【導(dǎo)讀】氨的工業(yè)生產(chǎn)主要是利用氮?dú)夂蜌錃馔ㄟ^催化劑的催化而得到。合成工段物料流程圖、合成車間的立面圖和平面圖。

　　

【正文】 3） 15Q 的計(jì)算 15t 2 0 C P=8 .7 5 M Pa? 查得各組分比熱容并計(jì)算得 p15C 3 2 .6 7 2 K J / K m o l C? 1 5 1 5 P 1 5 1 5Q V C t1 0 0 3 .7 8 3 2 .6 7 2 2 02 2 .41 7 5 1 3 8 .8 3 9 K J?? ? ?（ ）= ② 組合深冷器出口總熱量 Q出 12 17 2Q Q Q Q? ? ?出 1） 12Q 的計(jì)算 12 16 13Q Q Q?? 16Q 9 0 0 3 8 4 K J?? 13t 2 0 C P= 8 .9 6 M Pa?? 查得各組分比熱容并計(jì)算得 p13C 3 2 .6 8 5 K J / K m o l C? 13 13 P13 13Q V C t60 30 .95 3 32 .68 5 2022 .417 60 01 .51 2K J?? ? ?（ ）= 1 2 1 6 1 3Q Q Q9 0 0 3 3 .2 8 4 1 7 6 0 0 1 22 6 6 0 3 4 .8 0 1 K J? ? ?? ? ??? 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 2） 17Q 的計(jì)算 17t 17 C ? 查得此條件下液氨的比熱容為 PLC 84 K J/K g C? 1 7 1 7 P L 1 7Q V C t1 3 2 9 .7 9 1 4 .6 8 4 1 7 1 6 .7 6 92 2 .47 9 2 6 9 9 0 6 K J?? ? ? ?=. 3） 2Q 的計(jì)算 2t 10 0 C P=8 .7 4M P a? 查得各組分比熱容并計(jì)算得 p2C 3 0 .3 1 2 K J / K m o l C? 2 2 P2 2Q V C t60 03 .78 30 .31 2 10 022 .481 24 40 .08 6K J?? ? ?= 12 17 2Q Q Q Q266 034 .80 1 792 69 .90 6 812 440 .08 6625 675 .19 1K J? ? ? ?? ? ? ??出 ③ 冰機(jī)需提供的冷量 Q冰 Q Q Q121 437 4 .965 625 675 .191588 699 .774K J?????入冰 出 表 416 組合深冷器熱量平衡匯總表 收方 支方 組合深冷器帶入總熱量 Q入 組合深冷器帶入總熱量 Q出 冰機(jī)提供冷量 Q冰 小計(jì) 小計(jì) 年產(chǎn) 20萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 31 主要設(shè)備的計(jì)算 由于合成塔的計(jì)算涉及的知識(shí)已超出我們目前所學(xué)知識(shí)的范疇，故在本設(shè)計(jì)中將不對(duì)合成塔進(jìn)行工藝計(jì)算 。 （ 1） 廢熱鍋爐 Ⅰ 設(shè)備工藝計(jì)算 ① 計(jì)算條件 1）選臥式 U型換熱管 2）管尺寸 24 ?? d 0 . 0 2 4 m d 0 . 0 1 5 m d 0 . 0 1 9 5 m? ? ?外 內(nèi) 3）熱負(fù)荷 Q = 1 7 9 5 1 5 0 .0 7 6 K J? 4）產(chǎn)量 3w= / h 5）氣體壓力 P= 6）氣體入口溫度 t 452 C?入 7）氣體出口溫度 t 298 C?出 8）軟水入口溫度 t 30 C?水 9）副產(chǎn)蒸汽壓力 P= 10）蒸汽飽和溫度 t C?蒸 11）進(jìn)氣量 3V = 1 8 6 9 6 2 .8 9 7 m ( / h標(biāo) ） 12）進(jìn)水量 w =1 71 46 .60 0K g/h ② 管內(nèi)給熱系數(shù) 0? 的計(jì)算 0 .8 0 .4000 .0 2 3 Re P rd?? ? ? ? 式中： K J m h C ) 。? ?導(dǎo) 熱 系 數(shù) / ( 20 K J m h C)? ? 給 熱 系 數(shù) / ( 。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 式中各物性數(shù)據(jù)均取平均溫度 45 2 29 8t 37 5 C2??? 