【正文】 將 代入 得: 出口氣體組分由得:其中， NH3 CH4 Ar H2 N2 出口液體各組分由 得其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 ：進(jìn)器物料：氨分離器進(jìn)器總物料等于水冷器出口氣液混合物總物料即　出器物料：氣液混合物在器內(nèi)進(jìn)行分離，分別得到氣體和液體出器氣體，出器液體氨分離器出口氣體放空 其中， NH3 CH4 Ar H2 N2 ：進(jìn)器物料：進(jìn)器物料等于氨分離器出口氣體物料減去放空氣量其中， NH3 CH4 Ar H2 N2 出器物料（熱氣）：設(shè)熱氣出口溫度17℃（由熱量計(jì)算核定）查 ,氣相中平衡氨含量，計(jì)算熱氣出口冷凝液氨時(shí)，忽略溶解在液氨中的氣體。 , , 查 《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》附圖411液氮的比熱容 代入上式 與假設(shè)一致。三段絕熱冷激—間接換熱式內(nèi)件流程如圖51所示。其具體內(nèi)容包括：、橫跨、高跨、露天跨建筑面積上的安排；；。但是，工業(yè)污染的治理遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，到目前為止，工業(yè)污染的治理率還很低，工業(yè)廢水治理率僅20％，工業(yè)廢氣治理率為56％，工業(yè)廢渣治理率為50％。急性一般出現(xiàn)在工業(yè)區(qū)及其附近地區(qū)。大氣污染造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、林木衰敗。(2)對(duì)環(huán)境衛(wèi)生的影響 工業(yè)廢水基本都含有懸浮物。(3)對(duì)大氣的污染 工業(yè)廢渣在堆放過(guò)程中，在溫度、水分的作用下，某些有機(jī)物質(zhì)發(fā)生分解，產(chǎn)生有害的氣體，造成對(duì)大氣的污染。(4)廢水。同時(shí)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，還使我們樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)，加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)更尤為重要。讓我感覺(jué)到，光是平時(shí)學(xué)習(xí)的內(nèi)容對(duì)于在工程方面的應(yīng)用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這需要我們平時(shí)自覺(jué)的培養(yǎng)自己的自學(xué)能力，設(shè)計(jì)中我學(xué)會(huì)了離開(kāi)老師進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，參看多本指導(dǎo)書(shū)，完善自己的設(shè)計(jì)。爐渣和煤渣可用于鋪路、作建筑保溫材料(3)噪聲。放射性廢渣進(jìn)入土壤后，通過(guò)雨水和幫助而進(jìn)入水體，造成污染。一類是水體受到致病微生物的污染，滋生病毒菌，從而引傳染病的蔓延；另一類是水中含有有毒物質(zhì)引起人的中毒癥狀發(fā)生。(3)物質(zhì)材料破壞 廢氣中的二氧化硫、氮氧化物、各種有機(jī)物等不僅直接腐蝕建筑物、橋梁和機(jī)械設(shè)備，而且衍生的二次污染物光化學(xué)氧化劑、酸雨等污染物能對(duì)這些物質(zhì)材料產(chǎn)生更大的破壞作用。工業(yè)廢氣造成的危害表現(xiàn)在以下五個(gè)方面，即人體健康危害、居民生活費(fèi)增加、物質(zhì)材料破壞、農(nóng)林水產(chǎn)損失擴(kuò)全球環(huán)境影響。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，工業(yè)污染的治理越來(lái)越引起人勻的廣泛注意。車間布置是指對(duì)車間各基本工段、輔助工段、生產(chǎn)服務(wù)部門、設(shè)施、設(shè)備、倉(cāng)庫(kù)、通道等在空間和平面上的相互位置的統(tǒng)籌安排。