叭根据塔的裙座的高度和塔釜液面的要求，将其合理的布置在＋ＩＯｍ的层高上。 （２）在平面部之中，Ｃ一３ ｏｌ、Ｃ．３０２、Ｃ一３０３布置在装置区的中心区域，在中心一４６．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计留出了１００００×１２０００的检修区域，用于大检修时材料的堆放。 （３）所有的泵布置在泵房中，这些用电转动设备的集中布置易于电机的维护，并 且泵的开启、现场运行信号的现实也比较集中，便于巡检。 （４）ｓ一３０２用于分离吸收塔出来的气体中夹带的液体，因此其紧靠ｃ．３０ｌ进行布 置。其他设备的布置按照ＰＩＤ上物流的方向，按顺序围绕大塔进行放置。．４７．西北人学工程硕士学位论文台成氨脱碳装置的技术改造设计５脱碳系统存在问题再生塔底再沸器的热量来源问题 个熏要问５．１如何降低脱碳系统再牛蒸汽的消耗始终是脱碳装置流程开发和研究的题。在系统中有多余的低压废热蒸汽的条件下，用蒸汽来再生在经济性上来讲并不显得十分突出，如果装置中有额外的可供利用的热源，脱碳再生塔塔底再沸器应充分利 用这个热源，毕竟这个热源的等级要求不是很高。低温变换气有大量的热源可供系统 利用，做好气化、变换、脱碳、合成等几个大的工艺装置的换热网络的优化对合成氨 节能降耗将会起到积极的作川。５．２溶液泵与水力透平的联合使用脱碳吸收塔Ｃ．３０１的压力较高，从吸收塔底出柬的富含二氧化碳的溶液，在进入 再生塔进行低压再生时，会有很大的势能耍转化，这就是在脱碳装置中设置水力透平 的目的，水力透平可咀做功驱动装置内的动力设备。陕化的脱碳装置也是这样设计的。 但国内的制造水平使此设备达到工艺要求有一定的难度，需要从国外引进。５．３再生塔塔内件的设计塔内件的设计对塔的传热和传质有很大的影响。本文对吸收塔的内件设计给出了 比较详细的结果。对于高压再生塔ｃ一３０２和低压再生塔的以下内件￣嫂计应该根据资料进行进一步的研究和分析： （１）高压再生塔Ｃ－３０２ ?高效液体再分布器，开孔数、开孔直径、单位面积的丌孔率、孔的尺寸和空旬 距都可以参考吸收塔的设讣数据。?根据相关资料设计再沸器的出料塔盘：包括合理的升气管直径、高度和数目军需要做详细的分析。 ?根据相关资料认真设计半贫液山料塔黼。 ?液丰Ｈ进荆分布器最好设计成两个位置相对，上ｌ沿着再生塔壳体切线方向分布的 进料口，富液进料ｒ］设计成ＤＮ３００ （２）高压再生塔Ｃ．３０２ （２）高压再生塔Ｃ一３０２ ?高效液体冉分布器 ?半贫液出料塔盘 ?进料【＿Ｊ．４８。西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计?蒸汽再分布器５．