【正文】 ： xAr=LAr/L=IOO％=％ 液體中甲烷含量：xCH4=LCH4/L=100％=％ 液體中氫含量: xH2=LH2/L=100％=％ 液體中氮含量： xN2=LH2/L=100％=％表47 氨分離器出口液體含量NH3CH4ArH2N2小計 分離氣體組分含量： 氣體氨含量： yNH3=［mNH3LNH3］/V=％ 氣體甲烷含量： yCH4=［mCH4LCH4］/V=％ 氣體氬含量： yAr=［mArLAr］/V=％ 氣體氫含量： yH2=［mH2LH2］/V=％ 氣體氮含量： yN2=［mN2LN2］/V=％表48 氨分離器出口氣體含量（％）NH3CH4ArH2N2小計查t=10℃,p=：表49 各組分的平衡常數(shù)KNH3KCH4KArKH2KN227517580 冷交換器出口液體組分含量： 出口液體甲烷含量： xCH4=yCH4/ KCH4=％ 出口液體氨含量： xNH3=yNH3/ KNH3=％ 出口液體氬含量: xAr=yAr/ KAr=％ 出口液體氫含量: xH2=yH2/ KH2=％ 出口液體氮含量: xN2=yN2/ KN2=％表410 冷交換器出口液體組分含量（％）NH3CH4ArH2N2小計 由于氨分離器液體和冷交換器出口分離液體匯合后進入液氨貯槽經(jīng)減壓后溶解在液氨中的氣體會解吸，即弛放氣。 出口液體組分含量： 出口液體氨含量： xNH3=LNH3/L=100％=％ 出口液體甲烷含量： xCH4=LCH4/L=100％=％ 出口液體氬含量： xAr=LAr/L=100％=％ 出口液體氫氣含量： xH2=LH2/L=100％=％ 出口液體氮氣含量： xN2=LN2/L=100％=％表413 液氨貯槽出口液氨組分（％）NH3CH4ArH2N2小計 出口弛放氣組分含量： 弛放氣氨含量： yNH3=(M0NH3LNH3)/V=()/100％=％ 弛放氣甲烷含量：yCH4=(M0CH4LCH4)/V=()/100％=％ 弛放氣氬含量： yAr=(M0 ArLAr)/V=()/100％=％ 弛放氣氫氣含量：yH2=(M0H2LH2)/V=()/100％=％ 弛放氣氮氣含量： yN2=(M0N2LN2)/V=()/100％=％表414 出口弛放氣組分含量（％）NH3CH4ArH2N2小計100 以液氨貯槽出口一噸純液氨為基準折標立方米計算液氨貯槽出口液體量 L(19)=1000(17)= 其中 NH3 L(19NH3)=L(19NH3)X(19NH3)=﹪= m３ CH4 L(19CH4)=L(19CH4)X(19CH4)=﹪= m３ Ar L(19Ar)=L(19Ar)X(19Ar)=﹪= m３ H2 L(19H2)=L(19H2)X(19H2)=﹪= m３ N2 L(19N2)=L(19N2)X(19N2)=﹪= m３ 液氨貯槽出口弛放氣（V/L）= V(20)=L(19)== m３ 其中　NH3 V(20NH3)=V(20NH3)y(20NH3)=﹪= m３CH4 V(20CH4)=V(20CH4)y(20CH4)=﹪= m３Ar V(20Ar)=V(20Ar)y(20Ar)=﹪= m３H2 V(20H2)=V(20H2)y(20H2)=﹪= m３N2 V(20N2)=V(20N2)y(20N2)=﹪= m３ 液氨貯槽出口總物料=L(19)+ V(20)=+= m３ 液氨貯槽進口液體： 由物料平衡，入槽總物料=出槽總物料，L(21)=L(19)+V(20)= m３ 入口液體各組分含量計算:L(21i)= L(19i) + V(20i) 其中 NH3 L(21NH3)=+= m３ CH4 L(21CH4)= + = m３ Ar L(21Ar)= + = m３ H2 L(21H2)= += m３ N2 L(21N2)=+ = m３ 入口液體中組分含量核算,由 m180。