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主换多股流matlab怎么实现随着低温制冷技术的不断发展，低温工艺及装备设计制造技术日趋完善，在工业、农业、国防及科研等领域内的作用日益突显，尤其在石油化工、煤化工、天然气、空分等大型成套装备技术领域具有重要地位，已广泛应用于大型液化天然气（LNG）、百万吨化肥、百万吨甲醇、大型气体液化分离等重大系统装备技术工艺流程中。在LNG工业领域，大力发展LNG产业，提高天然气能源在消费中的比例是调整我国能源结构的重要途径。LNG既是天然气远洋运输的唯一方法，又是天然气调峰的重要手段。随着国内众多LNG工厂的相继投产及沿海LNG接收终端的建设，我国LNG工业进入了高速发展时期，与之相关联的LNG低温制冷装备技术也得到快速发展。LNG液化工艺主要包括天然气预处理、液化、储存、运输、接收、再气化等工艺单元，其中，液化工艺为核心工艺流程，主要应用低温制冷工艺技术制取-162℃低温环境并将天然气液化。根据不同的LNG液化工艺，可设计并加工制造不同的制冷装备，主要包括天然气压缩机、制冷剂压缩机、天然气冷箱、BOG压缩机、气液分离器、大型空冷器、LNG膨胀机、四级节流阀及各种过程控制装备等。储运工艺技术中还包括大型LNG储罐、LNG立式储罐、LNG气化器、LNG潜液泵等。近年来，30万立方米以上LNG系统多采用混合制冷剂板翅式主换热装备及液化工艺技术，60万立方米以上大型LNG系统多采用混合制冷剂缠绕管式主换热装备及液化工艺技术，这两种混合制冷剂LNG液化工艺技术具有集约化程度高、制冷效率高、占地面积小及非常便于自动化管理等优势，已成为大型LNG液化工艺装备领域内的标准性主流选择，在世界范围内已广泛应用。目前，国内的大型LNG装备一般随着成套工艺技术整体进口，包括工艺技术包及主设备专利技术使用费等，造价非常昂贵，后期维护及更换设备的费用同样巨大。由于大型LNG系统装备及主设备大多仍未国产化，即还没有成型的设计标准，因此给LNG制冷装备的设计计算带来了难题。《液化天然气装备设计技术：液化换热卷》主要围绕LNG混合制冷剂液化工艺及换热工艺中所涉及的主要低温装备，研究开发LNG液化工艺流程中核心主液化装备的设计计算技术，主要包括LNG低温液化混合制冷剂多股流缠绕管式主换热装备、LNG低温液化混合制冷剂多股流板翅式主换热装备、天然气进气压缩机及混合制冷剂压缩机用表面蒸发空冷器、LNG开架式气化器等装备的设计计算技术，为LNG液化、LNG储运、LNG接收及LNG气化等关键环节中所涉及主要设备的设计计算提供可参考样例，并推进LNG系列装备及LNG系统工艺技术的标准化及国产化研究开发进程。此外，近年来由于低温液氮洗、低温甲醇洗等系统工艺技术在低温气体液化分离领域内占比越来越大，应用越来越广泛，而这两套工艺系统内最具特色的装备为大型多股流缠绕管式主换热装备，是目前世界上设计计算难度最大的系列主设备之一，尤其低温液氮用多股流缠绕管式换热器，内含扩散制冷工艺技术且有10股以上低温流体同时进行低温多股流、多相流换热过程，设计计算难度极大，在换热领域内，同LNG低温液化混合制冷剂多股流缠绕管式主换热装备并列为设计计算难度最大的换热装备，本书作者通过多年研究开发，已系统掌握这两种主换热装备的设计计算技术，并通过本书一并呈送相关领域同行借鉴参考。（1）LNG缠绕管式主换热装备以目前最流行的MCHE型混合制冷剂LNG液化工艺为例，MCHE主换热器为多股流缠绕管式换热器，主要用于100×104m3/d以上大型LNG液化系统，是整个LNG液化工艺流程中的核心设备，可一次性将36℃天然气冷却至-162℃，并液化。由于MCHE主换热器为工艺型换热器，内含液化工艺，有5种以上混合制冷剂分凝预冷并同时制冷，是一种多股流回热型换热器，也是目前换热器中体积最大、缠绕过程最复杂、设计计算难度最大的换热器。MCHE型缠绕管式换热器管内介质以螺旋方式流动，壳程介质逆流横向交叉通过绕管，换热器层与层之间换热管反向缠绕，管、壳程介质以纯逆流方式进行传热，即使在较低的雷诺数下其流动形态也为湍流，换热系数较高，其结构相对紧凑、耐高压且密封可靠、热膨胀可自行补偿，易实现大型LNG液化作业。美国APCI是LNG领域MCHE最大的供货商，在1977～2013年间，生产了120套LNG装置，其液化能力累计达到×108t/a。此外，德国Linde公司在近5年内一共生产了累计金属重量达到3120t的多股流缠绕管式换热器应用于LNG工厂。自2010年以来，由兰州交通大学张周卫等主持研究开发LNG缠绕管式换热器等项目，目前，已出版《缠绕管式换热器》专著一部，开发MCHE专用软件一套，申报发明专利12项，发表论文14篇，涉及12类不同温区的缠绕管式换热器，并系统开发了缠绕管式换热器设计计算方法，可用于设计计算LNG专用系统缠绕管式换热器、低温甲醇洗系列缠绕管式换热器、低温液氮洗系列缠绕管式换热器等各种类型缠绕管式换热器。本书给出了专用于计算MCHE型LNG混合制冷剂用缠绕管式换热器的一个计算事例，供相关行业的同行参考。（2）LNG板翅式换热器LNG板翅式换热器主要用于30×104m3/d以上大型LNG液化系统，是该系统中的核心设备，一般达到60×104m3/d以上时，采用并联两套的模块化办法，实现LNG系统的大型化。基于板翅式换热器的LNG液化工艺也是目前非常流行的中小型LNG液化系统的主液化工艺。从2013年开始，由兰州交通大学张周卫等开始研究开发大型LNG混合制冷剂用多股流板翅式换热器，并前后开发了LNG混合制冷剂板翅式换热器、LNG一级三股流板翅式换热器、LNG二级四股流板翅式换热器、LNG三级五股流板翅式换热器等系列LNG板翅式换热器，申报发明专利4项。本文根据项目开发情况，给出了LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器设计计算模型，供相关行业的同行参考。（3）表面蒸发空冷器表面蒸发空冷器常用于天然气压缩机、混合制冷剂压缩机等出口高温气体的冷却过程，其利用管外水膜的蒸发过程进一步强化管外传热过程，从而达到空冷的效果。基本工作原理是用泵将设备下部水池中的循环冷却水输送到位于水平放置的光管管束上方的喷淋水分配器，由分配器将冷却水向下喷淋到传热管表面，使管外表面形成连续均匀的薄水膜；同时用风机将空气从设备下部空气入口吸入，使空气自下而上流动，横掠水平放置的光管管束。此时传热管的管外换热除依靠水膜与空气流间的显热传递外，管外表面水膜的迅速蒸发吸收了大量的热量，强化了管外传热。由于水具有较高的汽化潜热（1atm时为2386kJ/kg），因此管外表面水膜的蒸发大大强化了管外传热，使设备总体传热效率明显提高。本书根据表面蒸发空冷器强化换热原理，给出了一种表面蒸发空冷器的设计计算方法，仅供参考。（4）LNG开架式气化器LNG开架式气化器是用海水作为热媒将液态LNG气化为气体。开架式气化器结构简单，外部接口有LNG入口、气化后的LNG出口以及海水进出口、换热管安装在框架结构内。气化器的基本单元是传热管，由若干传热管组成板状排列，两端与集气管或集液管焊接形成一个管束板，再由若干个管束板组成气化器。LNG从下部总管进入，然后分配到每个小的换热管内，在换热管束内由下向上流动。气化器顶部装有海水分布装置，海水由顶部进入，经分布器分配成薄膜状均匀沿管束外壁下降，同时将热量传递给管内液化天然气，使其加热并气化。本书根据LNG开架式气化器工作原理，给出了一种LNG开架式气化器的设计计算方法，仅供参考。