合成氨原料氣脫碳與再生工藝的設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：12萬(wàn)噸/年合成氨脫碳及再生工序工藝設(shè)計(jì)系 別：化學(xué)化工系專 業(yè)：煤炭深力廿工與禾u用姓 名：會(huì)里學(xué) 號(hào)：111308128指導(dǎo)教師：&城建學(xué)院2011年5月14日城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書題目2萬(wàn)噸/年合成氨原料氣脫碳及再生工藝設(shè)計(jì) M* W MM* MMM W 系另Ij化學(xué)化工系專業(yè)煤炭深加工與利用班級(jí)1113081學(xué)號(hào)28學(xué)生會(huì)軍指導(dǎo)教師曉燕城建學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、主要任務(wù)與目標(biāo)：設(shè)計(jì)題目：12萬(wàn)噸/年合成氨原料氣脫碳及再生工藝設(shè)計(jì)原料氣組成：組成CO2COH：n2ch4含量/%0.20.2620.3320.1910.015工藝條件：氣液兩相的入塔溫度均為25C;吸收塔操

2、作壓力1.4MP&,解吸塔操作壓力常壓;吸收劑的入塔濃度根據(jù)操作情況選取；設(shè)計(jì)目標(biāo)：經(jīng)脫碳后二氧化碳含量W 1.0%;再生段二氧化碳回收率93%0二、主要容與基本要求：主要容1明確設(shè)計(jì)任務(wù)，査閱文獻(xiàn)資料；2確定設(shè)計(jì)方案：通過(guò)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)篩選、對(duì)比，選定技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì) 效益好的設(shè)計(jì)方案；3明確已知條件、工藝參數(shù)及計(jì)算基準(zhǔn)；4工藝計(jì)算部分5穩(wěn)定性及機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算6工藝流程圖繪制7主要設(shè)備結(jié)構(gòu)圖的繪制基本要求工藝設(shè)計(jì)要做到：符合國(guó)家的經(jīng)濟(jì)政策和技術(shù)政策，合理運(yùn)用國(guó)家 的財(cái)富和資源；工藝上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理；盡可能吸收最新科技成果， 力求技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益更大；不造成環(huán)境污染；同時(shí)符合了國(guó)家工業(yè) 安全與衛(wèi)生

3、要求。三、計(jì)劃進(jìn)度：1.接受設(shè)計(jì)任務(wù)：1.0天2收集資料：5.0天3. 制定設(shè)計(jì)方案提交設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告：5.0天4. 設(shè)計(jì)計(jì)算：15.0天5. 設(shè)計(jì)圖紙繪制：15.0天6編制說(shuō)明書：7.0天7答辯：2.0天合計(jì)：50.0天四、主要參考文獻(xiàn)：1小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊(cè)化學(xué)工業(yè)2塔設(shè)備設(shè)計(jì)科學(xué)技術(shù)3化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)4化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)5化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)化學(xué)工業(yè)6化工過(guò)程設(shè)計(jì)化學(xué)工業(yè)7化工設(shè)備設(shè)計(jì)化學(xué)工業(yè)8化工設(shè)備手冊(cè)化學(xué)工業(yè)指導(dǎo)教師（簽名）:教研室審核意見(jiàn)：（建議就任務(wù)書的規(guī)性；任務(wù)書的主要容和基本要求的明確具體性；任務(wù)書計(jì)劃進(jìn) 度的合理性；提供的參考文獻(xiàn)數(shù)量；是否同意

4、下達(dá)任務(wù)書等方面進(jìn)行審核。）教研室主任簽名:注：任務(wù)韋必須由指導(dǎo)教師和學(xué)生互相交流后，由指導(dǎo)老師下達(dá)并交教研室主任審核后發(fā) 給學(xué)生，最后同學(xué)生畢業(yè)論文等其它材料一起存檔。$成績(jī)?cè)u(píng)定%:成績(jī)?cè)u(píng)定說(shuō)明一、答辯前每個(gè)學(xué)生都要將自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)在指定的時(shí)間內(nèi)交給指導(dǎo)， ；4 C $ 教師，由指導(dǎo)教師審閱，寫出評(píng)語(yǔ)并預(yù)評(píng)分。 I i 二、答辯工作結(jié)束后，答辯小紐應(yīng)舉行專門會(huì)議按學(xué)校統(tǒng)一的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)分辦 :1 法，在參考指導(dǎo)教師預(yù)評(píng)結(jié)果的基礎(chǔ)上，評(píng)定每個(gè)學(xué)生的成績(jī)。系對(duì)專業(yè)答 I i 辯小組提出的優(yōu)秀和不及格的畢業(yè)設(shè)計(jì)，要組織系級(jí)答辯，最終確定 比 C 成績(jī)，并向?qū)W生公布。 : J三.各專業(yè)學(xué)生的就后成績(jī)

5、應(yīng)符合正態(tài)分布規(guī)律。;四、具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和辦法見(jiàn)河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)工作條例。 ?畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定班級(jí)名學(xué)號(hào)綜合成績(jī)：分（折合等級(jí)）答辯小組組長(zhǎng)簽字 年 月 日答辯小組評(píng)定意見(jiàn)一、評(píng)語(yǔ)（根據(jù)學(xué)生答辯情況及其論文質(zhì)量綜合評(píng)定）。二、評(píng)分（按下表要求評(píng)定）平分確答辯小組評(píng)分評(píng)聞教師評(píng)分合計(jì)完成任務(wù)情況（5分）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量（5分）表達(dá)情況（5分）回答問(wèn)題情況（5分）質(zhì)量（正確性、條理性、 創(chuàng)造性、實(shí)用性）（10 分）成果的技術(shù) 水平（科學(xué) 性、系統(tǒng)性） （10 分）（40 分）評(píng)分答辯小組成員簽字年 月 日畢業(yè)答辯說(shuō)明1、答辯前，答辯小組成員應(yīng)詳細(xì)審閱每個(gè)答辯學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，為答辯做好準(zhǔn)笛，并

