【正文】 kmol變換氣平均壓力 MPa 變換氣流量 kmol變換氣進口溫度 370 ℃ 變換氣出口溫度 200 ℃變換氣平均分子量 變換氣組成見表35。表35進煤氣換熱器的變換氣組分Table35 The position of the converted gas into the semiwater gas heat exchanger組分H2COCO2CH4N2H2O合計%100Nm3kmol 設備直徑及管數(shù)確定濕半水煤氣的平均溫度192 ℃，采用列管換熱器，濕半水煤氣走管內(nèi)，變換氣走管間。現(xiàn)取管內(nèi)氣體流速。管內(nèi)濕半水煤氣質(zhì)量流速由公式（34）[1]計算，即 （34）代入數(shù)據(jù)可得由以上條件求取半水煤氣質(zhì)量流量 列管面積由下式計算： （35）代入數(shù)據(jù)可求得所須列管面積查文獻[2]選用煤氣換熱管作為列管的換熱管，則管子數(shù)管板直徑由下式確定 （36）式中：n——列管數(shù)t——列管中心距，η——管板填充系數(shù)，則由式（36）代入數(shù)據(jù)可求出管板直徑。 設備規(guī)格的確定設備內(nèi)管子數(shù)采用正六邊行排列，管子層數(shù)為取18層，由文獻[1]得管子數(shù)為988根，去掉8根拉桿，則實際管數(shù)為980根，從而可求出管內(nèi)水煤氣實際質(zhì)量流速為管內(nèi)氣體實際流速 傳熱系數(shù)計算（1）管內(nèi)傳熱系數(shù)計算努塞爾準數(shù)可由下面公式計算： （37）式中，Nu——努塞爾準數(shù)Re——雷諾準數(shù)Pr——普朗特準數(shù)半水煤氣各組分在平均溫度192 ℃、 MPa下的物性數(shù)據(jù)如下：Cp(H2)= kJ/kmol?K Cp(N2)= kJ/kmol?K Cp(CO)= kJ/kmol?K Cp(CO2)= kJ/kmol?KCp(H2O)= kJ/kmol?K Cp(O2)= kJ/kmol?KCp(CH4)= kJ/kmol?K則有混合氣體粘度可由下面的公式計算： （38）式中：——混合氣體在溫度t時的粘度，MPa?syi ——混合氣體中i組分的摩爾分數(shù)Mi ——混合氣體中i組分的分子量——混合氣體中i組分在溫度t時的粘度，MPa?s查文獻[2]可知在200 ℃， MPa下各組分的粘度如下。= MPa?s = MPa?s= MPa?s = MPa?s= MPa?s = MPa?s = MPa?s由于CH4和O2含量很低，可忽略。則由以上數(shù)據(jù)代入式（38）可求得同理可求得 λm= kJ/m?h?K則由雷諾準數(shù)計算公式 Re= （39）代入數(shù)據(jù)可得Re由普朗特準數(shù)計算公式 （310）代入數(shù)據(jù)可得 管內(nèi)傳熱系數(shù)可用下面的公式計算 （311）式中：d——列管直徑。代入數(shù)據(jù)可得 = kJ/m2?h?K（2）殼側(cè)給熱系數(shù)計算擋板采用圓缺板， m，缺口高度為直徑的30%，給熱系數(shù)由下面公式計算 (312)式中：——設備當量直徑——流體在壁下的粘度，kg/(m?h)——按流道基準截面積計算的流體重量流速，kg/(m2?h)——管外徑，m在本計算范圍內(nèi)，由于溫度對氣體的粘度影響不大，故粘度校正項可忽略不計。在286℃， MPa下，變換氣的物性數(shù)據(jù)如下：Cp(m)= kJ/kmol?K μ = kg/m?hλ= kJ/ m?h?K殼程流道基準面積由下面公式計算式中，S1——流體橫過管束時的流道截面積，m2； S2——弓形缺口處流道截面積，m2。對于正六邊形排列的換熱管，流體橫過管束時的流道截面積S1可由下面的公式計算 （314）弓形缺口處流道截面積S2可由下面公式計算 （315）其中，Sa可由下面公式計算： （316）式中，Sa——弓形截面積，m2——弓形高度，mr ——擋板半徑，m——擋板間距，m 變換氣質(zhì)量流量變換氣質(zhì)量流速當量直徑de由下式計算代入數(shù)據(jù)可得將以上計算得到的數(shù)據(jù)代入（313）可以得到（3）總傳熱系數(shù)的確定總傳熱系數(shù)可由下面公式計算 （317）式中，R——管、殼程污垢熱阻，δ——列管管壁厚度，mλ——管壁傳熱系數(shù)，kJ/m2?h?K則總傳熱系數(shù) = kJ/. 傳熱面積計算以變換氣放出的熱量為熱負荷的計算基準平均溫差 = ℃?zhèn)鳠崦娣e設富裕量為30%，可知 列管長度的計算（加上管板厚度所需要的管長）主要設備一覽表 主要設備的型號、尺寸及工作條件見表310。