（5）低温液氮洗用多股流缠绕管式换热器与LNG缠绕管式换热器设计相关联的低温液氮洗用多股流缠绕管式换热器主要应用于液氮洗工艺，主换热工艺流程主要包括三个阶段，由三个不同换热温区的换热器组成，其中，第一个阶段是将压缩后的高压氮气进行预冷，将42℃高压氮气预冷至℃；第二个阶段是将高压氮气及低温甲醇工艺来的净化气从℃冷却至℃，为低温液化做准备；第三个阶段是将℃高压氮气冷却至-188℃并液化及将℃净化气冷却至℃，三个过程连续运行并连接成为一个整体式低温液氮回热换热装备。本书给出了低温液氮洗用多股流缠绕管式换热器设计计算模型，供相关行业的同行参考。本书共分6章，第1章、第2章、第3章由张周卫、郭舜之负责撰写并编辑整理，第4章、第5章、第6章由汪雅红、赵丽负责撰写并编辑整理；全书最后由张周卫统稿。本书受国家自然科学基金（编号：51666008）、甘肃省财政厅基本科研业务费（编号：214137）、甘肃省自然科学基金（编号：1208RJZA234）等支持，在此表示感谢！本书按照目前所列装备设计计算开发进度，重点针对5项装备进行研究开发，总结设计计算方法，并与相关行业内的研究人员共同分享。由于水平有限、时间有限及其他原因，本书难免存在不足之处，希望同行及广大读者批评指正。兰州交通大学张周卫 郭舜之 汪雅红 赵丽2017年12月1日第1章 绪论液化天然气（LNG）是将天然气冷却至-162℃并液化后得到的液态天然气，常压下储存，经远洋运输至LNG接收站，再气化打入天然气管网，或在LNG陆基工厂将陆地开采的天然气直接液化，经LNG槽车运输至接收站，再气化后打入天然气管网，供城镇居民或工业燃气使用。LNG作为继石油、煤炭、天然气之后的第四类新能源，来源于天然气并成为当今世界能源消耗中的重要部分，是天然气经脱水、脱硫、脱CO2之后的无色透明低温液体，其体积约为气态天然气体积的1/630，重量仅为同体积水的45％左右，通常储存在-162℃、左右的低温储存罐内。天然气由甲烷、乙烷、丙烷及其他杂质气体等主要成分构成，不同产地的天然气所含气体成分不同，所用的LNG液化工艺及装备依据产量及成分不同而有较大差别。 LNG应用领域LNG是天然气脱除杂质并液化后的产物，作为燃料主要应用于城镇燃气、工业燃料、燃气发电及LNG汽车等领域。由于LNG为低温液体，具有自增压功效，在常温常压下直接将LNG打入自增压容器，并将自增压容器连入管网后，在天然气应用高峰期起到管网增压调峰的作用。（1）城镇燃气LNG是一种非常理想的清洁燃料，燃烧后的产物几乎没有环境污染。近年来，随着国家能源结构的不断调整，LNG作为替代煤炭、石油等的主要能源，已广泛应用于城镇燃气等领域。LNG燃烧后产生的二氧化碳和氮氧化合物仅为煤的50％和20％，污染为液化石油气的1/4，煤的1/800。LNG作为管道天然气的调峰气源，可对城市燃气系统进行调峰，保证城市天然气管网安全平稳供气。LNG自增压调峰装置已广泛用于天然气输配系统中，并对民用和工业用气的波动性进行调峰，尤其针对冬季采暖用气调峰具有非常重要的作用。（2）LNG发电LNG具有燃烧清洁的特性，已经成为全球新建电厂的主要能源。与煤电相比，LNG发电具有污染少、运行灵活、占地小、消耗低、投资省等优势。日本一直是世界上LNG进口最多的国家，其LNG进口量的75％以上用于发电，用作城市燃气的占20％～23％。韩国也是LNG进口大国，其电力工业是韩国天然气公司的最大客户，所消费的LNG占该国LNG进口总量的50％以上。（3）工业燃料应用以LNG作为工业燃料燃气系统，可有效替代燃煤、燃油锅炉等供热设备，节约除尘、脱硫、脱氮等工艺成本，有利于环境保护，提高产品质量、减轻劳动强度，为企业带来良好的经济、社会和环境效益。LNG可应用于造纸、冶金、陶瓷、玻璃等能源消耗较大的行业，上述行业企业往往距离城市或天然气管线较远，或者根本无法连接管道天然气时，使用LNG的优势更加明显。（4）化工原料LNG也是一种优质的化工原料。以LNG为原料的一次加工产品主要有合成氨、甲醇、炭黑等近20种，经二次或三次加工后的重要化工产品则包括甲醛、乙酸、碳酸二甲酯等50种以上。与用其他原料相比，以LNG为原料的化工产品装置投资省、能耗低、占地少、人员少、环保性好、运营成本低。（5）LNG汽车LNG汽车燃烧排出的一氧化碳、氮氧化物与烃类化合物水平都大大低于汽油、柴油发动机汽车，排放过程不积炭、不磨损，而且具有续驶里程长、燃烧效率高等特点，运营费用很低，是一种环保型汽车，目前国内外都在大力发展LNG汽车。（6）LNG冷能利用-162℃低温LNG在1atm（1atm=101325Pa）时转变为常温气态的过程中可提供大量的冷能。LNG在常温下约有836J/kg的冷能，将这些冷能回收，还可以用于多种低温用途上，如使空气分离而制造液态氧、液态氮；液化二氧化碳并制取干冰；制造冷冻食品或为冷冻仓库提供冷量等。 LNG工厂国内外发展现状LNG液化装置具有投资费用大、配套要求严格、操作条件特殊（如操作压力从高压到低压，操作温度由环境温度到-162℃等）的特点。LNG液化装置按其生产性质一般分为基本负荷型、调峰型、终站型和卫星站型四种。基本负荷型是指所生产的LNG主要供远离气源的用户使用或出口外运的大型液化装置；调峰型主要建在远离天然气气源的地区，用于液化管输来的天然气；终站型接收站用于接收油轮从基地型LNG生产厂运来的LNG，在站内加以储存和气化后分配给用户；LNG卫星站是一种小型的LNG接收和气化站，用于接收从LNG终端接收站或液化装置用专用汽车槽车来的LNG。 国外发展及现状世界上第一个基本负荷型LNG生产厂于1964年建于阿尔及利亚，之后一批新的基本负荷型LNG生产厂在亚洲、非洲、大洋洲、北美洲等地相继建成。世界上LNG调峰型生产装置约有70多个，美国和加拿大有50多个，欧洲和澳大利亚10多个，这些调峰型装置可储存×106t的LNG，能液化×106m3/d的天然气，能气化×106m3/d的天然气。经过40多年的发展，LNG接收站已遍及日本各地和英国、法国、意大利、西班牙、韩国等国家，世界现有40多个LNG接收站，日本拥有最多，多达30个，美国包括在建的终端站有17个。欧美各国和俄罗斯是通过建全国天然气管网而实现全国城镇燃气化的，而日本基本上是用LNG接收站加LNG卫星站实现全国城镇燃气天然气化的。采用LNG卫星站供应天然气的城镇比例在日本已达20％左右，美国在20世纪80年代初约有22个卫星调峰装置。 国内发展及现状为了推动能源结构变革，改善生态环境、发展经济，近十年来，中国LNG产业开始迅速发展。目前中国已建成运营的LNG工厂有50多座，总液化能力2300×104m3/d，正在建设或调试的有60多座，全部建成后年产能可达208×108m3/d。2001年，我国第一座10×104m3/d小型天然气液化装置—中原LNG工厂在中原油田试运行成功，虽然规模不大，但标志着我国在生产LNG方面迈开了关键的一步。之后，2004年新疆广汇50×106m3/d LNG工厂建成投产，以及2008年宁夏哈纳斯200×104m3/d LNG工厂的建设等项目，标志着我国大规模工业生产LNG的开始，并对国家“西气东输”主干管网以外的广阔市场进行供气。国内LNG工厂大多建在西北及华北地区，其中，西北地区目前已建成LNG工厂13座，产能1110×104m3/d；华北地区目前已建成LNG工厂22座，产能745×104m3/d；华东地区目前已建成LNG工厂3座，产能29×104m3/d；西南地区目前已建成LNG工厂8座，产能272×104m3/d；华南地区目前已建成LNG工厂3座，产能100×104m3/d；东北地区目前已建成LNG工厂3座，产能52×104m3/d。