【正文】 =吸收水流速 u=(99936002)=當(dāng)量直徑 de =4()/[2(+)]=G=(2)=105 kg/(m2h)Re=deuρ/μ=999/(103)=3100 ∴ α1 =1105=569 kcal/(m2h℃)=662 W/(m2K) (b)冷卻水側(cè)的給熱系數(shù)α2冷凍鹽水平均溫度為0℃，%NaCl水溶液的物性數(shù)據(jù)。μ=103kg/(ms)cp=(kgK)=(kgK)ρ=λ=(mK)冷凍鹽水通道面積==冷凍鹽水流速 u=45407/(36002)=當(dāng)量直徑 de=4()/[2(+)]=0..0277m∴ G=45407/(2)=106 kg/(m2h)Re=deuρ/μ=(103)= α2 =106=(m2h℃)=844W/(m2K) (c)總傳熱系數(shù) 不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)λ=45W/(mK),板厚4mm冷凍鹽水(循環(huán)水)側(cè)污垢熱阻103m2K/W,103m2K/W。代人數(shù)據(jù)求K：1/K=1/662+1/844++103+103∴ K= W/(m2K) △tm=[(255)(5+5)]/ln[(255)/(5+5)]=℃ (每臺) 每臺換熱器的熱負(fù)荷為Q=105J/s 每臺換熱器的換熱面積為A=105/()=101 m2,則每臺換熱器的換熱面積應(yīng)為121m2。 氨蒸發(fā)器 (1) 計算依據(jù) ,蒸發(fā)溫度7℃。 ，溫度143℃。 106kJ/h=105J/s。 (2)計算換熱面積a. 總傳熱系數(shù) 蒸汽冷凝時的給熱系數(shù)取8000W/(m2K),液氛沸騰的給熱系數(shù)取2000 W/(m2 K)，不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)45W/(mK),管壁厚4mm，兩側(cè)污垢熱阻取103m2K/W 代人數(shù)據(jù)求K:1/K=1/8000+1/2000++103+103∴ K=898 W/(m2K) b. 對數(shù)平均溫差△tm=143(7)=150℃ c. 換熱面積 105J/s 換熱面積為A=105/(898150)= 取換熱面積為3m2。 氣氨過熱器 (1)計算依據(jù) a. 進(jìn)口氣氛溫度7℃,出口氣氨溫度65℃。 b. ，溫度143℃。 c. 105kJ/h=41556J/s。 (2)計算換熱面積 a. 總傳熱系數(shù) 管殼式換熱器用作加熱器時，一方為蒸汽冷凝、一方為氣體情況下，K值的 推薦范圍是28～250 W/(mK)，取35 W/(mK)。b. 對數(shù)平均溫差 冷端溫差為143(7)=150℃，熱端溫差為14365=78℃。△tm=(15078)/ln(150/78)=110℃ c. 換熱面積 熱負(fù)荷為41556J/s。 換熱面積為A=41556/(35110)= ,則換熱面積為13m2,，換熱面 ，能夠滿足要求。 丙烯過熱器 (1)計算依據(jù) a. 進(jìn)口氣氛溫度13℃,出口氣氨溫度65℃。 b. ，溫度143℃。 c. 熱負(fù)荷為 105kJ/h=77222J/s。 (2)計算換熱面積a. 總傳熱系數(shù) 管殼式換熱器用作加熱器時，一方為蒸汽冷凝、一方為氣體情況下，K值的推薦范圍是28～280 W/(mK)，取35 W/(mK)。b. 對數(shù)平均溫差 熱端溫差為143(13)=156℃，冷端溫差為14365=78℃。△tm=(15678)/ln(156/78)=℃ c. 換熱面積 熱負(fù)荷為277222J/s。 換熱面積為A=77222/(35)= ,，換 ，能夠滿足要求。 (1)計算依據(jù)a. 空氣走管內(nèi)，加熱燕汽走管間。b. 進(jìn)口氣體溫度90℃,出口氣體溫度137℃，,氣體的流量和組成如下：組 分O2N2H2O合 計Kmol/hKg/h c. (℃)。 