大面积大柱网双向无粘结预应力混凝土框架体系的设计与施工 珠海市拱北口岸是我国大陆通往澳门的国家一级口岸，也是全国第二大口岸。新建口岸工程 总平面布置见图4-9-1。该工程核心建筑—联检大楼是一座大型民族形式的多层建筑，面积约4万 平方米。底层专供进出关人员候检、查验、通关使用，其余各层供联检职能机构及与之配套服务 的部门使用。由图4-9-2可看出，该建筑平面很大，为186m×100m， ~ 轴为主体部分，长1 ○5 ○ 14 42m。柱网尺寸为18m×18m。纵向7跨，横向5跨。除 ~ 轴间的 ~ 轴及 ~ 轴为一层外，其余 ○M ○W ○7 ○9 ○ 11 ○ 13 均为3层。屋顶为民族形式的大屋盖，其四周为水平投影宽26m的孤形，其中包括周边悬挑4.8m。 从建筑造型及使用功能考虑结构不设伸缩缝。该结构平面尺寸大大超过了规范允许的不设缝 的最大限制长度，同时要求结构尽量压缩梁高，降低层高，以达到减少空间体积，节省长期使用 能耗的目的。根据上述要求，对多种方案比较后，选定无粘结预应力大面积大柱网连续多跨(7×18m )×(5×18m)双向框架承重结构体系，楼面为3m×3m网格的井字梁楼盖。这是目前国内运用该项新 技术楼层面积最大、连续跨数最多的双向无粘结预应力框架结构工程。 虽然无粘结预应力框架已在国内成功应用，但象该工程这样大面积大柱网的情况尚无先例。 诸如计算理论的可靠性、摩擦损失的取值、特长预应力束施工、柱刚度对梁中预应力建立的影响 等都是值得研究和探讨的难题。为使该工程结构设计具有可靠的理论依据，也为今后推广该项新 技术积累经验，决定结合 该工程进行1︰5实物结构模拟试验和现场实际工程测试，并开展结构设计和施工工艺等系统 研究。从目前取得的数据分析证明，该项新技术可靠、合理，并具有显著的经济效益和社会效益。 第1章 结构设计 该结构体系设计计算的前提条件是对框架施加预应力，在活荷载大的 ~ ○9 ○轴线，要求平衡静 10 载和80%的活载；对其余荷载较小的轴线，梁上施加的预应力仅平衡静载产生的拉弯应力。经试算， 柱截面选用800mm×800mm。梁高在荷载特大的部分选用高跨比为1/12，一般荷载情况下选用1/15， 即多数大梁截面尺寸为400mm×1200mm，该工程既是双向预应力混凝土框架结构，又是井式梁板结 构，其中主框架内井式梁板为普通钢筋混凝土结构，板厚l00mm，内部井式梁截面为300mm×1000mm， 混凝土C35。无粘结预应力筋选用低松弛钢绞线UΦj =l2.7，ƒptk=1770N/m m2，Ep=2×l05N/m m2。 考虑到连续多跨特长束的预应力损失大，采用超张拉回松技术，取σcon =0.75 ƒptk张拉端采用O VM12.7—1锚具，锚固时预应力筋内缩值取8mm。无粘结钢绞线强度设计值取ƒpy=1206N/m m2×0. 9=1085N/m m2。摩擦损失系数取μ=0.12，K=0.003。各跨按二次抛物线布放预应力筋，其反弯点 取在距柱中心0.15l(l为梁跨长)处。 将上述条件及各榀框架的荷载数据输入计算机进行计算，根据计算结果及 1︰5实物结构模型的试验数据进行分析后完成框架设计。其典型的两榻框架梁预应力筋布置 见图4-9-3。 设计要求在二层楼面施工时，必须进行每向不少于2榀框架的实际张拉测试，并根据实测数据， 调整和修改预应力张拉力或配筋根数，方可进入下一步施工。 预应力束的端部锚固节点大样见图4-9-4(a)，固定端内埋式锚头—挤压锚具，布置见图4-9-4( b)。 