【導讀】的流程方案和設備類型，并進行簡要論述。工藝方案的選擇與論證、工藝流程說明、專題論述、參考資料等。設備布置圖、說明書整理、答辯。氣在催化劑的作用下多快好省地合成為氨。時也是能源消耗的大戶，世界上大約有10%的能源用于生產合成氨。料，這部分約占30%的比例,稱之為“工業(yè)氨”。工藝、裝置單系列產量最大化三個階段。根據合成氨技術發(fā)展的情況分析,面進行技術的研究開發(fā)[1]。境更友好將是未來合成氨裝置的主流發(fā)展方向。以Uhde公司的“雙壓法氨。成工藝的大型化方面發(fā)揮重要的作用。氨合成工藝單元主要以增加氨合成。發(fā)低壓、高活性合成催化劑,實現“等壓合成”。

　　

【正文】 來的熱氣體溫度通常在 460℃ 以上，進氨合成塔的冷氣體溫度根據流程的不同，有的為 20～ 30℃, 有的可達 140℃ 以上。為了使進氨合成塔的氣體能加熱到反應溫度，同時又能冷卻反應后氣體，在塔內還設有換熱器。換熱器有列管式、螺旋板式和波紋板式，其中以列管式采用最多。氨合成催化 14 劑在開車之前必須還原 ,還原需要提供一定的熱量 ,為此中小型氨合成塔內部裝有電加熱器，大型氨合成塔則采用塔外設置開工加熱爐的辦法來解決。在給定的鐵催化劑和壓力下，氨合成溫度不同，反應速度也不同。對于一定的氨含量，氨合成反應速度最大時的溫度稱為最佳溫度，此最佳溫度隨著氨含量增大而降低。由于氨合成為放熱反應，催化劑床層的溫度將隨著反應進行而不斷升高。為使氨合成反應能在接近最佳溫度下進行，需要采取措施移走多余的熱量。工業(yè)上按傳熱方式區(qū)分催化劑筐的類型。內部換熱式 又稱連續(xù)換熱式。特點是在催化劑床層中設置冷卻管，通過冷卻管進行床層內冷熱氣 流的間接換熱，以達到調節(jié)床層溫度的目的。冷卻管形式有單管、雙套管和三套管之分，根據催化劑床層和冷卻管內氣體流動方向的異同，又有逆流式和并流式冷卻管之分。以并流雙套管式氨合成塔為例，氣體從塔頂部進入 ,在環(huán)隙中沿塔壁而下 ,經換熱器殼程后到分氣盒 ,分散到各雙套管的內冷卻管 ,到管頂折至外冷卻管，氣體被預熱到鐵催化劑的活性溫度（通常為 400℃ 左右），再流經設有電加熱器的中心管。從上而下通過催化劑床層，氮氣和氫氣在此反應后，出催化劑筐，通過換熱器管程降低溫度，出合成塔。為控制催化劑床層溫度不致過高，有少量氣體從冷氣旁 路管進入塔內，不經換熱器殼程，而直接與已經預熱的氣體混合 。 間斷換熱式 主要特征是反應和換熱間斷進行。催化劑床層分為若干段，在段間通入的未預熱的氮氫混合氣用以直接冷卻，稱為多層直接冷激式氨合成塔。按床層內氣體流動方向不同，分為沿中心軸方向流動的軸向氨合成塔和沿半徑方向流動的徑向氨合成塔。它們結構簡單，易損部件少，內件比較穩(wěn)妥，多被大型氨廠采用。 氨分離器 ，工業(yè)上常使用 的氨分離器有多層同心圓筒式，填充套筒式等多種，常用的是多層同心圓筒式氨分離器 ，外筒上有一高壓上蓋，與筒體用螺栓聯接，筒體內焊有一個套筒，內件由四層賀筒所組成，圓筒固定在上面的圓板上，圓板安裝在高壓筒體上，圓板的中心有一個氣體出口， 15 圓筒上開有許多長方形的小孔，各層也的位置相互錯開，使氣體流動時不斷改變方向，另外，外筒上還設有液面計接口。循環(huán)所由筒體上部側面進入，沿筒體與套筒 間的環(huán)隙向下流動，超過套筒后氣體即從內件最外層圓筒上的長方形也進入，順次曲折流經第二層第三層，由于氣體流通截面積突然增大，使氣體流速降低，再加上不斷碰撞圓筒，改變方向， 氣體中呈滴狀的液氨因重力作用而下降，于是氣體中所帶的液滴被分離下來，最后氣體經中心圓筒向上，通過筒體上部循環(huán)氣出口而流出氨分離器，分離下來的液氨 2 積存在氨分離下部，并自詢問液氨排出口排出。 16 第四章 參考文獻 ，魏新利主編 . 過程裝備成套技術 . 北京：化學工業(yè)出版社，2020 ，張建偉，李桂水主編 . 過程流體機械 . 北京：化學工業(yè)出版社， 2020 國柱，史啟才主編 . 化工單元過程及設備課程設計 . 北京：化學工業(yè)出版社， 2020 . 化工生產流程圖解 . 北京：化學工業(yè)出版社， 1992 . 化工設備的選擇與設計 . 長沙：中南大學出版社，2020 . 化工單元運行安全技術 . 北京：化學工業(yè)出版社， 2020 ，陳常貴主編 . 化工原理 . 天津：天津大學出版社， 2020 8 鄭津洋，董其伍，桑芝富主編 . 過程設備設計 . 北京：化學工業(yè)出版社， 2020 17 第五章 設計體會與總結 此次課程設計既是一個檢 驗所學知識的一個過程，加深了我對《過程裝備成套技術》和《過程設備設計》這兩門課在實際應用過程中的體會，同時也是一個增長知識的過程。通過此次設計，我對如何開展化工設計工作程序有了一定的了解，學到了很多知識，進步了很多。但是，在設計的過程中，我也認識到了自己存在的不足，比如原有知識儲備、自己在知識的應用方面仍然比較欠缺等。知識是一個長期的不斷積累的過程，只有積極地學習和吸收新的的知識，與時俱進，不斷地充實自己，才能成為一名合格的進而成為一名優(yōu)秀的化工設計者。 設計開始是做一些準備工作，按照設計的要求，查閱與工藝 路線和重點設備相關的文獻資料。我們主要是以老師給的參考書目為主，同時也查閱了一些其他的相關書目。工具書是設計最好的助手，學會熟練地查找手冊在這次設計中也是一個很大的收獲。同時也加強了我對資料數據進行刪選和加工處理的能力。 方案設計的任務是確定生產方法和生產流程，這個過程可以培養(yǎng)分析比較、歸納和理論聯系實際的能力。設計時首先要考慮的應該是安全與環(huán)保的問題，其次是化工產品的經濟效益和社會效益，作為化工設計人員就應該綜合考慮這些因素，在獲取好的經濟效益的基礎上兼顧綠色環(huán)保。 通過這次課程設計培養(yǎng)了我對計算、繪圖、 編輯設計文件、使用規(guī)范化手冊等最基本的工作實際能力。在此次設計中，我不僅學到了新的知識，而且也把化工設計課中學到的知識以及其他相關課程知識進行了一遍應用復習和檢驗，讓我更加牢固地掌握了各項知識。同時，通過這次的訓練，提高了我分 析問題和解決問題的能力及工程設計的能力 , 使我樹立起設計一定要符合生產實際的設計思想和觀點，樹立起實事求是、認真負責及與他人合作的工作作風。最后，非常感謝老師在設計過程中給予我們的指導和意見，也感謝本組成員的通力合作，使我能順利地完成本次設計。