【正文】 ℃ ） Q3 = （ 130 25 ） = kcal/h 4. 尿素水解吸熱 由物料計算： 尿素水解量： kcal/h 甲銨生成熱： 38060 kcal/kmol 甲銨熔融熱： 4850 kcal/kmol 尿素生成熱： 6800 kcal/kmol Q4 = 247。 計算條件 溫度： 進入物料溫度： 150 ℃ 出料溫度： 98 ℃ 壓力： 進入物料壓強： 4 kg/cm2 出料壓強： kg/cm2 出閃蒸槽氣體各組分分壓： CO2 ： 247。（尿 +水，其余不計） 。 被蒸發(fā)的溶液均具有一定的特性，包括組成、粘性、熱敏性、發(fā)泡性、腐蝕性，以及在蒸發(fā)過程中是否易結晶、結垢，是否含有固體懸浮物等。采用機械通風的優(yōu)點是塔高可以大大降低 。 引進時的傳統(tǒng)工藝在中壓分解前設置預分離器，以減輕一段分解加熱器的負荷，出預分離器的氣相單獨進入一吸塔。 尿素的工業(yè)生產(chǎn) 尿素是人類和動物尿液中的一種組分。 尿素含氮量高達 %(質量 )[2]，超過任何其它固體氮肥，是一種高效氮肥。當前，尿素工業(yè)的發(fā)展狀況已成為衡量一個國家工業(yè)化水平高低的一個重要標志[7]。中國建造的尿素造粒塔大都采用自然通風型。但由 于沸點低，溶液的粘度也相應增大，而且設置真空發(fā)生系統(tǒng)，也需要增加設備和動力。 130℃的蒸發(fā)蒸汽由管道輸送到二段表面冷凝器進行冷卻后，進行循環(huán)。 60 = kg/h 或 kmol/h ②．生成 CO2 ： y = 44 247。 ＋ 25 = ℃ 取閃蒸槽出口尿液溫度 t = ℃ 與出口氣體溫度相近。 475 = kg/h 8. 生產(chǎn)能力： kg/h 傳熱計算 1. 有效平均溫度差 1212( ) ( )ln( 18 8. 9 98 ) ( 18 8. 9 13 0)18 8. 9 98ln18 8. 9 13 0mt t t tttttt? ? ?????? ? ?????凝 凝凝凝℃ 2. 殼程蒸汽冷凝給熱系數(shù) 設管壁溫度 185℃ ，則冷凝液平均溫度： 185 1872? ? ℃ 在平均溫度 187℃時，水的物性數(shù)據(jù) [13]： 密 度 ： 3880 kg m? ? 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第四章 設備選型 24 導熱系數(shù) ： 0 .5 7 7 ( )kcal m h? ? ? ?℃ 黏 度： 621 5 1 0 k g sm? ? ??? （ ） 設 管 長： 2lm? 3. 先計算定型準數(shù)： 2323616 153600( P r )36 00 85 0 2 47 50. 57 7 15 10 3. 93. 14 10 10DlrGa Kt????? ? ?? ? ?? ? ?? ? ??? ? ?? ? ? 4. 殼程蒸汽冷凝給熱系數(shù)： 12231226236000 .0 6 8 ( )3 6 0 0 0 .5 7 7 8 8 0 4 7 50 .0 6 8 ( )1 5 1 0 3 .913320rtk c a lmh?????? ? ????? ? ?????? ??（ ℃ ） 5. 管程蒸汽冷凝給熱系數(shù)： 管內尿液平均溫度： 130+98 = 1142 ℃ 管內尿液平均濃度： + = 在 114 ℃時， 尿液物性數(shù)據(jù) [3]： 密 度： 31214l kg m? ? 導熱系數(shù)： 0. 41 7 ( )l kcal m h? ? ? ?℃ 表面張力： 4 8 .5? ? 達 因 厘 米 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第四章 設備選型 25 比 熱： 0 . 4 5l kca lC kg? ?（ ℃ ） 在 114 ℃， MPa(絕 )的蒸發(fā)蒸汽物性數(shù)據(jù)： 蒸發(fā)潛熱： kc a lH v =575. 8kg? 密 度： 032732 2 .4 ( 2 7 3 )1 6 2 3 .6 2 7 3 0 .2 78 8 .6 9 2 2 .4 ( 2 7 3 1 1 4 ) 1vMPtPkgm? ???? ? ????? ? ? ?? 6. 給熱系數(shù) 取 不銹鋼 ： ? 單位熱負荷： 258500 kcalq mh? ??（ ℃ ） 0 . 6 9 0 . 3 1 0 . 3 3240 . 6 9 0 . 3 1 0 . 3 3420 . 2 2 5 ( ) ( ) ( 1 )Hv0 . 4 5 5 8 5 0 0 0 . 2 7 1 0 0 . 4 1 7 1 2 1 40 . 2 2 5 0 . 7 ( ) ( ) ( 1 )5 7 5 . 8 4 8 . 5 1 . 0 2 1 0 0 . 1 5 6= 1 9 3 9l l lvC q PCsk c a lmh??。 （ － 2 ） = 200 平 均： H2O/ NH3 = （ 65 ＋ 200）247。 103 = kg/h 或 kmol/h 放出 NH3 ： y = 17 247。 流程方案說明 說明 本設計是尿素蒸發(fā)，造粒工段初步設計，蒸發(fā)段采用二效串聯(lián)蒸發(fā) ，之前用閃蒸槽進行預蒸。