2000年始建于上海的LNG事故调峰站是我国第一座调峰型天然气液化装置，生产能力为30×104m3/d，储存能力为2×104m3/d，再气化能力为120m3/d，主要用于东海天然气中上游工程因不可抗拒的因素造成停产、冬季调峰时向管网提供可靠的天然气供应等。上海调峰站的建成，开启了我国LNG城镇燃气调峰之路。近些年来，国内陆续建成30×104m3/d LNG调峰站30多座。我国西北部天然气储量丰富，人口稀少；东南沿海天然气储量较少，人口密集，经济发达，因而较西部有更大的LNG需求，仅依靠“西气东输”显然不能满足东南部发展的需要，还需要大量进口海洋LNG。目前，国内沿东南沿海各个省份已建成投运大型LNG接收站6座，总接收能力 ´107t/a，其中深圳大鹏600万吨/a LNG站是中国第一座投入商业运行的LNG接收站。地处福建、上海、江苏、大连、浙江的5座LNG接收站也相继投产。此外，我国已在青岛等地建有LNG卫星站，我国LNG卫星站设计、建造及陆上运输技术已基本成熟，相关装备可国产化，且价格便宜，具有一定的竞争力。 LNG产业链LNG产业链是一条贯穿天然气产业全过程的投资巨大且技术密集的完整产业链条，主要由天然气勘探开采、天然气预处理、LNG液化、LNG储运、LNG接收、LNG再气化等工艺流程链条组成。除了LNG生产链条外，还包括LNG装备制造业产业链，主要包括LNG系列换热器、天然气压缩机、混合制冷剂压缩机、LNG系列储罐、LNG系列低温阀门等。由陆地或海洋开采的天然气在LNG工厂经过预处理后再进行液化，生产的LNG按照国际贸易流程，通过船运或槽车运输到LNG接收站储存，再气化后经天然气管网送至不同用户。从LNG生产流程来讲，整个LNG产业链主要包括上、中、下游三个环节（图1-1）。（1）LNG上游产业链上游产业链主要包括天然气勘探、开发、净化、分离、液化等几个环节。其中，天然气液化是LNG产业链上游中的关键环节。液化的主要作用是持续不断地把原料气液化成为LNG，其主要步骤包括：①预处理工艺，即从天然气原料气中脱水、脱碳、脱硫、脱杂质等；②脱重烃工艺，即脱除天然气中的冷凝温度较高的重烃馏分；③LNG液化工艺，即用深冷剂将原料气冷却并冷凝到-162℃，使其成为液态LNG产品。（2）LNG中游产业链中游主要包括LNG储存、装卸、运输、接收等环节，包括LNG储罐和再气化设施及供气主干管网的建设等环节。LNG储存是指LNG被储存在接近1atm的LNG储罐中，最常见的大型LNG储罐有单包容储罐、双包容储罐、全包容储罐等，LNG储罐是LNG液化末端或接收终端的关键设备；LNG运输是指通过LNG槽车或LNG运输船将LNG运送到终端站；LNG接收站是连接终端市场及用户的关键环节。在LNG接收站，LNG通过码头从运输船卸载、储存LNG，然后再气化后变成普通管道气输送至LNG发电厂或通过当地分销网络作为燃料气输送至LNG终端用户。（3）LNG下游产业链LNG下游产业链即LNG终端市场用户，主要包括LNG联合循环电站、城市燃气公司、工业锅炉用户、分布式能源站、天然气加气站，以及其他工业燃料或化工原料用户等。另外，可向下延伸至LNG卫星站、LNG加注站及冷能利用等与LNG相关的所有产业。图1-1 LNG产业链示意 LNG产业链各环节主要工艺概述 LNG净化工艺预处理前的天然气在进入长输管线时，其中含有有害杂质及深冷过程中可能凝固的物质，如CO2、H2S、H2O、重烃、汞等，这些杂质气体应在天然气液化之前进行工艺分离，以免在冷却过程中冷凝并堵塞管道及产生严重管路腐蚀。一般工艺流程中，首先，应脱除重烃，然后用醇胺法除去CO2和H2S；其次，用分子筛吸附天然气中的H2O；接着，用脱氧工艺脱除天然气中的O2；最后，在需要的情况下脱汞。天然气脱水工艺方法主要有变压吸附法，一般采用两个分子筛干燥塔切换吸附与再生流程，交替吸附及脱吸过程，从而达到连续脱除的目的。固体干燥剂种类很多，还可采用氯化钙、硅胶、活性炭、分子筛等。吸附法脱水工艺流程如图1-2所示。图1-2 吸附法天然气脱水典型工艺流程示意在天然气预处理过程中，脱除酸性气体CO2、H2S、COS等过程常称为脱硫脱碳过程。常用的脱硫方法有醇胺法、热钾碱法、砜胺法等，其中，醇胺法是利用以胺为溶剂的水溶液，以乙醇胺、二乙醇胺为溶剂，与原料天然气中的酸性气体发生化学反应来脱除酸性气体，其工艺流程见图1-3。图1-3 醇胺法脱硫装置的典型工艺流程当汞存在于铝制设备时，铝会与水反应生成白色粉末状的腐蚀产物，严重破坏铝制设备，而且汞还会造成环境污染等危害，所以汞的含量应受到严格的限制，脱除汞的方法是汞与硫在催化反应器中反应。重烃是指C5以上的烃类，在烃类中，分子量由小到大时，其沸点是由低到高变化的，所以在冷凝天然气的循环中，重烃总是先被冷凝，如果未把重烃先分离掉，或在冷凝后分离掉，则重烃将可能冻结从而堵塞设备。重烃在脱水时被分子筛等吸附剂部分脱除，其余的采用深冷分离。天然气是氦的最主要来源，应加以分离利用。采用膜分离和深冷分离相结合的方式脱除，有很高的利用价值。氮气的含量增加会使天然气液化更困难，一般采用最终闪蒸法从LNG中选择性脱除。 LNG液化工艺由于天然气临界温度较低，在常温下不能用压缩的方法使其液化，只有在低温深冷下才能使其变为液体，即原料天然气经净化预处理后，进入换热器进行低温冷冻循环，并冷却至-162℃液化。液化是LNG生产的核心，目前成熟的天然气液化工艺有级联式液化工艺、混合制冷剂液化工艺、带膨胀机的液化工艺等。近年来，大型LNG系统大多采用以混合制冷剂多股流缠绕管式主换热装备作为主液化装备的MCHE型液化流程，主要应用于60×104m3/d以上大型液化系统。30×104m3/d以上大型液化系统一般采用混合制冷剂多股流板翅式主换热装备作为主液化设备。（1）级联式液化流程级联式天然气液化工艺（图1-4）是利用低温制冷剂常压下沸点不同，逐级降低制冷温度达到天然气液化目的，一般采用三级制冷，液化流程中各级所用制冷剂分别为丙烷（大气压下沸点℃）、乙烯（大气压下沸点-104℃）、甲烷（大气压下沸点-162℃），每个制冷循环设置三个换热器。该液化流程由三级独立的制冷循环组成，第一级丙烷制冷循环为天然气、乙烯和甲烷提供冷量；第二级乙烯制冷循环为天然气和甲烷提供冷量；第三级甲烷制冷循环为天然气提供冷量。图1-4 级联式天然气液化工艺流程（2）混合制冷剂液化流程混合制冷剂制冷循环（MRC）是以C1～C5的烃类化合物及氮气等组分的混合制冷剂为工质，进行逐级冷凝、蒸发、节流制冷，从而得到不同温区的制冷量，使天然气逐步冷却直至液化。混合制冷剂由氮、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及氮气等组成。混合制冷剂液化流程主要分为闭式混合制冷剂液化流程（图1-5）、开式混合制冷剂液化流程（图1-6）、丙烷预冷混合制冷剂液化流程（图1-7）、MCHE型混合制冷剂液化流程（图1-8）等多种流程。在闭式液化流程中，制冷循环与天然气液化过程分开并形成独立封闭的制冷循环；在开式液化流程中，天然气既是制冷剂又是需要液化的对象；丙烷预冷液化流程由混合制冷剂循环、丙烷预冷循环、天然气液化回路三部分组成，其中丙烷预冷循环用于混合制冷剂和天然气，混合制冷循环用于深冷和液化天然气；MCHE型混合制冷剂液化流程中，混合制冷剂制冷循环为封闭循环，主液化设备只有一台多股流缠绕管式主换热器（MCHE），天然气从主液化设备MCHE底部进入，从顶部出来时已液化为LNG。MCHE型混合制冷剂液化天然气流程是目前世界范围内最流行的大型LNG液化工艺流程，具有经济节能、能效比高、便于管理、占地面积小等优点。图1-5 闭式混合制冷剂液化流程图1-6 开式混合制冷剂液化流程图1-7 丙烷预冷混合制冷剂液化流程图1-8 MCHE型混合制冷剂液化工艺流程（3）带膨胀机的液化工艺带膨胀机液化是利用高压制冷剂通过透平膨胀机绝热膨胀的克劳特循环制冷并实现天然气液化的目的。气体在膨胀机中膨胀降温的同时，能够输出功，可用于驱动流程中的压缩机。带膨胀机的液化流程分为氮气膨胀液化流程（图1-9）、天然气膨胀液化流程（图1-10）、氮-甲烷膨胀液化流程等。