d. 熱負(fù)荷為 106kJ/h=105J/s。 (2)Ⅱ浮頭式二熱器一臺，換熱器有φ25。 a. 總傳熱系數(shù)(a)管內(nèi)〔空氣一側(cè))的給熱系數(shù)α1 管內(nèi)氣體的平均溫度為(90+137)/2=94℃, 94℃空氣的物性數(shù)據(jù)為λ=(mK)μ=105kg/(ms)Pr=空氣的密度ρ=W/Q=[(273+113)/273]=u =[(273+113)/273]/[2683600()2]=Re=duρ/μ=(105)=4943110000，湍流區(qū)。α1 = =102/(49431)()=186W/(m2K) (b)管外蒸汽冷凝側(cè)給熱系數(shù)α2 取α2=8000W/(m2K)(c)總傳熱系數(shù) 鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(mK),103(m2K)/W，蒸汽冷凝側(cè)污垢熱阻103(m2K)/W代人數(shù)據(jù)求總傳熱系數(shù):1/K=1/+1/8000++103+103∴ K=162W/(m2K) △tm=[()()]/ln[()/()]=℃A=105/(162)= ,則換熱面積應(yīng)為52m2,符合要求。 循環(huán)液泵循環(huán)液質(zhì)量流量180000kg/h，循環(huán)液密度為1140kg/m3，因此循環(huán)液的體積流量為 Q=180000/1140=158m3/h又 H=△Z+△p/(ρg)+△u2/(2g)+∑hf=△Z+∑hf△Z=15m, ∑hf=8m ∴ H=15+8=23m液柱=23=26m H2O 選用80FVZ30的耐腐蝕泵，五臺，正常使用四臺，備用一臺。80FVZ30泵的流量為50m3/h,揚(yáng)程30m。 空氣壓縮機(jī)在產(chǎn)品樣本上，活塞式空氣壓縮機(jī)的排氣量指最后一級排出的空氣，換算為第一級進(jìn)氣條件時氣體的體積流量。現(xiàn)第一級進(jìn)氣條件為常壓，溫度按30℃計，則排氣量(換算為第一級進(jìn)氣條件)為Q=（273+30）/273= ,故選用排氣量為55m3/min,，正常操作用四臺，備用一臺。 中和液貯槽按停車時中和塔塔板上的吸收液流人貯槽所需要的容積確定貯槽的容積，20塊塔板，這些液體若全部流人貯槽，總體積為V=20= 考慮到停車檢修時，原存于塔底的一定高度的液體，亦需排人中和液貯槽存放。，在國家標(biāo)準(zhǔn)容器系列JB142874(臥式橢圓封頭容器，～4MPa)，公稱容器6m3的型號，此容器的直徑為1600mm，長度為2600mm。工藝設(shè)備一覽表表1是初步設(shè)計階段經(jīng)過設(shè)備的工藝計算初定的工藝設(shè)備一覽表，其中：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備已選定了型號或標(biāo)準(zhǔn)號。對非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，因未進(jìn)行設(shè)備的施工設(shè)計，只能給出大致格，可作為向設(shè)備專業(yè)提出設(shè)計條件的依據(jù)。表1丙烯腈合成工段工藝設(shè)備一覽表序號設(shè)備位號設(shè)備名稱及規(guī)格設(shè)備圖號、型號或標(biāo)準(zhǔn)圖號單位數(shù)量材料重量/kg備注1R1合成反應(yīng)器 流化床反應(yīng)器，濃相段直徑，高13000mm；稀相段直徑，高8000mm；濃相段換熱面積為85m2的套管式換熱裝置；稀相段內(nèi)有換熱面積為160m2的套管式換熱裝置。臺12T1空氣飽和塔 填料塔，塔徑內(nèi)裝的陶瓷拉西環(huán)11m，填料共分兩層，兩層填料間設(shè)液體分布——再分布器。臺1不銹鋼3T2水吸收塔填料塔，塔徑，內(nèi)裝250Y型塑料孔板波紋填料7m。