6、 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)給出實(shí)際得分。2、嚴(yán)肅認(rèn)貢組織答辯，公平、公正地給出答辯成績(jī)。3、指導(dǎo)教師應(yīng)參加所指導(dǎo)學(xué)生的答辯，但在評(píng)定其成績(jī)時(shí)宜回避。4、答辯中要有專人作好答辯記錄。指導(dǎo)教師評(píng)定意見(jiàn)一、對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)術(shù)評(píng)語(yǔ)（應(yīng)具體、準(zhǔn)確、實(shí)事）:簽字：年 月 日二、對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)分按下表要求綜合評(píng)定。（1）理工科評(píng)分表評(píng)分項(xiàng)目（分值）工作態(tài)度 與紀(jì)律（10 分）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）憲 成任務(wù)情況與水平 （工作凰與質(zhì)童） （20 分）獨(dú)立工作能力（10 分）基礎(chǔ)理論和 基本技能（10 分）創(chuàng)新 能力 （10 分）合計(jì)（60 分）（2）文科評(píng)分表評(píng)分項(xiàng)目（分值）文獻(xiàn)閱襖與 文鮭述（10 分外文翻譯（10 分）

7、倫文換寫質(zhì)（10 分）學(xué)習(xí)態(tài)度（】0分）論證能力 與創(chuàng)新 （20 分）合計(jì)（60 分）得分指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日摘要二氧化碳的吸收再生過(guò)程主要是由吸收、閃蒸和氣提三部分組成。本次設(shè) 計(jì)選用的脫碳劑是聚乙二醇二甲醸（NHD）,屬于物理吸收法。主要的設(shè)備是 吸收塔和氣提塔。在計(jì)算的過(guò)程中，首先根據(jù)所給的物料組成和工藝條件進(jìn)行 物料恒算和熱量恒算，再進(jìn)行塔設(shè)備的計(jì)算、校核及輔助設(shè)備的計(jì)算或選型。吸收段的計(jì)算結(jié)果如下：二氧化碳的脫除量2909.4m3/h, NHD的用量184.2m3/h;塔底流出的 富液帶出的熱量14269139.99kJ/h,溶液溫度升高了 5C;塔徑為1.6m, 填料層高度為

8、13.47m，塔壓降為3002.7Pao解吸段的計(jì)算結(jié)果如下：閃蒸出的二氧化碳的量2735.7m3/h,二氧化碳的回收率為94%,溶液帶出的熱量10142141.09kJ/h，閃蒸的容積為0.26m3 o氣提出的二氧化碳的量157.15m3/h,氮?dú)獾挠昧?105.2n?/h;塔底流 出的貧液帶出的熱量6022054.3kJ/h,溶液溫度為26C;上段塔徑1.4m, 下段塔徑1.5m,填料層高度為5.7m，塔壓降為2021.4Pao關(guān)鍵詞吸收、閃蒸、氣提ABSTRACTThe decarbon and regeneration of carbon dioxide process is prim

9、arily composed by three parts: absorption, flash vaporization and gas stripping. This design uses polyethylene glycol dimethl ether (NHD) to decarbon, which is the physical absorption method The main device is absorption column and stripper In the process of calculation,firstly make material constan

10、t calculation and heat constant calculation, and then is the calculation of tower equipment, checking and ancillary equipment? s calculation or selection.Absorption segmentJ s results are as follows:The amount of carbon dioxide removel is 2909.4m3/h and the amount of NHD is 1 84.2m3/h; the heat of l

11、iquid-rich flow from tower bottom is 14269139.99kJ/h and the temperature of solution rises 5C; the tower diameter is 1.6m, the height of pacldng layer is 13.47m and the column pressure dropping is 3002.7PaThe desorption segment? s results are as follows:The amount of carbon dioxide flashes is 2735.7

12、m3/h, the recovery rate of carbon dioxide is 94%, the heat brought out from solution is 10142141.09kJ/h and the volume of flash trough is 0.26m3.The amount of carbon dioxide stripped out is 157 15m3/h and the amount of nitwgen is 1105.2m3/h; the heat of barren liquor from tower bottom is 6022054.3kJ

13、/h and the temperature of solution is 26C; the upper column diameter is 1.4m, the lower column diameter is 1 5m and the column pressure dropping is 2 021 4PqKey Words: absorption, flash, stripping1總論121.1概述121.2文獻(xiàn)綜述131.3設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù)151.4主要原材料及公用工程情況152生產(chǎn)方案的確定172.1脫碳及再生的方法172.2 NHD的脫碳原理182.2.1 NHD溶劑的物理性質(zhì)1

14、822.2計(jì)算的熱力學(xué)基礎(chǔ)182.23計(jì)算的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)192.3脫碳及再生工藝參數(shù)的選定202.3.1脫碳流程的選擇202.3.2氣提劑的選擇202.3.5脫碳再生操作壓力的選定212.3.6脫碳塔氣液比的確定222.3.7冷凝器的位置及選定232.3.8腐蝕及材料選擇233脫碳再生生產(chǎn)流程說(shuō)明244吸收過(guò)程的工藝計(jì)算264.1物料恒算274.2熱量恒算294.2.1原料氣帶入的熱量304.22單位時(shí)間氣體的溶解熱304.2.3進(jìn)塔溶液帶入的熱量304.24凈化氣帶出的熱量314.2.5塔底富液帶出的熱量314.3吸收塔的工藝設(shè)計(jì)324.3.1塔徑及氣速的計(jì)算324.3.2填料層商度的計(jì)算33

15、4.3.3塔厚度的計(jì)算354.3.4塔壓降的計(jì)算35_ 4.3.5輔助設(shè)備的計(jì)算和選型354.3.6塔體的強(qiáng)度校核385解吸過(guò)程的工藝計(jì)算425.1物料恒算425.1.1閃蒸過(guò)程的物料恒算425.1.2氣提過(guò)程的物料恒算435.2熱量恒算435.2.1閃蒸過(guò)程的熱量恒算435.22氣提過(guò)程的熱量恒算445.3氣提塔的工藝設(shè)計(jì)455.3.1塔徑及氣速的計(jì)算455.3.2填料層高度的計(jì)算465.3.3塔厚度的計(jì)算485.3.4塔壓降的計(jì)算485.3.5輔助設(shè)備的計(jì)算和選型485.3.6塔體的強(qiáng)度校核50主要符號(hào)說(shuō)明54致56參考文獻(xiàn)571總論1概述氨是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地