（5）熱交換器熱負(fù)荷表427 熱交換器熱量平衡匯總表收 方熱量（KJ）支 方熱量（KJ）冷氣帶入熱量 Q6冷氣帶入熱量 Q7熱氣帶入熱量 Q9熱氣帶出熱量 Q10小 計(jì)小 計(jì)：由題意知水冷器出口溫度 ，設(shè)氣體先冷卻至35℃后氨再冷凝（1）熱氣帶入熱量 Q10 由熱交換器熱平衡計(jì)算 （2）氨冷凝熱 查 《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)—理化數(shù)據(jù)》 1011得：氨冷凝熱。其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 計(jì)算誤差校核氨分離器液氨百分?jǐn)?shù)氨分離器液氨百分?jǐn)?shù)：冷交換器分離液氨百分?jǐn)?shù)：計(jì)算誤差:進(jìn)槽物料：氨分離器入槽液體 其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 冷交換器入槽液體 其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 入槽混合物料 各組分物料含量： 其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 百分含量 其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 出槽物料：液氨貯槽出口弛放氣 其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 出口液氨總物料 其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 各組分百分含量：其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 液氨產(chǎn)量核算: 物料衡算匯總表見(jiàn)附錄 熱量衡算：：Q3Q2Q17Q16Q14圖421 冷交換器熱量計(jì)算示意圖 （1）熱氣進(jìn)口溫度，冷交換器熱氣進(jìn)口溫度等于水冷器體出口溫度，由題意知 。 。循環(huán)機(jī)位于水冷器和氨冷器之間，適用于有油潤(rùn)滑往復(fù)式壓縮機(jī)。然后氣體分兩股進(jìn)入合成塔，一股主線經(jīng)主閥由塔頂進(jìn)入塔內(nèi)環(huán)隙，另一股副線經(jīng)副閥從倒塔底進(jìn)入塔內(nèi)中心管，以調(diào)節(jié)催化劑床層溫度。壓力高，氨合成反應(yīng)速度快，進(jìn)口氨含量可適當(dāng)控制高一些；壓力低，為保持一定的反應(yīng)速度，進(jìn)口氨含量可適當(dāng)控制低一些。相反，則要控制低一些。(2) 惰性氣體在混合氣體中含有甲烷和氬氣等，統(tǒng)稱為惰性氣體。本設(shè)計(jì)采用冷凝法。同時(shí)，單位循環(huán)氣量的產(chǎn)氨量減少。新的催化劑因活性比較高，可采用較低的溫度。為了提高反應(yīng)速率，必須使用催化劑才能實(shí)現(xiàn)氨合成反應(yīng)。提高操作壓力，原料氣壓縮功增加，合成氨凈值增高，單位氨所需要的循環(huán)氣量減少，因而循環(huán)氣壓縮功減少，同時(shí)壓力高也有利于氨的分離，在較高氣溫下，氣氨即可冷凝為液氨，冷凍功減少。本設(shè)計(jì)采用中壓法，操作壓力為32 MPa。由于壓力高，一般用水冷的方法氣體中的氨就能得到完全的分離，而不需要氨冷。 各生產(chǎn)方法及特點(diǎn)合成氨的生產(chǎn)主要包括三個(gè)步驟 ：第一步是造氣，即制備含有氫、氮的原料氣；第二步是凈化，不論選擇什么原料，用什么方法造氣，都必須對(duì)原料氣進(jìn)行凈化處理，以除去氫、氮以外的雜質(zhì)；第三步是壓縮和合成，將純凈的氫、氮混合壓縮到高壓，在鐵催化劑與高溫條件下合成為氨。其產(chǎn)品集中度達(dá)到50%，并形成35家在國(guó)際上有一定影響的大型企業(yè)集團(tuán)。在氮肥行業(yè)，要推廣新型煤氣化技術(shù)，包括粉煤氣化、水煤漿氣化技術(shù)等；新型凈化技術(shù)，如低溫變換、低溫甲醇洗MDEA等凈化技術(shù)；新型氨合成塔及大型低壓合成的成套技術(shù)和裝備。