４换热器的布置问题由于脱碳系统的碳酸钾和碳酸氢钾都容易在系统内结晶，尤其是一些有热交换的 溶液设备，在布置上应该十分注意，在换热器选型上要十分慎重，保证系统安全长周 期运行，具体的解决办法本文没有做论述。这些应该在实施引起足够的注意。．４９．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计６结论和建议本论文从本工段物料衡算、热量衡算和设备计算等方面入手，运用先进的计算机手段，对脱碳装置的工艺、设备、布置、自控等设计问题进行了研究和设计，给出了 一整套脱碳装置工艺设计文件，该设计具有如下的特点： １．合成氨原料气在ＣＯ变换后，净化采用脱碳吸收、再生系统采用双塔变压再生 技术，在国内中型氮肥厂的应用是首次实践，较传统的脱碳装置，本设计再生效率提 高１０％，溶液循环量降低ｌＯ％，再生气压力提高到６ｋＰａ（Ｇ），二氧化碳的再生热耗为７２８ｋｃａｌ／Ｎｍ３Ｃ０２。采用节能的技术解决了陕化厂合成氨中净化装置的瓶颈问题。２．根据工程经验，借助先进的计算机工程化模拟手段，采用的数据是准确的。合 理的确定了设备的结构形式等完整的工艺数据，设备设计是优化的。 ３．自控系统的设计采用了先进的ＤＣＳ控制系统，相对于原装置的操作，大大降 低了生产劳动强度，并提高了装置运行的可靠性。 ４．脱碳装置的布置充分考虑了工艺顺序的合理性、经济性、检修距离和安全距离 等多方面的因素，布局是合理的。 ５．本课题各设计严格遵守行业标准，提供了完整的工艺设计技术文档，设计结果 通过了华陆工程科技有限责任公司相关部门的评审。结果表明，用双塔变压再生技术 使用大大降低了脱碳系统的能耗，先进合理流程设计必将带来可观的经济效益。 限于篇幅和论文的进度安排，该课题还可以不断的充实和完善，起到对合成氨原 料气的净化脱碳装置的设计有较大的指导作用。。５０．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计７致谢本论文在成文期间得到西北大学化工学院郭人民老师、华陆工程科技有限责任公司程惠亭高级工程师及华陆工程科技有限责任公司陕化建设项目组成员关怀、帮助和 支持，在此表示十分的感谢！．５１．西北大学工程硕士学位论文合成氨脱碳装置的技术改造设计８参考文献：【ｌ】ＡｓｐｅｎＴｅｃｈ Ｃｏｍｐａｎｙ，化工流程模拟系统Ａｓｐｅｎ Ｐ１ｕｓ用户手册。［２】ＡｓｐｅｎＴｅｃｈ Ｃｏｍｐａｎｙ，化工流程模拟系统Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ物性数据软件包。【３】ＨＴＦＳ Ｃｏｍｐａｎｙ＇换热器设计软件ＨＴＦＳ ＴＡＳＣ３．Ｏ用户指南。［４】华陆工程科技有限责任公司，塔板流体力学设计软件ＴＨＥＳ用户指南。 ［５】华陆工程科技有限责任公司，陕西化肥厂节能技术改造可行性研究报告。 ［６】华陆工程科技有限责任公司，Ｇ－Ｖ公司脱碳设计工艺数据包１９９７。 【７］陈敏恒 化工原理 化学工业出版社。Ｓａｖａｇｅ，Ｃａｒｂｏｎ Ｄｉｏ“ｄｅ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｎｔｏ Ｐｒｏｍｏｔｅｄ【８］Ｔｓｅｎｇ，Ｐ．Ｃ－，ｗ．Ｓ．Ｈｏ，Ｄ．ｗＣａｒｂｏｎａｔｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，ＡＩＣｈＥ Ｊ．，３４（６），１９８８，ｐ９２２～９３１．［９】ｓａＶａｇｅ，Ｄ．ｗ，Ｇ．Ａｓｔａｒｉｔａ，ｓ．Ｊｏｓｈｉ，ｃｈｅｍｉｃａｌＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆｃａｒｂｏｎＤｉｏｘｉｄｅ ｆｒｏｍ Ｈｏｔ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｌ ９８０，ｖ３５，ｐ １ ５ ｌ ３【ｌＯ】袁一等，化学工程师手册，化学工业出版社。 【ｌｌ】涂晋林，庄永定，苯菲尔改良Ｇ?Ｖ及热钾碱脱碳溶液的修正转化度和二氧 化碳平衡分压的计算方法，１９８２，ｌ，１―７ 【１２】袁一，曾宪龙，大型氨厂合成氨生产工艺，北京，化学工业出版杜。 ［Ｉ ３】于遵宏，朱炳辰，沈才大等，大型合成氨厂工艺过程分析，北京，中国石化 出版社。 ［１４】国家医药管理局上海医药设计院，化工工艺设计手册，化学工业出版社。 【１５】石天宝，脱除ｃ０２工艺技术进展综述，四川化工，１９９４，ｌ，３８。
ｏ、，Ｊ，，“，一、刚，Ｋ惫趟扑书匿 蹦Ｈ种《 』―Ｗ般‘、ｋ。．－一＼￡）、ｈ’一，’’（，名，，。１Ｚ 望 凸坌《世 掣］ＵＪ 甲审回…晶蠡熏囊 ｛：固一叮｛嚣戳国ｊ搿』牌 呼谚｜一铷，龠睁―－！一卤…………』‘：９’＜―＝ｂ ｌ。叫竺坚哇１型一ｌ圃…由…斯１ Ｉ 々２厂、■｜．． ’固卜、叩：＠哉吣际孤廷；ｌ ＋一／。…一“”。爿…一目乱千军闭 甲；。’５喵诫，，睦魁、冈幽一：《ｌ犏《瀚ｌ扩 ”４、姓￡Ｐｌ竖：！竺型型ｌ―ｌ｝ 彳 ｆ囟８｝ －一＝Ｈ女‘ 盘６，；≮。一；ｌ。＿ｒｒ日刮犁昌 击：｝雕冈！． 硅 × ｊ量 × 簟 Ⅸ “攘梦秽Ｌ净一‘Ｔ｝。．嵩…“潲……“１《三一声裂 。…２０￡一ｌ互．嗤Ｉ々ｄ。鞲２：ｉ誊．．＿“叫《一ｐ。Ｉ《 净一匆 臣芽萋ｆ“ｆｐ刊’“⑨一蠹毒甲…匣一…一娴蚓Ｉ蕊 ：裔函￡』ｉ圆曲蕊 ；蒲 函剑ｉ毯曲铲 蠢 图卤 吲疆锰ｉｉ摹 ｌ班《ｐ ≤移壹一班刊羔 ｒ“ｌ杆静 ｆｌ＠乳卣俺耋吉卤＠ｂ圈…ｌ：一 一臣圈 靠ｉｉ◇嘲鬯＞缸 蹰 吊捌 翟ｌ§ ｛ｌ ｌｌｉｌｌｉＩ―― ――，；ｌ．１２ ｌｉｉ§蕤；Ｔｌ！ 鞣广奉习 ｝ｗｇ弋豆。厂丁；，ｌ担、 ｔｊ－ｌＨ州”墓｜鑫ｔ基… ｊ！