【正文】 ............................. 12 冷交換器氣液平衡計(jì)算 .................................. 14 液氨貯槽氣液平衡計(jì)算 .................................. 15 液氨貯槽物料計(jì)算 ...................................... 17 合成系統(tǒng)物料計(jì)算 ............................................ 19 合成塔物料計(jì)算 ........................................ 20 水冷器物料計(jì)算 ........................................ 21 氨分離器物料計(jì)算 ...................................... 22 冷交換器物料計(jì)算 ...................................... 22 氨冷器物料計(jì)算 ........................................ 24 冷交換器物料計(jì)算 ...................................... 25 液氨貯槽物料計(jì)算 ...................................... 26 第三章 熱量衡算 .................................................... 29 冷交換器熱量衡算 ........................................... 29 氨冷器熱量計(jì)算 ............................................. 35 循環(huán)機(jī)熱量計(jì)算 ............................................. 36 合成塔熱量計(jì)算 ............................................. 38 廢熱鍋爐熱量計(jì)算 ........................................... 41 熱交換器熱量計(jì)算 ........................................... 42 水冷器熱量計(jì)算 ............................................. 44 氨分離器熱量計(jì)算 ........................................... 46 第四章 主要設(shè)備計(jì)算 ................................................ 48 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) VI 廢熱鍋爐設(shè)備工藝計(jì)算 ....................................... 48 計(jì)算條件 .............................................. 48 管內(nèi)給熱系數(shù)計(jì)算 ...................................... 48 管外給熱系數(shù)計(jì)算 ...................................... 49 總傳熱系數(shù)計(jì)算 ........................................ 49 對(duì)數(shù)傳熱溫差計(jì)算 ...................................... 50 傳熱面積 .............................................. 50 換熱管長(zhǎng)度 ............................................ 50 合成塔工藝設(shè)備計(jì)算 .......................................... 51 已知條件 .............................................. 51 合成塔塔體設(shè)計(jì) ........................................ 51 合成塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)的選型 .................................. 52 觸媒筐方案計(jì)算 ........................................ 52 . 換熱器的計(jì)算 .............................................. 61 水冷器計(jì)算 ............................................ 61 冷交換器計(jì)算 .......................................... 63 氨冷器計(jì)算 ............................................ 64 設(shè)備一覽表 ................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。?型的用量為?， 確定了各個(gè)設(shè)備的尺寸和結(jié)構(gòu)類型。氨氣，分子式 NH3，英文名 synthetic ammonia。 中國(guó)合成氨工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展概況 中國(guó)合成氨工業(yè)經(jīng)過(guò) 40 多年的發(fā)展，產(chǎn)量已躍居世界第 1 位，已掌握了以焦炭、無(wú)煙煤、褐煤、焦?fàn)t氣、天然氣及油田伴生氣和液態(tài)烴等氣固液多種原料生產(chǎn)合成氨的技術(shù)，形成中國(guó)大陸特有的煤、石油、天然氣原料并存和大、中、小生產(chǎn)規(guī)模并存的合成氨生產(chǎn)格局。