认识实习报告

班级：化工0704

姓名：王     雨

学号：200711097

20##年12月

上两周，我们专业进行了化工原理课程认识实习，实习分为化工设备及流程讲座，中水基地参观和化工原理实验室参观三个部分。众所周知，化工原理课程是我们化工专业的一门重要专业课，它是一门关于化学加工过程的技术基础课，为过程工业提供科学基础，对化工及相近学科的发展起支撑作用。化工原理课程以单元操作为内容，以传递过程原理和研究方法论为主线，研究各个物理加工过程的基本规律，典型设备的设计方法，过程的操作和调节原理。正因为知道化工原理课程的重要性，我对这次认识实习非常重视。

虽然认识实习有些迟到，但却有在这个时间进行的独特好处。在我们学习了流体输送和传热之后，对化工原理这门课程所涉及的内容和学习这门课的目的有了一定的了解，这时的化工设备及流程讲座使我们感性了解了课本内容以外的新型设备，深刻体会到了化工过程日新月异的发展。此外，也使我对合成氨的工艺流程及代表性技术有了初步的了解。中水基地的参观更让我们首次亲眼见到实际化工生产过程，通过与已学知识的比照，加深了对理论的理解，期待对理论的应用，对实际化工生产过程有了一定的认识。化工原理实验室参观让我们看到了每个单元操作的具体过程，深化了对已学单元操作的认识，也激发了对没有学到的操作的强烈好奇。同时，也发现了实验室内的操作因其特殊性而与工业上有一些差异，体会到了实验设计的巧妙之处。

以下，我将针对讲座及中水基地参观具体报告我的了解和感受。

一、化工设备及流程讲座

  讲座包括两个方面的内容：基本单元操作的设备（泵类、换热器、塔式设备）和一些化工工艺路线。

1．化工设备

1.1泵类

1.1.1磁力离心泵

磁力泵由泵、磁力传动器、电动机三部分组成。关键部件磁力传动器由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。

　　当电动机带动外磁转子旋转时，磁场能穿透空气隙和非磁性物质，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触传递，将动密封转化为静密封。由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题，消除了炼油化工行业易燃、易爆、有毒、有害介质通过泵密封泄漏的安全隐患，有力地保证了职工的身心健康和安全生产。

工作原理:将n对磁体(n为偶数)按规律排列组装在磁力传动器的内、外磁转子上，使磁体部分相互组成完整藕合的磁力系统。当内、外两磁极处于异极相对，即两个磁极间的位移角Φ＝0，此时磁系统的磁能最低；当磁极转动到同极相对，即两个磁极间的位移角Φ＝2π/n，此时磁系统的磁能最大。去掉外力后，由于磁系统的磁极相互排斥，磁力将使磁体恢复到磁能最低的状态。于是磁体产生运动，带动磁转子旋转。

　结构特点:

1．永磁体 由稀土永磁材料制成的永磁体工作温度范围广(-45－400℃)，矫顽力高，磁场方向具有很好的各向异性，在同极相接近时也不会发生退磁现象，是一种很好的磁场源。

　　2．隔离套 在采用金属隔离套时，隔离套处于一个正弦交变的磁场中，在垂直于磁力线方向的截面上感应出涡电流并转化成热量。涡流的表达式为：其中Pe－涡流；K—常数；n—泵的额定转速；T－磁传动力矩；F－隔套内的压力；D－隔套内径； 一材料的电阻率； —材料的抗拉强度。当泵设计好后，n、T是工况给定的，要降低涡流只能从F、D等方面考虑。选用高电阻率、高强度的非金属材料制作隔离套，在降低涡流方面效果十分明显。

　　3．冷却润滑液流量的控制 泵运转时，必须用少量的液体对内磁转子与隔离套之间的环隙区域和滑动轴承的摩擦副进行冲洗冷却。冷却液的流量通常为泵设计流量的2%-3%，内磁转子与隔离套之间的环隙区域由于涡流而产生高热量。当冷却润滑液不够或冲洗孔不畅、堵塞时，将导致介质温度高于永磁体的工作温度，使内磁转子逐步失去磁性，使磁力传动器失效。当介质为水或水基液时，可使环隙区域的温升维持在3-5℃；当介质为烃或油时，可使环隙区域的温升维持在5-8℃。

　　4．滑动轴承 磁力泵滑动轴承的材料有浸渍石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等。由于工程陶瓷具有很好的耐热、耐腐蚀、耐摩擦性能，所以磁力泵的滑动轴承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨胀系数小，所以轴承间隙不得过小，以免发生抱轴事故。由于磁力泵的滑动轴承以所输送的介质进行润滑，所以应根据不同的介质及使用工况，选用不同的材质制作轴承。