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1.合成氨的工艺流程 (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。变换反应如下： CO+H2OH→2+CO2 = 0298HΔ 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(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)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(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，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。 4 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。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。甲烷化反应如下： CO+3H2→CH4+H2O = 0298HΔ CO2+4H2→CH4+2H2O = 0298HΔ (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。氨合成反应式如下： N2+3H2→2NH3(g) =
甲醇生产项目的危险性分析：1 火灾、爆炸 甲醇是易挥发性液体，属于甲类火灾危险性物质，贮存不好或发生泄漏都可能发生燃烧、爆炸。原料液体甲醇经蒸发器加热蒸发后变成甲醇蒸气，蒸发系统不得泄漏，否则在压力作用下甲醇气体以高速喷出，产生静电或遇明火，极易发生火灾爆炸。气态甲醇与空气混合能形成爆炸性混合气体，一旦遇有明火、高温或静电火花就有爆炸、燃烧的危险。 1m3 气态甲醇完全燃烧，发热量高达数万千焦，爆炸所产生的冲击波超压与同能量的TNT 爆炸产生的超压相似。由于它燃烧热值大，爆炸速度快，瞬间就会完成化学性变化，破坏性特别强。 甲醇气与空气混合进入氧化器进行催化氧化反应和脱氢反应，反应温度在6 20℃～650℃，反应的总热效应属于强放热反应，氧化器径向和轴向都存在温差。催化剂的载体往往是导热欠佳的物质，如果催化剂的导热性能良好，且气体流速又较快，则径向温差较小。一般沿轴向温度分布都有一个最高温度，称为热点，热点温度过高，使反应选择性降低，催化剂作用变慢，甚至使反应失去稳定性或产生飞温。生产甲醛的氧化器属于固定床反应器，床层温度分布受到传热速率的限制，可能产生较大温差，甚至引起飞温，导致火灾爆炸事故。 反应过程应中应控制好氧醇比(即氧气和甲醇的摩尔比)和水蒸气配比，防止超温。随着温度升高，反应速度加快，转化率增加，放出的热量也随之增加，如不及时移走反应热，就会导致温度难以控制，产生飞温现象。 甲醛生产中有90%以上的甲醇参加氧化反应和脱氢反应，其余部分发生燃烧反应及甲醛的深度氧化等副反应，生成CO、CO2、H20、CH4 和H2 等，都是放热反应，增加了反应过程的总热量，有可能产生飞温，当温度达到甲醇或甲醛的自燃点时，就可能发生燃烧爆炸。 甲醇、甲醛的蒸气都能与空气形成爆炸性混合物，但温度对爆炸极限影响较大，不同温度的爆炸极限可根据25℃的爆炸极限进行修正。修正后的甲醇和甲醛的爆炸极限如附表1-4 所示。 附表1-4 经温度修正的爆炸极限 物料 温度℃ 爆炸下限(%) 爆炸上限(%) 甲醇 25 600 700 甲醛 25 73 600 700 正常情况下，控制甲醇与空气的体积比为～，对照表2，虽然反应不在爆炸范围之内，但如果操作不慎，如氧醇比过低，就有可能使反应处于爆炸极限范围之内。 过热器到氧化器的入口，存在甲醇和空气两种成分，系爆炸性混合物;氧化器出口存在甲醇、甲醛、H2，CO，CH4 和02 等6 种成分，也系爆炸性混合物。因此，无论在氧化器的进口或出口，只要遇火源，就会立即发生燃烧、爆炸事故。 吸收操作是在吸收塔中将反应气中的绝大部分甲醛用水吸收下来，未被吸收的尾气送至尾气锅炉进行燃烧处理。在该操作过程中所涉及的气体系爆炸性混合物，如果设备发生泄漏，可能引起燃烧、爆炸事故。 在装卸甲醇、甲醛以及清罐等作业过程中，若违章操作或由于设备、管道腐蚀、制造缺陷、法兰未紧固等原因造成储罐、管道渗漏，甲醇或甲醛暴露在空气中，形成爆炸性混合物，达到爆炸极限时，遇火源易发生爆炸燃烧事故。 (1)将甲醇或甲醛装入储罐中 A 储罐漫溢 装卸时对液位检测不及时易造成甲醇或甲醛跑冒，甲醇或甲醛溢出罐外后，周围空气中甲醇或甲醛的浓度迅速上升，达到或超过爆炸极限，遇到火星即发生爆炸燃烧;在甲醇漫溢时，使用金属容器刮舀，开启电灯照明观察，均会无意中产生火花，而引起爆燃。 B 甲醇滴漏 由于装卸时，胶管破裂、密封垫破损、接头紧固栓松动等原因，使甲醇滴漏至地面，遇火花立即发生燃烧。 C 静电起火 由于输送管道无静电连接、采用喷溅式装卸、罐车无静电接地等原因，造成静电积聚放电，点燃可燃蒸气。 D 装卸过程中遇明火 在非密闭装卸中，大量可燃蒸气从装卸口逸出，当周围出现烟火、火花时，就会产生爆炸燃烧。 (2)储罐、管道或法兰渗漏，没有及时发现，导致甲醇或甲醛暴露在空气中，甲醇或甲醛蒸气遇明火燃烧爆炸。 安全防火间距不足 生产区域内或生产区域外建(构)筑物为有可能出现明火的场所，若建构筑物与生产区域内危险设施的间距不足，易造成火源与合适浓度的可燃性气体相遇，引发事故。另一方面，当一个设施设备出现火灾，若防火间距不足时，易诱发另一 个设施设备火灾;或当生产区域内发生火灾事故，若防火间距不足时，易诱发生产区域外建构筑物火灾，造成更大的损失。 该车间生产过程与储存过程中存在甲醇、甲醛、氢气等易燃易爆物质，该生产区域和储罐区域属于爆炸和火灾危险环境，在此区域内的电气设备如果不能满足防火防爆要求，可能会引起火灾爆炸事故。 电气线路老化、绝缘破损、短路、私拉乱接、超负荷用电、过载、接线不规范、发热、电器使用管理不当等易引起火灾。 雷击引起火灾。由于没有采取可靠的防雷措施，导致雷击直接击中储罐或装卸设施，或者在储罐或装卸设施上产生感应电荷积聚放电，都会导致甲醇、甲醛燃烧或甲醇、甲醛与空气混合气爆炸。 生产区域内建(构)筑物耐火等级达不到要求，一旦明火管理不当，用火失控，就容易导致火灾。2 容器爆炸在生产装置中存在压力容器，这些压力容器如果本身设计、安装存在缺陷;安全附件或安全防护装置存在缺陷或不齐全;在使用过程中如发生侵蚀、腐蚀、疲劳、蠕变等现象;未按规定由有资质的质检单位检验或办理安全准用证;人员误操作等原因，均有可能发生容器爆炸事故。3 中毒 甲醇对中枢神经系统有麻醉作用;对视神经和视网膜有特殊选择作用，引起病变;可致代谢性酸中毒。