△P=175×12=2100Pa
5.2 二氧化碳再生塔 5.2.1 操作条件的选取
因为该设计选取的是两段吸收两段再生工艺，所以我们不仅要设计吸收塔还要设计再生塔。首
先选取理论状态和操作状态，压力为0.12MPa ，温度为110℃。通过计算知贫液流量为 297.75km3/h，半贫液为887.25km3/h，进入塔中的湿气流量为71.55km3/h。气体密度为1.0049kg/m3 ，液体密度为1187kg/m3。则
ρG/ρL=1.005/1187=8.46×10-4
塔径计算依然采用的是关联图与前面吸收塔计算过程一样根据关联图得到横坐标为0.513，纵坐标为0.045.带入泛点气速计算公式得到u=0.7uF=0.7×1.87=1.309m/s
D=[4Vs/(лu）]0.5 =3756mm
所以取半径为3800mm，并通过和吸收塔相同的原理和计算过程知泛点率，填料塔和液体喷淋密度均在所要求的范围内。
由填料高度计算公式得：
H=HOLNOL
H= 2.56×4.68=11.96≈12m
5.2.2 所设计的填料层的承受压降能力的计算
在我们所做的设计中必须要保证生产工艺的安全，所以每一项工作都要考虑，而对于填料塔的设计中最应该考虑到的一个问题就是压降的计算。原因是填料塔是在高压作用下工作，如果我们所设计的塔不能承受相应的压力，那么他就不能完成所要求的任务，以此我们必须知道并计算出压降。一般的设计书中计算压降的方法为应用埃克特泛点和压降的通用关联式
（WL/WV）（ρG/ρL）0.5=0.487 u2φPψ/g（ρG/ρL）μL0.2 =0.014
查埃克特泛点和压降的通用关联式可得[21]：
△P/Z=80Pa/m
则填料层压降为：
△P=80×11=880Pa
6 车间设计
6.1 车间的合理设计
如果把设计比喻成一个人，那我是这样认为的。我认为车间布置是设计工作中至关重要的一项工作，相当于人的胃，所以要想看一个车间设计的到底怎么样要充分考虑其合理性，因为一个车间的合理性与经济利润是挂钩的。因此在此项设计中我非常注重厂房车间的设计，优化了厂房结构，力求做到了将最小的空间最大利用，所以这样的设计在合理性上是客观可行的。参考龙岗化工和山庄老酒的车间厂房的布置，我是这样安排的。从左到右依次是脱碳脱硫合成氨的厂房。
（1）在满足生产流程条件下，必须结合厂区的环境和地方优势，合理的安排场内外各种建筑相对位置；
（2）经济合理的竖向布置，决定了正确选择标准；一个工厂最重要的就是运输所以要充分确定场内外运输方式﹑运输布置，合理组织人流﹑物流的安排；
（3）对于综合管线布置要做到合理安全和经济；
（4）工作环境是非常重要的所以要标高绿化美化，创造美好的工作条件[20]。 6.2 厂房的整体布局设计
对于车间内的布局要考虑什么呢？
对于合理的空间布局，要综合考虑设备安装与检修、生产人员的安全、操作及未来发展情况。 ① 我设计车间采用矩形厂房，因为矩形厂房有利于设备排列及采光、通风，目的是可以加大空气
流通，减少危险。
② 年产12万吨的合成氨工艺塔非常高，且设备繁多，所以必须合理分配厂房的分层方式。
6.3 车间内辅助室与生活区布局
（1）生活规模的大小决定车间布局，对于生产规模较小的合成氨厂一般是将各个工作环境集中布置在一起。
（2）考虑室内的光亮，应充分利用东西南北各面的作用合理安排。 （3）辅助室、生活室应尽量接近安全通道。
（4）辅助室、生活室和生产区间是人长期工作的地方，考虑到安全问题用防火防爆防热墙隔离。 (5) 自动化装置要尽量安排在厂房通风系统好，干燥，安全的位置防止自动化机器受到破坏。 （6）各个管路要尽量安放在人员较少的地方，防止管路腐蚀后是酸碱溶液对人员造成损害。 （7）检修部门要尽量安排在立场出问题工段最近的地方，确保随叫随到。 6.3 车间内人员的分配
一个年产12万吨的合成氨厂大概需要三百人左右，对于一个工厂或公司人员的合理安排与充分利用是非常重要的，因为只有人员合理安排后各个人才能做到各司其能，各尽其职，这样才可以是每个人堆自己的工作认真负责。这样做有利于增加工厂的经济效益，提高产出，减少人员支出。那该如何合理安排人员工作呢?通过多方面调查和从实习中取得的经验，我认为这样安排更合理更充分。造气工段二十人，在这二十人中有三人控制自动化装置，检修一人，各工段检查一人，班长一人，段长一人，车间主任一人，车间副主任一人，控制控制氢气和氮气比一人，变换气出五人，冷却水洗出各两人，最后是分析人员一人，根据公司三班两运转的要求，所以造气工段要求有六十人。脱碳工段与脱硫工段基本一致，各需要工作人员十人，脱硫与脱碳工段都是双工作工段所以自动化操控人员需要四名，检修一人，各工段检查一人，班长一人，段长一人，车间主任一人，车间副主任一人，分析二氧化碳和二氧化硫溶度个一名，所以各需二十名。对于合成氨工段甲醇工段还有甲醛工段需要三十人，各个人员的安排与脱碳工段类似。最后一个工厂还有保卫处，后勤处，食堂，娱乐设施管理人员，所以经过实践与深思熟虑后一共需要人员三百左右。