(0Ar)= 100﹪=﹪ 入口液體中氫氣含量 m180。(0i)將整個合成看著一個系統(tǒng)，進入該系統(tǒng)的物料有新鮮補充氣補V補， 離開該系統(tǒng)的物料有放空氣V放，液氨貯槽弛放氣V弛，產(chǎn)平液氨L氨 。 V入= m3 入塔物料：V5= m3NH3 V5NH3=11422﹪=CH4 V5CH4=﹪=Ar V5Ar=﹪=H2 V5H2=﹪=N2 V5N2=﹪= 合成塔一出，二進物料，熱交換器，冷氣進出物料等于合成塔入塔物料即　　V5=V6=V7= m3 出塔物料　　 V8= m3NH3 V8NH3=﹪= m3CH4 V8CH4=﹪= m3Ar V8Ar=﹪= m3H2 V8H2=﹪= m3N2 V8N2=﹪= m3 合成塔生成氨含量：ΔVNH3=V8NH3V5NH3 = == 沸熱鍋爐進出口物料，熱交換器進出口物料等于合成塔出塔物料。表1011 氨熱力學性質）INH3=Q冷=L417INH3=17=(4) 新鮮氣帶入熱量Q1t1=10℃,P=,查壓力下各組分氣體比熱容:表421 各組分含量，分壓及比熱容N2H2CH4Ar氣體含量 各組分分壓CpCp1=+++ =(Kmol℃)新鮮氣帶入熱量 Q1=V1Cp1t1=10 =氨冷器收入總熱量 Q=Q3+Q3L+Q冷+Q1 =+++ =（5）氨冷器入口混合氣溫度t4計算由熱平衡 Q4=冷=V4Cp4t4+V4LCp4Lt4==t4=Q4/V4/(Cp4+Cp4L17/)=(Cp4+)設t4=24℃，P= 查常壓下各組分氣體比熱容:表422 各組分含量，分壓及比熱容N2H2CH4ArNH3氣體含量 各組分分壓Cp’Cp4=++++=(Kmol℃)查t=℃時 Cp4L=(Kmol℃)代入 t4=(33171+)= 與假設一致混合后氨冷器入口熱氣溫度24℃（6）氣體帶出熱量Q2 由冷交換器熱量計算Q2=（7）氣體中液氨帶出熱量Q2L由冷交換器熱量計算Q2L=（8）液氨蒸發(fā)吸收熱量Q吸 （冷凍量）由熱平衡計算 Q吸=Q入(Q2+Q2L)=++= KJ/tNH3查25℃液氨焓INH3L=（由液氨儲槽來）15℃蒸發(fā)蒸氣INH3=ΔINH3=INH3INH3L==（9） 冷凍量計算 W=Q吸/ΔINH3=表423 氨冷器進出熱量匯總表進出氣體帶入Q2氣體帶出Q2液氨帶入Q2L液氨帶出Q2L氣體中氨冷凝Q冷冷凍量Q吸新鮮氣體帶入Q1總Q入總Q出 循環(huán)機熱量計算（1） 循環(huán)機出口氣體溫度計算 由《小氮肥廠工藝設計手冊》附表111 查得循環(huán)氣體中各組分的絕熱指數(shù)如下：表424 各組分的絕熱指數(shù)NH3CH4ArH2N2K1根據(jù)公式 =()+()+()+() =+++++K= T入=30+273=303 KP出= P入=28MPa代入得 ==℃℃（2） 氣體帶入熱量由前計算 Q5=（3） 壓縮功 P1=28MPa P2= K= Z2= Z1=V1=V0P0T/(P1T0)=(173+39)/273=將上述數(shù)據(jù)代入壓縮功計算工式中得：N=壓縮熱 QN=3600N=3600=(4) 氣體帶出熱量 由熱平衡得：Q4=Q3+QN=+=625664KJ/tNH3Q4=V4Cp4t4 Cp4=Q4/V4/t4=625664(Kmol℃)由t4=39℃ P=，查常壓下各組分氣體比熱容并計算得：表425 各組分含量，分壓及比熱容N2H2CH4ArNH3氣體含量 各組分分壓CpCp=++++=(Kmol℃)表426 循環(huán)機進出熱量會在匯總入出氣體帶入熱量氣體帶出熱量625664壓縮熱總Q入625664總Q出625664 合成塔熱量計算 （1） 環(huán)隙溫升t2計算（2） 設合成塔環(huán)隙高度高度h=，由經(jīng)驗公式知，℃計，則合成塔一出溫度t2為, t2=t1+=39+14= ℃（3） 氣體帶入熱量Q1由前計算Q4=（忽略熱損失）。