本文關(guān)鍵詞：一種氨氧化反應(yīng)余熱回收爐工藝及設(shè)備結(jié)構(gòu)研究

  更多相關(guān)文章： 氨氧化反應(yīng) 余熱回收 過熱器盤管 數(shù)值模擬 分布器

【摘要】：氨氧化反應(yīng)余熱回收爐作為雙加壓法制硝酸工藝中核心關(guān)鍵設(shè)備之一,由于其工藝過程高度集成,設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,反應(yīng)條件高溫、高壓,反應(yīng)過程會(huì)放出大量的熱量,應(yīng)及時(shí)帶走反應(yīng)放熱。如反應(yīng)放熱不能及時(shí)帶走,不僅會(huì)因溫度過高影響催化劑活性,進(jìn)而影響反應(yīng)速率,而且高溫會(huì)損壞設(shè)備,進(jìn)而使得反應(yīng)被迫停止,因此,研究氨氧化反應(yīng)及余熱回收工藝及設(shè)備對(duì)硝酸工業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展具有重要意義。本文結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,針對(duì)硝酸生產(chǎn)過程中氨氧化反應(yīng)余熱回收爐存在的問題,重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：(1)計(jì)算物料及熱量衡算,研究設(shè)備各部分在反應(yīng)工藝流程中參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性,并通過流程模擬軟件進(jìn)行驗(yàn)證。(2)分析過熱器、蒸發(fā)器、水冷壁和預(yù)熱器的盤管結(jié)構(gòu),針對(duì)現(xiàn)有裝置中過熱器盤管易爆管對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)做出相應(yīng)優(yōu)化,具體的方案為在過熱器盤管上方增加第一蒸發(fā)器以減少高溫對(duì)過熱器的直接熱輻射。(3)運(yùn)用三維流場(chǎng)模擬分析軟件對(duì)氧化段的氣體分布器進(jìn)行相關(guān)的流場(chǎng)模擬,通過改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu),對(duì)分布器的分布效果達(dá)到優(yōu)化。通過上述研究,解決了生產(chǎn)實(shí)際中存在突出問題,降低了過熱器盤管爆管的頻率,同時(shí)使得氧化段分布器分布效果明顯提高,總體保障了企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)要求,達(dá)到了本次研究的既定目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：氨氧化反應(yīng) 余熱回收 過熱器盤管 數(shù)值模擬 分布器
【學(xué)位授予單位】：天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ054;TQ111.26
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 緒論9-11
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題背景9-10
• 1.3 本課題的意義和重要性10
• 1.4 本課題的研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容10-11
• 第2章 氨氧化技術(shù)發(fā)展概況11-17
• 2.1 工業(yè)上硝酸生產(chǎn)工藝的變革11-12
• 2.2 氨氧化工藝的發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 2.2.1 常壓法12
• 2.2.2 綜合法12-13
• 2.2.3 全中壓法13
• 2.2.4 全高壓法13
• 2.2.5 雙加壓法13-14
• 2.3 氨氧化法工藝的主要發(fā)展趨勢(shì)14-17
• 2.3.1 生產(chǎn)規(guī)模大型化15
• 2.3.2 操作壓力不斷提高15
• 2.3.3 選用改進(jìn)型催化劑15
• 2.3.4 尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格15
• 2.3.5 工藝流程縮短致使設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化程度越來越高15-17
• 第3章 氨氧化反應(yīng)余熱回收爐工藝計(jì)算分析17-33
• 3.1 氨氧化反應(yīng)余熱回收爐的工藝流程17-18
• 3.2 氨氧化反應(yīng)余熱回收爐的熱量傳遞過程18
• 3.3 氨氧化反應(yīng)余熱回收爐的物料衡算18-23
• 3.3.1 主反應(yīng)過程的物料衡算19-20
• 3.3.2 副反應(yīng)過程的物料衡算20-22
• 3.3.3 差值22-23
• 3.3.4 物料衡算匯總23
• 3.4 氨氧化反應(yīng)余熱回收爐的熱量衡算23-28
• 3.4.1 氨—空氣混合氣帶入熱量24-25
• 3.4.2 氨氧化反應(yīng)放出熱量25-26
• 3.4.3 氨氧化反應(yīng)理論溫度計(jì)算26-28
• 3.5 模擬校核計(jì)算28-33
• 3.5.1 總物料及熱量平衡計(jì)算28-29
• 3.5.2 工藝過程模擬計(jì)算29-33
• 第4章 氨氧化反應(yīng)余熱回收爐的設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析33-47
• 4.1 氧化反應(yīng)段結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析35-36
• 4.1.1 分布器35
• 4.1.2 燃燒器35-36
• 4.2 余熱回收段結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析36-44
• 4.2.1 蒸發(fā)過熱段36-43
• 4.2.2 預(yù)熱段43-44
• 4.3 觸媒框結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析44-47
• 第5章 氧化反應(yīng)段分布器的CFD數(shù)值模擬分析47-69
• 5.1 分布器的CFD數(shù)值模擬計(jì)算方法47-48
• 5.1.1 流場(chǎng)的簡(jiǎn)化假設(shè)47
• 5.1.2 數(shù)值模擬計(jì)算步驟47-48
• 5.2 數(shù)學(xué)模型的建立48-49
• 5.2.1 分布器的結(jié)構(gòu)尺寸48-49
• 5.2.2 創(chuàng)建計(jì)算模型49
• 5.3 劃分網(wǎng)格49-50
• 5.4 流場(chǎng)分析設(shè)置50-51
• 5.4.1 設(shè)置氣相材料模型50
• 5.4.2 設(shè)置流體與及相關(guān)參數(shù)50-51
• 5.4.3 設(shè)置流場(chǎng)邊界條件51
• 5.4.4 設(shè)置求解控制選項(xiàng)51
• 5.5 流場(chǎng)模擬分析51-56
• 5.5.1 速度場(chǎng)分析52-54
• 5.5.2 壓力場(chǎng)分析54-56
• 5.6 優(yōu)化分析討論56-67
• 5.6.1 兩層分布板之間增加氣體導(dǎo)向機(jī)構(gòu)56-61
• 5.6.2 進(jìn)氣口豎直段處增加氣體擋板61-67
• 5.7 結(jié)論匯總67-69
• 結(jié)論與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74-75
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文75

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本文編號(hào)：604825