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1、醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔设计密 级学 号050533 毕 业 设 计（论 文） 醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔设计 院（系、部）：机械工程学院姓 名：年 级：06级专 业：环境工程指导教师：教师职称：工程师 2010年 6月 25日北京北 京 石 油 化 工 学 院毕 业 设 计 （论 文）任 务 书学院（系） 机械工程学院 专业 环境工程 班级 06-1 学生姓名 指导教师/职称 王建宏/工程师 1.毕业设计（论文）题目 醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔设计2.任务起止日期： 2010 年 3 月 1 日 至2010年 6 月 20 日3.毕业设计（论文）的主要内容与要求（含原始数据及应提交的成果）
2、 （1）题目简介与主要内容二氧化碳所造成的温室效应引起了全球的广泛关注。燃煤电厂所产生的二氧化碳占了总排放量的60%以上，因此，对燃煤电厂排放的二氧化碳进行脱除是控制温室效应的关键手段之一。对于二氧化碳的脱除，目前最广泛应用的方法是醇胺法。而二氧化碳的吸收主要在吸收塔内进行，吸收塔的性能直接影响着二氧化碳的吸收效果。本设计主要对经过脱氮、除尘、脱硫后的烟气进行脱除二氧化碳的吸收塔设计。其主要包括二氧化碳的吸收塔和解析塔的系统和结构设计以及强度校核和工程概预算。（2）原始数据烟气组成CO2 N2O2H2OSO2 NOX飞灰含量14.60%71.90%4.80%8.15%50mg/m350mg/m
3、310mg/m3烟气量：3000m3/h , 进二氧化碳吸收塔烟气温度：40-50(3)应提交的成果至少提供与设计及其相关的纸质版中文文献10篇以上，外文复印文献2篇以上，需要翻译至少一篇外文文献。绘制的图量至少需要达到三张零号图，其中手绘的图量需要相当于一张零号图。需要提供符合要求的开题报告与文献综述、英文翻译、论文和图。4.主要参考文献刘练波,黄斌,郜时旺,许世森. 燃煤电站3 0005 000 t/a CO2 捕集示范装置工艺及关键设备J.电力设备，2008，9（5）：21-24黄斌, 许世森, 郜时旺等。燃煤电厂CO2捕集系统的技术与经济分析J.动力工程，2009，29（9）:864-
4、874有关二氧化碳方面的书籍其他吸收塔方面的书籍AutoCAD等方面的书籍。5.进度计划及指导安排第一周 科技方法训练，查阅校内、外资料第二周 科技方法训练， 翻译外文资料， 第三周 撰写文献综述和开题报告第四周 进行开题报告，进行总体设计第五周 吸收塔系统设计第六周 吸收塔结构设计及强度校核第七周 解析塔系统设计 第八周 解析塔结构设计及强度校核第九周 其他设计及整个工程的概预算第十周 按照国家标准绘图第十一周 按照国家标准绘图第十二周 按照国家标准绘图第十三周 按照国家标准绘图第十四周 撰写设计说明书，并输入计算机第十五周 修改设计说明书，准备答辩第十六周 答辩任务书审定日期 年 月 日
5、系（教研室）主任（签字） 任务书批准日期 年 月 日 教学院（部、系）院长（签字） 任务书下达日期 年 月 日 指导教师（签字） 计划完成任务日期 年 月 日 学生（签字） 摘 要 电厂燃煤烟气所排放的二氧化碳会造成温室效应和全球气候变化，引发严重的环境问题。因此控制二氧化碳的排放已经刻不容缓了，也是应对气候变暖的最重要的技术之一。控制二氧化碳的排放有多种方式，本文着重介绍了MEA吸收二氧化碳的工艺技术。 本论文主要对二氧化碳化学吸收法的基本原理、反应机理、工艺流程、应用设备、存在的问题及解决措施作简要的介绍；对二氧化碳化吸收塔设备作详细的设计，主要包括填料、筒体、塔内件（液体分布装置、填料支
6、承装置、床层定位器、除沫器）；对填料塔附件作详细的设计，进行强度校核、工程概预算。 通过本设计，尽量解决二氧化碳吸收过程中存在的问题，并对二氧化碳化学吸收工艺的发展前景予以展望。 关键词：二氧化碳吸收，填料塔，解析塔 Abstract Carbon dioxide emission from coal-fired power plant flue would cause the greenhouse effect and global climate change and serious environmental problems. Therefore controling the emis