现在我就部分人员介绍一下工作内容，段长的主要任务是检查并查漏每一天的设备是否正产运转，并及时提出改进与修改；车间主任的主要作用是保证每一段的生产量和提高生产量；车间副主任 的工作内容是保证人员到岗，及时调整人员分配，保证各工段的安全进行。自动化操作人员的主要工作内容是认真查看自动化系统，及时发现那个工段出现问题，立即报告，马上修理。
7 脱碳三废的处理初步设计
总的来说，改良热pc法脱碳工艺产生的三废少，对环境的污染少，但三废排放仍不可避免。另外，任何一个工厂的设计都要最先考虑的一个问题是环境问题，虽然我们所选择的碳丙酸吸脂法吸收的二氧化碳对环境污染比较小，无污染，但是做产生的合成氨中还有其他副产物，另外在生产合成氨的工业中要附带甲醛和甲醛工业，所以处理环境问题依然刻不容缓，所以在三废的处理我们依然要考虑和解决。根据国内外最新的处理方法，我想选择分腾法处理有机废水，该方法的原理是：首先利用有机试剂打断甲醇、甲醛流出物的废物，然后利用活性炭吸附的原理吸附有机废物，其次对于污水处理后合理再次利用对活性炭的回收再利用，这个环节中也都需要应用到热量所以合理安排热能的分散至关重要。对于环境污染问题，是现在国家发展的头等大事，所以各行各业都应该坚持低碳环保的政策，力争做到污染少，效益高，经济好。所以改良热pc法脱碳工艺目标是通过装置技术和吸收液的改变来达到工艺要求中二氧化碳的含量降至1%左右，并且要做到低耗能，高效益[21]。
8 初步经济核算
8.1.1核算过程
任何一个设计或实验或者一项科研工作，所必不可少的一项任务就是经济合算。只有经济上合算，才能投入到实际生活中。每一项成果只有有了利润才会被市场、商家、买家所认可。所以经济合算是至关重要的一个环节。
我们所设计的东西有了利润才可以投放市场。所以我们在设计好后最应该做的一项工作是经济预算。使经济上有可观的回报。一项试剂，有自身价值的关键是可不可以为生产者带来效益，接下来我就做这项工作。
对于本设计的其他方面的合理利用，一方面可以提高经济效益，另一方面充分利用了能源，所以在合成氨厂的设计中，可以利用合成氨所生产的热能来取暖，供给地方的热力消耗。所以，在本设计的最后又做了充分利用合成氨厂的能源设计，参考邯郸市龙港化工厂的经验，我是这样设计的。
设备安装设备费用如下表所示
表7 设备费用
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总计
设备名称 脱碳塔 再生槽 洗气塔 静电除尘器 富液槽 贫液槽 脱碳泵 再生泵 风机 气水分离器
单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台
[19]
数量 1 1 3 1 1 1 1 1 1 3
价格/万元
18 10 14 14 1.5 1.5 2.5 4 4.5 2 72
1.1.1 7.1.2设备安装
约为设备费用的45%，72×45%=32.4万元。
1.1.2 7.1.3控制仪表及安装
约为设备费用的15%，72×15%=10.8万元。 1.1.3 7.1.4管道工程
约为设备费用的55%，72×55%=39.6万元。 1.1.4 7.1.5电气工程
约为设备费用的16%，72×16%=11.52万元 1.1.5 7.1.6土建工程
约为设备费用的30%，72×30%=21.6万元 1.1.6 7.1.7场地建设
约为设备费用的20%，72×20%=14.4万元 1.1.7 7.1.8公用工程设施费用
约为设备费用的100%，72×100%=72万元 1.1.8 7.1.9土地购置费
约为设备费用的8%，72×8%=5.76万元 1.1.9 7.1.10总固定资金
前面所有资金总和为：217.92万元。 8.2流动资金
约为固定资金的25%左右，217.92×25%=54.48万元。 8.3总资金
固定资金和流动资金之和：217.92+54.48=272.4万元。