大面积楼面结构不设伸缩缝，除在框架体系梁施加预应力外，还采取在适当位置增设抵抗温 度伸缩和混凝土收缩的预应力筋的办法。如在⑨~⑩轴间的井字次梁配置预应力筋，这是因为该部 分楼面荷载大，并考虑到可弥补中间部分楼面大梁的预应力损失。在屋面上，增设封闭梁的预应 力筋，以增强屋顶整体抵抗温度伸缩的能力。另外，从图4-9-2可看出，对四角和边跨，设置混凝 土筒或剪力墙以增强整体刚度和抵抗温度应力的能力。从目前情况看，达到了预定的设计要求。 对预应力筋除满足规定的质量要求外，在布束上要求特长束无接头，以免由于接头的可靠性 差，造成不可弥补的损失。 第2章 分段流水施工 在大面积大柱网双向元粘结预应力框架和井式梁板结构施工中有不少难题，其一是大面积多 层框架施工中如何分段流水的问题。 由于工艺布置及建筑要求，该工程142m×100m楼面内不设伸缩缝。为防止施加预应力前在混 凝土浇筑硬化过程中出现收缩裂缝，主要采取划分施工段的办法。划分施工段既要考虑混凝土的 浇筑能力，又要考虑结构布筋的特点及楼面施工和上下层施工流水的要求。每层楼面沿纵向划分3 个施工区段，见图4-9-5。施工区段的界线分别在⑨轴线西与⑩轴东各7.5m处，⑨、⑩轴线间各纵 向梁的加强束即在该处张拉锚固。 在混凝土配料中加入水泥用量l5%的U型膨胀剂，以抵抗混凝土收缩变形。 在3个施工区段内，先施工第Ⅰ区段，伸入Ⅱ、Ⅲ区段的纵向通长无粘结筋应事先伸出，盘放 在脚手架上卢在Ⅰ区段内，先张拉纵向短束，再张拉横向通长束与短束，纵向通长束需待Ⅱ、Ⅲ 区段混凝土浇筑后方可张拉。在第Ⅱ施工区段内，仅张拉横向通长束与短束。在第Ⅲ施工区段内， 宜先张拉纵向通长束，再张拉横向通长束与短束。 为取消施工中的二次支撑，在第三层楼面的混凝土施工中，除第Ⅰ区段内因设计活载取值较 大满足施工荷载要求外，对Ⅱ、Ⅲ区段，采取梁板分开浇筑的办法：先浇筑框架梁及各井字梁， 待梁混凝土强度达到50%再浇筑板。 为减少预应力张拉时受周围结构的约束，采取了以下措施： 凡沿预应力筋张拉方向的剪力墙，在预应力筋张拉后再浇筑； 楼梯间筒体刚度大，也在预应力筋张拉后再浇筑； 对多跨连续梁由预应力梁及非预应力梁组成的情况，则在预应力梁浇筑并张拉后，再浇筑非 预应力梁。此时，普通钢筋应事先伸出梁端。 第3章 特长预应力束施工 第1节 特长束的下料工艺 特长束的下料长度可按常规方法进行计算。如果严格控制下料尺寸，则不需额外加长下料。 对于90~130m长的无粘结筋，在现场选择70m长的平整场地，采用弯曲定长下料，见图4-9-6。 一定要在预应力筋的正中间做好标记，因为本工程纵向束是由中间第Ⅰ区段向两边Ⅱ、Ⅲ区段延 伸，若中点不准，则定长预应力筋会在Ⅱ、Ⅲ区段内出现一端过长另端过短的情况而无法张拉。 下料后每根筋卷成直径1.5m的盘，并在其两端作出同颜色标记，以便在张拉时识别。 第2节 特长束的铺设固定 双向特长束的铺设是影响预应力施工质量、人力与速度的关键之一，因此必须作好以下准备： 1.首先绘制出各节点无粘结筋穿插详图，定出各种梁无粘结筋的实际坐标及配套的固定支架 尺寸。 2.无粘结筋应逐根检查、编号。
