【正文】 ）產量：（5）冷氣體壓力（6）氣入口溫度 t入=20℃（7）氣出口溫度 t出=10℃（8）軟水入口溫度 t水=25℃（9）液氨蒸發(fā)溫度 t蒸=15 oC（10）液氨量W=式中各物性數(shù)據取之平均溫度 (1) 管內氣液混合物組分（按氣相計算） 氣液混合物組分NH3CH4ArH2N2小計氣量%100(2) 壓縮系數(shù)Z和體積流量 對比壓力, 對比溫度 查《氮肥工藝設計手冊》（理化數(shù)據）普遍化壓縮系數(shù)之三。 得Z=氣體體積流量為[15](3) 混合氣體平均分子量 (4) 氣體熱容 查《小氮肥廠工業(yè)設計手冊》附圖151到158氣體比熱容 氣體比熱容NH3CH4ArH2N2Cpi kJ/(Kmol. oC)混合氣體常壓比熱容由, 查比熱容壓力校正圖ΔCp=()(5) 氣體導熱系數(shù)λ 查《氮肥工藝設計手冊》（理化數(shù)據）188表常壓下各組分導熱系數(shù) 各組分導熱系數(shù)NH3CH4ArH2N2Λ0i,kJ/(. oC)Mi1/3 由, 查《氮肥工藝設計手冊》（理化數(shù)據）圖157得 導熱系數(shù)（6）氣體粘度μ 查《氮肥工藝設計手冊》（理化數(shù)據）圖122,23,25,30,31各組分氣體在壓力下的粘度。 各組分氣體在壓力下的粘度NH3CH4ArH2N2NH3Ci11μi kg/() 高壓下含氨混合氣體的粘度 （7）雷諾準數(shù)設取管內流速ω＝氣體密度雷諾數(shù) （8）普蘭特準數(shù) 管內給熱系數(shù)式中F—氨冷器的換熱面積，用試差法計算。設F=1350m2 ， ， 設氣相測污垢系數(shù)無縫鋼管導熱系數(shù)， 管內氣體溫度管內軟水與假定面積相符。實際換熱面積，取管數(shù)n=2000(根)，管長L=則 工藝設備一覽表廢熱鍋爐氨冷器換熱器U型換熱管氨冷器型號立式氨冷器，熱氣走管程，液蒸發(fā)走殼程高壓換熱管尺寸 d外= d內= =高壓換熱管尺寸Ф19x13 d外= d內= =熱負荷熱負荷產量 NH3/h產量 NH3/h氣體壓力熱氣體平均壓力氣入口溫度365℃熱氣入口溫度20℃氣出口溫度220℃熱氣出口溫度10℃軟水入口溫度30℃液氨入口溫度25℃副產蒸氣壓力(表)液氨蒸發(fā)溫度15 ℃進氣量(標)/h液氨量進水量管內給熱系數(shù) kJ/(hm2℃)管內給熱系數(shù) kJ/(hm2℃)管外給熱系數(shù) kJ/(hm2℃)管外給熱系數(shù) kJ/(hm2℃)傳熱總系數(shù)(hm2℃)傳熱總系數(shù) kJ/(hm2℃)平均傳熱溫差℃平均傳熱溫差℃?zhèn)鳠崦娣e65 m2傳熱面積m2管數(shù)150管數(shù)2000第六章 安全備忘錄合成氨生產的物料(易燃易爆、有毒)和工藝條件決定其具有極大固有危險性，事故統(tǒng)計表明，化工系統(tǒng)爆炸中毒事故最集中的就是合成氨生產。　　爆炸——合成氨生產中的化學爆炸可歸成三類。一是高溫高壓使可燃氣體爆炸極限擴寬，氣體物料一旦過氧(亦稱透氧)，極易在設備和管道內發(fā)生爆炸；二是高溫高壓氣體物料從設備管線泄漏時會迅速膨脹與空氣混合形成爆炸性混合物，遇到明火或因高流速物料與裂(噴)口處摩擦產生靜電火花引起著火和空間爆炸；三是氣壓機等轉動設備在高溫下運行會使?jié)櫥蛽]發(fā)裂解，在附近管道內造成積炭，可導致積炭燃燒或爆炸。　　