16、位。除液氨可直 接作為肥料外，農(nóng)業(yè)上使用的氮肥，例如尿素、硝酸銀、磷酸銀、氯化錢以及 各種含氮復(fù)，都是以氨為原料的。合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一，世界每年合成 氨產(chǎn)量已達(dá)到1億噸以上，其中約有80%的氨用來(lái)生產(chǎn)化學(xué)肥料，20%作為 其它化工產(chǎn)品的原料。合成氨的主要原料可分為固體原料、液體原料和氣體原料。經(jīng)過(guò)近百年的 發(fā)展，合成氨技術(shù)趨于成熟，形成了一大批各有特色的工藝流程，但都是由三 個(gè)基本部分組成，即原料氣制備過(guò)程、凈化過(guò)程以及氨合成過(guò)程對(duì)粗原料氣進(jìn)行凈化處理，除去氫氣和氮?dú)庖酝獾碾s質(zhì)，主要包括變換過(guò) 程、脫硫、脫碳過(guò)程以及氣體精制過(guò)程。CO?不是合成氨合成的原料氣，故需要在凈化階段除去；但CO

17、?在常溫常 壓下是無(wú)色無(wú)臭氣體，在常溫下加壓即可液化或固化，安全無(wú)毒，使用方便， 加上其含量非常豐富，因此隨著地球能源的日益緊，現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，CO2 的利用越來(lái)越受到人們的重視。許多國(guó)家都在研究把CO?作為“潛在碳資源” 加以綜合利用。它的應(yīng)用可分為物理應(yīng)用和化學(xué)應(yīng)用。1）物理應(yīng)用：CO?作為人工降雨劑，可解決干旱地區(qū)的農(nóng)田灌溉問(wèn)題；在 食品工業(yè)中作為冷凍劑，可保證魚類、肉類、奶類的長(zhǎng)期保鮮和低溫運(yùn)輸，同 時(shí)用作清涼飲料的添加劑。CO?在焊接工藝中作為絕緣劑和凈化劑，用來(lái)提高 焊接質(zhì)量；作為萃取劑可以從香料和水果中提取香精，從咖啡里提取堿。另外, CO2還可用于醫(yī)用局部麻醉、大型鑄鋼防泡

18、劑和滅火劑。超臨界液態(tài)CO2因其 特殊的性質(zhì)，還可用于貴重機(jī)械零件的清洗劑和超臨界萃取劑。2）化學(xué)應(yīng)用：二氧化碳用于制造純堿、輕質(zhì)碳酸鹽、化肥（碳酸氫錢、尿素） 以及脂肪酸和水酸及其衍生物已有成孰的工藝，作為一種重要的有機(jī)合成原料, 其應(yīng)用也在不斷研究開(kāi)發(fā)。在催化劑存在下，它可以被氫還原成甲烷、甲醇、 甲醛、甲酸；它與比一起代替甲醇參與芳婭的烷基化，得到包括加氫和甲基轉(zhuǎn) 移的產(chǎn)物；它與不飽和婭反應(yīng)生成酯、酸或酯類。另外，它還能與不飽和燒、 胺類、環(huán)氧化合物及其它化合物發(fā)生二元、三元共聚反應(yīng)，生成交聯(lián)、接枝、 嵌段等高分子聚合物，如聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、聚腺等。脫碳工藝分大的說(shuō)，有濕法和干法兩

19、種。干法目前主要就是變壓吸附，濕法目前就比較多，現(xiàn)比較常用的有MDEA、 苯菲爾熱鉀堿、低溫甲醇洗、碳丙、DEA、NHD等在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)原 料路線、生產(chǎn)工藝的不同進(jìn)行選擇。一般以煤為原料的選低溫甲醇洗、碳丙、 NHD較多，這兩年選變壓吸附的也不少（因?yàn)槠銫O?相對(duì)于氨較富余，比較節(jié) 能）；一般以天然氣為原料的選擇MDEA、苯菲爾熱鉀堿，選變壓吸附的較少（因 為其CO?相對(duì)于氨較少，氨多碳少）。12文獻(xiàn)綜述用于CO2脫除的物理吸收方法很多，目前在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，技術(shù)先進(jìn)， 投資省，能耗低的方法如下: 低溫甲醇洗(Rectisol)法 常溫甲醇洗(Amisol)法 MDEA法(物理一化學(xué)吸收)

20、 Selexol法(國(guó)外常用) NHD法(國(guó)新開(kāi)發(fā)) 碳酸丙烯酯法常溫甲醇洗對(duì)CO?不能選擇吸收，而且甲醇消耗大，能耗較高，大型廠也 沒(méi)有使用經(jīng)驗(yàn)，因此不宜采用。碳丙(PC),用于脫硫尚缺少大廠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，用 于脫CO?始于六十年代美國(guó)弗絡(luò)系(Fcour)公司，但在國(guó)不少氨廠中使用經(jīng)驗(yàn) 表明，其凈化度差，溶劑揮發(fā)損失較大，國(guó)不少氨廠已轉(zhuǎn)向其他凈化方法，新 建廠已很少采用。MDEA和Selexol,均屬國(guó)外技術(shù)，如使用須付給國(guó)外技術(shù)使用費(fèi)和軟件 費(fèi)。與低溫甲醇法方法相比，均為國(guó)外引進(jìn)技術(shù)，NHD為國(guó)自行開(kāi)發(fā)的技術(shù), 其吸收能力為碳丙的1.15倍，在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮自有技術(shù)。這里用低溫甲醇法和N

21、HD兩種方法相比較進(jìn)行選定。(1) 低溫甲醇洗又稱冷法凈化工藝，是利用甲醇溶液在-60C低溫下洗滌變 換氣，溶解分離混合氣中的CO20低溫下甲醇對(duì)CO2溶解度較大，因此循環(huán) 溶液量小，耗電較少。其最主要的優(yōu)點(diǎn)是凈化度高，脫CO?能力強(qiáng)，一般的凈 化度CO? lOppmo同時(shí)分離出足夠尿素生產(chǎn)使用的CCM純度達(dá)98.5%),它 與液氮洗(-190C深冷操作)配套，均在低溫下操作，減少低溫復(fù)熱的過(guò)程，使 流程簡(jiǎn)化、設(shè)備減少。該法的不足之處是低溫操作(-60C),因此需要補(bǔ)充-40C以下的低溫冷量 較大，此部分冷量折能耗較大，且甲醇溶劑蒸汽壓高，揮發(fā)損失較大，因此, 尤其是在甲醇再生蒸憎過(guò)程中蒸汽消