臺14T3氨中和塔穿流板塔，塔徑，塔板數(shù)：，塔板篩孔直徑8mm,孔數(shù)6220臺15E1 廢熱鍋爐 殼管式，,長6m的冷卻管，總換熱面積180，管外為水的蒸發(fā)空間。臺16E2 丙烯蒸發(fā)器圓筒式，內(nèi)有的U型鋼管，管內(nèi)走冷凍鹽水，管外是丙烯蒸發(fā)空間，換熱面積50m2臺17E3丙烯過熱器浮頭式換熱器，殼體直徑內(nèi)有的換熱管74根，,雙管程、單殼程.202 I臺18E4氨蒸發(fā)器圓筒式，內(nèi)有換熱蛇管，關(guān)內(nèi)走加熱蒸汽，管外為液氨蒸發(fā)空間，臺19E5氨氣過熱器浮頭式熱交換器，殼體直徑325mm，內(nèi)有、雙管程、單殼程。臺110E6空氣加熱器浮頭式換熱器，殼體直徑700mm，內(nèi)有、雙管程、單殼程。802 II臺111E7循環(huán)冷卻器列管式石墨換熱器，殼體直徑900mm，內(nèi)有內(nèi)徑22mm、長3m的換熱管417根，換熱面積105m2。GH90105I臺1石墨307012E8換熱器浮頭式換熱器，殼體直徑1000mm，內(nèi)有、雙管程、單殼程。2002 II臺1不銹鋼13E9吸收第一冷卻器螺旋板換熱器，外徑1600mm，板厚4mm，通過間距14mm，,。JB/T472392臺2不銹鋼14E10吸收第二冷卻器螺旋板換熱器，外徑1600mm，板厚4mm，通過間距14mm，,。JB/T472392臺1不銹鋼15E11吸收第三冷卻器螺旋板換熱器，外徑1600mm，板厚4mm，通過間距14mm，,。JB/T472392臺2不銹鋼16B1循環(huán)液泵耐腐蝕離心泵，流量50m3/h,揚(yáng)程30m，80FVZ30臺5聚偏二氟乙烯14017C1空氣壓縮機(jī)活塞式空氣壓縮機(jī)，排氣量55m3/min,，電機(jī)功率250 kW。5L55 /臺4780018V1中和液貯槽臥式橢圓封頭容器，公稱容積6m3,直徑1600mm,長2600 mm 。JB142874臺119V2空氣飽和塔釜液槽臥式橢圓封頭容器，公稱容積6m3,直徑1600mm,長2600 mm.JB142874臺120V3混合器立式橢圓封頭容器，公稱容積6m3,直徑1600mm,高2600mm.JB142874臺1原料消耗綜合表原料消耗綜合表。表2丙烯腈合成工段原料消耗綜合表序號物料名稱成分單位每噸產(chǎn)品的消耗量每小時的消耗量工業(yè)純度每晝夜的消耗量工業(yè)純度每年的消耗量工業(yè)純度備注100%工業(yè)純度1丙烯85%t57171002氨100%t3硫酸93%t4原料水(軟水)100%t103980能量消耗綜合表（1） 8394kg/h 2344kg/h（2）（3）空氣加熱器 （4）循環(huán)水用量（5）深水井吸收水第二冷卻器392t/h（6）冷凍鹽水℃冷凍鹽水 156t/hb. 5℃由上面數(shù)據(jù)可以得到加熱蒸汽、循環(huán)水、深井水和冷凍鹽水的用量計算值，再在深井水、，就得到能量消耗綜合表（表3）表3丙烯腈合成工段能量消耗綜合表序號名稱單位規(guī)格每噸產(chǎn)品的消耗量每小時的消耗量每晝夜的消耗量每年的消耗量備注1234567深井水循環(huán)水加熱蒸汽加熱蒸汽冷凍鹽水冷凍鹽水產(chǎn)生蒸汽量ttttttt0℃5℃336692510105011802301224025208243420552029036720007562585720054751296130165600087000排出物綜合表工段排出物的量及成分已由物料衡算確定：表4丙烯腈合成工段排出物消耗綜合表序號名稱特性和成分單位每噸產(chǎn)品排除量每小時排出量每年排除量備注1中和塔廢液其中含%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)%%%(NH4)%% 溫度81℃t110162水吸收塔尾氣其中含C3H6 1. 38%(摩爾分?jǐn)?shù),下同)C3H8 %O2 %N2 %CO2 %% 溫度10℃m3