1）壓縮系數(shù) 查各氣體臨界常數(shù) 如下表 表 417 臨界常數(shù) 3NH Ar 2H 2N iy ciTK， 151 ciP MPa， c m i c iT y T0 .2 1 4 0 5 .6 0 .1 8 8 8 8 1 5 1 0 .4 1 6 4 8 3 3 .3 0 .1 8 4 6 4 1 2 6 .21 5 0 .8 7 K?? ? ? ? ? ? ? ??? c m i c iP y P0 . 2 1 1 1 . 3 9 5 0 . 1 8 8 8 8 4 . 8 6 2 + 0 . 4 1 6 4 8 1 . 2 9 6 + 0 . 1 84 6 4 3 . 3 9 3= 4 . 4 7 8 M Pa?? ? ? ? ? ?? 對(duì)比壓力 r cmP 9 .3 2P 2 .0 81P 4 .4 78? ? ? 對(duì)比溫度 r cmT 3 7 5 + 2 7 3T 4 .2 9 5T 1 5 0 .8 7? ? ? 由 rP =， rT = Z= 2）混合氣體分子量 iiM = y M0 . 2 1 1 7 0 . 1 8 8 8 8 4 0 0 . 4 1 6 4 8 2 0 . 1 8 4 6 4 2 81 7 . 1 2 8? ? ? ? ? ? ? ??? 3）氣體比熱容 pC pC 3 2 .0 8 3 K J /K m o l C? 4）導(dǎo)熱系數(shù) 年產(chǎn) 20萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 33 含氨混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù)，用氨的對(duì)比導(dǎo)熱系數(shù)圖進(jìn)行計(jì)算 表 418 導(dǎo)熱系數(shù) 3NH Ar 2H 2N iy ciTK， ci K J/ m h C)? ， ( ciP MPa， c m i c iT y T0 . 2 1 4 0 5 . 5 0 . 1 8 8 8 8 1 5 1 . 2 0 . 4 1 6 4 8 3 3 . 3 0 . 1 8 4 6 4 1 2 6 . 21 5 0 . 8 9 K?? ? ? ? ? ? ? ???， ， c m i c iP y P0 . 2 1 1 8 . 0 3 0 . 1 8 8 8 8 4 . 8 6 2 + 0 . 4 1 6 4 8 1 . 5 6 8 + 0 . 1 8 4 6 4 3 . 3 9 3= 5 . 9 8 4 M Pa?? ? ? ? ? ??， ， c m i c iy0 .21 0 .66 96 0 .18 888 0 .10 68 0 .41 648 0 .36 87 0 .18464 0 .12 8660 .33 81K J/ m h C)???? ? ? ? ? ? ? ???， ，( 求假對(duì)比參數(shù) ,r ,cm,r ,cmP 9 .3 2P 1 .5 59P 5 .9 8T 37 5+2 73T 4 .2 95T 15 0. 89? ? ?? ? ? 由 ,rP ， ,rT 查得 r ?? 5）氣體粘度 r cm= J/ m h C)???? ? ? ，(陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 表 419 氣體粘度 3NH Ar 2H 2N iy iM 4 iC 1 i,Kg/(m h? ） 含氨混合氣體的粘度由下式計(jì)算 i i i ii= 1 iiy M CyM?? ? ?= iiyM0 .21 4 .12 0 .18 888 6 .32 0 .41 648 1 .41 0 .18 464 5 .2 93 .62 3? ? ? ? ? ? ? ??? i i i ii= 1 iiy M CyM0 .21 4 .12 0 .97 0 .086 0 .4164 8 1 .41 1 0 .04983 .623 0 .1846 4 5 .29 0 .92 0 .1062 0 .1888 8 6 .32 1 0 .146 0 .1012 K g /( m h?? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ??????） 6）雷諾準(zhǔn)數(shù) 重量流量 V M 18 69 62 .8 97 17 .1 28W = 14 29 59 .8 44 K g/h22 4 22 .4 ???. 設(shè)管道數(shù)量為 300根 則管道載面積 22F = 0 .7 8 5 0 .0 1 5 3 0 0 0 .0 5 3 0 m? ? ? 