【正文】 較大，移走熱量也多；下部催化劑層反應和放出的熱量較少，而此時冷管內(nèi)氣體溫度較高，管內(nèi)外溫差較小，冷管移走的熱量也越少。從結構上看，它是用兩根直徑較大的升氣管代替三套管中幾十根兩層內(nèi)冷管，把氣體從底部換熱器引到催化劑上部冷管的管環(huán)中，以上下環(huán)管代替結構復雜的分氣盒，加工方便、結構緊湊和容積利用系數(shù)高。以單管代替三套管，既節(jié)省鋼材的消耗，又增加了催化劑的填裝量，還降低了催化劑床的阻力［8］。：3451276：合成塔結構圖:氨合成塔結構圖1主進氣口；2催化劑筐；3合成塔外筒；4 換熱器； 5副進氣口；6中心孔；7排氣孔 水冷器水冷器的作用是冷卻從合成塔出來的反應后氣體，使氣體的溫度降低至40℃以下，并使其中部分的氣氨凝結成液氨。 本設計采用套管式。由兩層套管組成的多組排管。內(nèi)層為高壓管，外層管位低壓管。高溫氣體從上部進入高壓管內(nèi)，從下部出來后溫度為40℃的高壓氣體，進入氨分離器。冷卻水自下而上在套管內(nèi)流動，以冷卻高壓管內(nèi)的氣體。一般在上部幾排用以加熱供鍋爐用的軟水以回收部分反應熱。該結構的特點是傳熱效率比較高，操作環(huán)境好。缺點是水質(zhì)要求比較高，清洗較為麻煩，鋼材消耗量大，占地面積也比較大。 氨分離器氨分離器是用來分離經(jīng)過水冷器以后循環(huán)氣中凝結的液氨，分離下來的液氨經(jīng)液面控制機構減壓后送往液氨儲罐。本設計采用多層套筒式。分離器內(nèi)件由固定在外層上部的多層套筒（三層或四層）組層。套筒之間形成環(huán)隙。每層套筒均開有許多長方形槽孔，各層槽孔排列位置互相錯開，以使氣液混合物（液氨是以霧滴狀分散在循環(huán)氣流中）不斷改變流動方向。帶有液氨霧滴的循環(huán)氣，由筒體上部側面進入，沿筒體與外套筒環(huán)隙向下流動，當氣體出環(huán)隙到達筒體中部時，由于流速的突然降低，氣體中較大的液滴便得到分離。然后氣體由最外層套筒上的方形槽孔進入，依次曲折經(jīng)第二、三和第四層，由于氣體流速及流向的不斷改變，以及氣體不斷與各層套筒碰撞，更多的液氨被分離下來。同時，較小的液氨霧滴也會凝聚增大，由于重力的作用，沿著筒壁流下，達到分離的目的。分離掉液氨的氣體，經(jīng)中心圓筒上部引出氨分離器。液氨經(jīng)減壓后送往氨庫［9］。 ： ：氨分離器結構圖1循環(huán)氣入口；2筒體；3內(nèi)件；4液氨排出口；6液面計接口；7循環(huán)氣出口；8上蓋12345678 該分離器結構比較簡單，制造和安裝方便。缺點是處理能力比較小。 冷凝塔冷凝塔（又稱冷熱交換器）有兩個作用。一個作用是將進入氨冷器的熱氣體和氨冷器出來的冷氣體進行換熱，以回收部分能量。另一作用是分離循環(huán)氣體中夾帶的液氨。冷凝塔內(nèi)件由上部列管換熱器和下部氨分離器組成。分離下來的液氨，由液面控制機構減壓后送往氨庫。分離器內(nèi)維持一定高度的液面，以防止高壓氣體竄到中、低壓系統(tǒng)而發(fā)生事故。 氨冷器 氨冷器有如下兩個作用：一個作用是利用液氨的低壓下汽化吸收大量的蒸發(fā)潛熱，將高壓管內(nèi)的氣體溫度由5~15℃降到5~10℃，是循環(huán)氣體中更多的氣氨冷凝下來，然后到冷凝塔中進行分離；另一個作用是利用冷凝下來的液氨洗滌新鮮氣中的催化劑毒物。液氨洗滌的作用是，一方面降低溫度，使氣相中油水的分壓減小，另一方面是將油水及碳酸氫銨等雜質(zhì)溶洗掉。本設計采用兩種氨冷器：氨冷器I（立式），氨冷器II（臥式）；在氨冷器中，液氨在列管外蒸發(fā)以冷卻管內(nèi)的高壓氣體，蒸發(fā)出來的液滴回至氨冷器，出除沫器的氣氨由氨總管送往氨加工系統(tǒng)或冰機系統(tǒng)。 循環(huán)機循環(huán)機的作用有二：一是補充循環(huán)氣在循環(huán)流轉中的壓頭損失；二是通過循環(huán)機上設置的副線，可以用調(diào)節(jié)循環(huán)機打氣量的辦法控制合成塔的溫度。目前使用的循環(huán)機有活塞式和離心式，其特點分別是： （1） 活塞式壓縮機 由氣缸、活塞、十字頭、主軸以及電機等部件組成。當電機帶動主軸轉動時，通過曲軸連桿機構將旋轉運動變?yōu)橥鶑瓦\動，使氣缸內(nèi)的活塞來回運動壓縮氣體。氣缸是由鍛件制成的，內(nèi)嵌有鑄鐵缸套，磨損了可以更換?；钊麨榛瑒邮?，上面開有四道凹槽，槽內(nèi)裝有灰鑄鐵制成的活塞環(huán)，以防止活塞兩側串氣而降低循環(huán)機的打氣量。氣缸兩側裝有氣閥，一側為入口，另一側為出口，分別于進氣管和出氣管相連接。