7、sions of carbon dioxide has become the most important technical routes of response to climate warming .There are many technologies to control emissions of carbon dioxide. This paper emphasizes to introduce the chemical absorption process technology of Carbon dioxide which is applied extensively. The
8、 article introduced the basic principles of the chemical absorption process technology of carbon dioxide, reaction mechanism, process, application and the problems presented and solutions to them. A detailed design to the chemical absorption of the carbon dioxide was made，mainly including packing, s
9、hell and internals(liquid distribution device, packing supporting device, bed locator, gas distribution installations, mist eliminator) ; Annex to the packed tower and checking for strength were also designed in detail, at last making the budget. Through this design, the existed problems are solved
10、as possible as we can and the future development of the chemical absorption process technology of carbon dioxide was introduced. Key words：Carbon dioxide absorption，Packed tower，Anaytical column目 录第一章 前 言11.1引言11.2研究二氧化碳吸收的意义21.3 吸收溶液的选择31.4 吸收塔系统及结构41.5解析塔概述12第二章 吸收塔的设计计算142.1 确定塔设备的选型142.2 吸收剂的确定1
11、42.3填料的选择182.4塔径的计算182.5填料层高度的计算192.6 吸收塔附件的设计与选用212.7 塔高26第三章 吸收塔的强度校核273.1 选择材料273.2裙座，筒体和封头的壁厚273.3塔的质量载荷计算273.4塔的自振周期计算293.5地震载荷计算293.6风载荷计算303.7 地脚螺栓计算34第四章 解吸塔的设计计算364.1平衡线364.2解吸所需蒸汽量364.3填料的选择384.4塔径的计算384.5填料层高度的计算394.6解析塔附件的设计与选用394.7 塔高42第五章 解吸塔的强度校核435.1选择材料435.2裙座，筒体和封头的壁厚435.3塔的质量载荷计算4
12、35.4塔的自振周期计算455.5地震载荷计算455.6风载荷计算465.7地脚螺栓计算49第六章 辅助设备的设计选型516.1热交换器516.2风机的选型526.3泵的选择52第七章 经济分析与工程概算547.1经济分析与评价的意义和基本原理547.2工程概算547.3 技术经济分析55第八章 结论57参考文献58致 谢60声 明61IV第一章 前 言1.1引言二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天
13、然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。 它会带来以下列几种严重恶果： 1) 地球上的病虫害和传染疾病增加； 2) 海平面上升； 3) 气候反常，海洋风暴增多； 4) 土地干旱，沙漠化面积增大。5)经济的影响全球有超过一半人口居住在沿海100公里的范围以内，其中大部份住在海港附近的城市区域。所以，海平面的显著上升对沿岸低洼地区及海岛会造成严重的经济损害，例如：加速沿岸沙滩被海水的冲蚀、地下淡水被上升的海水推向更远的内陆地方。6)农业的影响实验证明在CO2高浓度的环境下，植物会生长得更快速和高大。但是，全球变暖的结果可会影响大气环流，继而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解全球变暖对各地区性气候的影响，以致对植物生态所产生的转变亦未能确定。7)海洋生态的影响沿岸沼泽地区消失肯定会令鱼类，尤其是贝壳类的数量减少。河口水质变咸可会减少淡水鱼的品种数目，相反该地区海洋鱼类的 品种也可能相对增多。至于整体海洋生态所受的影响仍未能清楚知道。8)水循环的影响全球降雨量可能