22、耗較大。所以此法的冷、熱能量消耗較高。 低溫甲醇洗法是在低溫條件下操作，設(shè)備及配管、儀表、閥門材質(zhì)要求高，不 但造價(jià)高，而且國(guó)不易解決，需要引進(jìn)的圍大。該法工藝技術(shù)屬國(guó)外工程公司 專利技術(shù)，盡管國(guó)已引進(jìn)投產(chǎn)四套低溫甲醇洗裝置，有的國(guó)工程公司也從事了 一些配套工作，但真正設(shè)計(jì)這樣大型裝置還是要引進(jìn)技術(shù)，因此技術(shù)費(fèi)、引進(jìn) 設(shè)備費(fèi)要高于國(guó)的技術(shù)和設(shè)備。另外甲醇本身有毒，揮發(fā)損失大，對(duì)人和環(huán)境 均有污染C(2) NHD凈化工藝是國(guó)八十年代以后開(kāi)發(fā)成功的新技術(shù)，具有九十年代的 水平，該工藝在常溫(-510C)條件下操作，設(shè)備材質(zhì)大部分為碳鋼，國(guó)可以解 決，價(jià)格也便宜。NHD工展出1,在P=3.5MPa壓

23、力下，溶液對(duì)CO?選擇吸 收能力強(qiáng)，溶液循環(huán)量不大，能耗較低。NHD溶劑物化性能穩(wěn)定，蒸氣壓低, 揮發(fā)損失小，無(wú)氣味、無(wú)毒、不腐蝕、不分解c該工藝能耗低、消耗低、成本 低。NHD工藝技術(shù)是國(guó)化工研究院開(kāi)發(fā),化工部第一已在魯南化肥廠II期工程 凈化系統(tǒng)成功的設(shè)計(jì)了一套年產(chǎn)810萬(wàn)噸氨裝置，現(xiàn)已投產(chǎn)三年多，運(yùn)行十 分穩(wěn)定。在此基礎(chǔ)上還可以進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低能耗，節(jié)省投資。從后面的 技術(shù)比較可以清楚看出本技術(shù)的優(yōu)越性。(3) 低溫甲醇洗與NHD都是先脫硫后脫碳，脫硫后的溶劑采用熱再生，脫 CO?后的溶劑均采用汽提，因此二者流程是相似的。低溫甲醇洗脫硫與脫碳是 用同一個(gè)高的吸收塔分為兩段，上段脫二氧

24、化碳，下段脫硫，上塔吸收CO2 的溶劑一部分去下塔脫S; NHD目前的流程是脫S和脫CO?溶劑分開(kāi)各自成 立系統(tǒng)循環(huán)，但低溫甲醇洗額外増加一個(gè)甲醇一水蒸憎塔。低溫甲醇洗吸收溫 度是-60C, NHD脫CO?吸收溫度10C,因此流程中換熱部分低漸甲醇洗比 NHD要復(fù)雜得多，總的來(lái)說(shuō)NHD流程比低溫甲醇洗流程簡(jiǎn)單，同時(shí)，值得注 意的是工廠如果沒(méi)有空分裝置，則低溫甲醇洗的氣提用氮?dú)鈱o(wú)法解決，而相 反NHD可以用空氣作氣提劑。13設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù)我的設(shè)計(jì)是參照以下兩方面制定的：1根據(jù)國(guó)家計(jì)委、國(guó)家科委及國(guó)產(chǎn)化辦公室頒發(fā)的“七五”重點(diǎn)科技專題, 引進(jìn)技術(shù)消化吸收一條龍計(jì)劃，采用NHD凈化工藝，解決德士古

25、煤漿氣化技 術(shù)的酸性氣脫除，NHD凈化技術(shù)合同編號(hào)7576。2NHD脫硫脫碳基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是根據(jù)一九九O年八月，由南化公司研究院與化 工部第一簽定的國(guó)產(chǎn)化一條龍子項(xiàng)合同引進(jìn)技術(shù)消化吸收一條龍子項(xiàng)7-6, 30萬(wàn)噸/年氨廠，NHD脫硫脫碳基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及 九O年十月南化研究院第029 號(hào)便函。1.4主要原材料及公用工程情況NHD是化學(xué)工業(yè)公司研究院近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種優(yōu)良的物理吸收溶劑。它的 主要組分為聚乙二醇二甲醸（國(guó)外稱Selexol）,是一種有機(jī)溶劑。它具有沸點(diǎn)高, 冰點(diǎn)低，蒸汽壓低，對(duì)CO?氣體有很強(qiáng)的選擇吸收性，能適合于以煤（油）為原 料，酸氣分壓較高的合成氣等的氣體凈化，脫碳時(shí)需消耗少量冷量，屬低能

26、耗 的凈化方法。其化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性好，揮發(fā)損失小，對(duì)碳鋼設(shè)備亦無(wú)腐蝕 性。灑落地下時(shí)可被生物降解，對(duì)人及生物環(huán)境無(wú)毒害，因此NHD氣體凈化 技術(shù)為清潔生產(chǎn)工藝。根據(jù)化工部“七五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃合成氨一條龍中 “757GNHD凈化技術(shù)的研究”合同，即采用NHD物理溶劑法脫除合成 原料氣中的硫化物和二氧化碳，并選擇一個(gè)中型廠使用此項(xiàng)技術(shù)，然后提供大 型廠使用，“七五”為油頭和煤頭大型廠凈化技術(shù)作準(zhǔn)備，提出氣液平衡數(shù)據(jù) 和工業(yè)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。1988年批準(zhǔn)的魯南化肥廠二期擴(kuò)建工程為年產(chǎn)8萬(wàn)噸合成氨，造氣部分引 進(jìn)德士古煤漿氣化技術(shù)，其它部分由國(guó)配套。由于煤氣中硫化物和二氧化碳含 量較高，經(jīng)多方