　　5．保护措施　当磁力传动器的从动部件在过载情况下运行或转子卡死时，磁力传动器的主、从动部件会自动滑脱，保护机泵。此时磁力传动器上的永磁体在主动转子交变磁场的作用下，将产生涡损、磁损，造成永磁体温度升高，磁力传动器滑脱失效。

　 磁力泵的优点同使用机械密封或填料密封的离心泵相比较，磁力泵具有以下优点:

　　1．泵轴由动密封变成封闭式静密封，彻底避免了介质泄漏。

　　2．无需独立润滑和冷却水，降低了能耗。

　　3．由联轴器传动变成同步拖动，不存在接触和摩擦。功耗小、效率高，且具有阻尼减振作用，减少了电动机振动对泵的影响和泵发生气蚀振动时对电动机的影响。

4．过载时，内、外磁转子相对滑脱，对电机、泵有保护作用。

1.1.2高速泵

高速泵是单吸单级或两级卧式高速泵.主要由泵机组.增速装置.润滑及监控系统.底座及电机等部分组成.由于该系列泵采用变螺距诱导轮和复合叶轮技术.因此具有稳定的小流量工作稳定性.高汽蚀性能和高效率的优点.同时还具有明显的结构紧凑.维护方便.适用范围广.可靠性好及使用寿命长等优点.是今后离心泵的发展趋势.而具有相同参数的多级离心泵或往复式柱塞泵却存在结构复杂.维修麻烦.易损件多及可靠性差等缺点.因此将被高性能的高速离心泵所代替。 

1.2换热器

1.2.1板翅式换热器

　　板翅式换热器是传热元件由板和翅片组成的换热器。

　  特点如下：

1.传热效率高，由于翅片对流体的扰动使边界层不断破裂，因而具有较大的换热系数；同时由于隔板、翅片很薄，具有高导热性，所以使得板翅式换热器可以达到很高的效率。

2.紧凑，由于板翅式换热器具有扩展的二次表面，它的比表面积可达到1000㎡/m3。

3．轻巧，原因为紧凑且多为铝合金制造。

　     4.适应性强，板翅式换热器可适用于：气－气、气－液、液－液、各种流体之间的换热以及发生集态变化的相变换热。通过流道的布置和组合能够适应：逆流、错流、多股流、多程流等不同的换热工况。通过单元间串联、并联、串并联的组合可以满足大型设备的换热需要。工业上可以定型、批量生产以降低成本，通过积木式组合扩大互换性。

5.制造工艺要求严格，工艺过程复杂。

6.容易堵塞，不耐腐蚀，清洗检修很困难，故只能用于换热介质干净、无腐蚀、不易结垢、不易沉积、不易堵塞的场合。

结构：通常由隔板、翅片、封条、导流片组成。在相邻两隔板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层，称为通道，将这样的夹层根据流体的不同方式叠置起来，钎焊成一整体便组成板束，板束是板翅式换热器的核心，配以必要的封头、接管、支撑等就组成了板翅式换热器。

1.2.2管壳式换热器

　　管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。

管壳式换热器结构：由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。

流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程。图示为最简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。

1.3塔式设备

1.3.1板式塔：

板式塔为逐级接触型气液传质设备，在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过塔盘上的液层，使两相密切接触，进行传质，两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。操作时（以气液系统为例），液体在重力作用下,自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。

1.3.2填料塔：

填料塔具有结构简单，压力降小，而且可用各种材料制作等优点。在处理容易产生泡沫的物料以及用真空操作时，有其独特的优越。

过去由于填料及塔内构件的不完善，填料塔大多局限于出库腐蚀性介质或不宜安装塔板的小直径塔。今年来，由于填料结构的改进，新型的高效，高负荷填料的开发，既提高了塔的通透能力和分离效能，又保持了压力降小及性能稳定的特点，因此填料塔已被推广到许多大型气液操作塔设备中。在许多场合下代替了传统的塔板式塔。填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。

填料塔是填塔气液接触元件，正确的选择填料，对塔的经济效益有着重要的影响，填料的改进的方向为增加其通透能力，以适合工业的生产的需要，改善流体的分布与接触，以提高分离效率。填料可分为乱堆填料和规整填料。

