20m3稀氨水回收工藝設計
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- 20m3稀氨水回收工藝設計20m3 Dilute Ammonia Recovery Design
ABSTRACT
In the synthesis section ammonia process, the device means for generating a large amount of dilute ammonia, these dilute ammonia discharged directly into the environment, not only caused serious environmental pollution and cause economic waste.Therefore, this design mainly for ammonia synthesis section dilute ammonia produced is recovered.The design uses dilute in the ammonia distillation tower is concentrated by ammonia method. The design needs to distillation column material and heat balance. In the light of these design requirements, calculate and check the structure size fractionator column height, column diameter and tower equipment. Meanwhile, calculate and select heat exchangers, condensers, reboilers, so that it can achieve the technological requirements required.
KEY WORD：Dilute ammonia water recycling ；material balance；heat balance ；equipment technology
目 錄
第一章 緒論 1
1.1 氨回收的研究背景 1
1.2 氨水回收的意義 1
1.3 稀氨水在合成氨中的位置 1
1.4 稀氨水的產生與回收 2
1.4.1 稀氨水的產生 2
1.4.2 稀氨水的回收 2
1.5 設計任務參數 3
1.6 稀氨水精餾制液氨工藝原理 4
1.7 稀氨水回收工藝流程 4
1.8 氨水回收工藝流程簡述 5
第二章 物料衡算 6
2.1 設計條件與要求 6
2.2 稀氨水的進料狀態 6
2.3 一級換熱器的物料衡算 7
2.4 二級預熱器的物料衡算 7
2.5 精餾塔的物料衡算 8
2.5.1 原料液、塔頂及塔底產品的摩爾分數 8
2.5.2 物料計算 8
2.5.3 相對揮發度的計算 9
2.5.4 平衡線，q線，精餾段和提餾段操作線方程 9
2.6 氨冷凝器的物料衡算 11
第三章 熱量衡算 12
3.1 精餾塔的熱量衡算 13
3.2 氨冷凝器的熱量衡算 14
3.3 再沸器的熱量衡算 15
3.4 一級換熱器的熱量衡算 16
3.5 二級預熱器的熱量衡算 18
第四章 精餾塔設備計算 19
4.1 平均密度的計算 20
4.1.1 精餾段平均密度 20
4.1.2 提餾段平均密度 21
4.2 理論塔板數計算 22
4.3 實際塔板數的計算 23
4.4 塔高的計算 25
4.5 平均表面張力計算 25
4.6 塔徑的計算 26
4.7 降液管與溢流堰的計算 28
4.7.1 降液管 28
4.7.2 溢流堰 28
4.7.3 浮閥數及排列方式 29
4.8 流體阻力驗算 30
4.8.1 單板阻力的計算 30
4.8.2 降壓管液泛校核 31
4.8.3 液體在降壓管內停留時間的校核 32
4.8.4 霧沫夾帶的驗算 32
第五章 一級換熱器的設計 34
5.1 設計方案 35
5.1.1 換熱器類型的選擇 35
5.1.2 流動空間的確定 35
5.2 物性數據的確定 35
5.3 對數平均溫度差和傳熱量的計算 36
5.4 換熱器的工藝結構和尺寸 37
5.4.1 管徑和管內流速 37
5.4.2 折流板 38
5.5 換熱器的核算 38
5.5.1 熱量核算 38
5.5.2 流體流動阻力的計算 41
第六章 二級預熱器的設計 43
6.1 設計方案 44
6.1.1 換熱器類型的選擇 44
6.1.2 流動空間的確定 44
6.2 物性數據的確定 44
6.3 對數平均溫度差和傳熱量的計算 45
6.4 換熱器的工藝結構和尺寸 46
6.4.1 管徑和管內流速 46
6.4.2 折流板 47
6.5 換熱器的核算 47
6.5.1 熱量核算 47
6.5.2 流體流動阻力的計算 49
第七章 冷凝器的設計 51
7.1 設計方案 52
7.1.1 換熱器類型的選擇 52
7.1.2 流動空間的確定 52
7.2 物性數據的確定 52
7.3 對數平均溫度差和傳熱量的計算 53
7.4 換熱器的工藝結構和尺寸 54
7.5 冷凝器的核算 54
7.5.1 殼程氣氨冷凝的傳熱系數 55
7.5.2 管程循環水的傳熱系數 55
7.5.3 冷凝的總傳熱系數 56
7.5.4 傳熱面積A 56
7.6 流體流動阻力的計算 56
7.6.1 管程流動阻力計算 56
7.6.2 殼程阻力計算 57
第八章 結論 57
參考文獻 58
致謝 61
第一章 緒論
1.1 氨回收的研究背景
合成氨工業在國家的發展進程中一直處于十分重要的地位，它的產品被廣泛地應用在生活中的方方面面，如化肥、工業原材料、煉油等方面。我國的合成氨工業呈現的現狀是合成氨生產企業比較多，其中主要以中、小型企業為主，然而中、小型企業本身治理污染能力就比較弱，同時，合成氨工業又是排污大戶，在合成氨生產的大部分生產工序（造氣、壓縮、變換、碳化、脫碳、脫硫、精煉、合成等工段）都會產生污染，其中稀氨水的大量排放對環境的影響最大。
在合成氨的生產工藝中，氨氮類的污染主要是稀氨水的大量排放，大量稀氨水的直接排放對水體和周圍的環境造成了嚴重的影響，如漣源市氮肥廠就是因為大量過剩的稀氨水不經處理直接排入江水中，致使下游水質受到了影響，超過了國家第Ⅱ類水質標準，人們的飲水水源受到污染[1]。同時，稀氨水的大量排放會使水體富營養化，水草、藍藻等藻類和微生物大量繁殖，致使水體出現腥味，水質嚴重惡化。因此，稀氨水的回收利用至關重要，它不僅有利于環保，而且有一定的經濟效益。...
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