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创意设计技法 回顾创意设计的发展历程，创意设计技法的研究，可以说是 20 世纪 30 年代起步，40 年代奠基，50 年代发展，60 年代飞跃，70 年代兴盛，80 年代普及。由于创意工程的复杂性，其理论体系至今 尚不能说成熟，但这并不影响其开发、普及和发展。据统计，至今已提出创意、创造技法 340 余 种。 一、技法发展概述 创造力开发首先在富于创意的美国出现。早在 1906 年，一位专利审查人普林德尔写了一篇《发 明的艺术》的论文，最早提出对工程师进行创造力训练的建议，并以实例阐述了一些逐步改进发 明的技巧和方法，后来另一专利审查人撰写了《发明家的心理学》，其中有发明方法一章。同年， 克劳福德发表了《创造思维的技术》，提出特性列举法，在大学讲授，以后，奥肯和史蒂文森相 继开出了发明方法和创造工程课程。 1938 年被誉为“创造工程之父”的奥斯本制定了“头脑风暴法”，并取得成功。为推广这种技法， 他撰写了一系列著作，如《思考的方法》、《所谓创造能力》、《实用的想象》等，并深入到学 院、社会团体和企业，组织大家运用这些技法。一些大学、公司等先后采用其理论讲课或办训练 班，为群众性的创造普及活动开拓了局面。 1942 年，由瑞士来的天文学家茨维基，在参与火箭研制中利用排列组合原理制定了“形态分析 法”。他按照火箭各主要部件可能有的各种形态的不同组合，得到 576 种火箭构造方案。 1944 年，戈登提出了著名的“提喻法”，成为最受欢迎的创意技法之一。 20 世纪 50 年代以来，全美出现了许多创造力研究中心，很多大学、政府部门和公司争先恐后地 开设了名目繁多的创造力训练课程，创造力咨询公司应运而生。 在创造工程的研究和开发上，日本可谓“后起之秀”。先是引进，20 世纪 40 年代起有了自己的 特色。1944 年，其创造学先驱之一市川龟久弥撰写了《创造性研究的方法》一书，1955 年提出 等价转换理论，1977 年出版了《创造工学》。另一位典型人物丰泽丰雄，提倡“一日一创”活动， 先后出版《发明指南》等著作。日本人提出了许多有特色的创造技法，如“KJ 法”，“NM 法”、“ZK 法”、“cBs 法”等，有多种创造力开发的著作，还有一些专门研究机构，群众性创意活动极为 普及。 从 1946 年始，原苏联一批学者从 175 万项发明专利中遴选出 4 万项高水平的专利文献，从中概 括出一批普遍性，有效性强的技法，制定了《发明课题程序大纲》、《基本措施表》、《标准解 法表》等，并不断完善，形成了有其特色的创造工程体系。此外，世界许多国家和地区也对创造 技法发展作了大量贡献。从 20 世纪 80 年代始，我国也开始了创造工程和创意技法的研究和普及， 并出版了一批书刊。 进入 20 世纪 60 年代以来，创意设计技法如雨后春笋，大量涌现，目前已达 340 余种。无论是群 体或是个体，利用这些技法，都可显著提高创意思维的广度。深度和速度，促进创意、创造难关 的突破，因而有重要的研究、推广和实用价值。 二、创意技法的分类 面对几百种创意技法，如何形成系统化、条理化的创意技法分类系统，是一个很大的难题。这是 因为：第一，绝大多数技法都是研究者根据其实践经验和研究总结出来的，缺乏统一的理论指导； 第二，各种技法之间并不存在线性递进的逻辑关系，形成统一的体系较难；第三，创意思维是一 种高度复杂的心理活动，其规律还未得到充分深刻的揭示，难免出现各执一端的状况。这样，各 种技法在内容上彼此交叉重叠，既相互依赖，又自成一统，这给全面条理化带来较大的难度。尽 管如此，许多研究者还是作出不少努力，提出一些分类方法。 例如，日本电气通信协会在其编写的《实用创造性开发性技法》著作中，曾将常用的”种技法分 成 6 类： 1.提出问题法。提出问题法、选择目标是创意、创造活动的首要环节，它决定创意的主攻方向， 影响到创意设计的成败。