【正文】 ................................................................... 15 合成工段工藝流程簡述 ............................................................................................. 15 工藝流程方框圖 .................................................................................................... 15 第四章 工藝計(jì)算 .................................................................................................................. 17 物料衡算 .................................................................................................................. 17 新鮮氣流量的確定 ........................................................................................... 17 計(jì)算反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率 x ........................................................................................ 18 熱量衡算 .................................................................................................................. 19 計(jì)算依據(jù)： ..................................................................................................... 19 對(duì)氨冷器的熱量衡算 ........................................................................................ 19 對(duì)冷凝塔作熱量衡算 ........................................................................................ 22 對(duì)合成塔作熱量衡算 ........................................................................................ 23 對(duì)廢鍋?zhàn)鳠崃亢馑?............................................................................................ 25 對(duì)氣 —?dú)鈸Q熱器作熱量衡算 .............................................................................. 27 對(duì)水冷器作熱量衡算 ........................................................................................ 28 對(duì)氨分離器作熱量衡量 ..................................................................................... 30 循環(huán)機(jī)熱量衡算 ............................................................................................... 30 第五章 設(shè)備選型及設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................................................................ 32 合成塔的設(shè)備計(jì)算 .................................................................................................... 32 對(duì)觸媒筐的設(shè)備計(jì)算 ...................................................................................... 32 廢鍋的設(shè)備計(jì)算 .............................................................................................. 32 第六章 車間布置 .................................................................................................................. 37 第七章 ―三廢 ‖治理及綜合利用 ................................................................................................ 38 ―三廢 ‖的產(chǎn)生及污染 .................................................................................................. 38 廢氣污染危害 ................................................................................................... 38 廢水污染危害 ................................................................................................... 39 工業(yè)廢渣對(duì)環(huán)境的污染 ..................................................................................... 40 ―三廢 ‖治理原則 ......................................................................................................... 40 第八章 結(jié)束語 .................................................................................................................. 42 第九章 致謝 ..................................................................................................................... 43 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................ 44 附 錄 ......................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。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。硝酸銨既是優(yōu)良的化肥，又是安全炸藥，在礦山開發(fā)等基本建設(shè)中 廣泛應(yīng)用。氨水中的氨極易揮發(fā)。 氮?dú)庵饕菑目諝庵刑崛　? 混合煤氣：以空氣和適量的水蒸氣為汽化劑制取的煤氣，一般作燃料用。 在上吹階段中，由煤氣發(fā)生爐爐底吹入空氣 水蒸氣混合氣，半水煤氣由爐頂排出。第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后 ,轉(zhuǎn)向?yàn)檗r(nóng)業(yè)、工業(yè)服務(wù)。建議針對(duì)不同企業(yè)采用不同的技術(shù)路線。合成氨成本中能源費(fèi)用占較大比重，合成氨生產(chǎn)的技術(shù)改進(jìn)重點(diǎn)放在采用低能耗工藝、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研制性能更好的催化劑、開發(fā) 新的原料氣凈化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位熱能等。 第二章 流程方案的確定 生產(chǎn)原理 氨是由氣態(tài)氮和氫在適宜溫度壓力 ,并有觸媒的作用下發(fā)生反應(yīng)的 ,其反應(yīng)式為： 3/2H2+1/2N2 NH3+ kJ 此式為一不可逆，放熱，體積縮小的反應(yīng)，其反應(yīng)過程為： N2（擴(kuò)散） 2N（吸附） 2NH（吸附） 2NH2（吸附）2NH3（附） 2NH3（擴(kuò)散到氣相） 氨合成的反應(yīng)特點(diǎn)： ⑴ 反應(yīng)過程要在高壓下進(jìn)行，壓力越高，越有利于氨的合成。也可用磁鐵礦作催化劑，操作溫度 450～ 550 ℃ 。 ⑶ 中壓法 操作壓力為 20～ 35 MPa 的稱為中壓法，操作溫度為 450～ 550 ℃ 。壓力增加平衡常數(shù)增大，因而平衡氨含量也增大。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，也有利于延長催化劑的使用壽命。 ⑶ 空間速度 空間速度反映氣體與催化劑接觸時(shí)間的長短。 綜合以上各方面的考慮，空間速度的增加是有限度的。貯槽壓力一般為～ MPa，此時(shí)，冷凝過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。 惰性氣體來源于新鮮氣，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。 ⑶ 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。 第三章 工藝流程簡述 合成工段工藝流程簡述 由高壓機(jī)送來的新鮮氣與冷凝塔一次出口循環(huán)氣混合送入氨冷器，在氨冷器內(nèi)，氣體過管內(nèi)，液氨過管外，由于液氨的蒸氣吸取熱量，氣體被進(jìn)一步冷卻，并使氣體中部分氣氨冷凝管外蒸氣的氣氨經(jīng)沫除器分離掉液氨后，去氨氣柜或硝銨車間。h1= Nm3h1 ⑧ 把 ⑦ 代入 ⑥ 式，可得： F1 = 1714 kmolh1,YH2,15=60％ ,YN2,15=26％ ,YO2,15=5％ ,YAr,15=3％ ,YNH3,1=6％。(molh1 ∴ 假設(shè)的進(jìn)口溫度 t1 = 23 ℃ ,t2 = 0 ℃ 滿足條件。h1，在冷凝塔中，主要的是循環(huán)機(jī)過來的氣體進(jìn)入冷凝塔，與從氨冷器出 來的氣體進(jìn)行熱交換，由于在此期間氨氣的蒸發(fā)量和冷凝量都很小，故忽略氨的蒸發(fā)量和冷凝量。K)1 Q23 = 928(+23) = 7879296 kJh1 YH2,11 = (2860％ +18360％ )/1758 = ％ YO2,11 = (928+183)5％ /1758 = YNH3,11= [647+(928+183)6％ ]/1758 = ％ YN2,11 = (928+183)26％ /1758 = ％ YAr,11 = ％ ％ ％ ％ = ％ 表 411 氣體進(jìn)合成塔是不同溫度時(shí)的 因子 物料 a b103 c107 25 350℃ H2 NH3 N2 O2 ⒈ 從合成塔出來的氣體帶出的熱量 Q31 = ％ +％ +％ +％ = kJkmol1 = kJh1) 支 方 (kJkg1 蒸汽焓 I2 = kJ(kmolh1 表 416 氣 —?dú)鈸Q熱器熱量匯總表 收方 (kJK)1 Q62 = = 1111(+35) = 9829002 kmolh1) 氣 —?dú)鈸Q器 → 水冷器帶入熱量 Q61 熱氣體帶出熱量 Q62 9829002 氨冷凝熱 Q 冷 冷卻水進(jìn)口帶進(jìn)熱 Q 進(jìn) 7524000 冷卻水出口帶出熱量 Q 出 32604000 小 結(jié) 小 結(jié) 對(duì)氨分離器作熱量衡量 氨分離器進(jìn)出口溫度沒有發(fā)生變化，由氣體熱量平衡 ⒈ 由水冷器 → 分離器帶進(jìn)熱量 Q71 Q71 = Q62 = 9829002 kJh1 ⒊ 氣體帶出熱量 Q82 Q82 = Q22 =