    精馏塔所进行的是气液两相间的传质，而作为气液两相传质的塔设备首先必须要能使气液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率没有这一条，则失去了其存在的基础。但是，为了满足工业的生产要求，塔设备还得具有以下工艺要求⑴气液处理量大。即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带，拦液或液泛等操作的现象。⑵操作稳定，弹性大。即当塔设备的气液负荷有较大范围的变动时仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作，并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。⑶流体流动的阻力小。即流体通过塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还降使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏系统的操作。⑷结构简单，材料耗用量小⑸耐腐蚀和不易堵塞，方便调节和检修⑹塔内的滞留量小

2.合成氨工艺

2.1简介

氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。农业上使用的氮肥，除氨水外，诸如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥都是以氨为原料生产的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。

　　合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名氨气，分子式为NH3。世界上的氨除少量从焦炉气中回收外，绝大部分是合成的氨。

合成氨主要用于制造氮肥和复合肥料。氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料生产。液氨常用作制冷剂。

德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法，即“循环法”，这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。

1.原料气制备： 将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。

2.净化： 对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。

（1）一氧化碳变换过程 ：

在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。

由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。

（2）脱硫脱碳过程

各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗法、聚乙二醇二甲醚法等。

粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。

一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法，聚乙二醇二甲醚法，碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化MDEA法，MEA法等。

（3）气体精制过程

经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。

目前在工业生产中，最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法主要是液氮洗法，是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO，而且也能脱除甲烷和大部分氩，这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气，深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺，要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7%。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性气体CH4的含量。

3.氨合成 将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行，由于反应后气体中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反应氢氮气循环的流程。

2.2工艺条件的选择

合成氨的最佳工艺条件,主要包括操作压力、温度、空速和气体组成等。

1.压力  从化学平衡和反应速度两个方面考虑,提高操作压力对反应都是有利的,它不仅能提高设备的生产能力,还可简化氨的分离流程。但对设备的材质和加工提出了更高的要求,操作中催化剂易压碎,这会增加反应气体的流动阻力和影响催化剂的使用寿命。操作安全性亦差。因此目前都在设法降低操作压力。为保证具有较高的平衡氨浓度,在降低压力的同时,要求催化剂在比较低的反应温度下即有较高的反应活性。

2.温度  要求随压力的下降而降低。但受催化剂制约,一般多选用催化剂活性较高,且能长期稳定运转时的温度作为操作温度,并要求催化剂床层温度分布均匀。操作中,反应初期因催化剂反应活性好,反应温度可以控制低一点,随着使用时间的增长,催化剂活性下降,反应温度可以控制高一点。

氨合成是一个弱放热反应,因而沿轴向反应温度在不断升高,此时必需将反应热连续地或间断地除去。众所周知,放热可逆反应的最优反应温度与浓度有关,在某一反应物浓度下,必存在能获得最大反应速度的最佳反应温度(反应速度可用转化率X来度量),因此,在合成反应器轴向随浓度变化方向,存在最佳温度分布曲线,操作时最好能将操作温度沿最佳温度线进行。大型合成氨厂,常采用冷激式反应器,将催化剂分成数段,段与段之间用冷原料气和反应气混合以降低反应气温度,反应气的X-T图示于图。图中平衡温度线是指将X视作Xe时,即系统处于平衡状态时对应的温度。由上图操作曲线可知,开始时进料温度为A,进反应器后,让温度超出最优温度线至B点,再通过冷原料气降温,至C点后,进入下一段催化剂床层,温度逐渐升高,反应速度加快,转化率x变大,达到D点,此时由于温度过高,已偏离最优温度线,不在最佳状态下操作,这时又要进行第二次激冷。根据以上叙述,采用多段激冷,并控制加入的冷原料气量,就能将操作温度控制在最佳温度线附近,使反应在最佳状态下进行。

3．空速  是反应气在催化剂床层停留时间的倒数。空速大,单位体积催化剂处理的气量大,能增加生产能力。但空速过大,催化剂与反应气体接触时间太短,部分反应物未参与反应,就离开催化剂表面,进入气流,导致反应速度下降,另外,气量增大,使设备负荷,动力消耗增大,氨分离不完全。因此空速亦有一个最适宜的范围。每个空速有一个最适宜的温度,它们亦与氨含量之间存在对应关系。

4.气体组成  操作中合成气中的惰性气体会积累起来,为保持惰性气体在合成气中含量稳定,合成气需少量排放(排放气包括放空气和弛放气二部分)。若以增产氨为主要目的时,惰性气体含量应控制得低一些,约10%～14%,此时排放气排出量大,由此造成的原料气和氨的损失较大。若以降低原料消耗为主要目的,惰性气体含量可控制在16%～20%,此时排放气量少,原料气和氨的损失也小,生产成本下降,但反应器生产能力下降。进塔的氢氮比一般低于3,这是因为反应尚未达到平衡,由反应动力学方程得出反应速度最大时的氢氮比都小于3。