这类技法包括缺点列举法、希望点列举法、检核表法、设问法等。例如 设问法，它直接从下列 6 个角度提问题： （1）为什么需要革新？（Why） （2）创意的对象是什么？（What） （3）从什么地方着手？（Where） （4）由谁主持或完成？（Who） （5）什么时候完成？（When） （6）怎样实施？（How） （7）达到怎样的水平或标准？（HOwmuch） 由于这 7 个方面的英文第一个字符为 5 个 W 和 2 个 H,又常称为 5W2H 法。这是个典型的设问法。 2.解决问题法。技法中多属于此类。按照创意思维形式和功能特性，还可进一步细分为 3 种类型： （1）想象联想法（如头脑风暴法、输出输入法、强制联系法等）。通过一定的方式和程序，克 服妨碍想象的因素、调动激励想象力的因素，使创意思维如泉涌，达到成功。 （2）重组联合法（如形态分析法、组合法、焦点法等）。通过一定的程序和方式，将若干分立 因素巧妙地结合或重组，从而获得新的创意。 （3）类比法（包括提喻法和各种类比法等）。通过两个（类）对象之间某些相同或相似来解决 其中一个对象需要解决的问题。其关键是寻找恰当的类比对象，这里需要直觉、想 象、灵感、 潜意识等多种心理因素。 3.程式化法。是实施步骤已经按逻辑程序加以编排，且每个环节可以产生补充、配合、衔接关系， 从而形成有效的创意方法体系。比较有代表性的有物场分析法和等价变换法等。 胡伦贵等在《人的终极能量开发》一书中，按创意思维方式，把创意思维技法归纳为 3 类，即： 1.发散思维法。包括横向思维法、纵向思维法、逆向思维法、侧向思维法、分合思维法、颠倒思 维法、质疑思维法、克弱思维法、信息交合法、头脑风暴法等。 2；聚合思维法。包括求同法、求异法、同异并用法、共变法、剩余法、完全归纳法、简单枚举 归纳法、科学归纳法和分析综合法等。 3.想象思维法。包括原型启发法、类比法、联想法、假说法和梦幻法等。 刘仲林在其著作《美与创造》中提出 LZ 分类法。他把创意（造）技法划分为“四大家族”，即 四大系列： 1.联想系列（联想族）技法。这是以丰富的联想为主导的创意技法系列，其特点是创造一切条件， 打开想象大门；提倡海阔天空，抛弃陈规戒律；由此及彼传导，发散空间无穷。虽然从技法层次 上看属于初级层次，但它是打开因循守旧堡垒的第一个突破口，因此极为重要。“头脑风暴法” 是联想系列技法的典型代表。它所规定的自由思考、禁止批判、谋求数量和结合改善等原则，都 是为丰富的想象创造条件。 2.类比系列（类比族）技法。以两个不同事物的类比作为主导的刨意技法系列。其特点是以大量 的联想为基础，以不同事物之间的相同或类似点为纽带，充分调动想象、直觉、灵感诸功能，巧 妙地借助他事物找出创意的突破口。与联想族技法比较，类比族技法更具体，是更高一个层次。 “提喻法”是类比族技法的典型代表。类比包括拟人类比、仿生类比、直接类比、象征类比和幻 想类比等。 3.组合系列（组合族）技法。这是一个以若干不同事物的组合为主导的创意方法系列。其特点是 把似乎不相关的事物有机地合为一体，并产生新奇。组合是想象的本质特征。与类比族相比，组 合族没有停留在相似点的类比上，而是更进一步把二者组合起来，因此技法层次更高，它也是以 联想为基础的。