对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤有强烈刺激性。接触其蒸气，引起结膜炎、角膜炎、鼻炎、支气管炎;重者发生喉痉挛、声门水肿和肺炎等。肺水肿较少见。对皮肤有原发性刺激和致敏作用，可致皮炎;浓溶液可引起皮肤凝固性坏死。口服灼伤口腔和消化道，可发生胃肠道穿孔，休克，肾和肝脏损害。因此在操作过程中，如防护措施不到位或无防护，有可能对人体造成甲醇中毒事故。 短时大量吸入甲醛会出现轻度眼上呼吸道刺激症状(口服有胃肠道刺激症状);经一段时间潜伏期后出现头痛、头晕、乏力、眩晕、酒醉感、意识朦胧、谵妄，甚至昏迷。视神经及视网膜病变，可有视物模糊、复视等，重者失明。代谢性酸中毒时出现二氧化碳结合力下降、呼吸加速等。因此在操作过程中，如防护措施不到位或无 防护，有可能对人体造成甲醛中毒事故。4 高处坠落该车间生产厂房为三层厂房，在二层以上的楼层作业，若防护栏杆设置不规范、防护栏杆腐蚀损坏等原因，在储罐上进行检修工作，防护措施不到位等原因，均有可能造成高处坠落事故。5 机械伤害各种泵的运转部位，如果没有设置防护罩等防护措施，人体触及运转部位，可能造成机械伤害事故。6 触电各带电设备若因防护措施不到位(如触电保护、漏电保护、短路保护、过载保护、绝缘、电气隔离、屏护、电气安全距离等方面不可靠)，均有可能造成人员触电。7 灼烫蒸汽管道或法兰连接处出现破损，使中压蒸汽喷出，可能喷至人体，造成人员高温灼烫事故。8 车辆伤害车间内行走的车辆，若车间内设施防护不当，易造成车辆冲撞装置内设施，另一方面也易对人员造成碰撞伤害。9 噪声项目中存在的罗茨风机、泵等，这些设备会产生噪声，噪声是一种物理危害因素，长期在高噪声的环境下工作，接触者的听力将受到损害，引起噪声耳聋，并妨碍 操作人员正常的感觉能力，使人烦躁不安，还会影响通讯，甚至成为诱发事故的原因。10 毒物长期接触低浓度甲醛可有轻度眼、鼻、咽喉刺激症状，皮肤干燥、皲裂、甲软化等。慢性影响：长期吸入低浓度甲醇，可能会导致神经衰弱综合征，植物神经功能失调，粘膜刺激，视力减退等，皮肤出现脱脂、皮炎等。
甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为： H2 + CO → CH3OH 合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。
甲醇的毒性对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。
在甲醇生产工厂，中国有关部门规定，空气甲醇的浓度限制为PC-stel=50mg/m3，PC-TWA=25mg/m3，在有甲醇气的现场工作须戴防毒面具、工厂废水要处理后才能排放，允许含量小于200mg/L的甲醇。
甲醇的中毒机理是，甲醇经人体代谢产生甲醛和甲酸（俗称蚁酸），然后对人体产生伤害。常见的症状是，先是产生喝醉的感觉，数小时后头痛，恶心，呕吐，以及视线模糊。
严重者会失明，乃至丧命。失明的原因：甲醇的代谢产物甲酸累积在眼睛部位，破坏视觉神经细胞。脑神经也会受到破坏，而产生永久性损害。甲酸进入血液后，会使组织酸性越来越强，损害肾脏导致肾衰竭。
扩展资料：
甲醇技术发展很快, 主要趋向为：
1、生产的原料转向天然气、烃类加工尾气。从甲醇生产的实际情况核算, 采用天然气为原料比用固体为原料的投资可降低50%; 采用乙炔尾气则经济效果更为显著。
国际上, 生产甲醇的原料以天然气为主约占90% , 以煤为原料只占2%。国内以煤为原料生产甲醇的比例在逐步上升, 这与中国的能源结构有关。
2、生产规模大型化, 单系列最大规模达225 万吨ö年, 即单系列日产7500 公斤。规模扩大后, 可降低单位产品的投资和成本。
3、充分回收系统的热量。产生经济压力的蒸汽,以驱动压缩机及锅炉给水泵、循环水泵的透平, 实现热能的综合利用。
4、采用新型副产中压蒸汽的甲醇合成塔, 降低能耗。
5、采用节能技术, 如氢回收技术、预转化、工艺冷凝液饱和技术、燃烧空气预热技术等, 降低甲醇消耗。
参考资料来源：百度百科-甲醇生产工艺
四塔甲醇精馏工艺流程及原理粗甲醇通过预塔给料泵、粗甲醇预热器送到预塔脱除轻组份。预精馏塔（脱醚塔）冷凝器采用二级冷凝，系统中增设了排气冷凝器，用以脱除二甲醚等低沸点的杂质，控制冷凝器气体出口温度，并回收夹带的部分甲醇。在该温度下，几乎所有的低沸点馏份都在气相，并排出系统，不再冷凝回流到预精馏塔。 充分脱除低沸点组分后的甲醇溶液，通过加压精馏塔给料泵送往加压精馏塔。主要是提高甲醇气体的分压与沸点，使加压精馏塔的塔顶气有足够的热量供常压精馏塔的再沸器使用。常压精馏塔就不再需要蒸汽加热，减少装置的能耗。加压塔和常压精馏塔分别采出一般要求的甲醇产品。如特殊需要，可再经常压精馏塔进一步提纯。两塔的混合液都达到国家优级标准以上，能满足甲醇羰基化所需要的工艺指标要求。 从常压精馏塔底部排出的占甲醇产量20%左右的残液，被回收塔给料泵送往回收塔进一步回收，最终从底部排出装置。
1 立题依据，为什么选这个课题，背景是什么（查资料）2 研究方案（目标、内容、方法、安排） 参考文献是基础，年轻人一定要多看资料
甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为： H2 + CO → CH3OH 合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。
住宅室内空气中甲醛的污染现状调查与分析论文
无论是在学校还是在社会中，大家都接触过论文吧，论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。如何写一篇有思想、有文采的论文呢？下面是我精心整理的住宅室内空气中甲醛的污染现状调查与分析论文，仅供参考，大家一起来看看吧。
摘要： 根据对石家庄市100户居民住宅室内空气中甲醛含量的检测及分析，甲醛已经成为家庭装修后威胁人体健康最主要的有害成分，甲醛含量超标情况普遍且严重，随着装修竣工时间的延长，甲醛含量呈下降趋势，但效果并不明显。对受检的100户住宅中有无家具情况进行了统计分析，结果表明：家具是造成室内空气中甲醛含量超标的另一个重要因素，特别是板材家具，会明显加重甲醛的污染程度。
关键词： 室内环境；甲醛；污染
1 引言
随着当今社会的高速发展，生态环境与可持续发展已成为我们无法回避的现实问题，尤其是与我们工作生活息息相关的室内空气环境污染问题，更成为影响我们自身健康的重大威胁。建筑材料、装修材料的广泛使用使得室内空气中的有害物质种类和数量都明显增多，其中甲醛对人体健康的危害最为明显。
甲醛是一种挥发性有机化合物，无色，具有刺激性气味，易溶于水。甲醛主要来源于室内装修使用的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板、木芯板等人造板材，贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、油漆、涂料以及一些有机材料。甲醛对眼睛、呼吸道、人体黏膜和皮肤产生明显的刺激作用；急性中毒可导致流泪、流涕、咳嗽等症状，引发多种呼吸道疾病；慢性吸入低浓度可导致持续头痛、无力、失眠等；长期接触低剂量可引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症、新生儿体质降低、染色体异常，甚至诱发鼻咽癌；高浓度时会侵害人的神经系统、肝脏等。针对甲醛严重的危害性，于2010年9月对石家庄市100家居民住宅进行了摸底调查，严格按照国标方法进行采样检验，并对最终数据进行科学的'分析总结。