目前，國(guó)內(nèi)合成氨年生產(chǎn)能力30萬(wàn)噸以上的大型企業(yè)有26家，合成氨年生產(chǎn)能力10萬(wàn)噸以上的中型企業(yè)有100多家，其他還有800多家小氮肥廠也生產(chǎn)約占總量60%的合成氨?；旌厦簹猓阂钥諝夂瓦m量的水蒸氣為汽化劑制取的煤氣，一般作燃料用。 原料氣來(lái)源原料氣主要有兩部分：氮?dú)?、氫氣。氨水在溶解時(shí)放出大量熱。由氨制成的硝酸，是各種炸藥和基本原料，如三硝基申苯，硝化甘油以及其它各種炸藥。大氣中存在有大量的氮，在空氣中氨占78％（體積分?jǐn)?shù)）以上，它是以游離狀態(tài)存在的。目前，固定氮最方便、最普通的方法就是合成氨，也就是直接由氮和氫合成為氨，再進(jìn)一步制成化學(xué)肥料或用于其它工業(yè)。在石油煉制、橡膠工業(yè)、冶金工業(yè)和機(jī)械加工等部門以及輕工、食品、醫(yī)藥工業(yè)部門中，氨及其加工產(chǎn)品都是不可缺少的。液氨為無(wú)色液體，氣化時(shí)吸收大量的熱。在氣化過(guò)程中所使用的空氣、水蒸氣或富氧空氣水蒸氣混合氣等稱為汽化劑。本設(shè)計(jì)采用半水煤氣，半水煤氣經(jīng)過(guò)凈化后得到純凈的氫氣，再配制適量的氮?dú)猓蔀楹铣砂钡脑蠚?，其中含有氮?dú)?、氫氣、以及惰性氣體甲烷和氬。而我國(guó)氮肥原料以煤為主，天然氣僅占20%，我國(guó)氮肥行業(yè)急需解決采用成熟的粉煤氣化技術(shù)，以本地粉煤代替無(wú)煙塊煤。②節(jié)能和降耗。希望通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)讓學(xué)生可以較好地把理論學(xué)習(xí)中的分散知識(shí)點(diǎn)和實(shí)際生產(chǎn)操作有機(jī)結(jié)合起來(lái)，得到較為合理的設(shè)計(jì)成果，達(dá)到課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練的目的，提高學(xué)生分析和解決化工實(shí)際問(wèn)題的能力。采用活性強(qiáng)的亞鐵氰化物作催化劑，但它對(duì)毒物很敏感，所以對(duì)氣體中的雜質(zhì)（CO、CO2）要求十分嚴(yán)格。高壓法管理比較復(fù)雜，特別是由于合成率高，催化劑層內(nèi)的反應(yīng)熱不易排除而使催化劑長(zhǎng)期處于高溫下操作，容易失去活性。(1) 最適宜的操作壓力 氨合成反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)，提高壓力有利于反應(yīng)平衡向右移動(dòng)。所以要根據(jù)能量消耗、原料費(fèi)用、設(shè)備投資等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果來(lái)選擇操作壓力。反應(yīng)溫度不能低于活性溫度，在活性溫度范圍內(nèi)選用較低溫度，也有利于延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。(3) 空間速度 空間速度反映氣體與催化劑接觸時(shí)間的長(zhǎng)短。 綜合以上各方面的考慮，空間速度的增加是有限度的?！?MPa，此時(shí)，冷凝過(guò)程中溶解在液氨中的氫、氮及惰性氣體大部分可減壓釋放出來(lái)，即弛放氣。 惰性氣體來(lái)源于新鮮氣，隨著合成反應(yīng)的進(jìn)行，它們不參與反應(yīng)而在系統(tǒng)中積累，這樣合成系統(tǒng)中惰性氣體越來(lái)越多，為了提高氨的合成率，必須不斷在循環(huán)氣中將它們排放出去。(3) 塔進(jìn)口氨含量 進(jìn)塔氣體中氨的含量，主要決定于氨分離時(shí)的冷凝溫度和分離效率。% 。為降低惰性氣體含量，保持循環(huán)系統(tǒng)中一定量的惰性氣體，循環(huán)氣岀氨分離器后部分放空，然后進(jìn)循環(huán)機(jī)增壓后送往油分離器，從而完成一個(gè)循環(huán)。