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LNG 供气站安全设计 1944 年美国俄亥俄州克利夫兰市的一个调峰站的 LNG 储罐发生事故，时至今日，LNG 安全标准经过了一 个相当漫长的历程。当时，那个 LNG 储罐仅仅运行了几个月就突然破裂，溢出 120 万加仑(相当于 4542m3) 的液化天然气。由于防护堤不能满足要求而被淹没，尔后液化天然气流进街道和下水道。液化天然气在下 水道气化引起爆炸，将古力盖抛向空中，下水管线炸裂。部分低温天然气渗透到附近住宅地下室，又被热 水器上的点火器引爆，将房子炸坏。很多人被围困在家中，有些人试图冲出去，但没能逃离燃烧的街道和 高温困境。10 个小时后，火灾才得到控制。此次爆炸波及 14 个街区，财产损失巨大，其中有 200 辆轿车 完全毁坏和 136 人丧生。 事故调查小组没有查明储罐失事原因，追溯事故发生的一年前，在该罐交付使用期间，*近罐底产生了 一道裂缝。人们没有去调查裂缝的成因，只是对该罐进行了简单的修补后即投入运行。现在人们认识到， 导致该罐失事的原因是内罐上某处出现了裂缝，溢出的液体充满了内壳和外壁之间的空间，而且气化后导 致压力过大。 过去对密闭的空间的设计与现在不同，没有采取泄压措施。另外，过去用来制作内罐的材料是 3.5%镍 钢，它不适宜低温工作，现在通常改用 9%镍钢。 这起事故对液化天然气工业是一个极大的挫折，20 年之后，该工业才得以恢复。在燃气工业中断的这 些年头，各种研究机构和设备供应商作进一步调查，并开发丁天然气应用技术、设备和材料，在这些领域 所取得的重大进步，实际上部分应归功于使低温工业受益非浅的美国空间计划。这些研究成果现在已经被 世界上几个正在运行的 LNG 设施所证实，并创造了一个史无前例的长达 30 年的安全纪录。 影响设备和供气站设计的安全因素有： -安全标准 -平面布置 -控制方式 -储罐 -消防 -停车 1 安全标准 由于那个 LNG 储罐的失事，天然气液化和储存在第一次商业冒险中宣告失败，为满足调峰站的需要， 燃气工业转向 LPG。人们对克利夫兰市灾难仍然记忆犹新，燃气工业迅速制定了 LPG 设施标准。1948 年 出版了《NFPA 59 公用液化石油气站》，1957 年出版了《APl 2510 海上和管道终端，天然气凝缩油厂，提 炼厂和罐区建造液化石油气装置的设计和施工》。 当时，尽管技术已有进步，人们进行了多年的认真研究，但是，LNG 设施设计标准的安全和技术性尚 需进一步提高。 六十年代初期，人们对 LNG 重新产生兴趣。由美国消防协会(NFPA)建议并起草了 LNG 设施设计新标 准。在这首个综合性标准里，制定出了液化天然气的设计、选址、施工和设备运行以及液化天然气的储存、 气化、输送和处理的要求。这些要求均包含在《液化天然气(LNG)生产、储存和处理标准，NFPA59A》中。 《NFPA59A》的编制工作自 1960 年开始着手进行，并在 1967 年被美国燃气协会(NFPA)正式采纳。一 年后美国石油协会(APl)采纳了《APl2510A 石油终端、天然气加工厂、提炼厂和其它工厂的 LNG 装置的设 计和施工》。 同年美国石油协会又采纳了《附录 QAPl620 大型焊接液化天然气低压储罐设计和施工的推荐标准》， 其中论述的低温应用的设计和选材。 六十年代后期，由于 LNG 工业进入一个新的增长期，NFPA 标准的适用范围需要扩展。人们丌始着手 进行《APl2510A》的合并吸收工作，以便重新编气《NFPA》，1971 年的版本是扩展范围后的第一版。随后 又进行了多次修订。 