(1) 熱氣體帶入熱量Q1由熱交換器熱平衡計算Q1=(2)氨冷凝熱查≤小氨肥廠工藝設計手冊≥得35℃時氨冷凝熱I=Q冷=V2INH3=16769=(3)熱氣體帶出熱量Q2查t2=35℃, P= MPa得混合氣體的比熱容：表435 各組分含量，分壓及比熱容N2H2CH4ArNH3氣體含量 各組分分壓CpCp2=(Kmol℃)熱氣體帶出熱量Q2=V2Cp2t2=3595535=(4)液氨帶出熱量查35 ℃液氨比熱容,CpL=(kmol℃) Q液=V2L/MCpLt2 =35 =(5) 冷卻水量計算設需要冷卻水量為W,冷卻上水ta=30℃ ,冷卻下水tb=38℃,取冷卻水比熱容CpL=則冷卻水吸收量為ΔQ=Q進Q出=(Q1+Q冷)(Q2+Q液)=ΔQ=WCp (tbta) 1000 W=ΔQ / (1000Cp (tbta)) = / (1000 (3830))= 冷卻上水帶入熱量Q上水=100030=冷卻下水帶入熱量Q下水=ΔQ+Q上水=+=表436 水冷器熱量匯總表入出熱氣帶入熱量熱氣帶出熱量氨冷凝熱液氨帶出熱量冷卻上水帶入熱冷卻下水帶出熱總Q進總Q出 氨分離器熱量核算氨分離器進出口溫度沒有發(fā)生變化,由氣體熱量平衡,氨分離器收入熱,則Q1= kJ/tNH3氨分離器支出熱氣體放空氣帶走熱量 Q3=V3Cp3t3=35=冷交換器帶入熱。在壓力P=29。取過飽和度10﹪ 故 V17NH3=﹪=﹪設熱氣出口氨體積為，則： a/( ++a)= a= m3L17NH3=V14NH3a= = m3冷交換器熱氣出口氣量及組分： 其中 NH3 V17NH3= V14NH3L17NH3= = m3CH4 V17CH4= V14CH4 = m3Ar V17Ar=V14Ar= m3H2 V17H2= V14H2 = m3N2 V17N2= V14N2= m3出口總氣量 V17=V14L17NH3= = m3出口氣體各組分：NH3 V17NH3／V17= ／100％=％CH4 V17CH4／V17= ／100％=％Ar V17Ar／V17=／100％=％H2 V17H2／V17= ／100％=％N2 V17N2／V17= ／100％=％ 進器物料：氨冷器進器物料等于冷交換器出器物料加上補充新鮮氣物料V1= m3 其中， CH4 V1CH4= = m3Ar V1Ar= = m3H2 V1H2= = N2 V1N2= =V18（進器氣體物料）=V1+V17= + = 進器氣體組分含量　　V18i=V1i+V17i NH3 V18NH3= V17NH3=CH4 V18CH4= + =Ar V18Ar= + =H2 V18H2= += N2 V18N2= + = 各組分百分含量　　y18i=V18i/V18NH3 y18NH3= 100％=％CH4 y18CH4=100％=％Ar y18Ar=100％=％H2 y18H2= 100％=％N2 y18N2= 100％=％ 進器液體等于冷交換器冷凝液氨量　L18=L18NH3=L17NH3= m3 進器總物料＝V18+L18=+ = m3 出器物料：已知出器氣體中氨含量為 ％，設出器氣體中氨含量為b m3b/()=％ 解得 b= m3 則氨冷器中冷凝液氨量：L′18NH3=V18NH3b== m3 氨冷器出口總液氨量:L2NH3=L18NH3+L′18