【正文】 =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（％） NH3 CH4 Ar H2 N2 小計(jì) 液氨貯槽氣液平衡計(jì)算 由于氨分離器液體和冷交換器出口分離液體匯合后進(jìn)入液氨貯槽經(jīng)減壓后溶解在液氨中的氣體會(huì)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?dú)夂浚? xN2=LN2/L=100％ =％ 表 413 液氨貯槽出口液氨組分（％） NH3 CH4 Ar H2 N2 小計(jì) 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?dú)夂浚? yN2=(M0N2LN2)/V=()/100％ =％ 表 414 出口弛放氣組分含量（％） NH3 CH4 Ar H2 N2 小計(jì) 100 液氨貯槽物料計(jì)算 以液氨貯槽出口一噸純液氨為基準(zhǔn)折標(biāo)立方米計(jì)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)=﹪ = m３ CH4 V(20CH4)=V(20CH4)y(20CH4)=﹪ = m３ Ar V(20Ar)=V(20Ar)y(20Ar)=﹪ = m３ H2 V(20H2)=V(20H2)y(20H2)=﹪ = m３ N2 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(jìn)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(jì)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) 合成系統(tǒng)物料計(jì)算 將整個(gè)合成看著一個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)入該系統(tǒng)的物料有新鮮補(bǔ)充氣補(bǔ) V 補(bǔ) ， 離開(kāi)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 合成塔物料計(jì)算 入塔物料： V5= m3 NH3 V5NH3=11422﹪ = CH4 V5CH4=﹪ = Ar V5Ar=﹪ = H2 V5H2=﹪ = N2 V5N2=﹪ = 合成塔一出，二進(jìn)物料，熱交換器，冷氣進(jìn)出物料等于合成塔入塔物料 即 V5=V6=V7= m3 出塔物料 V8= m3 NH3 V8NH3=﹪ = m3 CH4 V8CH4=﹪ = m3 Ar V8Ar=﹪ = m3 H2 V8H2=﹪ = m3 N2 V8N2=﹪ = m3 合成塔生成氨含量： ΔVNH3=V8NH3V5NH3 = =3= 沸熱鍋爐進(jìn)出口物料，熱交換器進(jìn)出口物料等于合成塔出塔物料。表 1011 氨熱力學(xué)性質(zhì)） INH3=Q冷 =L417INH3=17=(4) 新鮮氣帶入熱量 Q1 t1=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 N2 H2 CH4 Ar 氣體含量 各組分分壓 Cp Cp1=+++ =(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(jì)算 由熱平衡 Q4=冷 =V4Cp4t4+V4LCp4Lt4==t4=Q4/V4/(Cp4+Cp4L17/)=(Cp4+) 設(shè) 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 N2 H2 CH4 Ar NH3 氣體含量 各組分分壓 Cp’ Cp4=++++=(Kmol℃ ) 查 t=℃ 時(shí) Cp4L=(Kmol℃ ) 代入 t4=(33171+)= 與假設(shè)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(jì)算 Q2=（ 7）氣體中液氨帶出熱量 Q2L由冷交換器熱量計(jì)算 Q2L=（ 8）液氨蒸發(fā)吸收熱量 Q吸 （冷凍量） 由熱平衡計(jì)算 Q吸 =Q入 (Q2+Q2L) =++= KJ/tNH3 查 25℃ 液氨焓 INH3L=（由液氨儲(chǔ)槽來(lái)） 15℃ 蒸發(fā)蒸氣 INH3=ΔINH3=INH3INH3L==（ 9） 冷凍量計(jì)算 W=Q吸 /ΔINH3= 表 423 氨冷器進(jìn)出熱量匯總表 進(jìn) 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(jī)熱量計(jì)算 （ 1） 循環(huán)機(jī)出口氣體溫度計(jì)算 由《小氮肥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》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) NH3 CH4 Ar H2 N2 K1 根據(jù)公式 ? ?? 