详细评论 LNG 安全标准和规范不是本文的目的，不过这里仍要提到在 NFPA59A 十，影响 LNG 供气 站安全设计的一些关键因素： -站场防止 LNG 溢出和泄漏的措施 -海上运输和接收的要求 -拦截区的要求 -储罐防护堤的要求 -储罐、气化器和工艺设备的间距 -材质，混凝土种类 -隔热 -安全泄压，储罐赳压保护 -气化器，泵和压缩机设备 -消防，叫燃气体检测和火灾探测器 -ESD(紧急停工)系统 LNG 供气站的安全原则是预防、检测和控制。 预防是指要密切注视刘没施安全运行所必需的设计特性。在工程设计阶段，些设计上具能够发现潜在 的安全隐患扦提出保证安全的相应措施。它们包括：初步危险分析(PHA)，*作危险性分析(HAZOP)、风险 定量评估(QRA)、气体扩散研究和突变分析。 假如发生事故，早期检训和响应能将使安伞隐患减全最小。各种探测器应被合理地安装在整个供气站 内，用来检测火灾和 I。NG 泄漏事故。 其中包括码头卸船区，储罐防护堤内和防护堤附近的卸车管线等位置。这些地力任何一处发生泄漏。 在控制室内都会发山声音报警。 将气体和感烟探测器安装在建筑物内，从控制室的闭路电视上可以对全厂进行监控。 自卸车平台的管道、码头和陆上的管道系统发生 LLN(；泄漏，可以收集起来送至管网下面的混凝土集 液沟内。一般来讲，该液沟是通向位于海岸又*近码头的集液池内。LNG 管网和装置周围的集液沟能够容 纳 10 分钟内的管道最大泄漏量。 1.1 初步危险分析(PHA)，*作危险性分析(HAZOP)和风险定量评估(ORA) 初步危险分析(PHA)纤常被用在方案阶段或装置初步设计和设备布置的前期，用来预测这些潜在危险对 *作人员、公众，工厂设施和环境的影响。一次初步危险分析并不能排除作进一步危险评估，事实上，它只 是以后的危险评估研究的一个开端。 在工程建设的后阶段通常要进行更详细的 HAZOP 研究。在工程初期使用 PHA 技术主要有两个优点： 它能够鉴别出潜在的危险，并用最小的投资和措施来预防危险；它能够帮助设计小组明确或拓展用于整个 工厂生产的运行目标。QRA 的目的是明确 LNG 供气站潜在的主要危险，QRA 对了厂的平面布置有重要的 影响。 对气化站而言，LNG 的各种泄漏情况被认为呈潜在的引起爆炸的原因。例如： -管线泄漏/破裂(高压和低压气体或液体管线) -在气化器和冷却器和换热器(在压缩机，燃气加热器)发生管束破裂 -由于超压导致罐或容器破裂/毁坏 -阀门和 PSVs(压力安全阀)发斗堵塞 -泵或压缩机密封泄漏/失效 -停电或仪器失灵 2 平面布置
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小氮肥设计技术 摘要简要叙述了几种脱碳方法的发展及现状，并进行了比较和评述。 关键词脱碳技术评述 1 NHD(Selexo1)法 1958 年美国联合化学公司福朗克波特(Frank Porter)发明了在高压下能溶解酸性气体的良好溶剂聚乙二醇二甲醚，商 品名称为 Selexol。利用此溶剂发展起来的气体净化方法称 Selexol 法。6o 年代初。联合化学公司进行了净化合成气、 天然气的中型试验，1964 年冬建立了第一座工业性试验工厂用来净化合成氨装置的合成气。1996 年世界上已有 50 多 个工业生产装置。南化集团研究院于 1980 年起，经过静态平衡和模型试验，筛选出用于脱除 H2s、c02 的聚乙二醇二 甲醚溶剂(商品名称 N 助)，测定了 cO2、H2s 等组份在溶剂中的溶解度及其它热力学数据，在模试中得出了脱硫、脱碳 的较佳工艺条件，开发了与 Selexol 法相似的工艺过程，命名为 NHD 法。