國(guó)內(nèi)氮肥消費(fèi)量經(jīng)過(guò)了近 20 年的高速增長(zhǎng)，目前已進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展階段，根據(jù)國(guó)家“十五”化肥發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計(jì) 20xx～ 20xx 年中國(guó)化肥需求增長(zhǎng)率約為 1． 5 %，化肥用氨稍 有增長(zhǎng)，而工業(yè)用氨變化不大。 煤（焦炭）制氨。 溫度升高反應(yīng)速度加快，氨的平衡濃度下降，催化劑只在一定范圍內(nèi)能顯示催化作用，溫度大約在 360～ 550℃，低溫有利于延長(zhǎng)催化劑壽命并減緩設(shè)備的“氫蝕”。冷交換器及氨冷器中溶解在液氨中的氣量。 以液氨貯槽入口 1kmol 液體為基準(zhǔn)，即 0L =1kmol，入口液體混合后組分含量 0 1 5 1 5 1 6 1 6 0 1 5 0 1 6 1 5 1 6% ( 1 % ) 0 .5 4 8 7 0 .4 5 1 3i i i i i i im L X L X L G X L G X X X? ? ? ? ? ? ? 混和后入口各組分含量 30,NHm=? +? = 20,Hm=? +? = 20,Nm=? +? = 40,CHm=? +? = 0,Arm =? +? = 結(jié)果匯總表見(jiàn)表 ?！?) 查《化工熱力學(xué)》 (馬沛生主編）各組分臨界壓力和溫度見(jiàn)表 。表 144，平衡氨含量為 %，壓力為 MPa時(shí)，冷凝溫度 2t =1℃，故冷氣進(jìn)口溫度為 1℃ 。 表 氨分離器出口液體含量 (%) NH3 CH4 Ar H2 N2 小計(jì) 氣體氨含量 3 3 3N H N H N H( ) /y m L V??=()/ 100%? =% 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 同理 2Hy=()/ 100%? =% 2Ny= ()/ 100%? =% 4CHy= ()/ 100%? =% Ary = ()/ 100%? =% 結(jié)果匯總見(jiàn)表 。經(jīng)反應(yīng)之氣體在 475℃進(jìn)入上段熱交換器管內(nèi)，與管外冷氣換熱，熱氣被冷卻至 375℃，從一段出口引至塔外中置廢熱鍋爐副產(chǎn) 13 MPa 的蒸汽后，返回合成塔下段熱交換器管內(nèi)，經(jīng)進(jìn)一步冷卻，在 90℃， 295 MPa 下出合成塔。在高壓下進(jìn)行合成氨反應(yīng)，有利于反應(yīng)平衡向生成氨的方向移動(dòng)，同時(shí) 反應(yīng)速度也隨壓力升高而加速。以石腦油為原料的合成氨生武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 產(chǎn)流程與此流程相似。但由于裝置原料路線、資源供應(yīng)、運(yùn)輸、資金與技術(shù)成熟度等諸多方面原因，合成氨節(jié)能技術(shù)改造的效果始終未能達(dá)到預(yù)期目標(biāo) 。 實(shí)施與環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)是未來(lái)合成氨裝置的必然和惟一的選擇。 、圖表要求： 1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě) 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部 分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 設(shè)計(jì)結(jié)果表明， 60kt NH3/a的裝置，采用中置廢熱鍋爐回收余熱的流程，其中合成塔的直徑為 1200mm，催化床層采用?冷管方式? , 三套管的傳熱面積為?，上段熱交換器和下段熱交換器的傳熱面積分別為?和?，廢熱鍋爐的選型和尺寸為?，合成塔出口氨含量 %。世界上的氨除少量從焦?fàn)t氣中回收副產(chǎn)外，絕大部分是合成的氨。 生產(chǎn)能力現(xiàn)狀 中國(guó)合成氨生產(chǎn)設(shè)備是大、中、小規(guī)模并存，總設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 4222 104t。目前中國(guó)合成氨生產(chǎn)基本上已滿足氮肥工業(yè)的需要，今后氮肥工業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)是調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)合成氨的需求將緩慢成長(zhǎng)。隨著石油化工和天然氣化工的發(fā)展，以煤（焦炭）為原料制取氨的方式在世界上已很少采用。 合成塔入口氣成分 氫氣、氮?dú)?、氨氣、甲烷和惰性氣體。 (6) 年工作日 300 天武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 計(jì)算流程點(diǎn) 圖 氨合成系統(tǒng)帶物料點(diǎn)流程示意圖 Figure The flow chart with material point for Ammonia Synthesis System 1， 2， 3， 4， 5— 精煉氣 6， 7， 8， 9， 10， 11， 12， 14， 17， 18— 合成氣 13— 放空氣 20— 弛放氣 15， 16， 19， 21— 液氨 6 新鮮 氣 8 9 10 7 11 5 13 4 3 14 12 16 16 15 2 17 20