ａ萎８ ；。‘ｑ｛＝。。毒；霹Ｉ◆｜襄ｋ．ｄ簦ｊ己怔ｈ¨．１ｌｌ『…一 、箜 Ｄ 凸 坌 芷 巴 ］Ｕ一“。自ａ 酶，Ｊ＿３矿￡，’＿疆心，叩ｉ，ｆ≈ｌ’｝弓丰１ｆＥＤ闫ｌｉｌ 盛。――一、…‘。》塞‘ｏｌ 匦－．。零嬲；＝：沪ｉ飞一兮：霪 ③伊 ： Ｉ姻ａ 慕―‘●乳∥｛八乳。――Ｉｌｌ强；…口Ｉｌ｛∥一尊一曲。‘１｝侧。鞠￥潮ｂ掣Ⅵ酽ｉ主去世黝一妊三＝１、．＾Ⅷ，ｍ１『＃－ｌ（∞ 。一ｑ疆ｍ山扫Ｉ引＝｝．口∈砂Ｊ、／３．――Ｅ一 ＿―― 。――一…ｑ…’ｏ；ａ』。｛塞燃 ……【捌。：ｂ―基―＋＞一蜡 品’。一量蒜 ｇ 鼙ｍ一｜一＊ｌ：，；矗～“ｌ｜一■ｌｌｉ＾女ｌｆ Ｓ； 溺 Ａ严…一ｒ＼＝岁／一≮‘“，Ｎ２蒌心－、Ｌ一 弋ｒ，ｐｆ＠ 萨…”一ｆ…ｌｌｆ ｆｉ＠上一．史简―蕊一 ¨‘『尊》弹瞳‘起 引 ｌ剐…＊一‘‘Ｆ一ｊ期＝～ｎ寸Ｌｎ、。卜、蜒鼬蓁萤雾一雌哥∽埋一璺霜薹釜毋疑嚼眠要匿馨≮墨搬牟碍基采目西蹬Ｉ雾ｉ■厂钎硝、◇ｌ８萃＼＼…，一 ｜、Ｅｏｐ ￡ ≈率 ｉ ２ 等２阴蘩卜瑚ｇ塑！刺炒娟卜唾晓礅东｝ｆ∥拉毫．．≮；呼●Ｐ下商葛藤雨葛一尉｝Ｊ．盥一疗 ｝ａ 自：一――?＞．ｉ茜｝ｌ《 ｇＪ砖ｌ由芦｝一“叫Ｊ卜．”…。ｊ时叩擅＠厂毋ｌ壶瓢ｆ：戡≤弛岔磐ｊ｝｛ ｝ｌ融ｌ―Ｊ￡ｆｌ函内ｌ画而讯南≮一怨事二ｆ―Ｉ≮：Ｈ“｛＊＾’鼎、一图星擎卜３２雏｜｜｜―――川甜ｌ引Ｌ去２‘±崮Ｉ‘ｕｏｕⅢＬｕＩ―１￥Ｊ。Ｊ写Ｉ一］２ｄ―Ｓ０￡３ｄ―ＳＩ蔼ｌ目Ｉ一工引靠；ｎ ｏ（、’；Ｕ』嘴：２、一 一｝一町 刚 ｏ 聪ｐ’把 ！一工出凸＿＞ 苎耋 蓁镪ｉ舞ｌ三９２ｉｇ。器匿ｌｉ ｜ｌ｜ｎＪｌｌｉ卜］ａｄ―ｐ０￡３ｄ一￡Ｚ）！。．Ｃ３々∞ 刚 ｏ ｍ凸＿Ｐ’ ｂＪ置一＼占卅昌一ｉ）ｉ刚 ｏ∽ｂＪ山 午昌醉ｊ ｝塞己喜占寸』８争㈨匿～扇．．――叫ｇ厂＿。１拉 粤 楼薹目睁蚌擎蘼鞴 甲蓖莎曰一翟 斟Ｉ―ａｐＨ一。Ｉｅｓ］一ｓ２ 一ｌｉ委＾一∞ ∽ ｏ（ｄｄ）＾一８ｔｗ＿￡ｌ￡３ｓ＿ｇ∞Ｄ＿避 霾ｔＸ８０ｌ口．８０１２―０占ｆ９ｙｕＩ，７ｙｍ７／ＩｏＩ／￡［９＞蘑塞洲蜘ｆｄｒ ｝）＾一日ｔＨ一９Ｔ￡ｊＳ―Ｃｔ《 ∽ ｏ 乱由 芏 南∽蠼 裂篷 囊Ｎ―Ｅ｛抖．Ｏｏｃ＾口一０ｔ一ｏ ｎ∽虬篱∞ ，Ｈ ｏ 苫ＬＪ＆ ； 孽 兽 葛Ｚ （ｄｄ）＾＿８ｔＨ―ｔｌｃ嚣一姒萋蓁霎 耋蓑ＬＵ目 ｏ ∽Ｑ－“蓁蚕椎鱼ｎ虫ｏ ∽Ｌ一茬 睾蓁．ｆ裂Ｎ?］ＩＨ?ｅｏｅ＾ｄ一０ｐ Ｌｋ一，旺、ｏ（ｄｄ）＾一８坩一￡Ｉ￡ｏｓ毛Ｉ∽Ｑ＿ｉ萤辜虹 ＿一 ｏ ∽ 椎 Ｕ 藿蓁鬟卜］Ｈ一０Ｄｅ＾Ⅱ一Ｄｐ圭塞Ｐ＇Ｉ叶 Ｌ＾一一ｉ ‘１一一ｉ；啦ｘ删（ｄ由＾一Ⅱｔｗ－ＴＩ￡：括一Ｓｌ∞ ＇Ｈ ｏ ∽Ｄ－ｎ ｏ ｎＮ一］ＩＨ―１０￡＾Ⅱ一０’ Ｌ．Ｌ．一曩一羹ｏ ｍｌ一杈 震虹 ＇一 ｏ ｎ 陕（ｄｔ Ｉ）＾一日’¨一０１ｅ３Ｓ―ＳＴ ０＿搔Ｎ一３ＩＨ―ｔＯ￡＾ｄ一０ＳｌＩ―日ｔＷ一８０ｅＳｌ―００Ｉ霾一 一龠烃嚣（ｄｄ）＾一ａ｝Ｗ一￡０￡３Ｓ一￡９翠ｂ～ 耙 ｏ Ｌ 门ｌ一 艘舞
