【正文】 kmol變換氣平均壓力 MPa 變換氣流量 kmol變換氣進(jìn)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(jìn)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(shè)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?，F(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(xiàn)[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(shè)備規(guī)格的確定設(shè)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(xiàn)[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(zhǔn)數(shù)可由下面公式計算： （37）式中，Nu——努塞爾準(zhǔn)數(shù)Re——雷諾準(zhǔn)數(shù)Pr——普朗特準(zhǔn)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?jǐn)?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(xiàn)[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(zhǔn)數(shù)計算公式 Re= （39）代入數(shù)據(jù)可得Re由普朗特準(zhǔn)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(shè)備當(dāng)量直徑——流體在壁下的粘度，kg/(m?h)——按流道基準(zhǔn)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(zhǔn)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(dāng)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(fù)荷的計算基準(zhǔn)平均溫差 = ℃?zhèn)鳠崦娣e設(shè)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(shè)備一覽表 主要設(shè)備的型號、尺寸及工作條件見表310。表310 主要設(shè)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(shè)計結(jié)果及總結(jié)本次設(shè)計室70kt/a合成氨變換工段的設(shè)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(shè)備有煤氣換熱器、。通過兩個多月的查閱資料和設(shè)計計算，最終完成了設(shè)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(yù)期結(jié)論大致相符。本設(shè)計師年產(chǎn)七萬噸合成氨的全低變工藝，設(shè)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(dá)到事半功倍的效果。本設(shè)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(shè)計因素的影響考慮不足。通過本次畢業(yè)設(shè)計，在查閱眾多資料了解物性和一些條件下的反應(yīng)常數(shù)，對流程中的物料衡算和熱量衡算以及設(shè)備造型的設(shè)計都將對以后的工作起到實踐作用。設(shè)計中很好的自己完成任務(wù)的能力，同時也培養(yǎng)了團(tuán)隊合作的能力，為以后的學(xué)習(xí)和工作都起到鍛煉的作用，促進(jìn)自己盡快的融入社會。參考文獻(xiàn)[1] [M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1996.[2] 陳敏恒,[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.[3] 朱自強,[M].第二版. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1996.[4] 石油化學(xué)工業(yè)部化工設(shè)計院[M].:石油化學(xué)工業(yè)出版社,1979.[5] [M].北京:石油化學(xué)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(jìn)展[M].氮肥信息聯(lián)絡(luò)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(xué)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(xué)出版社，1986.[10] [M].北京:化學(xué)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(xué)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(xué)最后的兩個多月完成了學(xué)生時代的最后一個作業(yè)：本次畢業(yè)設(shè)計。此次設(shè)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(shè)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(shè)計的重要支持，老師的一絲不茍和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)作風(fēng)都讓我受用匪淺。為此，謹(jǐn)向。兩位老師表示衷心的感謝同時也要感謝同學(xué)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(shè)計能順利完成。大學(xué)四年也大家生活上學(xué)習(xí)上的照顧，畢業(yè)了，舍不得大家?。。∠Ｍ蠹叶家环L(fēng)順吧??！另外，感謝母校和母校的諸位老師，你們諄諄教導(dǎo)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。