2.3工艺流程的评析

 中国的大型合成氨工厂,大多从国外引进成套技术和设备,有凯洛格(Kellogg)四床层轴向激冷技术和丹麦托普索径向塔技术。这二项技术与国外现有技术相比,存在氨净值低(9%～11%),压降大(0.6～0.7MPa)的缺点。托普索S-100还存在催化剂筐丝网易损坏,催化剂容易泄漏等缺点。现在世界上比较先进的有布朗三塔三废锅氨合成圈,伍德两塔两废锅氨合成圈,托普索S-250型氨合成圈和卡萨里轴径向氨合成工艺等四种。

2.3.1布朗三塔三废热锅炉氨合成回路流程

布朗三塔三废锅氨合成圈的工艺流程示于下图。图上详细标注了各设备的温度和压力等操作参数。布朗三塔三废锅氨合成圈主要由3个绝热氨合成塔和3个废锅组成。塔内有催化剂筐套,气体由外壳体与筐体间环隙从底部向上流过,再由上向下轴向流过催化剂床。该流程以天然气为原料,生产能力1000tNH3/d,合成压力15MPa,最终出口合成气中含氨量为21%,反应副产12.5MPa高压蒸气。

2.3.2伍德两塔三床两废锅氨合成圈流程

伍德两塔三床两废锅氨合成圈流程示于下图,流程中合成塔(1)有2个催化剂层,并设置双层内换热器,径向流动。据称这种结构使反应温度的分布十分接近最优的反应温度,气体循环量和压降小,投资和能耗节省,副产高压蒸气多。原料为石油渣油,合成塔压力16MPa,合成塔(1)出口温度473℃,合成塔(2)出塔气温度为442℃,经废锅、水冷和氨冷后,分出合成气中的大部分氨,分氨后的合成气(即循环气)大部分去合成气压缩机,少量吹出气(即弛放气)送氢回收系统。

2.3.3托普索两塔三废锅氨合成圈流程

托普索两塔三废锅氨合成圈(简称S-250系统)流程示于上图。图上注有温度和压力等操作参数的具体数值。托普索S-250系统由无下部换热的S-100型塔和S-50塔串联组成。该系统还包括:①废锅和锅炉给水回收废热;②合成塔进出气换热器,水冷器,氨冷器和冷交换器,氨分离器及新鲜气氨冷器等。以天然气为原料。

2.3.4卡萨里合成氨工艺流程

卡萨里轴径向氨合成工艺流程示于上图。来自循环压缩机的原料气进入热交换器E-3,被来自锅炉给水预热器E-2的气体加热至180～240℃,进入合成塔E-1,在催剂作用下进行反应,出口处氨含量为19%～22%(体积)。出合成塔的合成气,温度为400～450℃,经废锅E-1和锅炉给水预热器E-2回收热量,产生10MPa高压蒸气(每生产1t氨可产1t以上高压蒸气)。由E-2流出的合成气进入换热器E-3的壳程,被管程的循环气冷却,再送往水冷器E-4,部分氨被冷凝下来,气-液合成气混合物进入换热器E-5,被来自氨分离器Y-1的冷循环气冷却,然后进入两级氨冷器E-6,E-7,在E-7中,液氨在-10℃下蒸发,将气-液合成气混合物冷却冷凝至0℃,采用两级氨冷的目的是为了降低氨压缩的能耗。液氨在氨分离器Y-1中被分离,气-液合成气混合物变成冷循环气,它经E-5升温至30℃后进入循环压缩机。液氨经减压后送往氨库或生产装置,弛放气由E-5出口引出送往氢回收装置,用低温冷冻法或膜分离法进行分离,回收其中的氢。合成塔为叠合式催化剂床的立式合成塔,第1催化剂床内气体基本上以轴向方式流动,第2床内是以径向流动,能成功地获得低压降。塔内操作压力14.78MPa,进(出)塔气体温度182(422)℃,氨净值>14%。卡萨里技术已在中国10多个中型合成氨厂应用,操作实践表明,该技术具有催化剂和热能利用率高,节能效果好,操作、安装、维修简单、安全可靠等优点。

以上4种氨合成圈各有特色,从技术改造的角来讲,卡萨里轴径向工艺更好些,因为不需要增加合成塔,在原塔上进行改造,投资少、合成转化率高、能耗低、操作压力低(8～18MPa),可采用活性好的小颗粒(1.5～3.0mm)催化剂。从新建厂的角度来讲,布朗和伍德氨合成圈较好,因为是一次性投资,投资省,能耗低。中国涪陵、合江和锦西三厂已引进布朗工艺(用天然气为原料)。伍德合成圈工艺能耗最低(28.8GJ/tNH₃),大庆石化总厂已引进该技术,原料为石油渣油。

二、中水基地参观

1．北京化工大学东区中水处理站简介

北京化工大学中水处理厂20##年6月建成，总投资近215万元，其中包括土建费外线改造费150万元，处理工程与设备65万元，建筑面积306平方米，设计能力为日生产中水400吨，20##年7月通过北京市节约用水管理中心验收合格后投入使用。中水站处理工程采用生物膜技术和高级氧化物结合技术，移动床生物膜反应器净化水质的原理是基于高效生物降解，沉淀技术，对洗衣房，三号楼以及男浴池的废水进行中水处理。反应器内装填的无阻塞，遇有大比面积的填料始终处于流态化极大吨的优化了生物传质过程，水力停留时间缩短到2—4小时，大大提高了反应效率。处理过程中不需要添加絮凝剂，利用钾基自由基活性氧的氧化性能进行后处理，淤泥量少，出水水质稳定，消毒后的中水中含有微量的钾元素，科作为叶面肥使用。实现了中水处理的情节生产工艺。

中水处理分为五部：中水首先进入调节池，80m²，三个来源的水储存下来，曝气（混合供氧）通过泵进入反应器经过三级过滤（生物膜）使有机物递减，斜板沉降后中水进入漏网（对角原理）通过供水泵（两对）自来水下进，活性氧消毒机杀菌后中水排入中水池，最后由供水泵输送给用户。其中，污水经调节池的预曝气后,经毛发过滤器过滤后,由系统泵自动控制送入MBBR 反应器,经过附着在高效生物介质上的生物膜的处理和石英砂过滤器过滤后,再经钾羟基自由基活性氧消毒剂消毒后进入中水池。

运行结果证明，生物和高级氧化的结合技术对水体中的COD,NH₃—N，总氮，总磷，TDS，阴离子表面活性剂均有良好的去除效果，工程出水经几次的抽测均达到《城市杂用水水质标准》。

以生物膜法为基础的高效生物介质——米字支撑的聚乙烯环是该中心的具有极高处理效率的一种微生物水处理技术工具。其具有众多的特点，如生物介质比表面积大，使用寿命20年不更换，载体表面微生物食物链长。传质效果好，处理效率高，水力停留时间短，污泥产生量少，无堵塞，无需反冲洗。动力消耗少，运行费用低。

中水处理中心的日常运转一般只需要考虑用电和制备氧化消毒剂的费用。节能是该处理中心的一大特色，如安装了两个泵，在用水高峰期时采用大泵抽水，用水地峰期时采用小泵抽水，这样可以有效地将用电成本降下来。由于采用计算机数据采集与控制，无人操作，可实现远程全过程监控，因而该中水处理工程具有运行成本低的特点。据统计截止到20##年6月，实现节水20余万吨，节约经费80余万元。

2.校核泵

已知：管路参数：d=50mm Qv=400t/天 L=12.7m H=3.9m  8个90度弯头1个45度开度球阀

泵参数：型号 DTG-BO-100 He=12.5m Qv=25m³/h 功率1.5KW

2．1计算管路阻力

将水视作清水，取

管路阻力

体积流量

流速

雷诺数

查图得

查表得90°弯头，查不到球阀的阻力系数值，但化工原理实验中测得全开的球阀

，45°开的球阀为安全起见取作

总的局部阻力系数

阻力

2.1校核泵

由机械能衡算式

认为，，，

得

由2.1可知，

泵可提供的压头、流量均大于实际所需的，且留有余量，所以该泵合适。

本次认识实习是进入大学以来第一次关于专业的实习，我们参观了北京化工大学中水处理厂及化工原理实验室。通过本次认识实习我首先在直观上了解了各种各样的化工设备，在脑海里留下了化工生产的印象，大致了解了一些生产的工艺流程。在中水厂中明白了许多学科交叉知识，了解化工涉及面广，为将来就业开阔了视野。在实验室参观受益匪浅，了解了传质设备的种类，填料塔填料乱堆的作用，精馏塔板式塔的基本原理，实验室老师讲解化工专业的发展方向，积极帮我们解答各种实验设备的细节问题，为将来实验做了铺垫。这次认识实习不仅让我加深了对已学化工原理理论的理解，形成了对即将学的理论的初步认识，更激发了我对学习化工原理课程的巨大兴趣，让我受益匪浅。