1984 年通过化工部鉴定。由化工部第一设计 院设计的鲁南化肥厂Ⅱ期工程脱碳装置(8×104t／a 合成氨)和郯城化肥厂第二套脱碳系统(4×104t／a 合成氨)均采用 此技术，并分别于 1993．10、1993．12．20 投运。至今运转正常。NHD 法已正式批准为我国第一批化工设计专有技术。 据不完全统计，国内运转的生产装置 50 多个。NHD 法脱碳装置的主要操作数据为：吸收压力 2．7MPa，处理气量 26 000Nm3／h。入吸收塔贫液温度 1 3℃ ，溶剂循环量 260 360m3／h，变换气 CO2 26％ 一 28％ ，净化气 CO2 <0．2 ％ ，再生气 c02 99％ 。电耗 125kw?h／tNH3 汽耗 25kg／tNH3，溶剂消耗 0．23kg／tNH3。 2 MDEA 法和改良 I 或活化)MDEA 法 20 世纪 40 年代末，美国 Flour 公司就研究过 MDEA 水溶液选择吸收 H2s 的问题。7O 年代，DOW 化学公司又在中型试验 及工业装置中研究了 MDEA 工艺。70 年代末，我国四川天然气研究所、南化集团研究院开展了 MDEA 水溶液选择吸收 H2s 的研究，并逐步实现工业化。主要用于天然气脱硫。这就是早期的 MDEA 法。MDEA 与 CO2 的反应过程受 co2 与 H2O 反 应步骤的控制，而使整个脱碳过程的速率不快。为了加快吸收与再生速率，70 年代初。西德 BASF 公司在 MDEA 水溶液 中加入了少量与 CO2 进行微弱反应的活化成份，用来脱除 CO2，形成了改良 MDAE 法。或称活化 MDEA 法。1971 年西德 的一个 30×104t／a 合成氨厂首次应用成功。据统计，至 1996 年，国外已有 60 多个工业装置在运转。建设和设计中 的装置有 125 个以上。一般使用的活化剂有哌嗪、二乙二醇、咪唑或甲基取代咪唑等有机物。改良 MDEA 法是当今能耗 较低的脱碳方法之一。1985 年南化集团研究院、华东化工学院着手进行活化 MDEA 脱碳的研究工作，筛选了活化剂。 进行了小型中试。测定了平衡数据并研究了过程动力学。1989 年南化集团研究院的活化 MDEA 法成功地应用于一个小 氮肥厂脱除部分 cO2 的工业装置。1991 年湖北襄樊氮肥厂将此法用于年产万吨氨的全脱碳装置并投入生产，1992 年通 过部级小氮肥设计技术 22 鉴定，并获国家专利。目前已有 80 多个厂采用活化 MDEA 法脱碳，总能力超过 1O ×104t／a 氨。据资料介绍，南化集团研究院的技术采用的是 30％MDEA 水溶液，活化剂是 DEA。江西永丰氮肥厂、安徽东至氮肥 厂采用华东化工学院的技术，使用50％MDEA水溶液，活化剂是派嗪。DMEA脱碳装置的主要操作数据为：吸收压力2．7MPa， 处理气量 22 OONm3／h，溶液循环量：贫液 2om3／h，半贫液 70m3／h。人吸收塔贫液温度 60?80~C，出吸收塔富液温 度 85℃ ，再生塔底温度 75℃ ，变换气 co2 26％ 一 28％ ，净化气 co20．1％ ，再生气 co2 99％ ，蒸汽消耗 0．802t／ tNH3，电耗 85．7kw?h／tNH3。某中型氮肥厂利用余热作为再生热源，做到了脱碳不耗蒸汽。使该装置运行更经济。 3 PSA 法 变压吸附(PSA)是气体分离技术中发展迅速和日益成熟的工艺过程。在气体工业中有广泛用途。