1i i1 KyK 入 =()+()+()+() =+++++ K= KKPPTT 1??????????入出入出 T入 =30+273=303 K P出 = P入 =28MPa代入得 1. 3 9411. 3 94)283 4( 92?出T ==℃ 39? ℃ （ 2） 氣體帶入熱量由前計(jì)算 Q5= （ 3） 壓縮功 1211211 ZZPPK KVPN KK????????????????????? ? 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(jì)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/tNH3 Q4=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(jì)算得： 。取過(guò)飽和度 10﹪ 故 V17NH3=﹪ =﹪ 設(shè)熱氣出口氨體積為，則： a/( ++a)= a= m3 L17NH3=V14NH3a= = m3 冷交換器熱氣出口氣量及組分： 其中 NH3 V17NH3= V14NH3L17NH3= = m3 CH4 V17CH4= V14CH4 = m3 Ar V17Ar=V14Ar= m3 H2 V17H2= V14H2 = m3 N2 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％ =％ 氨冷器物料計(jì)算 進(jìn)器物料：氨冷器進(jìn)器物料等于冷交換器出器物料加上補(bǔ)充新鮮氣物料V1= m3 其中， CH4 V1CH4= = m3 Ar V1Ar= = m3 H2 V1H2= = N2 V1N2= = V18（進(jìn)器氣體物料） =V1+V17= + = 進(jìn)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/V18 NH3 y18NH3= 100％ =％ CH4 y18CH4=100％ =％ Ar y18Ar=100％ =％ H2 y18H2= 100％ =％ N2 y18N2= 100％ =％ 進(jìn)器液體等于冷交換器冷凝液氨量 L18=L18NH3=L17NH3= m3 進(jìn)器總物料＝ V18+L18=+ = m3 出器物料：已知出器氣體中氨含量為 ％，設(shè)出器氣體中氨含量為 b m3 b/()=％ 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′18NH3=+= 氨冷器出口氣量 :V2=V18b= = m3 其中， NH3 V2NH3= CH4 V2CH4= V18CH4= m3 Ar V2Ar= V18Ar= H2 V2H2= V18H2= N2 V2N2= V18N2= 各組分百分含量 y2i=V2i/V2 NH3 y2NH3=100％ =% CH4 y2CH4=100％ =% Ar y2Ar=100％ =% H2 y2H2=100％ =% N2 y2N2=100％ =% 出 器總物料 =V2+L2NH3=11420787 + = m3 冷交換器物料計(jì)算 進(jìn)口物料：冷交換器進(jìn)口總物料等于氨冷器出口總物料，其中 氣體入口 V2= m3；液體入口 L2NH3= m3 由氣液平衡計(jì)算得，以 1Kmol 進(jìn)口物料為計(jì)算基準(zhǔn)：即 F=1 L+V=F┉┉┉┉┉┉① LxNH3+Vy NH3=FmNH3┉┉┉┉┉┉② 圖 43 冷交換器物料 將 yNH3=， xNH3= 代入上式： 示意圖 V=（ xNH3 mNH3） /（ xNH3 yNH3） = mNH3/┉┉③ ③ 式中 mNH3 可由物料平衡和氨平衡計(jì)算 mNH3=V2NH3/V2 V2′=V1+V17′┉┉┉┉┉┉④ V17′=V8V13L15┉┉┉┉┉┉⑤ V2NH3′=V2NH3+L17NH3+L18NH3′┉┉┉┉┉┉⑥ 式中 V2′ ———冷交換器入 口總物料； V17′———冷交換器熱氣出口總物料 V′2NH3 ———冷交換器入口總氨物料 將 V8= m3， V13= m3， L15= m3代入上式解得：V17= ∴ V2′= += m3； V2NH3′=+ + = m3 ∴ mNH3= V2NH3′/ V2′=③ 得： V=； L=1V=；（ L/V） = 由（ L/V）可求出冷交換器冷凝液體量（ L16/V3） =（ L/V） = 冷凝液體量 L16=== m3 出器物料：冷交換器（冷氣）出口氣體物料等于進(jìn)口總物料減去冷激液體量 V3= = m3 其中 NH3 V3NH3= %