進出管之間裝有一副閥，作為調(diào)節(jié)氣量和開停車氣體循環(huán)之用。今年來，灰鑄鐵活塞環(huán)合巴氏合金填料，逐漸為有機材料或粉末冶金加入有機材料所代替，因為這些材料具有比較好的機械和物理性能。 （2） 離心式壓縮機 離心式壓縮機是一種葉片旋轉式壓縮機（即透平式壓縮機）。在離心式壓縮機中，高速旋轉的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴壓通道中給予氣體的擴壓作用，使氣體壓力得到提高。早期，由于這種壓縮機只適于低，中壓力、大流量的場合，而不為人們所注意。但近來，由于化學工業(yè)的發(fā)展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關鍵機器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動力學研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術關鍵的研制成功，解決了離心壓縮機向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心式壓縮機的應用范圍大為擴展，以致在很多場合可取代往復壓縮機，而大大地擴大了應用范圍。工業(yè)用高壓離心壓縮機的壓力有（150~350）Mpa的，海上油田注氣用的離心壓縮機壓力有高達700105Pa的。作為高爐鼓風用的離心式鼓風機的流量有大至7000m3/min，功率大的有52900KW的，轉速一般在10000r/min以上。在該流程中綜合考慮循環(huán)機中的活塞式和離心式；由于離心式壓縮機的壓力范圍廣，振動噪聲低，操作彈性好等優(yōu)點，所以選用離心式壓縮機。 ： 設備詳細表順序號 設備序號 設備名稱 設備臺數(shù) 備注1 E0401 氨冷器I 1 一用 一備用2 E0401 氨冷器II 13 V0401 濾油器 14 E0403 冷凝塔 15 T0401 合成塔 16 E0404 水冷卻器 17 V0402 氨分離器 18 C0401A/B 循環(huán)壓縮機 2 27 參 考 文 獻［1］黃振仁,[M].北京：化工工業(yè)出版社,2008,.［2］黃振仁,[M].北京：化學工藝出版社,.［3］[M].北京：化學工業(yè)出版社,2007,.［4］孫廣庭,[M]. 北京：化學工業(yè)出版社,1985,.［5］(第三版) [M].中國石化出版社,2001,.［6］康勇,張建偉,[M].北京：化學工藝出版社,.［7］冷干良,陸清,[M].北京：化學工業(yè)出版社,2007,.［8］陳志平，曹志錫，[M].浙江：浙江大學出版社, 2005,.［9］[M].北京：化學工業(yè)出版社,2002,.結 束 語忙忙碌碌了兩個月，我的畢業(yè)設計也終將告一段落,畢業(yè)設計是對大學四年學習成果的一次大檢閱，平時課堂上學到的知識通過本次畢業(yè)設計得到了進一步的鞏固，通過畢業(yè)設計基本可以將平時所學的一些知識應用到實際的實際中。 畢業(yè)設計，也行是我大學生涯上的最后一個作業(yè)了。因為本設計是以中壓法合成氨的化學工序設計，從經(jīng)濟方面考慮，高壓不可行，從效率方面考慮，低壓合成效率不高，所以采用中壓法來合成氨。 就要離開學校，走上工作的崗位了，這是我人生歷程的又一個起點，在這里祝福大學里跟我風雨同舟的朋友們，一路走好，未來總會是絢爛繽紛。 29 致 謝真心感謝寧夏理工學院給我提供了一個良好的學習環(huán)境，感謝文理學院對我們的悉心栽培，感謝化學工程系應用化學專業(yè)的馬有良老師、晁婧老師、羅桂林老師、陳瓊老師、祝娟娟老師等恩師對我的指導和幫助，讓我在這四年大學里充實了自己，能夠更好的迎接未來的挑戰(zhàn)。此外，在大學四年期間我還得到了寧夏理工學院化學工程系應用化學10101班同學們的熱情幫助，在此我向他們表示真誠的謝意。同時，尤其感謝多年來一直給予我鼎力支持和無私奉獻的父母，謝謝他們的養(yǎng)育之恩，謝謝他們的支持。最后，謹向大學四年期間所有曾經(jīng)關心和幫助過我的老師和同學們再次表示最誠摯的謝意！ 附 錄符號 名稱 單位ΔHθ 焓變 kJ/molG 氨產(chǎn)量 kg/hV進 合成塔進口氣量 kg/hZ1 塔進口氣中氨含量 %F 入槽液量 kmolQ1 氣體帶入的熱量 kJ/hQ2 冷凝熱 kJ/hQ3 合成塔一次入塔氣帶入熱量 kJ/hQ4 水冷器移走的熱量 kJ/hQ5 合成塔二次入塔氣帶入熱量 kJ/hQ6 進爐熱氣 kJ/hQ7 出爐熱氣 kJ/hQ損 熱損失 kJ/hQR 合成反應熱 kJ/hW 蒸汽量 kJ/h 31