畢業(yè)答辯模板廈門大學(xué)PPT課件

1、 緒 論 隨著科技發(fā)展和社會進步，人們對化工生產(chǎn)過程的高效、低耗、綠色環(huán)保提出了越來越高的要求，對于企業(yè)來說，通過對老舊設(shè)備的改造，達到增產(chǎn)、降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、減少污染物排放的目標(biāo)，已成為必須面對的問題。 在化學(xué)工業(yè)中，吸收操作廣泛用于石油煉制、石油化工中分離氣體混合物、原料氣的精制以及從廢氣中回收有用組分或除去有害物質(zhì)等。如何對老舊的單段式吸收塔進行簡單改造，以達到增產(chǎn)、降耗等目標(biāo)，這是我們所追求的。第1頁/共30頁問題由來 為了實現(xiàn)擴產(chǎn)、減排或提高產(chǎn)品質(zhì)量，而對老廠進行改造是十分常見的。對于這樣的老廠改造，若能充分利用原有設(shè)備，將極大的提高資源利用率，降低改造成本。 文獻研究表

2、明，在實際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，通過部分回流、降溫、分段操作等方式，對單段式吸收塔進行簡單改造，以適應(yīng)更高的生產(chǎn)技術(shù)要求，是有可能實現(xiàn)的，問題的關(guān)鍵是應(yīng)該如何改造？能改到什么程度？對于哪些過程可以進行類似的改造？第2頁/共30頁解決思路 針對以上問題，本文以提高設(shè)備生產(chǎn)負(fù)荷、提高吸收液出口濃度、降低有害氣體排放量為目標(biāo)，通過對單段式吸收塔進行簡單改造，對不同改造方案進行分析比較，研究不同改造方案的最佳操作條件，比較各方案最佳操作狀態(tài)下的吸收分離效果，探索最佳改造方案及適宜的改造方向，希望能為工業(yè)吸收塔的改造提高參考。第3頁/共30頁 實驗部分4實驗?zāi)M工具1235改造方案模擬結(jié)果分析與討論實驗結(jié)論

3、第4頁/共30頁一、實驗?zāi)M工具 本文是對吸收塔進行部分回流、降溫及分段式改造，提出不同的工藝改造方案，以化工流程模擬軟件Aspen Plus為模擬分析工具，模擬不同改造方案的吸收工藝過程，并對相關(guān)操作參數(shù)進行優(yōu)化分析比較，確定各工藝改造參數(shù)對操作狀態(tài)的影響規(guī)律，分析比較不同工藝方案的分離結(jié)果，探索并確定適宜的改造方案。第5頁/共30頁二、改造方案原型N1改造方案1改造方案2第6頁/共30頁改造方案原型N1改造方案3改造方案4第7頁/共30頁改造方案改造方案5改造方案6改造方案7第8頁/共30頁改造方案改造方案8改造方案9改造方案10改造方案11第9頁/共30頁改造方案改造方案12第10頁/共

4、30頁三、模擬結(jié)果原料組成及進料狀態(tài)見表2-1 基準(zhǔn)塔N1的模擬結(jié)果是塔頂尾氣中氨的含量是11.8%，塔底液相中氨水的含量是20.1%。第11頁/共30頁模擬結(jié)果0.00.20.40.60.81.00.120.140.16CV(mole frac )CL(mass frac ) CLK10.18 CV 0.00.20.40.60.81.00.080.100.12 CVCL(mass frac)CV(mole frac)K10.21 CL 方案 1 氣液相出口氨含量變化趨勢圖 方案 2 氣液相出口氨含量變化趨勢圖 第12頁/共30頁模擬結(jié)果0.00.20.40.60.81.00.120.140.

5、160.18CL(mass frac) CV CV(mole frac)K10.160.180.20 CL0.00.20.40.60.81.00.080.100.12CL(mass frac) CV CV(mole frac)K10.2040.2100.216 CL方案3 氣液相出口氨含量變化趨勢圖 方案 4 氣液相出口氨含量變化趨勢圖 第13頁/共30頁模擬結(jié)果24680.0800.0850.090 CVCL(mass frac) CV(mole frac)N10.2200.225 CL24680.0640.0680.0720.076 CVCL(mass frac) CV(mole frac

6、)N10.23 CL方案 5 氣液相出口氨含量變化趨勢圖 方案 6 氣液相出口氨含量變化趨勢圖 第14頁/共30頁模擬結(jié)果24680.0500.0550.060CVCL(mass frac) CV(mole frac)N10.2350.240 CL0.00.20.40.60.81.00.040.05 CVCL(mass frac)CV(mole frac)K10.2360.2400.244 CL 方案 7 氣液相出口氨含量變化趨勢圖 方案8氣液相出口氨含量變化趨勢圖 第15頁/共30頁模擬結(jié)果0.00.20.40.60.81.00.010.020.030.040.05 CVCL(mass fr