對于熱敏性物料，為了保證產(chǎn)品質量，在較低溫度下濃縮，則需要采用真空操作以降低溶液沸點 。利用空氣的熱壓頭進行自然通風的尿素造粒塔始建于 20 世紀 60 年代初期?？偟姆较蚴?:閉路循環(huán)、能量綜合利用、單系列、大機組、不斷朝向進一步四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第一章 緒論 2 降 低成本、降低能耗、提高質量、減少污染的方向發(fā)展。另外，在菠菜、胡蘿卜的葉子中及各種植物的幼芽中也有尿素存在。 1868 年俄國化學家巴扎羅夫在密封管內長時間加熱氨基 甲酸銨和碳酸氨制成了尿素，為后來用二氧化碳和氨氣合成尿素指明了方向。此工藝的主要缺點是甲銨生成熱沒有充分利用，而在一、一段分解未反應物時卻需耗用大量蒸汽，吸 收時又用大量冷卻水加以冷卻，噸尿素消耗蒸汽設計值為 噸 (負荷高時，實耗 噸 )，噸尿素汽耗比氣提法工藝高 ~ 噸。其缺點是增加了電耗，空氣攜帶粉塵較多。如對于高濃度的溶液不適宜于采用升膜式蒸發(fā)器，因為其二次蒸汽流速不夠，從而難以形成良好的傳熱膜；高粘度的溶液因流動性差，則可選擇刮板薄膜式蒸發(fā)器或強制循環(huán)蒸發(fā)器 。 8. 尿液中所含的游離 NH3 及 CO2 通過一段蒸發(fā)后全部氣化到蒸汽中。 = kg/cm2 H2O ： 247。 = kg/cm2（絕） NH3 ： 247。 = 此時尿素溶解熱為： kcal/kmol Q2 = （ 4540 － 4050 ） = kcal/h 熱量收入總和 12Q = Q + Q = 3 6 9 5 8 0 . 0 5 + 4 5 9 1 6 . 9 2k c a l = 4 1 5 4 9 6 .9 7 h入 3. 熱量支出 尿液帶出熱量 取尿素比熱： kcal/（ kg 103 = kg/h 或 kmol/h 2） .二段蒸發(fā)器內尿素水解反應的計算： 尿素水解量： kg/t t/h = kg/h 或 kmol/h 由方程（ 2— 2）計算得： ① . 水解生成 NH3 為： 2 = kmol/h 或 kg/h ② . 水解生成 CO2 為： kmol/h 或 kg/h ③ . 水解消耗 H2O： 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第二章 物料衡算 12 kmol/h 或 kg/h 3). 蒸發(fā)蒸汽組成： 蒸發(fā)蒸汽中含 CO2： kmol/h 或 kg/h 蒸發(fā)蒸汽中含 NH3： ＋ = kmol/h 或 kg/h 4). 二段蒸發(fā)后尿素熔融物組成： 蒸發(fā)蒸汽中尿素夾帶尿素量： kg/t t/h = kg/h 或 kmol/h 二段蒸發(fā)后尿素熔融物中的尿素： － ― ― = kg/h 或 kmol/h 二段蒸發(fā)后尿素熔融物中的縮二脲： ＋ = kmol/h 或 kg/h 二段蒸發(fā)后尿素熔融物中的水： （ － － ） 247。 2．進入物料（二段分解塔出口尿液 [13]）。 蒸發(fā)器的結構型式種類繁多，應結合具體的蒸發(fā)任務來加以選擇 [11]。 塔。 水溶液全循環(huán)工藝 水溶液全循環(huán)工藝雖屬 60 年代技術水平，但由于我國尿素工藝研究和工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過程中均以該工藝為主，因此積累了工藝設計、設備制造、操作技術和生產(chǎn)管理的豐富經(jīng)驗 [5]，為小氮肥廠改產(chǎn)尿素提供了豐富技術，使小尿素裝置投產(chǎn)以后即能穩(wěn)定運行。另外，尿素在醫(yī)藥、化纖、炸藥、制革等生產(chǎn)中也有應用。尿素的施用及貯藏性能好，不分解，不吸潮，不結塊，流動性好，無爆炸性。 在工藝流程方面，舊的流程不斷得到改進以求能在激烈的競爭中爭得一席之地。造粒塔造粒的噴頭可以為旋轉型，固定型和振動型三類形式。 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第一章 緒論 4 蒸發(fā)器的選型與設計原則 蒸發(fā)器是一個大的熱能消耗裝置，由于能源價格不斷地提高。 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第一章 緒論 5 流程簡圖 產(chǎn)品 蒸汽 蒸汽 蒸汽 閃 蒸 槽 一段 蒸發(fā) 器 二段 蒸發(fā) 器 造 粒 塔 二段分解塔來料 圖 12 尿素蒸發(fā)造粒流程簡圖 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第二章 物料衡算 6 第二章 物料衡算 任務 萬噸 /年尿素蒸發(fā)造粒 計算依據(jù) 工藝計算 1， 規(guī)模： 萬噸 /年。 60 = kg/h 或 kmol/h （ 2— 1） （ 2— 2） 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第二章 物料衡算 10 3). 一段蒸發(fā)器蒸汽組成： 蒸發(fā)蒸汽由夾帶的尿素在冷凝后進入尾氣吸收塔并在解吸塔廢液中排出，根據(jù)物料平衡條件知該部分物料量如下： 尿素