【文章內(nèi)容簡介】 1查 ，各組分平衡常數(shù)：表415 平衡常數(shù)表設(shè)時，代入計算各組分溶解液量:分離液體量：分離氣體量：計算氣液比：結(jié)果合理從而可計算出液體中各組分含量：液體中氨含量：液體中氬含量：液體中甲烷含量： 液體中氫含量：液體中氮含量：表416 氨分離器出口液體含量（%）NH3CH4ArH2N2小計分離氣體組分含量：氣體氨含量 氣體甲烷含量 氣體氬含量 氣體氫含量 氣體氮含量 表417 氨分離器出口氣體含量（%）NH3CH4ArH2N2小計100：根據(jù)氣液平衡原理，由于冷交換器第二次出口氣體含量等于合成塔進口氣體含量，由合成塔入口氣體含量和操作條件下的分離溫度可查出，便可解出。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入液氨貯槽經(jīng)減壓后溶解在液氨中的氣體會解吸，即弛放氣。兩種液體百分比估算值，即水冷后分離液氨占總量的百分數(shù)。水冷后分離液氨占總量的，冷交分離液氨占總量的。以液氨貯槽入口 液體計算為準，即 ，入口液體混合后組分含量：混合后入口氨含量：混合后入口甲烷含量：混合后入口氬含量：混合后入口氫含量：混合后入口氮含量： 表4110 液氨貯槽入口液體含量（%）小計100當 (由熱平衡計算得) 平衡常數(shù)：表4111 平衡常數(shù)表170540575620根據(jù)氣液平衡 ,設(shè) ,代入上式得:出口液體氨含量：出口液體甲烷含量：出口液體氬含量：出口液體氫氣含量：出口液體氮氣含量：出口液體總量：出口氣體總量：l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：出口液體氫氣含量：出口液體氮氣含量：表4112 液氨貯槽出口液氨組分（%）NH3CH4ArH2N2小計100出口弛放氣組分含量：弛放氣氨含量：弛放氣甲烷含量：弛放氣氬含量：弛放氣氫氣含量：弛放氣氮氣含量：表4113 出口弛放氣組分含量(%)NH3CH4ArH2N2小計100：以液氨貯槽出口一噸純液氨為基準折標立方米計算液氨貯槽出口液體量 其中NH3 CH4 Ar H2 N2 液氨貯槽出口弛放氣 其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 液氨貯槽出口總物料液氨貯槽進口液體：由物料平衡，入口液體各組分含量計算：其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 入口液體中組分含量核算,由 入口液體中氨含量 入口液體中甲烷含量 入口液體中氬含量 入口液體中氫氣含量 入口液體中氮氣含量 入口液體中組分含量 :將整個合成看著一個系統(tǒng)，進入該系統(tǒng)的物料有新鮮補充氣 ,離開該系統(tǒng)的物料有放空氣 ，液氨貯槽弛放氣 ，產(chǎn)品液氨 ，見圖413所示： V補V出V馳V放V氨V入圖413 合成系統(tǒng)物料計算示意圖由前計算數(shù)據(jù)如下表：表4114 計算數(shù)據(jù)名稱NH3CH4ArH2N2氣量Nm３補充氣放空氣弛放氣液氨入塔氣出塔氣根據(jù)物料平衡和元素組分平衡求,: 循環(huán)回路中氫平衡： 循環(huán)回路中氮平衡: 循環(huán)回路中惰性氣體平衡: 循環(huán)回路中惰性氣體平衡: 循環(huán)回路中總物料平衡: 聯(lián)立各式解得：。 。 。 ：入塔物料： 其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 合成塔一出，二進物料，熱交換器冷氣進出物料等于合成塔入塔物料即　　 出塔物料　 NH3 CH4 Ar H2 N2 合成塔生成氨含量：廢熱鍋爐進出口物料，熱交換器進出口物料等于合成塔出塔物料。即 ：進器物料：水冷器進氣物料等于熱交換器出口物料，即 出器物料：在水冷器中部分氣氨被冷凝；由氨分離器氣液平衡計算得氣液比 ，,有如下方程: 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 ：進器物料：氨分離器進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 ：進器物料：進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℃（由熱量計算核定）查 ,氣相中平衡氨含量，計算熱氣出口冷凝液氨時，忽略溶解在液氨中的氣體。取過飽和度 ，故 。 設(shè)熱氣出口氨體積為 ，則： 冷交換器熱氣出口氣量及組分：其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 出口總氣量 出口氣體各組分：NH3 CH4 Ar H2 N2 ：進器物料：氨冷器進器物料等于冷交換器出器物料加上補充新鮮氣物料其中 CH4 Ar H2 N2 進器氣體物料 進器氣體組分含量　　其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 各組分百分含量　　NH3 CH4 Ar H2 N2 進器液體等于冷交換器冷凝液氨量　進器總物料出器物料：已知出器氣體中氨含量為 ，設(shè)出器氣體中氨含量為。 解得 則氨冷器中冷凝液氨量： 氨冷器出器總液氨量: 氨冷器出器氣量: 其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 各組分百分含量 NH3 CH4 Ar H2 N2 出器總物料 冷交換器物料計算：圖414 冷交換器物料計算示意圖V3V2V14V17進口物料：冷交換器進口總物料等于氨冷器出口總物料其中氣體入口 ；液體入口 ；由氣液平衡計算得，以 進口物料為計算基準：即 將 ，代入上式： 式中 可由物料平衡和氨平衡計算 式中 —冷交換器入口總物料； —冷交換器熱氣出口總物料 —冷交換器入口總氨物料將 ， 代入上式解得：∴ ；∴ 代入 得：。 。由 可求出冷交換器冷凝液體量 冷凝液體量 出器物料：冷交換器（冷氣）出口氣體物料等于進口總物料減去冷凝液體量。其中 NH3 CH4 Ar H2 N2 計算誤差校核氨分離器液氨百分數(shù)氨分離器液氨百分數(shù)：冷交換器分離液氨百分數(shù)：計算誤差:進槽物料：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: 物料衡算匯總表見附錄 熱量衡算：：Q3Q2Q17Q16Q14圖421 冷交換器熱量計算示意圖 （1）熱氣進口溫度，冷交換器熱氣進口溫度等于水冷器體出口溫度，由題意知 。 （2）冷氣進口溫度，為保證合成塔入口氨含量在,出氨冷器的氣體的氨含量必須等于或小于，設(shè)過飽和度為,則，該冷凝溫度下的平衡氨含量為： 查《小氮肥工藝設(shè)計手冊》圖931平衡氨含量為；時，冷激溫度 ,故冷氣進口溫度等于（3）熱氣體帶入熱量，熱氣體在器內(nèi)處于氨飽和區(qū)，計算氣體比熱容時先求常壓下氣體比熱容，然后用壓力校正的方法計算實際的氣體比熱容：查,時的各組分比熱容并計算得： 查《小氮肥工藝設(shè)計手冊》附表111，各物質(zhì)的臨界溫度和壓力并計算得： 查《小氮肥工藝設(shè)計手冊》附表159 由壓力校正法：熱氣體帶入熱量：(4) 冷氣體帶入熱量：查,時各組分比熱容并計算得： ,查《小氮肥工藝設(shè)計手冊》附表1519 由壓力校正法：冷氣體帶入熱量：(5) 氨冷凝熱：設(shè)熱氣出口溫度為，熱氣體在器內(nèi)由冷卻到然后進行氨冷凝，查氨冷凝熱 液氨冷凝放出熱量，(6) 液氨帶入熱量：查10℃時液氨比熱容　 液氨帶入熱量　　(7) 熱氣體帶出熱量：查,時的各組分比熱容并計算得： 查《小氮肥工藝設(shè)計手冊》附表158 由壓力校正法：熱氣體帶出熱量：(8) 熱氣體中液氨帶出熱量：查時液氨比熱容　 液氨帶入熱量　　 (9) 冷氣體帶入熱量：(10) 冷氣體帶出熱量：∵設(shè),查時的各組分比熱容并計算得： 表421 冷交換器熱量平衡匯總表收 方熱量（KJ）支 方熱量（KJ）管內(nèi)熱氣體帶入熱量 管內(nèi)熱氣體帶出熱量管外冷氣體帶入熱量 管內(nèi)液氨帶出熱量管內(nèi)液氨冷凝熱 管外液氨帶出熱量管外液氨散熱　管外冷氣帶出熱量小 計小 計(11) 冷交換器熱量負荷計算：：Q液氨Q17Q2Q1Q18Q氣氨圖422 按冷凝器熱量計算示意圖（1）氣體帶入熱量 由冷交換器熱量計算得 （2）氣體中液氨帶入熱量 由冷交換器熱量計算得 （3）氨冷器中氣氨冷凝熱查《小氮肥工藝設(shè)計手冊—理化數(shù)據(jù)》在, 則氣氨冷凝熱：（4）新鮮氣帶入熱量 , 查壓力下各組分氣體比熱容然后用疊加的方法計算得實際氣體混合熱容 所以新鮮氣帶入熱量：氨冷器收入總熱量 （5）氨冷器入口混合物溫度計算由熱平衡 設(shè),查壓力下各組分氣體