27、研究認(rèn)可選用了 NHD溶劑脫除合成氣中二氧化碳的工藝，于 1992年投產(chǎn)。在氣液平衡數(shù)據(jù)的測(cè)定和魯化廠年產(chǎn)8萬(wàn)噸生產(chǎn)裝置的基礎(chǔ)上，提供了大 型廠設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行此項(xiàng)年產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨NHD脫硫脫碳基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，條件是 以德士古煤漿氣化氣經(jīng)中低溫耐硫變換后的氣體為原料在2MPa壓力下將含 CO2 43%,的變換氣凈化至CO2 0.1%,每噸氨總能耗99萬(wàn)大卡，溶劑損耗 0.5公斤南化集團(tuán)公司研究院開(kāi)發(fā)的NHD凈化技術(shù)，目前已在20多家氨廠、甲醇 廠、醋酸廠的脫硫、脫碳裝置上得到成功應(yīng)用。作為一種典型的物理吸收過(guò)程, NHD技術(shù)適合于硫化物和二氧化碳含量高的煤制氣凈化，因此在化肥工業(yè)、煤化工、碳一化學(xué)領(lǐng)

28、域具有廣闊的前景，適合我國(guó)國(guó)情。2生產(chǎn)方案的確定21脫碳及再生的方法一種凈化氣體的過(guò)程，指脫除混合氣體中的二氧化碳，主要見(jiàn)于合成氨生 產(chǎn)原料氣或煤氣的處理。脫除原料氣中二氧化碳的方法，分為3類。(1) 物理吸收法最早采用加壓水脫除二氧化碳，經(jīng)過(guò)減壓將水再生。此法 設(shè)備簡(jiǎn)單，但脫除二氧化碳凈化度差，出口二氧化碳一般在2%(體積)以下，動(dòng) 力消耗也高。近20年來(lái)開(kāi)發(fā)有甲醇洗滌法、碳酸丙烯酯法、聚乙二醇二甲醸 法等，與加壓水脫碳法相比，它們具有凈化度高、能耗低、回收二氧化碳純度 高等優(yōu)點(diǎn)，而且還可選擇性地脫除硫化氫，是工業(yè)上廣泛采用的脫碳方法。(2) 化學(xué)吸收法 具有吸收效果好、再生容易，同時(shí)還能脫

29、硫化氫等優(yōu)點(diǎn)。 主要方法有乙醇胺法和催化熱鉀堿法后者脫碳反應(yīng)式為：K2CO. + CO2 + H2O = 2KHCO、為提高二氧化碳的吸收和再生速度，可在碳酸鉀溶液中添加某些無(wú)機(jī)或有 機(jī)物作活化劑，并加入緩蝕劑以降低溶液對(duì)設(shè)備的腐蝕C此外，還有氨水吸收法。在碳酸化法合成氨流程中，采用氨水脫除變換氣 中的二氧化碳，同時(shí)又將氨水加工成碳酸氫錢C(3) 物理一化學(xué)吸收法以乙醇胺和二氧化四氫囈吩(又稱環(huán)丁硯)的混合溶 液作吸收劑，稱環(huán)丁磯法。因乙醇胺是化學(xué)吸收劑，二氧化四氫嗟吩是物理吸 收劑，故此法為物理與化學(xué)效果相結(jié)合的脫碳方法。對(duì)于二氧化碳的再生，再生方法是NHD溶液的采用多級(jí)減壓閃蒸和汽提法（加

30、熱汽提，惰性氣汽提），一般若凈化度要求不高，可采用多級(jí)減壓閃蒸，若 凈化度要求高須采用惰性氣汽提或加熱汽提法。對(duì)于合成氨原料氣的脫碳及再生，我想用物理吸收法，這樣在吸收二氧化 碳后，只需經(jīng)過(guò)閃蒸和氣提，就可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳的再回收，所用的吸收劑是 NHD,氣提吹掃的惰性氣體選用氮?dú)狻?.2 NHD的脫碳原理2.2.1 NHD溶劑的物理性質(zhì)NHD溶劑的主要成分是聚乙二醇二甲醮，分子式為CHC.H.Ol CH.,式中n=28,平均分子量為250270。其物理性質(zhì)（25C）見(jiàn)表1:表1 NHD的物理性質(zhì)項(xiàng)目參數(shù)密度(kg/in3)1 027熱氣nx（pa）0 093表向張力（N/uj）0.034粘度(

31、mPa -s)4 3比熱” (kg K)2 100冰點(diǎn)（Q2229閃點(diǎn)（O151燃點(diǎn)（O1572.2.2計(jì)算的熱力學(xué)基礎(chǔ)NHD溶劑在脫碳過(guò)程具有典型的物理吸收特征。二氧化碳?xì)怏w在工藝氣體中分壓不太高時(shí)，它在NHD溶劑中的平衡溶解度能較好地服從亨利定律： 比弋當(dāng)氣相壓力不高時(shí)，氣相中各組分的分壓可按道爾頓分壓定律來(lái)描述：在兒一定時(shí)，提高氣相總壓P,可溶氣體在NHD溶液中的濃度G,將増大， 此時(shí)實(shí)行氣體吸收過(guò)程。若氣體i為二氧化碳，即為脫碳過(guò)程。反之，對(duì)已經(jīng) 溶解了大量二氧化碳的NHD溶劑，在溫度及乩不變的情況下，降低氣相總壓, 氣體i從溶液中釋放出來(lái)，形成閃蒸過(guò)程。閃蒸后的NHD溶液中還有少量的

32、 氣體i,此時(shí)可往溶液中鼓入不含氣體i的空氣等惰性氣體，繼續(xù)降低氣相中i 的濃度，可進(jìn)一步降低溶液中i氣體的濃度G，達(dá)到溶液再生的目的，使之重復(fù) 用于吸收。在二氧化碳?xì)怏w與NHD溶劑之間進(jìn)行傳質(zhì)過(guò)程的同時(shí)，氫氣、氮?dú)?、?烷、一氧化碳等氣體與NHD溶劑吸收和解吸，但與二氧化碳?xì)怏w的溶解度相 比，這些氣體在NHD溶劑中的溶解度要小得多（表2）表2各種氣體在NHD溶劑中的溶解度COCHCO：cosH：SCH；SHQ1.32.86.7100233S9322702400由于硫化氫和有機(jī)硫在前面的脫硫工段已經(jīng)脫除了大部分，剩下的含量很 少，故可以可作NHD只吸收二氧化碳，其它氣體則為惰性氣體。2.2.3

