20m3稀氨水回收工艺设计
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- 20m3稀氨水回收工艺设计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 录
第一章 绪论 1
1.1 氨回收的研究背景 1
1.2 氨水回收的意义 1
1.3 稀氨水在合成氨中的位置 1
1.4 稀氨水的产生与回收 2
1.4.1 稀氨水的产生 2
1.4.2 稀氨水的回收 2
1.5 设计任务参数 3
1.6 稀氨水精馏制液氨工艺原理 4
1.7 稀氨水回收工艺流程 4
1.8 氨水回收工艺流程简述 5
第二章 物料衡算 6
2.1 设计条件与要求 6
2.2 稀氨水的进料状态 6
2.3 一级换热器的物料衡算 7
2.4 二级预热器的物料衡算 7
2.5 精馏塔的物料衡算 8
2.5.1 原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 8
2.5.2 物料计算 8
2.5.3 相对挥发度的计算 9
2.5.4 平衡线，q线，精馏段和提馏段操作线方程 9
2.6 氨冷凝器的物料衡算 11
第三章 热量衡算 12
3.1 精馏塔的热量衡算 13
3.2 氨冷凝器的热量衡算 14
3.3 再沸器的热量衡算 15
3.4 一级换热器的热量衡算 16
3.5 二级预热器的热量衡算 18
第四章 精馏塔设备计算 19
4.1 平均密度的计算 20
4.1.1 精馏段平均密度 20
4.1.2 提馏段平均密度 21
4.2 理论塔板数计算 22
4.3 实际塔板数的计算 23
4.4 塔高的计算 25
4.5 平均表面张力计算 25
4.6 塔径的计算 26
4.7 降液管与溢流堰的计算 28
4.7.1 降液管 28
4.7.2 溢流堰 28
4.7.3 浮阀数及排列方式 29
4.8 流体阻力验算 30
4.8.1 单板阻力的计算 30
4.8.2 降压管液泛校核 31
4.8.3 液体在降压管内停留时间的校核 32
4.8.4 雾沫夹带的验算 32
第五章 一级换热器的设计 34
5.1 设计方案 35
5.1.1 换热器类型的选择 35
5.1.2 流动空间的确定 35
5.2 物性数据的确定 35
5.3 对数平均温度差和传热量的计算 36
5.4 换热器的工艺结构和尺寸 37
5.4.1 管径和管内流速 37
5.4.2 折流板 38
5.5 换热器的核算 38
5.5.1 热量核算 38
5.5.2 流体流动阻力的计算 41
第六章 二级预热器的设计 43
6.1 设计方案 44
6.1.1 换热器类型的选择 44
6.1.2 流动空间的确定 44
6.2 物性数据的确定 44
6.3 对数平均温度差和传热量的计算 45
6.4 换热器的工艺结构和尺寸 46
6.4.1 管径和管内流速 46
6.4.2 折流板 47
6.5 换热器的核算 47
6.5.1 热量核算 47
6.5.2 流体流动阻力的计算 49
第七章 冷凝器的设计 51
7.1 设计方案 52
7.1.1 换热器类型的选择 52
7.1.2 流动空间的确定 52
7.2 物性数据的确定 52
7.3 对数平均温度差和传热量的计算 53
7.4 换热器的工艺结构和尺寸 54
7.5 冷凝器的核算 54
7.5.1 壳程气氨冷凝的传热系数 55
7.5.2 管程循环水的传热系数 55
7.5.3 冷凝的总传热系数 56
7.5.4 传热面积A 56
7.6 流体流动阻力的计算 56
7.6.1 管程流动阻力计算 56
7.6.2 壳程阻力计算 57
第八章 结论 57
参考文献 58
致谢 61
第一章 绪论
1.1 氨回收的研究背景
合成氨工业在国家的发展进程中一直处于十分重要的地位，它的产品被广泛地应用在生活中的方方面面，如化肥、工业原材料、炼油等方面。我国的合成氨工业呈现的现状是合成氨生产企业比较多，其中主要以中、小型企业为主，然而中、小型企业本身治理污染能力就比较弱，同时，合成氨工业又是排污大户，在合成氨生产的大部分生产工序（造气、压缩、变换、碳化、脱碳、脱硫、精炼、合成等工段）都会产生污染，其中稀氨水的大量排放对环境的影响最大。
在合成氨的生产工艺中，氨氮类的污染主要是稀氨水的大量排放，大量稀氨水的直接排放对水体和周围的环境造成了严重的影响，如涟源市氮肥厂就是因为大量过剩的稀氨水不经处理直接排入江水中，致使下游水质受到了影响，超过了国家第Ⅱ类水质标准，人们的饮水水源受到污染[1]。同时，稀氨水的大量排放会使水体富营养化，水草、蓝藻等藻类和微生物大量繁殖，致使水体出现腥味，水质严重恶化。因此，稀氨水的回收利用至关重要，它不仅有利于环保，而且有一定的经济效益。...
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