2 室内空气中甲醇检测方法
采样方法
在河北省会报名参加免费室内空气检测活动的500名业主中随机抽取，对抽中的100名业主的住宅选取一个代表性房间进行检测。采样工作严格按照《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002)执行，采样点的数量根据监测室内面积大小和现场情况确定，原则上小于50m2的房间应设(1~3)个点，在对角线上或梅花式均匀分布，并避开通风口，离墙壁距离大于，采样点高度原则上与人的呼吸带高度一致，在之间。采样前受检房间在充分通风后封闭门窗12h。
检测方法
采用国标中“酚试剂分光光度法”分析样本，方法原理是空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化成蓝绿色化合物，根据颜色深浅，比色定量。比色时采用10mL的具塞闭塞管和分光光度计，在630nm测定吸光度。
判定标准
检测依据《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002)中的甲醛≤为标准判定检测结果。
检测结果分析
检测结果总体分析
在此次检测的100户住宅中，甲醛含量范围为。超标数量为84户，不合格率为84%；超标一倍以上的23家，占总数的23%，占甲醛不合格家庭的27%；超标2倍以上的16家，占总数的16%，占甲醛不合格家庭的19%；最大超标52倍。
装修竣工时间对甲醛含量的影响
表1是对100户住宅的装修竣工时间与所测空气中甲醛含量及超标率的数据统计，由此可以直观的反映出空气中甲醛含量随装修竣工时间变化的趋势。从下表可明显看出，装修竣工后1个月内的室内空气中甲醛含量最为严重，在受检的26户住宅中仅有2户合格，超标率达到92%，最高超标倍数甚至达到倍；随着装修竣工时间的延长，室内空气中甲醛含量略有下降，装修竣工时间1~6个月的，超标率降为89%，最高超标倍数倍；装修竣工时间6~12个月的，超标率降为76%，最高超标倍数倍；装修竣工时间1年以上的，超标率降为67%，最高超标倍数倍。从这些数据可以看出，甲醛含量随着装修竣工时间的延长呈现下降趋势，但效果并不明显，装修竣工1年后仍有一半的家庭室内空气甲醛含量不合格，甲醛挥发相对于其他污染物来说是一个漫长的过程，人们在入住新居时一定要警惕室内空气中的甲醛成分及其含量高低，入住前必须进行一段时间的通风晾房，入住后也要保持大量通风换气。
表1 装修竣工时间与甲醛含量的情况统计
装修竣工
时间样本数/户含量范围/mg·m-3甲醛标准/mg·m-3超标数/户超标率/%
1个月内
1~6个月
6~12个月
1年以上
合计
家具对甲醛含量的影响
此次检测活动也对受检住宅是否进驻家具及家具类别进行了统计，具体情况详见表2。装修后没有购置新家具的住宅，室内空气中甲醛含量超标率为75%，最高超标倍数倍；购置实木家具的住宅室内空气中甲醛含量超标率为80%，最高超标倍数为倍；购置板材家具的住宅室内空气中甲醛含量超标率为93%，最高超标倍数为倍。由此可以看出，住宅内放置的家具越多，尤其是板材家具越多，室内空气中甲醛含量超标情况越严重，家具能明显加重室内空气甲醛污染。
表2 家具与甲醛含量的情况统计
装修竣工
时间样本数/户含量范围/mg·m-3甲醛标准/mg·m-3超标数/户超标率/%
无家具
实木家具
板材家具
合计
检测结论
(1)甲醛超标情况较严重。100户住宅中室内空气甲醛超标的84家，不合格率为84%；超标1倍以上的23家，占甲醛不合格家庭的27%；超标2倍以上的16家，占甲醛不合格家庭的19%。由此可见，住宅室内空气中甲醛超标情况普遍且严重。
(2)装修竣工时间对室内空气中甲醛含量的影响并不显着。随着装修竣工时间的延长甲醛含量略有下降，但下降趋势不明显。
(3)家具的购入是造成室内空气中甲醛含量超标的另一个重要因素。通过对住宅内有无家具的不同情况下室内空气中甲醛含量进行对比，会发现住宅内有家具的情况下甲醛含量大大高于无家具的情况，尤其是板材家具更会明显加重甲醛的污染程度。
3 甲醇污染预防措施
优化家装方案和施工工艺
在家庭装修中，应当尽可能的选择有资质的装饰公司，优化设计方案，注意空间承载量和材料使用量，对装修使用的各种材料严格把关，采用先进施工工艺，只有这样才能减少因施工带来的室内环境污染。
规范家具的选择和购买
选购家具时必须要求厂方提供的说明书，特别注意说明书里描述家具的主材和主材中有害物质含量，严格按照国家标准进行选择购买。
加强通风措施，提高净化能力
在装修竣工后必须进行一定时间的通风换气，保持空气流通，以降低室内空气污染，这是一种简便易行且最有效的改善室内空气质量的方法。除此之外，还可以在室内栽种绿色植物，放置活性炭、硅胶等吸附材料，以加强对室内空气中有害物质的清除。
参考文献：
冯瑞玉.室内环境污染现状分析与对策.河北企业，2009(8)：74~75.
苏 瑛，冯 垚，赵宏伟，等.重庆装修室内空气污染现状及控制.检验医学与临床，2010，7(8)：747~748.
国家质量技术监督局.GB/T ，公共场所空气中甲醛测定方法.北京：中国标准出版社，2000.
居宁生.高校新建宿舍舍内空气质量的现状与调查.现代科技，2009，8(7)：26~27.
四塔甲醇精馏工艺流程及原理粗甲醇通过预塔给料泵、粗甲醇预热器送到预塔脱除轻组份。预精馏塔（脱醚塔）冷凝器采用二级冷凝，系统中增设了排气冷凝器，用以脱除二甲醚等低沸点的杂质，控制冷凝器气体出口温度，并回收夹带的部分甲醇。在该温度下，几乎所有的低沸点馏份都在气相，并排出系统，不再冷凝回流到预精馏塔。 充分脱除低沸点组分后的甲醇溶液，通过加压精馏塔给料泵送往加压精馏塔。主要是提高甲醇气体的分压与沸点，使加压精馏塔的塔顶气有足够的热量供常压精馏塔的再沸器使用。常压精馏塔就不再需要蒸汽加热，减少装置的能耗。加压塔和常压精馏塔分别采出一般要求的甲醇产品。如特殊需要，可再经常压精馏塔进一步提纯。两塔的混合液都达到国家优级标准以上，能满足甲醇羰基化所需要的工艺指标要求。 从常压精馏塔底部排出的占甲醇产量20%左右的残液，被回收塔给料泵送往回收塔进一步回收，最终从底部排出装置。
甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为： H2 + CO → CH3OH 合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。