高溫高壓可加速設備金屬材料發(fā)生蠕變、改變金相組織，還會加劇氫氣、氮氣對鋼材的氫蝕及滲氮，加劇設備的疲勞腐蝕，使其機械強度減弱，引發(fā)物理爆炸。物理爆炸后往往接著發(fā)生化學爆炸?！　≈卸尽铣砂鄙a中，液氨大規(guī)模事故性泄漏會形成低溫云團引起大范圍人群中毒，遇明火還會發(fā)生空間爆炸。一氧化碳、硫化氫的中毒頻度和嚴重度則都是化工生產中最高的?！　?．一氧化碳　　一氧化碳屬血液窒息性氣體，進入血液后與血紅蛋白結合生成碳氧血紅蛋白，使血液輸氧能力降低，造成組織缺氧。急性一氧化碳中毒是吸入較多一氧化碳后引起的急性腦缺氧性疾病，以中樞神經系統(tǒng)的癥狀和體征為主。我國衛(wèi)生標準規(guī)定的一氧化碳車間最高容許濃度為30mg／m3。　　2．硫化氫　　硫化氫是強烈的神經毒物，對黏膜有強烈刺激作用。它的全身毒作用是由于其抑制細胞色素氧化酶，阻斷生物氧化過程，造成組織缺氧(內窒息)所致。我國衛(wèi)生標準規(guī)定的硫化氫車間最高容許濃度為10mg／m3?！　?．氨　　氨的毒性見“硝酸生產安全”。　　合成氨生產還有噪聲、腐蝕性液體灼傷等職業(yè)危害。　　合成氨企業(yè)通常都是重大危險源，要按國際公約和國家有關規(guī)定采取特殊控制措施，如安全檢查、安全運行、安全評價、應急計劃和安全報告制度等等，防止液氨、一氧化碳大規(guī)模泄漏引發(fā)社會災難性事故。　　1．防止化學爆炸　　(1)嚴防過氧(透氧)　　無論以煤還是以重油為原料造氣，過氧都是引發(fā)設備管線內化學爆炸的關鍵因素。要控制煤氣中氧含量不超過0．5％，當氧含量達到1％時，要立即停車處理?！　∮妹涸鞖鈺r控制過氧的主要措施是，煤入爐前要把大小塊分開，使之燃燒均勻、完全而不產生風洞；爐溫偏低時應延長吹風時間；確保自動機及其閥門控制正確靈敏，保證吹入氣體的順序正確；若吹入氣體順序錯誤或蒸汽中斷，應立即將制氣循環(huán)轉入吹空氣放空階段，同時打開爐下安保蒸汽(亦稱保壓蒸汽)，吹凈蒸汽?！　∮弥赜驮鞖鈺r控制過氧的主要措施有，投料時爐溫應在850℃以上，投料順序為先蒸汽、次油、后氧氣；操作中嚴禁油中帶水并嚴格控制氧油比在0．8～0．9之間；必須裝設在線氧含量分析報警儀(報警限設在含氧0．8％以下)，同時還須裝設油、氧、事故蒸汽、系統(tǒng)放空和氧氣放空的聯(lián)鎖裝置，設置過氧自動停車并自動打開放空聯(lián)鎖裝置，以避免下游設備(尤其是洗滌塔)過氧爆炸；嚴防供油中斷?！　?2)嚴防物料互竄　　用煤造氣須嚴防煤氣竄入鼓風機系統(tǒng)(常發(fā)生在鼓風機突然停電停機時)形成爆炸性混合物，鼓風機開機前必須置換分析以防鼓風機和空氣支管、總管爆炸。　　用重油造氣時，若氧壓機停車則氧氣管道壓力下降，高溫煤氣會倒竄入氧氣管道引發(fā)爆炸，所以氧氣管道要裝設壓力報警器、止逆閥和自動加氧裝置。為防止氧氣竄入氮氣系統(tǒng)發(fā)生爆炸，亦應裝設可靠的止逆裝置?！　≡谧儞Q凈化部分：要嚴防下游氣體(其氫氣含量已大大提高)倒竄回上游，因而要裝設必要的液封、放空、止逆等裝置；嚴防脫硫塔、脫碳塔、銅洗塔、堿洗塔發(fā)生泛液和出口氣體帶液，這會造成高壓機液擊，甚至引起惡性爆炸。為此應精心控制氣體流速、精心控制塔中液位，同時保證液位計靈敏可靠、防備出現(xiàn)假液位?！　?3)防止可燃氣體物料泄入空氣引發(fā)空間爆炸，應合理布點裝設在線可燃氣體監(jiān)測報警器，及時發(fā)現(xiàn)泄漏及時處理，保證液封和安全放空設施功能正常。　　