重量流速 62W 1429 59 .844G = 2 .697 10 K g/m hF 0 .017 7?? 6 50d G 0 . 0 1 5 2 . 6 9 7 1 0R e = 3 . 9 9 8 1 00 . 1 0 1 2? ??? ? ? 年產(chǎn) 20萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 35 ? 7）普蘭特準(zhǔn)數(shù) 0 . 4C p 3 2 . 0 8 3 0 . 1 0 1 2P r = 0 . 4 6 6 90 . 4 0 6 1 7 . 1 2 8MP r 0 . 7 3 7??????? 管內(nèi)給熱系數(shù) 0? 0 . 8 0 . 40020 .0 2 3 Re Prd0 .4 0 60 .0 2 3 3 0 3 0 2 .5 5 0 .7 3 70 .0 1 51 3 9 0 3 .0 2 K J m h C)?? ? ? ?? ? ? ?? /( 。 ③ 管外給熱系數(shù) i? 的計(jì)算 0 . 1 7 6 0 . 7 2i 5 .8 4 8 P q K J m h C)? ? /( 式中 Qq=F K J /h? ?鍋 爐 給 熱 系 數(shù) ， 2Fm? 鍋 爐 換 熱 面 積 ， P M Pa?蒸 汽 壓 力 ， 設(shè)鍋爐換熱面積 F= 2m ，副產(chǎn) ，代入上式中 0. 1 7 6 0 7i21 7 9 5 1 5 0 . 0 7 6 2 5 . 45 . 8 4 8 1 . 3 7 28 2 86 4 5 3 7 . 8 6 K J m h C )? ?? ? ??.（ ）./( ④ 總傳熱系數(shù) K 的計(jì)算 設(shè)氣 相污垢系數(shù) 421R 1 .1 96 10 m h C) /K J??? ( 液相污垢系數(shù) 422R 2 .3 93 10 m h C) K J??? (/ 鋼管的導(dǎo)熱系數(shù) 21 4 6 .3 K J m h C)? ?鋼 /( 總傳熱系數(shù) 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 120i4421K=ddRRdd1=0 .0 1 9 5 0 .0 1 9 5 0 .0 0 4 51 .1 9 6 1 0 2 .3 9 3 1 00 .0 1 5 1 3 9 0 3 .0 2 0 .0 2 4 6 4 5 3 7 .8 6 1 4 6 .32 0 1 7 .1 0 5 K J m h C)?? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ????外 鋼內(nèi)/( ⑤ 平均溫差 mt? 的計(jì)算 m452 194 .13 298 30t 273 .23 C452 194 13ln 298 30? ? ?（ ） （ ）.（ ） ⑥ 傳熱面積的核算 22mQ 17 95 15 0 .0 76 25 .4F = 82 .7 3m 82 .8 mK t 20 17 .1 05 27 3. 23?? ? ??? 實(shí)際選換熱面積為 84 2m 按一根 U形管 6m計(jì)，需列管數(shù) F 8 4n 2 9 7 .2 3 0 0d l 3 .1 4 0 .0 1 5 6?? ? ? ??? 根 （ 2） 廢熱鍋爐 Ⅱ 的工藝計(jì)算 由于前面已經(jīng)對(duì)廢熱鍋爐 Ⅰ 進(jìn)行了詳細(xì)的工藝計(jì)算，廢熱鍋爐 Ⅱ 的計(jì)算可參照進(jìn)行計(jì)算，為了避免使本設(shè)計(jì)繁冗，故在此不再進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，僅給出計(jì)算的結(jié)果如下： 換熱面積 2F=56m 需列管數(shù) n 200? 根 列管尺寸為 24 ?? 長(zhǎng) l=6m （ 3） 熱交換器設(shè)備工藝計(jì)算 ① 計(jì)算條件： 1）列管式換熱器，冷氣走殼程，熱氣走管程 2）列管尺寸 14 2??無縫鋼管 d 0 . 0 1 4 m d 0 . 0 1 m d 0 . 0 1 2 m? ? ?外 內(nèi) 3）熱負(fù)荷 Q = 12K J 年產(chǎn) 20萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì)