【正文】 ? ? ? ? ??????） 6）雷諾準(zhǔn)數(shù) 重量流量 V M 1 8 6 9 6 2 . 8 9 7 1 7 . 1 2 8W = 1 4 2 9 5 9 . 8 4 4 K g /h2 2 4 2 2 . 4 ???. 設(shè)管道數(shù)量為 300根 則管道載面積 22F = 300 0 .0530m? ? ? 重量流速 62W 1 4 2 9 5 9 . 8 4 4G = 2 . 6 9 7 1 0 K g /m hF 0 . 0 1 7 7?? 6 50d G 0 . 0 1 5 2 . 6 9 7 1 0R e = 3 . 9 9 8 1 00 . 1 0 1 2? ??? ? ? 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 35 ? 7）普蘭特準(zhǔn)數(shù) C p 32 .0 83 0 .1 01 2P r = 0 .4 66 90 .4 06 17 .1 28MP r 0 .7 37??????? 管內(nèi)給熱系數(shù) 0? 0 . 8 0 . 40020 .023 R e P rd0 .4060 .023 303 02 .55 0 .7370 .015139 03 .02K J m h C )?? ? ? ?? ? ? ?? /( 。VV( ) ( ) 0 .0 0 8 5 0 .0 0 8 5 3LL 1 0 0 % 0 .3 5 3 %V0 .0 0 8 5()L? ?? ? ? ?誤 差 液氨儲(chǔ)罐出口液體含量（ %） 表 49 液氨儲(chǔ)罐出口液體 含量（ %） NH3 Ar H2 N2 小計(jì) 放出氣體組分含量由式 iii MLy V??計(jì)算 液氨儲(chǔ)罐出口氣體含量（ %） 410 液氨儲(chǔ)罐出口氣體含量（ %） NH3 Ar H2 N2 小計(jì) （ 4） 液氨儲(chǔ)罐物料計(jì)算 以液氨儲(chǔ)罐出口一噸液氨為基準(zhǔn)折標(biāo) 3米 計(jì)算 液氨儲(chǔ)罐出口液體量 319 1 0 0 0 2 2 . 4L 1 3 1 8 . 5 8 3 m ( )0 . 9 9 9 2 9 1 7???? 標(biāo) 其中 : 3NH 33 31 9 1 9 1 9 1 3 1 8 .5 8 3 9 9 .9 2 9 % 1 3 1 7 .6 4 7 m ( )NH NHL L x? ? ? ? 標(biāo) Ar 319 19 19 1 3 1 8 .5 8 3 0 .0 2 1 % 0 .2 7 7 m ( )A r A rL L x? ? ? ? 標(biāo) 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 2H 22 31 9 1 9 1 9 1 3 1 8 .5 8 3 0 .0 3 7 % 0 .4 8 8 m ( )HHL L x? ? ? ? 標(biāo) 2N 22 31 9 1 9 1 9 1 3 1 8 .5 8 3 0 .0 1 3 % 0 .1 7 1 m ( )NNL L x? ? ? ? 標(biāo) 液氨儲(chǔ)罐出口氣體量 ? 318 190. 00 85 0. 00 85 13 18 .5 83 11 .2 08 m ( )VL? ? ? ? ? 標(biāo) 其中 : 3NH 33 31 8 1 8 1 8 1 1 .2 0 8 5 9 .5 7 4 % 6 .6 7 7 m ( )NH NHV V y? ? ? ? 標(biāo) Ar 318 18 18 11 .20 8 11 .11 1% 45 m ( )A r A rV V y? ? ? ? 標(biāo) 2H 22 31 8 1 8 1 8 11 .2 08 21 .0 4% 2. 35 8m ( )HHV V y? ? ? ? 標(biāo) 2N 22 31 8 1 8 1 8 11 .2 08 8. 27 5% 0. 92 8m ( )NNV V y? ? ? ? 標(biāo) 19 18LV??液 氨 儲(chǔ) 罐 出 口 總 物 料 =+ = 3m( )標(biāo) 由物料平衡 19 18 17L V L?? 317 m ( )L ? 標(biāo) 則進(jìn)口液體組分 3NH 33 31 7 1 7 1 7 1 3 2 9 .7 9 1 9 9 .5 8 8 % 1 3 2 4 .3 1 2 m ( )NH NHL L x? ? ? ? 標(biāo) Ar 317 17 17 1 3 2 9 .7 9 1 0 .1 1 5 % 1 .5 2 9 m ( )A r A rL L x? ? ? ? 標(biāo) 2H 22 31 7 1 7 1 7 1 3 2 9 .7 9 1 0 .2 1 4 % 2 .8 4 6 m ( )HHL L x? ? ? ? 標(biāo) 2N 22 31 7 1 7 1 7 1 3 2 9 .7 9 1 0 .0 8 3 % 1 .1 0 4 m ( )NNL L x? ? ? ? 標(biāo) 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 19 （ 5） 合成系統(tǒng)物料衡算 將整個(gè)合成系統(tǒng)看作一個(gè)系統(tǒng) ,進(jìn)入該系統(tǒng)的物料有新 鮮補(bǔ)充氣體 V補(bǔ),離開該系統(tǒng)的物料有去深冷凈化裝置的回收氣 V回 ,液氨儲(chǔ)罐弛放氣 V弛 ,產(chǎn)品液氨 L氨。凈化器的廢氣是前端過量的氮、氬、甲烷及合成回路弛放氣的最終弛放點(diǎn)。粗合成氣體進(jìn)入凈化器后首先在原料 /流出物換熱器的頂部與凈化氣及凈化器廢氣換熱被冷卻 ， 然后流過膨脹機(jī) ,膨脹機(jī)移去熱量以提供深冷裝置所需要的冷量。本流程使用過量的空氣，然后將過量的氮排出，這就不需要氧氣或富氧空氣 ,過量空氣的量根據(jù)最終優(yōu)化確定 ,約為化學(xué)計(jì)量的 (40~60)%。 車間生產(chǎn)綜合敘述 合成工段的概況及特點(diǎn) 合成工段的主要任務(wù)是將精制的合成氣通過壓縮機(jī)壓縮到所需的壓力進(jìn)入合成塔內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)生成產(chǎn)品氨。綠化帶以草坪為主，路旁加種樹木。 C 變配電站：靠近電力負(fù)荷中心，縮短了電線路線，減少了投資，且在水處理車間的上風(fēng)向，煤堆場(chǎng)的平行風(fēng)向。 （ 6） 綜合管線統(tǒng)籌安排，防止干擾，力求管線短，拐彎少。 勞動(dòng)力資源條件 廠區(qū)所在的市內(nèi)有著數(shù)所高等院校，人力資源豐富。 我國合成氨 產(chǎn)業(yè)概況 我國合成氨工業(yè)于 20世紀(jì) 30年代起步，最高年產(chǎn)量只有 5萬噸。 I 年產(chǎn) 20萬噸 合成氨廠 工藝設(shè)計(jì) 摘 要 氨的 工業(yè) 生產(chǎn)主要是 利用 氮?dú)夂蜌錃馔ㄟ^催化劑的催化而得到 。合成氨以天然氣為原料的 工業(yè)生產(chǎn)以 二段蒸氣轉(zhuǎn)化法為主，該法具有技術(shù)成熟、能耗 低等優(yōu)點(diǎn)。 公用工程概述 廠址選在四川某市的郊區(qū)， 有可靠的供電網(wǎng)，輸、供電系統(tǒng)，附近 有鐵路、國道，交通便利，另外在不遠(yuǎn)處有著一條河流，解決了水的難題。 （ 5） 人流、物流各行其道，路線短捷，避免交叉。 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 5 B 鍋爐房：布置在用蒸汽較多的地方，且是主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。既有專門的綠化區(qū)，也有環(huán)繞廠房及其他建筑物的綠化帶。 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 7 3 化工工藝設(shè)計(jì) 車間組成概述 本設(shè)計(jì)中合成氨的生產(chǎn)由轉(zhuǎn)化、變換、凈化、合成四個(gè)工段組成，由于 合成氨的生產(chǎn)不適合室內(nèi)生產(chǎn)，因此生產(chǎn)在露天進(jìn)行。壓縮空氣與部分混合氣一起導(dǎo)入ATR進(jìn)口 ——專門設(shè)計(jì)的混合區(qū)。深冷凈化器對(duì)粗合成氣 進(jìn)行最后的凈化 ， 它由三個(gè)簡(jiǎn)單的部分組成 :進(jìn)出口換熱器、低速膨脹機(jī)及頂部有冷凝器的精餾塔。因補(bǔ)充氣中惰性氣體的含量較低 ， 合成回路的弛放氣量較少，除去氨后的弛放氣與干燥器的進(jìn)氣混合進(jìn)入工藝系統(tǒng)，因此不需要單獨(dú)的弛放氣回收裝置。 0 . 0 0 8 4 6( ) ( ) 0 . 0 0 8 5 30 . 9 9 1 5 4VVLL? ? ? 39。 ③ 管外給熱系數(shù) i? 的計(jì)算 0 . 17 6 0 . 7 2i 5 .8 48 P q K J m h C)? ? /( 式中 Qq=F K J/ h? ?鍋 爐 給 熱 系 數(shù) ， 2Fm? 鍋 爐 換 熱 面 積 ， P M P a?蒸 汽 壓 力 ， 設(shè)鍋爐換熱面積 F= 2m ，副產(chǎn) ，代入上式中 0 . 176 0 7i21795150 .076 25 .45 .848 1 .37282 864537 .86K J m h C )? ?? ? ??.（ ）./( ④ 總傳熱系數(shù) K 的計(jì)算 設(shè)氣 相污垢系數(shù) 421R 1 .1 9 6 1 0 m h C) /K J??? ( 液相污垢系數(shù) 422R 2 .3 93 10 m h C) K J??? (/ 鋼管的導(dǎo)熱系數(shù) 214 6 .3 K J m h C)? ?鋼 /( 總傳熱系數(shù) 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 120i4421K=ddRRdd1= 0 .0195 0 .00451 .196 10 2 .393 10 0 .024 64537 .86 146 .32017 .105K J m h C )?? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ????外 鋼內(nèi)/( ⑤ 平均溫差 mt? 的計(jì)算 m452 194 .13 298 30t 273 .23 C452 194 13ln 298 30? ? ?（ ） （ ）.（ ） ⑥ 傳熱面積的核算 22mQ 1 7 9 5 1 5 0 . 0 7 6 2 5 . 4F = 8 2 . 7 3 m 8 2 . 8 mK t 2 0 1 7 . 1 0 5 2 7 3 . 2 3?? ? ??? 實(shí)際選換熱面積為 84 2m 按一根 U形管 6m計(jì)，需列管數(shù) F 8 4n 2 9 7 .2 3 0 0d l 3 .1 4 0 .0 1 5 6?? ? ? ??? 根 （ 2） 廢熱鍋爐 Ⅱ 的工藝計(jì)算 由于前面已經(jīng)對(duì)廢熱鍋爐 Ⅰ 進(jìn)行了詳細(xì)的工藝計(jì)算，廢熱鍋爐 Ⅱ 的計(jì)算可參照進(jìn)行計(jì)算，為了避免使本設(shè)計(jì)繁冗，故在此不再進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，僅給出計(jì)算的結(jié)果如下： 換熱面積 2F=56m 需列管數(shù) n 200? 根 列管尺寸為 24 ?? 長(zhǎng) l=6m （ 3） 熱交換器設(shè)備工藝計(jì)算 ① 計(jì)算條件： 1）列管式換熱器，冷氣走殼程，熱氣走管程 2）列管尺寸 14 2??無縫鋼管 d 0 .0 1 4 m d 0 .0 1 m d 0 .0 1 2 m? ? ?外 內(nèi) 3）熱負(fù)荷 Q= 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 37 4）產(chǎn)量 3w= / h 5）冷氣體壓力 P= 6）冷氣體入口溫度 t 80C?入 7）冷氣體出口溫度 t 272 C?出 8）冷氣體氣量 3V =2 206 86. 350 m ( / h標(biāo) ） 9）熱氣體壓力 P= 10）熱氣體入口溫度 t 320 C?，入 11）熱氣體出口溫度 t 147C?，出 12）熱氣體氣量 3V =1 869 7m ( / h， 標(biāo) ） ② 管內(nèi)給熱系數(shù) 0? 的計(jì)算 0 .8 0 .8000 .0 2 3 R e Prd?? ? ? ? 式中各物性數(shù)據(jù)均取之平均溫度 3 2 0 1 4 7t 2 3 C2??? 1）壓縮系數(shù)和體積流量 由廢熱鍋爐 Ⅰ 計(jì)算知 cmT ? cmP ? 則對(duì)比壓力和對(duì)比溫度 r cmP 9 .3 2P 2 .0 8 1P 4 .4 7 8? ? ? r cmT 2 3 3 .5 + 2 7 3T 3 .3 5 7T 1 5 0 .8 7? ? ? 查得壓縮系數(shù) Z= 則氣體體積流量為 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 0003Z P TV=VPT1 .0 4 0 .0 98 46 9 .7 518 69 62 .8 979 .3 2 27 3