查 , 的平衡常數(shù)：表418 平衡常數(shù)表27517580冷交換器出口液體組分含量：出口液體氨含量 出口液體甲烷含量 出口液體氬含量 出口液體氫含量 出口液體氮含量 表419 冷交換器出口液體組分含量（%）NH3CH4ArH2N2小計(jì)100：圖412 液氨貯槽氣液平衡圖L19L16L15V20L21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。取過(guò)飽和度 ，故 。混合后按冷氣入口熱氣溫度.（6）氣體帶出熱量 和 由冷交換器熱量計(jì)算 （7）氣體中液氨帶出熱量 （8）液氨蒸發(fā)吸熱 （9）需冷凍量 查液氨，液氨，所以： ， 表422 氨冷器熱量平衡匯總表收 方熱量（KJ）支 方熱量（KJ）氣體帶入熱量氣體帶出熱量液氨帶入熱量液氨帶出熱量氣體中氨冷凝熱冷凍量新鮮氣帶入熱小 計(jì)小 計(jì)：（1）由《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)—理化數(shù)據(jù)》表111查的絕熱指數(shù)如下表：表423 絕熱指數(shù)表組分H2N2ArCH4NH3Ki.由公式 ∴ 由前已知 代入上式得：（2）氣體帶入熱量 （3）壓縮功 又 式中 將上述數(shù)據(jù)代入壓縮功的計(jì)算式得： 壓縮功 (4) 氣體帶出熱量 由熱平衡得： ∵ 由 查常壓下各組分氣體比熱容并計(jì)算得： 查《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》附圖1519比熱容壓力校正圖，誤差 則計(jì)算正確。并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合成塔的催化劑層設(shè)計(jì)，依據(jù)已給定參數(shù)設(shè)計(jì)確定催化劑用量及幾何尺寸等工藝參數(shù)，然后再按照一定的操作條件確定催化劑床層溫度、濃度和產(chǎn)量。 本設(shè)計(jì)的車間的平面布置要根據(jù)工廠的生產(chǎn)大綱和車間分工表、生產(chǎn)流程、工藝路線、生產(chǎn)組織形式、機(jī)器設(shè)備和起重運(yùn)輸設(shè)備的種類、型號(hào)、數(shù)量等多方面因素共同確定。因此，解決工業(yè)“三廢”污染的任務(wù)還相當(dāng)艱巨。慢性危害是大氣污染物在直接或間接的長(zhǎng)期作用下對(duì)人體健康造成的危害。據(jù)1985年估算，僅二氧化硫和氟化物污染這兩項(xiàng)，全國(guó)每年約損失20億元。懸浮物中的有機(jī)物還會(huì)腐敗分解，發(fā)出難聞的氣味，使水體出現(xiàn)渾濁，發(fā)黑發(fā)臭，成為蚊蠅孳生的產(chǎn)所，危害水質(zhì)和周圍環(huán)境。同時(shí)，在運(yùn)輸與處理的過(guò)程中，產(chǎn)生的有害氣體和粉塵也是十分嚴(yán)重的。國(guó)內(nèi)主要有七種方法來(lái)解決：①?gòu)U液提取單細(xì)胞蛋白；②廢液生產(chǎn)飼料酵母；③厭氧好氧二段生物處理；④廢液制造有機(jī)肥料；⑤廢液制造殺菌劑和植物生長(zhǎng)劑；⑥深井曝氣、生物轉(zhuǎn)盤及氧化塘法；⑦加強(qiáng)企業(yè)管理，改進(jìn)工藝，提高水循環(huán)的利用率。最后，我還要感謝何凱老師對(duì)我們小組和我的教導(dǎo)與幫助，感謝同學(xué)們的相互支持，與他們一起對(duì)一些問(wèn)題的探討和交流讓我開(kāi)拓了思路，也讓我在課程設(shè)計(jì)時(shí)多了些輕松、愉快。我們所遇到的關(guān)于物料能量及設(shè)備的計(jì)算也僅限于書(shū)上的例題和考試資料，它們都是簡(jiǎn)化了的或者局部的計(jì)算，而這次的課程設(shè)計(jì)讓我接觸到完整的物料和能量計(jì)算以及合成塔設(shè)備的計(jì)算。(2)廢渣。工業(yè)廢渣對(duì)環(huán)境的污染，主要表現(xiàn)在以下三大方面；(1)對(duì)土壤的污染 由于工業(yè)廢渣是在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的，它們的存在不僅占用了大量的良田沃土，大量的有素廢渣，在自然界的風(fēng)化作用下，到處流失，對(duì)土壤造成很大的污染。(1)對(duì)人體健康的危害 廢水污染對(duì)人體健康的危害，一般可分為兩大類。(2)居民生活費(fèi)