在合成氨厂附近建立一个小型热循环系统，将合成氨时所产生的热能消耗不被浪费而是通过管道运输到城市或乡村或工人生活的公寓来取暖。在夏天的时候，可以用所产生的热能来供热水等。那么，这样一来，不仅会带来可观的收益，增加厂子的收入，而且废物再利用，响应了全国变废为宝号召，真正做到了发展循环经济。
那么，对于再增加这样一部分设计后，我们便要在工厂的选址上和技术要求上更加严格，首先，我们想要将废物变宝，必须要先设计好如何将热能充分利用，这就要求与热力部门、电力部门合作，合理设计管道，使支出最好少，获益最多。尤其是现在井盖部门、地下工程是热点社会问题。所以一定要提前做好设计工作，让这些问题在没发生之前就被解决，将问题扼杀在摇篮里，所以各部门的合作是至关重要的。另一方面，就是将如何分配各个管道问题和各个管道的维护和护理，由维护部门来做，这都是要解决的问题。
现在来解决第一个问题，就是管道分配。为了减少能量在运输过程中消耗，所以第一件事就是要减少运输路程和选择稍好的运输材料，所以要将选择合成氨厂的位置上合理设置。
近年来，为了改善环境，优化城市环境，大部分的工厂都已远离城市，到离城市较远的郊区生
产，所以要将热能提供给城市这样的效益并不可观，所以我建议将能耗提供给乡村，改善乡村的供暖条件，这样既做到了合理利用资源，又做到了建设社会主义新农村，所以在供给上可以选择郊区、乡村，这样一来减少了农村冬天取暖时的烧木头、煤炭的现象，节省了一大批资源。
从前面的设计明显可以看出：吸收塔的构造采用了两段吸收，两段再生的结构，相对于一般的脱碳吸收塔较复杂。这样的话，装置简单易于操作，减少了人员的使用，即可以节省开支，又可以减少操作危险，同时此工艺的最大特点是能源消耗低，热量可以充分利用，所以此工艺经济核算[20]。再次根据一些其他区的一些参考，例如承德市平泉县的山庄老酒产业就是一个非常好的例子，该企业将酒的生产和合成氨的生产合理搭配，利用合成氨所放出的热量来供给酒业的生产，凭借利用酒业产生的废水中没有太多污染物所以回收再利用氨的水循环系统，这样既保证了热能的合理利用，有保证了水资源的充分循环利用。又如辽宁省林原市的林钢集团，该集团的主要产业是合成氨工业和电力热力工业，该集团就是充分利用合成氨工业中所放出的大量热量来供给整个林原市的取暖工作，这些个例子都告诉了我们一个事实，那就是如果我们想要取得更高的效益我们必须要将合成氨产业和其他产业联合起来，优化产业格局。只有这样分层的工业才能在以后的社会发展中占有一席之地。所以我所设计的工艺中已充分考虑到了这些因素，所以它的经济效益是可观的。
9 结论
通过长达三个多月的设计和计算最终年产12万吨合成氨脱碳工艺设计决定采用采用改良碳酸丙烯酯脱碳法脱除合成气中的二氧化碳，从而达到国家工艺标准。使用该方法后使得到的气体更纯净，得到的二氧化碳含量增高，排出气体中的有害气体效果更好，并且使碳丙酸稀酯吸收液可循环利用。而且采用变换气带来的热量提供再生热使流程能耗降低，达到了一定的经济指标。用此方法脱除变换气中的二氧化碳，确实能够达到工艺要求中二氧化碳的含量降至1%左右。并且此方法价格低廉，经济核算，无污染，低碳环保，符合国家可持续发展的国策，是利国利民的先进工艺。
这次设计的制作历时四个月之久，通过这次毕业设计我学到了很多东西。首先在知识上是一个升华，做设计的时候基本上天天在查文献看设计书，所以我在这段时间的学习中大部分的知识漏缺都被补上了，另一方面我在设计中真正感受到了自己设计东西的快乐，从那每一次的修改中都好像在照顾一个小孩，不断的成长，不断的进步，从时间上是一个丰富的过程。以前总感觉自己没有学到什么东西，但是从这次填补之后居然发现其实我的大学四年生活还是有很多收获的，那些知识在头脑中是有印记的，所以我的大学是非常有作用的。另外这次设计让我充分认识到自己还是有很大能力的，最起码可以认认真真去做一件事，而且我还学会了人的能力是可以通过自己不断提升的，一个人如果想真正干点什么，那是需要你不断付出的。所以只要我们相信自己，并不断的改变自己，高要求的要求自己，那么你一定能做好的。通过这段时间的学习，我充分认识到了在以后的工作中我要如何提升自己，并重新对自己的未来有了充分肯定，还有就是我似乎对未来有了更深层次的认识，我想我基本上明确了未来的工作方向。在做毕业设计时我们去龙岗化工实习了，在这次实习中我充分理解到了理论与实践相结合的重要意义，我的实际中理论与实践充分相接，理论中有实践，实践中有理论，我相信我的毕业设计是有一定的发展前景的。
10 附录
带控制点工艺流程图和吸收塔装配图[22-25] 。
参考文献
[1] 薛荣书. 化工工艺学[M]. 重庆大学出版社, 2004