2．防止物理爆炸　　關鍵是保證設備、管線(尤其是彎管、彎頭)、接頭的機械強度和密封，一定要定期檢驗和檢修。嚴禁帶病運轉。貯罐、氣柜物理爆裂會引起大規(guī)模泄漏，應大范圍(包括廠外)禁火禁電、疏散人群。　　3．中毒和噪聲控制　　(1)作業(yè)現(xiàn)場應合理布點裝設一氧化碳、硫化氫、氨的監(jiān)測報警器；有條件的企業(yè)應建設事故氨吸收處理系統(tǒng)，設氣防站。對這些氣體可能出現(xiàn)的場所，必須施行監(jiān)護作業(yè)，攜帶便攜式氣體檢測器，配備送風式或自給式呼吸器?！　?2)噪聲超標崗位應采取減振、隔聲、消聲等降噪措施，難以達標的崗位應為職工提供耳罩、耳塞或護耳器等防護用品?！　?3)變換凈化崗位可適當設置洗眼器或水淋洗設施?！　?．檢修安全　　檢修期間是爆炸、中毒事故發(fā)生最集中的時間，除做好周密的安全檢查之外，必須嚴格遵守進塔入罐、動火、高處作業(yè)等的安全規(guī)定。嚴禁無證作業(yè)。第七章 技術風險備忘錄合成氨系統(tǒng)生產產品過程中，其余熱余能較多，且蒸汽自產自用的量也較大，加強對設備的定、巡檢管理及潤滑管理，堅持預防為主、維修為輔的原則，采取動態(tài)的設備維護維修模式，及時發(fā)現(xiàn)和排除設備故障隱患。確保設備經常處于良好的狀態(tài)，配置必要的檢測儀器，對重點用能設備進行能源利用效率的實際監(jiān)控，并與同類型的機臺設備先進的能耗指標進行對比，以便查找問題，挖掘節(jié)能潛力。嚴格煤的管理，對進廠煤及入爐煤進行嚴格的煤質化驗分析。催化劑的裝卸問題 ：在更換和過篩催化劑時，若采用敞開式作業(yè)即使配置通風除塵設施，也難以完全消除催化劑粉塵的危害。故在進行此項作業(yè)是最好采用負壓抽吸、風動輸送、密閉過篩工藝，這方面早已有成熟的經驗。采用該工藝不僅可以消除催化劑粉塵的危害，同時也可以減輕工人的勞動強度液氨產品易蒸發(fā)，有強烈刺激性氣味，對人的消化系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)都造成傷害，與空氣混合后遇火會爆炸，應密閉貯存，管道輸送，盡可能避免泄漏。管道和反應器必須用防腐蝕材料做成，而且要定時檢查和檢修。還要注意操作時要嚴格按照操作手冊和相關安全規(guī)章來操作，而且儀表和閥門也要按時檢修。第八章 環(huán)境保護與治理建議生產合成氨及其加工產品碳酸氫銨或尿素的中小型氮肥企業(yè)長期以來由于受重生產、輕環(huán)保思想的影響，往往在新建設項目時，環(huán)保投資和治理技術不落實、資金來源不暢，影響了對污染源的治理，以至形成環(huán)保設施滯后建設及不配套現(xiàn)象，大量含氨氮廢水直接排河流。化肥工業(yè)廢水中的NH3N、尿素及其相關污染物，是造成江河水體富營養(yǎng)化和滋養(yǎng)大量有害細菌、微生物、藻類繁殖的營養(yǎng)源，如不加以治理和消除，將給國家造成社會化的水資源破壞。合成氨原料氣的制備對煤而言，是以煤與氣化劑（如空氣、蒸汽、氧氣等）進行一系列非均相化學反應，生成以CO、HCO2和CH4等為基本組分的各種煤氣。然而煤中除含有C外，還含有S、O、N等元素，為此煤氣中還含有H2S、HCN以及未反應的煤屑。由于從造氣爐出來的煤氣除含有上述的氣體和雜質外，氣體溫度也較高，所以必須經過降溫、洗滌才能進入下一個工序。