将变压吸附技术用于脱 除变换气中的 co2 还是近几年的事。早期的 PSA 脱碳装置处理能力小，有效气体损失大，一度影响推广应用。1999 年 宜化投资 1 900 万元新建一套大型 PSA 脱碳装置，采用 03 200 吸附塔 10 台内装吸附剂 1 100t，实际处理气量 61 1ONm3／h，操作压力 O．8MPa，净化气 co2 0．1％ 一 0．2％(V)，H2 回收率 99．06％ ，N2 回收率 96．31％。回收 CO2 纯度≥98．5％ ，电耗 103kw?h／tNH3。 4 碳酸丙烯酯脱碳技术 国内的碳酸丙烯酯脱碳技术是南京化工研究院等单位开发的。1979 年通过化工部鉴定，据不完全统计国内已有大型装 置 2 个，中型装置 2 个，小型装置 160 多个。大部分用于从变换气中脱除 Co2。初期，碳酸丙烯酯法用于代替水洗法 脱碳取得了明显的节能效果和经济效益。80 年代此法用于老厂碳铵改产尿素工程获得成功，为我国氮肥工业的发展作 出了贡献。如果说上世纪 80 年代碳酸丙稀酯脱碳技术存在着气体净化度差，溶剂消耗高，能耗高，硫磺堵塔等问题， 那么当今碳酸丙烯酯脱碳技术更有新的改进和发展。 (1)1998 年新设计的 8×lO4t／a 合成氨，2．65MPa 的脱碳装置满负荷运行时净化气 co2 稳定的保持在 0．1％ (夏季)。 当负荷增加到 13×104t／a 合成氨时，净化气 co2 仍能保持在 0．1％ 。1998 年设计的 10×lO4t／a 合成氨， 1．7MPa 的脱碳装置，生产负荷提到 12×lO4t／a 合成氨时，净 化气 CO20．2％ 。 (2)吸收压力 1．7MPa，02 4O 吸收塔的脱碳装置，改造后生产能力达 6×104t／a 合成氨时，净化气 CO20．2％ 。 (3)2．7MPa 的脱碳装置动力消耗降到 75kwh／tNH3。 (4)某装置连续运转 7 年多未发现堵塔。 5 I-IS 脱酸气技术 碳酸丙烯酯溶剂中加入少量添加剂，在脱除 c02 的同时，可将变换气中的硫化物一次脱除至<0．1×10?6。所脱除的硫 化物，可立即转化为溶解在溶剂中的单质硫，并通过简易方法，有效地将单质硫从溶剂中分离出来。该方法集脱硫、 脱碳、硫回收于一体，在工艺、设备、投资、环保、操作费用方面具有很强的竞争能力。该技术为南化集团研究院开发，1994 年 10 月通过化工部鉴定，命名为 I-IS 脱除酸性气体技术。 6 几种脱碳方法的比较 (1)吸收压力在 1．8MPa(绝)以上时，几种方法的气体净化度都能满足铜洗、甲烷化流程对进气 co2 含量的要求。其中 改良 MDEA 法，PSA 法在较低压力(如 0．8SPa)下也能达到高净化度(CO20．1％)，而 NHD 和碳酸丙烯酯法则需要较高的 吸收压力，NHD 还要求吸收过程在低于常温的条件下操作。(2)再生气 co2 纯度，CO2 回收率都能满足尿素生产的要求。 其中 MDEA 法的 CO2 纯度和回收率最好，都可达 99％ 以上。(3)溶液的脱硫能力以 HS 法为最好，在一定条件下可将净 化气总硫降到 0．1×10?6 以下。MDEA 法和 NHD 法可脱到 1×10～ ，PC 法可脱到 5n,．g／m3 左右。(下转 62 页) 小 氮肥设计技术 62 工程项目设计合同；按工程设计合同实施监督和管理；审核设计图纸和设计概预算，严格控制工程造 价。
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