表310 主要設備一覽表Table 310 List of the main equipment序號名稱位號臺數(shù)型號、規(guī)格1第一變換爐RO42011材質(zhì)：12CrMo操作溫度≤360 ℃操作壓力≤ MPa催化劑床層直徑： m催化劑用量： m32第二變換爐RO42021材質(zhì)：16MnR操作溫度≤280 ℃操作壓力≤ MPa催化劑床層直徑： m催化劑用量： m3， m3煤氣換熱器EO42011雙管程單殼程式換熱器，列管：φ28 mm，980根，長 m工作壓力： MPa工作溫度：360 ℃4變換氣換熱器EO42021工作壓力： MPa工作溫度：230 ℃設計結(jié)果及總結(jié)本次設計室70kt/a合成氨變換工段的設計,采用節(jié)能的全低變工藝流程路線,通過已知的原料氣組成和操作條件,.全低變的流程中,主要設備有煤氣換熱器、。通過兩個多月的查閱資料和設計計算，最終完成了設計的計算。結(jié)果是： m， m3。 m， m m3。煤氣換熱器為雙管程單殼程式列管換熱器，管數(shù)980根， m，管徑φ28 mm。以上結(jié)論都是依據(jù)所給定的合成氨系統(tǒng)的生產(chǎn)能力、原料氣中的碳氧化物的含量等要求，與預期結(jié)論大致相符。本設計師年產(chǎn)七萬噸合成氨的全低變工藝，設計的主要是節(jié)能減排。除節(jié)能減排外，最重要的是催化劑的選擇，選擇合適的催化劑能達到事半功倍的效果。本設計選用B302Q型催化劑。實際生產(chǎn)中可根據(jù)自身的德情況選擇更新型的催化劑。由于自身的實踐經(jīng)驗不足，對設計因素的影響考慮不足。通過本次畢業(yè)設計，在查閱眾多資料了解物性和一些條件下的反應常數(shù)，對流程中的物料衡算和熱量衡算以及設備造型的設計都將對以后的工作起到實踐作用。設計中很好的自己完成任務的能力，同時也培養(yǎng)了團隊合作的能力，為以后的學習和工作都起到鍛煉的作用，促進自己盡快的融入社會。參考文獻[1] [M]. 北京:化學工業(yè)出版社,1996.[2] 陳敏恒,[M]. 北京:化學工業(yè)出版社,2003.[3] 朱自強,[M].第二版. 北京:化學工業(yè)出版社,1996.[4] 石油化學工業(yè)部化工設計院[M].:石油化學工業(yè)出版社,1979.[5] [M].北京:石油化學工業(yè)出版社,1977.[6] 金錫祥，劉金成，一氧化碳變換技術(shù)及進展[M].氮肥信息聯(lián)絡網(wǎng)編，變換碳化技術(shù)專輯，江蘇:江蘇宜興日報社印刷廠,1998, 4248.[7] [M].北京:化學工業(yè)出版社,2002.[8] 王正烈,周亞平,[M].:高等教育出版社,2001.[9] [M].杭州:浙江人學出版社，1986.[10] [M].北京:化學工業(yè)出版社，1984.[11] [J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2002,12（1）:141142.[12] [J].山西化工，2008,28（1）:5255.[13] [J].貴州化工，2007,32（5）:4547.[14] 姚虎卿，[M].江蘇科學技術(shù)出版社,1982.[15] . Tennison, Catalytic Ammonia Synthesis – Fundamentals and Practice[M]. New York： Plenum, 1991.[16] Giovanni Buffa and Ottavio Tarrini. Ammonia spectrum as a test for two different pressure shift theories[J]. Applied Optics, Vol. 28( 10 ):18001805.[17] Keith Bradley. Charge Transfer from Ammonia Physisorbed on Nanotubes[J]. The American Physical Society,2003,91(21):218231.致 謝時間過的真快，轉(zhuǎn)眼兩個多月就過去了。在大學最后的兩個多月完成了學生時代的最后一個作業(yè)：本次畢業(yè)設計。此次設計是在黎俊波和宣愛國兩位老師的帶領(lǐng)下完成的，從論文的開題，設計的方法選取以及中間數(shù)據(jù)的參數(shù)，老師都給了我極大的幫助，是完成設計的重要支持，老師的一絲不茍和嚴謹?shù)慕虒W作風都讓我受用匪淺。為此，謹向。兩位老師表示衷心的感謝同時也要感謝同學們給與我的幫助。是大家一起的討論，查閱資料的共同努力下才使得設計能順利完成。大學四年也大家生活上學習上的照顧，畢業(yè)了，舍不得大家?。。∠Ｍ蠹叶家环L順吧?。×硗?，感謝母校和母校的諸位老師，你們諄諄教導和孜孜不倦都將讓我們受用一生。最后，向論文的閱卷人和答辯組的全體老師致意最真誠的謝意。