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甲醇生产项目的危险性分析：1 火灾、爆炸 甲醇是易挥发性液体，属于甲类火灾危险性物质，贮存不好或发生泄漏都可能发生燃烧、爆炸。原料液体甲醇经蒸发器加热蒸发后变成甲醇蒸气，蒸发系统不得泄漏，否则在压力作用下甲醇气体以高速喷出，产生静电或遇明火，极易发生火灾爆炸。气态甲醇与空气混合能形成爆炸性混合气体，一旦遇有明火、高温或静电火花就有爆炸、燃烧的危险。 1m3 气态甲醇完全燃烧，发热量高达数万千焦，爆炸所产生的冲击波超压与同能量的TNT 爆炸产生的超压相似。由于它燃烧热值大，爆炸速度快，瞬间就会完成化学性变化，破坏性特别强。 甲醇气与空气混合进入氧化器进行催化氧化反应和脱氢反应，反应温度在6 20℃～650℃，反应的总热效应属于强放热反应，氧化器径向和轴向都存在温差。催化剂的载体往往是导热欠佳的物质，如果催化剂的导热性能良好，且气体流速又较快，则径向温差较小。一般沿轴向温度分布都有一个最高温度，称为热点，热点温度过高，使反应选择性降低，催化剂作用变慢，甚至使反应失去稳定性或产生飞温。生产甲醛的氧化器属于固定床反应器，床层温度分布受到传热速率的限制，可能产生较大温差，甚至引起飞温，导致火灾爆炸事故。 反应过程应中应控制好氧醇比(即氧气和甲醇的摩尔比)和水蒸气配比，防止超温。随着温度升高，反应速度加快，转化率增加，放出的热量也随之增加，如不及时移走反应热，就会导致温度难以控制，产生飞温现象。 甲醛生产中有90%以上的甲醇参加氧化反应和脱氢反应，其余部分发生燃烧反应及甲醛的深度氧化等副反应，生成CO、CO2、H20、CH4 和H2 等，都是放热反应，增加了反应过程的总热量，有可能产生飞温，当温度达到甲醇或甲醛的自燃点时，就可能发生燃烧爆炸。 甲醇、甲醛的蒸气都能与空气形成爆炸性混合物，但温度对爆炸极限影响较大，不同温度的爆炸极限可根据25℃的爆炸极限进行修正。修正后的甲醇和甲醛的爆炸极限如附表1-4 所示。 附表1-4 经温度修正的爆炸极限 物料 温度℃ 爆炸下限(%) 爆炸上限(%) 甲醇 25 600 700 甲醛 25 73 600 700 正常情况下，控制甲醇与空气的体积比为～，对照表2，虽然反应不在爆炸范围之内，但如果操作不慎，如氧醇比过低，就有可能使反应处于爆炸极限范围之内。 过热器到氧化器的入口，存在甲醇和空气两种成分，系爆炸性混合物;氧化器出口存在甲醇、甲醛、H2，CO，CH4 和02 等6 种成分，也系爆炸性混合物。因此，无论在氧化器的进口或出口，只要遇火源，就会立即发生燃烧、爆炸事故。 吸收操作是在吸收塔中将反应气中的绝大部分甲醛用水吸收下来，未被吸收的尾气送至尾气锅炉进行燃烧处理。在该操作过程中所涉及的气体系爆炸性混合物，如果设备发生泄漏，可能引起燃烧、爆炸事故。 在装卸甲醇、甲醛以及清罐等作业过程中，若违章操作或由于设备、管道腐蚀、制造缺陷、法兰未紧固等原因造成储罐、管道渗漏，甲醇或甲醛暴露在空气中，形成爆炸性混合物，达到爆炸极限时，遇火源易发生爆炸燃烧事故。 (1)将甲醇或甲醛装入储罐中 A 储罐漫溢 装卸时对液位检测不及时易造成甲醇或甲醛跑冒，甲醇或甲醛溢出罐外后，周围空气中甲醇或甲醛的浓度迅速上升，达到或超过爆炸极限，遇到火星即发生爆炸燃烧;在甲醇漫溢时，使用金属容器刮舀，开启电灯照明观察，均会无意中产生火花，而引起爆燃。 B 甲醇滴漏 由于装卸时，胶管破裂、密封垫破损、接头紧固栓松动等原因，使甲醇滴漏至地面，遇火花立即发生燃烧。 C 静电起火 由于输送管道无静电连接、采用喷溅式装卸、罐车无静电接地等原因，造成静电积聚放电，点燃可燃蒸气。 D 装卸过程中遇明火 在非密闭装卸中，大量可燃蒸气从装卸口逸出，当周围出现烟火、火花时，就会产生爆炸燃烧。 (2)储罐、管道或法兰渗漏，没有及时发现，导致甲醇或甲醛暴露在空气中，甲醇或甲醛蒸气遇明火燃烧爆炸。 安全防火间距不足 生产区域内或生产区域外建(构)筑物为有可能出现明火的场所，若建构筑物与生产区域内危险设施的间距不足，易造成火源与合适浓度的可燃性气体相遇，引发事故。另一方面，当一个设施设备出现火灾，若防火间距不足时，易诱发另一 个设施设备火灾;或当生产区域内发生火灾事故，若防火间距不足时，易诱发生产区域外建构筑物火灾，造成更大的损失。 该车间生产过程与储存过程中存在甲醇、甲醛、氢气等易燃易爆物质，该生产区域和储罐区域属于爆炸和火灾危险环境，在此区域内的电气设备如果不能满足防火防爆要求，可能会引起火灾爆炸事故。 电气线路老化、绝缘破损、短路、私拉乱接、超负荷用电、过载、接线不规范、发热、电器使用管理不当等易引起火灾。 雷击引起火灾。由于没有采取可靠的防雷措施，导致雷击直接击中储罐或装卸设施，或者在储罐或装卸设施上产生感应电荷积聚放电，都会导致甲醇、甲醛燃烧或甲醇、甲醛与空气混合气爆炸。 生产区域内建(构)筑物耐火等级达不到要求，一旦明火管理不当，用火失控，就容易导致火灾。2 容器爆炸在生产装置中存在压力容器，这些压力容器如果本身设计、安装存在缺陷;安全附件或安全防护装置存在缺陷或不齐全;在使用过程中如发生侵蚀、腐蚀、疲劳、蠕变等现象;未按规定由有资质的质检单位检验或办理安全准用证;人员误操作等原因，均有可能发生容器爆炸事故。3 中毒 甲醇对中枢神经系统有麻醉作用;对视神经和视网膜有特殊选择作用，引起病变;可致代谢性酸中毒。对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤有强烈刺激性。接触其蒸气，引起结膜炎、角膜炎、鼻炎、支气管炎;重者发生喉痉挛、声门水肿和肺炎等。肺水肿较少见。对皮肤有原发性刺激和致敏作用，可致皮炎;浓溶液可引起皮肤凝固性坏死。口服灼伤口腔和消化道，可发生胃肠道穿孔，休克，肾和肝脏损害。因此在操作过程中，如防护措施不到位或无防护，有可能对人体造成甲醇中毒事故。 短时大量吸入甲醛会出现轻度眼上呼吸道刺激症状(口服有胃肠道刺激症状);经一段时间潜伏期后出现头痛、头晕、乏力、眩晕、酒醉感、意识朦胧、谵妄，甚至昏迷。视神经及视网膜病变，可有视物模糊、复视等，重者失明。代谢性酸中毒时出现二氧化碳结合力下降、呼吸加速等。因此在操作过程中，如防护措施不到位或无 防护，有可能对人体造成甲醛中毒事故。4 高处坠落该车间生产厂房为三层厂房，在二层以上的楼层作业，若防护栏杆设置不规范、防护栏杆腐蚀损坏等原因，在储罐上进行检修工作，防护措施不到位等原因，均有可能造成高处坠落事故。5 机械伤害各种泵的运转部位，如果没有设置防护罩等防护措施，人体触及运转部位，可能造成机械伤害事故。6 触电各带电设备若因防护措施不到位(如触电保护、漏电保护、短路保护、过载保护、绝缘、电气隔离、屏护、电气安全距离等方面不可靠)，均有可能造成人员触电。7 灼烫蒸汽管道或法兰连接处出现破损，使中压蒸汽喷出，可能喷至人体，造成人员高温灼烫事故。8 车辆伤害车间内行走的车辆，若车间内设施防护不当，易造成车辆冲撞装置内设施，另一方面也易对人员造成碰撞伤害。9 噪声项目中存在的罗茨风机、泵等，这些设备会产生噪声，噪声是一种物理危害因素，长期在高噪声的环境下工作，接触者的听力将受到损害，引起噪声耳聋，并妨碍 操作人员正常的感觉能力，使人烦躁不安，还会影响通讯，甚至成为诱发事故的原因。10 毒物长期接触低浓度甲醛可有轻度眼、鼻、咽喉刺激症状，皮肤干燥、皲裂、甲软化等。慢性影响：长期吸入低浓度甲醇，可能会导致神经衰弱综合征，植物神经功能失调，粘膜刺激，视力减退等，皮肤出现脱脂、皮炎等。
四塔甲醇精馏工艺流程及原理粗甲醇通过预塔给料泵、粗甲醇预热器送到预塔脱除轻组份。预精馏塔（脱醚塔）冷凝器采用二级冷凝，系统中增设了排气冷凝器，用以脱除二甲醚等低沸点的杂质，控制冷凝器气体出口温度，并回收夹带的部分甲醇。在该温度下，几乎所有的低沸点馏份都在气相，并排出系统，不再冷凝回流到预精馏塔。 充分脱除低沸点组分后的甲醇溶液，通过加压精馏塔给料泵送往加压精馏塔。主要是提高甲醇气体的分压与沸点，使加压精馏塔的塔顶气有足够的热量供常压精馏塔的再沸器使用。常压精馏塔就不再需要蒸汽加热，减少装置的能耗。加压塔和常压精馏塔分别采出一般要求的甲醇产品。如特殊需要，可再经常压精馏塔进一步提纯。两塔的混合液都达到国家优级标准以上，能满足甲醇羰基化所需要的工艺指标要求。 从常压精馏塔底部排出的占甲醇产量20%左右的残液，被回收塔给料泵送往回收塔进一步回收，最终从底部排出装置。