這是任何一種制氣方法都不能避免。而洗滌劑和降溫介質一般為水。故此就產生了一股溫度高、色度深、含有大量煤屑及氰化物的污水。由于這些化合物中氰化物的濃度高，并有劇毒故一般稱這股廢水為造氣含氰廢水。氮肥企業(yè)產生的水污染源和水污染物主要有以下幾種形式： 稀氨水主要來自合成氨弛放氣中氨的洗滌回收以及碳化工序工藝氣凈化清洗產生的稀氨水。這些稀氨水的一部分可用于吸氨崗位制取濃氨水或銷售商品氨水，另一部分過剩的稀氨水只能排放掉，從而對環(huán)境產生NH3N污染。2．尿素稀碳氨液目前全國大部分中小型尿素生產企業(yè)（占90%左右）均采用水溶液全循環(huán)法工藝生產尿素產品。尿素生產過程中，由NH3和CO2合成尿素的化學反應過程中，理論上每生產1t尿素產品即會有300kg水生成并需分離出系統(tǒng)，該排出水中含NH3～%，含尿素～%，含CO2～%，工藝上稱為稀碳氨液。該廢液按傳統(tǒng)的解吸蒸餾工藝回收NH3和C02后，、 NH3隨解吸廢水進入排水總溝后進入江河。 以煤氣氣為原料加壓蒸汽轉化合成氨工藝中，因CO變換及熱鉀堿脫碳再生熱源的需要，在轉化工序按H2O／C02=，該部分過量蒸汽經低變廢熱鍋爐和脫碳再沸器換熱后冷凝分離出來。由于工藝氣主含HN2及CO、C02等氣體成分，在高溫及一定壓力下可生成微量NH3和CH3OH并隨低變冷凝液帶出系統(tǒng)，冷凝液中含有NH3約4001000mg/L、CH30H約lO15mg/L，直接排放將對江河造成污染。、堿廢液 合成氨生產中公用工程化水站脫鹽水處理裝置基本上均采用淺除脫鹽水技術。原水在脫除離子過程中陰離子交換樹脂再生采用40%液體燒堿NaOH，陽離子交換樹脂再生采用30%工業(yè)鹽酸HCl。陰、陽樹脂再生后的含酸、堿廢水直接排放，將使工廠排出水的pH值超標，對江河造成污染。 合成氨生產中公用工程循環(huán)水站基本上采用含磷化合物作為殺菌滅藻緩蝕阻垢劑。循環(huán)水站定時置換排放的含鹽水中含有一定量的磷系化合物，該磷系化合物直接排放將對江河造成富營養(yǎng)化污染。合成氨生產中使用的往復式壓縮機、螺桿式冰機、柱塞式液氨泵和甲銨泵及其它運轉設備使用的潤滑油所生產的含油廢水，直接排放也將對江河造成污染。 治理原則。鍋爐產生的煙塵可通過加高煙囪高度和采用旋風除塵器等干式除塵器辦法來解決。 生產過程中的氨氣、硫化氫、甲醛等氣體通過使設備密封，使用液體石蠟與空氣隔離等措施，防止其溢出，基本做到不超標。合成放空氣，氨罐弛放氣稀氨水采用蒸餾技術回收氨。目前大部分廠均采用該項技術，避免了由于稀氨水無銷路，排入環(huán)境，造成環(huán)境污染。廢氣主要是三廢混燃爐煙氣，采用靜電除塵、濕法脫硫后高空排放。廢渣主要是污水處理站污泥和造氣循環(huán)水系統(tǒng)粉煤灰。粉煤灰擬進三廢混燃爐燃燒；污泥擬送城市垃圾處理場集中處置。固體廢棄物可全部得以妥善處置，對外環(huán)境不產生影響。要從根本上解決問題，首先應該中在合成氨工業(yè)中實施清潔生產的加辦法，改進落后工藝最大限度地減少稀氨水的排放點：(1)將污染嚴重的氨水液相催化脫硫工藝改為碳酸氫鈉堿液拷膠脫硫工藝，使其循環(huán)使用，杜絕了脫硫工段稀氨水的排放。(2)通過改進脫碳吸收塔及常解氣提塔的氣液分布器，提高CO2的脫出效果，從而取消精煉工段高壓氨洗塔，避免該設備廢氨水的排放。（3）強化自動控制水平，提高運行操作的可靠性。在精餾制液氨系統(tǒng)