33、計(jì)算的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)通過(guò)對(duì)NHD溶劑吸收cq的傳質(zhì)研究，測(cè)得cq系統(tǒng)的擴(kuò)散系數(shù)-2680D = 0.0723xeCONHD系統(tǒng)的液膜傳質(zhì)系數(shù)與溫度的關(guān)系式:忍=2.23x107 x 嚴(yán) 丁NHD溶劑吸收CQ的速率方程式可以寫成:Gco2NHD溶劑吸收CO時(shí)的傳質(zhì)阻力主要是在液相，對(duì)此物理溶解過(guò)程有:1 = 1 1瓦飛十顧在過(guò)程速率主要取決干CO】在NHD液相中的擴(kuò)散速率情況下，則上式可 簡(jiǎn)化為KG = HkL提高氣相壓力對(duì)Kg無(wú)明顯影響，但提高了 Rq,從而増大了吸收CQ的 推動(dòng)力（4。-用0），也増大?？梢?jiàn)，提高吸收壓力對(duì)提高吸收速率是有利 的。若降低吸收溫度，則一方面提高了 H值（即提高了 K

34、&值），另一方面溫度 降低會(huì)使同樣的液相濃度的平衡分壓降低，吸收co,的推動(dòng)力（pCO1-p） 將增大。因此降低吸收溫度，會(huì)極增加吸收速率。由于NHD溶劑吸收CO?是個(gè)液膜控制過(guò)程，因此在傳質(zhì)設(shè)備的選擇和設(shè) 計(jì)上，應(yīng)采取提高液相湍動(dòng)、氣液逆流接觸減薄液膜厚度及増加相際接觸面 積等措施，以提高傳質(zhì)速率2.3脫碳及再生工藝參數(shù)的選定2.3.1脫碳流程的選擇鑒于聚乙二醇二甲醴脫除CO2是個(gè)典型的物理吸收過(guò)程，從1965年至今 二十多年來(lái)，世界上幾十個(gè)工業(yè)裝置都采用吸收一閃蒸一氣提的溶液循環(huán)過(guò)程, 其中閃蒸操作可分為幾級(jí)，逐級(jí)減壓，高壓閃蒸氣中含有較多的氫氣等有用的 氣體，一般讓它返回系統(tǒng)予以回收，或

35、做燃料用，低壓閃蒸氣含CO2可達(dá)到 93%以上，常用之于尿素生產(chǎn)。經(jīng)閃蒸、氣提等手段再生的溶液充作半貧液進(jìn)入脫碳塔中部，用以吸收進(jìn) 口氣體部分CO?。進(jìn)入脫碳塔頂?shù)呢氁簛?lái)自熱再生塔，由于這部分溶液的再生 更徹底，溫度也不高，因此降低了塔頂CO2的平衡分壓，保證了凈化氣中CO? 含量小于1.0%的指標(biāo)。NHD溶劑的飽和蒸汽很低，氣相中帶走的溶劑損耗極少。因此，不設(shè)溶劑 洗滌回收裝置。2.3.2氣提劑的選擇本設(shè)計(jì)采用氮?dú)庾鳛闅馓釟猓虼?，解決了溶液中硫化物的氧化析硫問(wèn)題， 改善了整個(gè)系統(tǒng)的可操作性，更是脫碳塔以預(yù)飽和co?的溶液作貧液這種先進(jìn) 工藝的采用的先決條件。2.3.3塔型的選擇NHD溶劑吸

36、收二氧化碳的傳質(zhì)速度較慢，而且低溫操作下的溶劑粘度大， 流動(dòng)性差。所以需要較大的氣液傳質(zhì)界面。因此，我們選用了操作彈性較大的 填料塔。在國(guó)外已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)的聚乙二醇二甲醸氣體凈化工業(yè)裝置，也多采用填料 塔。同樣，解吸過(guò)程也采用填料塔。關(guān)于填料，可以根據(jù)發(fā)展情況，考慮選用（P50X25碳鋼階梯環(huán)，也可使 用（P50X25玻纖増強(qiáng)聚丙烯階梯環(huán)，但必須有低溫長(zhǎng)期使用的經(jīng)驗(yàn)后方可使用。由于此次設(shè)計(jì)的溫度不低，故為選用聚丙烯階梯環(huán)。2.3.4脫碳再生操作溫度的選定在吸收壓力及進(jìn)脫碳塔氣的CO2濃度為定值時(shí)，二氧化碳在聚乙二醇二甲醸中的平衡溶解度隨溫度降低而升高。腋相CO】濃度（詔血X標(biāo)態(tài)圖1吸收溫度對(duì)脫碳?xì)庵?/p>

37、CO2含量的影響所以，降低脫碳溫度，有利于加大吸收能力，減少溶液循環(huán)量和輸送功率, 也有利干提高凈化度。更由于溶劑蒸汽壓隨溫度降低而降低，可使系統(tǒng)的溶劑 損耗減少，但低溫下的溶劑粘度大，傳質(zhì)慢，增加了填料層高度和冷量損失。據(jù)計(jì)算，脫碳負(fù)荷，填料層高度，吸收壓力等條件均相同時(shí)，脫碳貧液溫 度為25時(shí)，凈化度為0.2%,貧液溫度降低到-1C,凈化度可達(dá)0.06%。在 這里脫碳塔的操作溫度選27C0對(duì)于二氧化碳的再生，其操作溫度選常溫，25Co2.3.5脫碳再生操作壓力的選定吸收的壓力越高，越有利于物理溶劑的吸收能力的提高。以下是兩套不同 吸收壓力的工業(yè)裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù):從表中可以看出，2.7MPa的