住宅室内空气中甲醛的污染现状调查与分析论文
无论是在学校还是在社会中，大家都接触过论文吧，论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。如何写一篇有思想、有文采的论文呢？下面是我精心整理的住宅室内空气中甲醛的污染现状调查与分析论文，仅供参考，大家一起来看看吧。
摘要： 根据对石家庄市100户居民住宅室内空气中甲醛含量的检测及分析，甲醛已经成为家庭装修后威胁人体健康最主要的有害成分，甲醛含量超标情况普遍且严重，随着装修竣工时间的延长，甲醛含量呈下降趋势，但效果并不明显。对受检的100户住宅中有无家具情况进行了统计分析，结果表明：家具是造成室内空气中甲醛含量超标的另一个重要因素，特别是板材家具，会明显加重甲醛的污染程度。
关键词： 室内环境；甲醛；污染
1 引言
随着当今社会的高速发展，生态环境与可持续发展已成为我们无法回避的现实问题，尤其是与我们工作生活息息相关的室内空气环境污染问题，更成为影响我们自身健康的重大威胁。建筑材料、装修材料的广泛使用使得室内空气中的有害物质种类和数量都明显增多，其中甲醛对人体健康的危害最为明显。
甲醛是一种挥发性有机化合物，无色，具有刺激性气味，易溶于水。甲醛主要来源于室内装修使用的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板、木芯板等人造板材，贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、油漆、涂料以及一些有机材料。甲醛对眼睛、呼吸道、人体黏膜和皮肤产生明显的刺激作用；急性中毒可导致流泪、流涕、咳嗽等症状，引发多种呼吸道疾病；慢性吸入低浓度可导致持续头痛、无力、失眠等；长期接触低剂量可引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症、新生儿体质降低、染色体异常，甚至诱发鼻咽癌；高浓度时会侵害人的神经系统、肝脏等。针对甲醛严重的危害性，于2010年9月对石家庄市100家居民住宅进行了摸底调查，严格按照国标方法进行采样检验，并对最终数据进行科学的'分析总结。
2 室内空气中甲醇检测方法
采样方法
在河北省会报名参加免费室内空气检测活动的500名业主中随机抽取，对抽中的100名业主的住宅选取一个代表性房间进行检测。采样工作严格按照《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002)执行，采样点的数量根据监测室内面积大小和现场情况确定，原则上小于50m2的房间应设(1~3)个点，在对角线上或梅花式均匀分布，并避开通风口，离墙壁距离大于，采样点高度原则上与人的呼吸带高度一致，在之间。采样前受检房间在充分通风后封闭门窗12h。
检测方法
采用国标中“酚试剂分光光度法”分析样本，方法原理是空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化成蓝绿色化合物，根据颜色深浅，比色定量。比色时采用10mL的具塞闭塞管和分光光度计，在630nm测定吸光度。
判定标准
检测依据《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002)中的甲醛≤为标准判定检测结果。
检测结果分析
检测结果总体分析
在此次检测的100户住宅中，甲醛含量范围为。超标数量为84户，不合格率为84%；超标一倍以上的23家，占总数的23%，占甲醛不合格家庭的27%；超标2倍以上的16家，占总数的16%，占甲醛不合格家庭的19%；最大超标52倍。
装修竣工时间对甲醛含量的影响
表1是对100户住宅的装修竣工时间与所测空气中甲醛含量及超标率的数据统计，由此可以直观的反映出空气中甲醛含量随装修竣工时间变化的趋势。从下表可明显看出，装修竣工后1个月内的室内空气中甲醛含量最为严重，在受检的26户住宅中仅有2户合格，超标率达到92%，最高超标倍数甚至达到倍；随着装修竣工时间的延长，室内空气中甲醛含量略有下降，装修竣工时间1~6个月的，超标率降为89%，最高超标倍数倍；装修竣工时间6~12个月的，超标率降为76%，最高超标倍数倍；装修竣工时间1年以上的，超标率降为67%，最高超标倍数倍。从这些数据可以看出，甲醛含量随着装修竣工时间的延长呈现下降趋势，但效果并不明显，装修竣工1年后仍有一半的家庭室内空气甲醛含量不合格，甲醛挥发相对于其他污染物来说是一个漫长的过程，人们在入住新居时一定要警惕室内空气中的甲醛成分及其含量高低，入住前必须进行一段时间的通风晾房，入住后也要保持大量通风换气。
表1 装修竣工时间与甲醛含量的情况统计
装修竣工
时间样本数/户含量范围/mg·m-3甲醛标准/mg·m-3超标数/户超标率/%
1个月内
1~6个月
6~12个月
1年以上
合计
家具对甲醛含量的影响
此次检测活动也对受检住宅是否进驻家具及家具类别进行了统计，具体情况详见表2。装修后没有购置新家具的住宅，室内空气中甲醛含量超标率为75%，最高超标倍数倍；购置实木家具的住宅室内空气中甲醛含量超标率为80%，最高超标倍数为倍；购置板材家具的住宅室内空气中甲醛含量超标率为93%，最高超标倍数为倍。由此可以看出，住宅内放置的家具越多，尤其是板材家具越多，室内空气中甲醛含量超标情况越严重，家具能明显加重室内空气甲醛污染。
表2 家具与甲醛含量的情况统计
装修竣工
时间样本数/户含量范围/mg·m-3甲醛标准/mg·m-3超标数/户超标率/%
无家具
实木家具
板材家具
合计
检测结论
(1)甲醛超标情况较严重。100户住宅中室内空气甲醛超标的84家，不合格率为84%；超标1倍以上的23家，占甲醛不合格家庭的27%；超标2倍以上的16家，占甲醛不合格家庭的19%。由此可见，住宅室内空气中甲醛超标情况普遍且严重。
(2)装修竣工时间对室内空气中甲醛含量的影响并不显着。随着装修竣工时间的延长甲醛含量略有下降，但下降趋势不明显。
(3)家具的购入是造成室内空气中甲醛含量超标的另一个重要因素。通过对住宅内有无家具的不同情况下室内空气中甲醛含量进行对比，会发现住宅内有家具的情况下甲醛含量大大高于无家具的情况，尤其是板材家具更会明显加重甲醛的污染程度。
3 甲醇污染预防措施
优化家装方案和施工工艺
在家庭装修中，应当尽可能的选择有资质的装饰公司，优化设计方案，注意空间承载量和材料使用量，对装修使用的各种材料严格把关，采用先进施工工艺，只有这样才能减少因施工带来的室内环境污染。
规范家具的选择和购买
选购家具时必须要求厂方提供的说明书，特别注意说明书里描述家具的主材和主材中有害物质含量，严格按照国家标准进行选择购买。
加强通风措施，提高净化能力
在装修竣工后必须进行一定时间的通风换气，保持空气流通，以降低室内空气污染，这是一种简便易行且最有效的改善室内空气质量的方法。除此之外，还可以在室内栽种绿色植物，放置活性炭、硅胶等吸附材料，以加强对室内空气中有害物质的清除。
参考文献：
冯瑞玉.室内环境污染现状分析与对策.河北企业，2009(8)：74~75.
苏 瑛，冯 垚，赵宏伟，等.重庆装修室内空气污染现状及控制.检验医学与临床，2010，7(8)：747~748.
国家质量技术监督局.GB/T ，公共场所空气中甲醛测定方法.北京：中国标准出版社，2000.
居宁生.高校新建宿舍舍内空气质量的现状与调查.现代科技，2009，8(7)：26~27.