脱碳装置的技术改造设计（陕西化肥厂15万吨/年合成氨）作者： 学位授予单位： 刘艳军 西北大学参考文献(16条) 1.参考文献 2.AspenTech Company 化工流程模拟系统Aspen Plus用户手册 3.AspenTech Company 化工流程模拟系统Aspen Plus物性数据软件包 4.HTFS Company 换热器设计软件HTFS TASC3.0用户指南 5.华陆工程科技有限责任公司 塔板流体力学设计软件THES用户指南 6.华陆工程科技有限责任公司 陕西化肥厂节能技术改造可行性研究报告 7.华陆工程科技有限责任公司 G-V公司脱碳设计工艺数据包 1997 8.陈敏恒.丛德滋.方图南 化工原理 9.Tseng P C.W S Ho.D W Savage Carbon DioxideAbsorption into Promoted Carbonate Solutions .Savage D W.G Astarita.S Joshi Chemical Absorption and Desorption of Carbon Dioxide from Hot Carbonate Solutions 1980 11.袁一 化学工程师手册 12.涂晋林.庄永定 苯菲尔改良G?V及热钾碱脱碳溶液的修正转化度和二氧化碳平衡分压的计算方法 .袁一.曾宪龙 大型氨厂合成氨生产工艺 14.于遵宏.朱炳辰.沈才大 大型合成氨厂工艺过程分析 15.国家医药管理局上海医药设计院 化工工艺设计手册 16.石天宝 脱除CO2工艺技术进展综述 1994(01)相似文献(10条) 1.期刊论文 刘怀军.陈瑜.高艳平.Liu Huaijun.Chen Yu.Gao Yanping 双塔变压再生脱碳工艺应用总结 -化肥工业 )简介了双塔变压再生的原理及应用情况.改造后,一次碱洗出口CO2含量为1.5%,二次碱洗出口CO2含量为0.13%,低变出口CO含量为0.09%,甲烷化炉温差小于 30℃,新鲜气中CH4含量为1.0%以下,合成系统放空量减少,氨产量明显提高,最高日产氨430 t,吨氨高压蒸汽耗下降400kg,低压蒸汽耗下降760 kg.通过实际运 行,双塔变压再生的控制要点为调节溶液循环量、控制液位、缩小压差、控制溶液温度和浓度、防止溶液起泡.2.会议论文 王祥云.王安荣.郝爱香.汪志和 低供热源变压再生脱碳新工艺的开发及应用 2000开发了一种低供热源变压再生脱碳新工艺,并为该工艺研制了一套过程模拟计算和调优软件.在脱碳溶液再生系