38、吸收壓力明顯優(yōu)于1.7MPQ。但合成氨廠的 脫碳?jí)毫ν蓧嚎s機(jī)型及流程總體安排所決定，只要脫碳系統(tǒng)的二氧化碳的 分壓達(dá)到0.4MP&以上，用NHD脫碳都可以獲得良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 所以，我這次設(shè)計(jì)吸收壓力為1 -4MPa,二氧化碳的分壓為0.42MPa0解吸的操作壓力我選常壓，即一個(gè)大氣壓，這樣有利于設(shè)備的運(yùn)行。2.3.6脫碳塔氣液比的確定在其它工藝條件不變時(shí)二氧化碳凈化度隨著氣液比的增大而降低。下表中 模式數(shù)據(jù)顯示了這種影響。從該表中看到，在吸收再生條件均相近的情況下， 吸收塔氣液比越小，凈化度越高。（吸收壓力均在2.52.8MP比吸收溫度均在 2634C,氣提空氣/溶劑在18.22

39、3.6）。如表3所示:表3序號(hào)氣液比溶劑吸收CO?能 力m3（標(biāo)）/H13CO2mol%進(jìn)塔氣凈化氣143.211.025.60.1249.812.926.20.4354.014.226.00.4462.016.227.21.4若要保證一定的CO2凈化度，則氣液比提高所產(chǎn)生的不利影響，需通過(guò)提高填料層高度來(lái)彌補(bǔ)。下表列出了在某工藝條件下，將CO2由進(jìn)口的41.73%脫到0.5%的對(duì)比數(shù)據(jù)。如表4所示：表4序號(hào)ABCDEFGH氣液比80.778.984.273.769.266.063.561.9脫碳能力m363.555.744.734.429.929.226.825.2（標(biāo)）/m3凈化度CO2%

40、0.0200.0160.7130.0860.0530.0200.0170.0152.3.7冷凝器的位置及選定脫碳操作溫度接近于常溫，所以進(jìn)塔溶液需要冷凍措施。我們選用液氨為 冷源，使溶液溫度保持在25*左右。根據(jù)國(guó)外同類型運(yùn)轉(zhuǎn)工廠的經(jīng)驗(yàn)，冷凝器的位置有兩種，一種冷卻貧液， 一種是冷卻富液。兩種方法各有千秋。用冷凝器冷卻貧液的有美國(guó)奧馬哈氨廠, 西德的一些工廠以及TVA的有關(guān)報(bào)價(jià)材料。它的優(yōu)點(diǎn)是，控制進(jìn)脫碳塔貧液 溫度比較直接，經(jīng)冷卻后的低溫管道較短，其它設(shè)備操作溫度均稍高，這樣有 利于氣提過(guò)程及減少冷量損失。缺點(diǎn)是傳熱溫差小，溶劑損耗大。另一種冷卻富液，即冷卻剛出脫碳塔的富液。采用這種冷凝器位

41、置的有加拿大希爾哥頓公 司氨廠，加拿大工業(yè)公司氨廠等。它的優(yōu)點(diǎn)是傳熱溫差大，有利于減少傳熱面 積。（因?yàn)檎麄€(gè)脫碳系統(tǒng)中，富液溫度最高）整個(gè)脫碳系統(tǒng)操作溫度都較低，溶 劑損耗少。然而帶來(lái)的缺點(diǎn)是不利于解吸過(guò)程，低溫管道設(shè)備多，冷量損失就 大。本次設(shè)計(jì)脫碳系統(tǒng)的半貧液冷卻采用第一種位置，貧液是由熱再生塔來(lái)， 經(jīng)溶液換熱后再用氨冷卻，屬于第一種位置。2.3.8腐蝕及材料選擇NHD溶劑本身無(wú)腐蝕性，并能在有些原來(lái)的腐蝕的脫碳系統(tǒng)抑制腐蝕，這 是因?yàn)镹HD溶劑吸收了水分，減輕了 CO?對(duì)碳鋼的腐蝕。但在高溫和有二氧 化碳和水蒸汽存在的情況下，對(duì)設(shè)備有一定的腐蝕作用。因此，脫碳系統(tǒng)的大 部分設(shè)備脫碳塔、氣

42、提塔，閃蒸槽等都可用低合金鋼鋼制作，僅部分件， 如除沫器，液體分布器，填料支承及壓板等，采用不銹鋼材料。管道間墊片可用石棉，機(jī)械密封材料可選用硅橡膠，聚丙烯和聚四氣乙烯, 一般的高分子材料慎用。NHD溶劑是油漆的溶劑，管道和設(shè)備表面不能使用涂料，偶爾接觸NHD溶劑的設(shè)備防腐涂層可用環(huán)氧樹(shù)脂漆。3脫碳再生生產(chǎn)流程說(shuō)明脫碳工藝流程如圖3.1所示。1換熱器2、6. 13氣液分離器3、7風(fēng)機(jī)4吸收塔6、7. 11 一溶液泵& 14氣體緩沖罐9氣提塔12閃蒸槽變換氣加壓至1.4MPQ后先經(jīng)過(guò)分離器分離夾帶霧沫后，進(jìn)入板翅式綜合 氣體換熱器，與凈化氣高壓閃蒸氣低壓閃蒸氣換熱降溫，經(jīng)進(jìn)塔分離器分 離，進(jìn)入脫

43、碳塔，氣體由下向上與從塔頂噴淋下來(lái)的溶液逆流接觸，混合氣體 的二氧化碳被溶劑吸收，脫除到10%以下，凈化氣經(jīng)霧沫分離器分離掉夾帶 的少量霧沫后，進(jìn)入翅式氣體換熱器回收冷量，經(jīng)裝有EAC-2的精脫硫罐脫 除掉殘余總硫，加壓送聯(lián)醇系統(tǒng)。從脫碳塔底部出來(lái)的NHD富液，經(jīng)減壓后進(jìn)入閃蒸槽，將大部分溶劑中 吸收的二氧化碳?xì)怏w閃蒸解吸出來(lái)，送尿素合成塔。自閃蒸槽底部出來(lái)的溶劑, 經(jīng)富液泵提壓后送至氣提塔頂部。溶劑自塔頂噴淋下來(lái)，與從下部送入的氮?dú)?逆流接觸，進(jìn)行傳質(zhì)換熱，并將溶液中殘留的二氧化碳?xì)馓岢鰜?lái)出氣提塔的 解吸氣經(jīng)分離器回收少量夾帶NHD霧沫后，入空氣冷卻器，與羅茨風(fēng)機(jī)送來(lái) 的空氣進(jìn)行間接熱交換，