7、ac) CV(mole frac)K10.2400.2450.2500.2550.260 CL0.00.20.40.60.81.00.040.05 CVCL(mass frac) CV(mole frac)K10.2400.243 CL方案9氣液相出口氨含量變化趨勢圖 方案10氣液相出口氨含量變化趨勢圖 第16頁/共30頁模擬結(jié)果0.00.20.40.60.81.00.020.04 CVCL(mass frac) CV(mole frac)K10.2400.2450.2500.255 CL方案11氣液相出口氨含量變化趨勢圖 第17頁/共30頁模擬結(jié)果0.00.20.40.60.81.00.00

8、.20.40.60.81.00.2450.2500.255K2CL(mass frac)K10.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.00.010.020.030.040.05K2K1CV(mole frac) 方案12氣液相出口氨含量變化趨勢圖 第18頁/共30頁四、分析與討論第19頁/共30頁分析與討論0246810120.040.060.080.100.12CL(mass frac) CV CV(mole frac)0.200.210.220.230.240.25 CL方案各流程最佳操作結(jié)果比較圖第20頁/共30頁分析與討論 通過以上模擬計算，對我所做改進的方

9、法所得數(shù)據(jù)圖表進行對比，重點考察了單段塔改雙段式塔中降溫和回流率對塔頂尾氣的體積分?jǐn)?shù)和塔底產(chǎn)品質(zhì)量分率的影響，得出以下結(jié)論： （1）如果只是單純的對單塔的汽液相打循環(huán)，塔頂氣相體積分?jǐn)?shù)是增大的，而塔底產(chǎn)品質(zhì)量分率卻是降低的，說明只打循環(huán)不利于氨的吸收，反而會降低對氨的吸收。而增加換熱器后，將回流流股冷卻到室溫后打循環(huán)卻可以起到比較好的效果，會增加對氨的吸收。 第21頁/共30頁分析與討論 （2）通過上面（1）的結(jié)論，把單段塔改為雙段式時在上下塔之間加換熱器冷卻過程中，發(fā)現(xiàn)上下塔板數(shù)的分配對汽液相的出口影響是不同的，所以通過模擬確定了合理的塔板數(shù)的分配。 （3）雙段塔上塔下塔分別進行氣相液相冷卻

10、的回流，對吸收效果又有了提高，通過回流率的調(diào)節(jié)，我又得出了回流率對吸收的影響是有利的，回流率越大，吸收效果越好。 第22頁/共30頁分析與討論 （4）通過上面的結(jié)論，我綜合改進，把雙段塔的上塔下塔汽液相分別冷卻回流和雙段塔的上塔下塔汽液相同時冷卻回流。通過模擬對比，得出的結(jié)果又有了提高，最終得到了一個最佳的改進方法，就是上塔塔板數(shù)為7下塔塔板數(shù)為3時兩段塔間氣液相分別冷卻上塔氣相回流下塔液相回流。第23頁/共30頁五、實驗結(jié)論 我所做論文的題目是單段式吸收塔簡單改造的模擬分析研究 ，目的是在工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)擴產(chǎn)、減排或提高產(chǎn)品質(zhì)量，而對老廠進行改造是十分常見的。對于這樣的老廠改造，若能充分利用原

11、有設(shè)備，將極大的提高資源利用率，降低改造成本等。 在實際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，通過部分回流、降溫、分段操作、加壓等方式來提高生產(chǎn)能力，由于對于資源的充分利用等因素，我決定不放棄原塔，只對原塔進行部分改造。第24頁/共30頁實驗結(jié)論 在整篇文章中我所改造的地方涉及部分回流，降溫，分段操作等，由于加壓需要外加動力設(shè)備和對塔的承受能力要求較高，所以沒有涉及。我所選擇的原料是化工生產(chǎn)中常見的氨原料氣，以純水作為吸收劑。因為氨在吸收過程中是放熱的，希望我所做的模擬對于此類氣體的吸收有所適用。 第25頁/共30頁實驗結(jié)論 在模擬結(jié)束后，對結(jié)果的比較，發(fā)現(xiàn)在對氨的吸收塔改造中，降溫對吸收效果最為顯著，為主要的影

12、響因素，而降溫后對汽液相打循環(huán)是有利于氨的吸收的，但是效果不是非常的好，為次要的影響因素。經(jīng)過各種模擬對比，所得的最優(yōu)結(jié)果比基準(zhǔn)塔提高很大，其中出口氣相塔頂尾氣中氨氣的含量降低了60.93%而出口液相溶液中氨水的含量提高了23.88%。第26頁/共30頁實驗結(jié)論 本文在改造模擬過程中發(fā)現(xiàn)在對氨的吸收過程中，降溫和分段操作對氨的吸收是有利的，而回流物料必須經(jīng)過換熱后才對吸收效果有所提高，而且回流率越大效果越好。 本文建立了單段塔改造為雙段塔在吸收過程中放熱氣體的數(shù)學(xué)模型，并利用aspen對模型求解，模擬得到的數(shù)據(jù)結(jié)果較好，可為以后單段改多段塔提供一個參考模型。第27頁/共30頁 致 謝 本論文是在XXX自始至終無私的指導(dǎo)下完成的，X老師淵博的學(xué)識，開闊獨特的科研思維，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，熱忱負(fù)