44、之后，解吸氣放空。從氣提塔出來(lái)的貧液則經(jīng)泵加壓和流量調(diào)節(jié)后，進(jìn)入氨冷管間，被液氨蒸 發(fā)器冷卻后再送入脫碳塔頂部去吸收原料氣中的二氧化碳，如此循環(huán)使用，當(dāng) 循環(huán)溶劑吸水超標(biāo)后，可部分送脫水塔進(jìn)行脫水處理，脫水后的溶劑經(jīng)溶液換 熱降溫后送至氣提塔。4吸收過(guò)程的工藝計(jì)算已知條件：進(jìn)口氣體組成:組成co2COh2n2ch4合計(jì)含量/%0.20.2620.3320.1910.015100.00工藝參數(shù)：原料氣壓力：常壓；進(jìn)脫碳塔氣體溫度：25C;脫碳塔操作壓力：P=1.4MPa;脫碳塔操作溫度：t=27C;進(jìn)脫碳塔溶液含二氧化碳的量：0.001進(jìn)脫碳塔溶液溫度：259;閃蒸槽操作壓力：常壓；閃蒸槽操作溫

45、度：25C;進(jìn)氣提塔氮?dú)鉁囟龋?09;氣提塔操作壓力：26.66kpa;氣提塔操作溫度：259;年工作日330天，其余數(shù)據(jù)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況自定。設(shè)計(jì)目標(biāo)：出脫碳塔凈化氣組分中CO2*1.0%;再生氣組分中co2%回收率93%脫碳塔壓差 20kPa ;氣提塔壓差 20kPa o4物料恒算原料氣在通過(guò)吸收塔的過(guò)程中，二氧化碳?xì)怏w不斷被吸收，故氣體總量沿塔 高而變，液體也因其中不斷溶入二氧化碳組分，其含量也沿塔高而變，但是塔的 惰性氣體量和溶劑量是不變的。進(jìn)塔氣的的平均摩爾質(zhì)量為A? = 44x0.2 + 28x 0.262 + 2 x 0.332 + 28 x 0.191 +16 x 0.015

46、= 22.3SSkg/kmol 進(jìn)塔氣的摩爾流量：q =勺= 676 .Skmol/ h330 x 24 x 22.388G, =676.8 x 22.4 = 15159 .6m5/h進(jìn)塔氣中CO?的流量：氐=15159.6x0.2 = 3031.病惰性氣體的流量：Gh = 15159 .6 - 3031.9 = 12127 .Im3 /h則原料氣中各組分的物質(zhì)的量為：= 0.2 x 676.8 = 135 Akmol / hq,lx() = 0.262 x 676.8 = 177.3 kmol/hqn U, = 0.332 x 676.8 = 224 Slkmol/ hqn n、= 191

47、x 676.8 = 129.3kmol/ hqncH =0.015 x 676.8 = 0.2kmol/h其中惰性氣體的物質(zhì)的量為：qn V = Gn -僉“ =676.8-135.4 = 541 Akmol/h進(jìn)塔氣中CO?的摩爾比為:出塔氣中co?的摩爾比為:進(jìn)塔溶液中co?的摩爾比為:塔操作壓力下co?的分壓為:= Pyi（h = 1.4x 0.2 = 0.28MPa以煤為原料的變換氣中CQ在25C, 0.42MPa下在碳酸丙烯的溶解度為13.8亦（標(biāo)）/m NHD在同樣條件下CO?的溶解度是碳酸丙烯的1.15, 則在25C, 0.42MPa下NHD的溶解度為5 = 1.15x13.8

48、= 15.87 m3 （標(biāo)）hn3凈化氣的流量為：G2=G（l + y；）=12127 .7（1 + 0.01）= 12249 0F/?凈化氣摩爾流量為:G,12249.0綣 22.4 -=-546.8/?22.4凈化氣中CO?的流量為:G2co =G2y2 =12249.0x0.01 = 1225m3A則被NHD吸收的CO2流量為：Gy =G -G2（1 = 3031.9-122.5 = 29O9.4/73 /h被NHD吸收的CO2摩爾流量為:qY =色=29094 = 129.9kmol/hY 22.422.4則co2吸收所需的NHD的量為:S 15.87其摩爾流量為:Ln = 3心=M3

49、 蕓 1()27 = ?24 Ogg對(duì)仙h260取NHD中的雜質(zhì)含量為0.5%,則真實(shí)所需的NHD為:厶=183.3x(1+0.05)=184其摩爾流量為:= Vl = i84.*027 = 727 lkmol/h,lL Ml260根據(jù)全塔的物料恒算，求出CO?在液相中的摩爾比為X.十 + MZ)= 0.001 + &76&(。25-。皿=0.223 -q” 丄727.7其摩爾分?jǐn)?shù)為：1 + X,0.2231 + 0.223= 0.182從塔底流出的富液量為：厶=厶 + qY(7? = 727.7 +129.9 = 857.6kmol / h 凈化氣各組分含量由”=字求出，列表4.1表4.1組

50、成co2coh2n2ch4合計(jì)含量132.441.123.641.86100.0042熱量恒算全塔的熱量平衡式為：盒+込+2=2+込4.2.1原料氣帶入的熱當(dāng)氣體壓力不高時(shí)，有QSi=-xC-To)其中氣體的比熱容C& =工C% ,而q = q +叭+憶：+47J , 査將數(shù)據(jù)代入可得氣體中各組分的比熱容，列表4.2表4.2組分CO2COh2n2ch4C)+qx式中q=q=546Q/(So/K), Ox為單位時(shí)間已溶氣體的熔，則Qx =-xC;. (T, -7)=294x&949(300273)= 31382.9制/由q + +a+込可以求出富液帶出的熱量為Q- =14269139 .99kJ/h富液的溫度耳為：生2 + % =空沁32 + 273 = 303K 857.6x546溶液溫度升高了 59。4.3吸收塔的工藝設(shè)計(jì)4.3.1塔徑及氣速的計(jì)算塔氣體的密度= 1257kg/F._ 1400x22.388_ RT 8.314x300將進(jìn)塔氣換成操作壓力下的體積流量，中壓以下由PV = nRT可知?jiǎng)tG晉=沁陽(yáng)02幵塔氣體的質(zhì)量流量為qmV = Gxpv = 1097.2 x 12.57 = 1.38x 04 kg/h塔氣體的質(zhì)量流量為qm