【正文】 （3）傳熱系數(shù)計算 通道截面積=6x2x2= 通道直徑de=2b== 螺旋體外徑 D0=10008x2=984mm DH=( D0+ d0)/2=(984+150)/2=567mm冷氣體對板傳熱系數(shù): 0=（1+）λ/ =(())X(())(1+)=(. ℃)注：℃，℃ t平=（+）/2=℃ yNH3= 查Cpm==(. ℃) = KJ/熱氣體對板傳熱系數(shù)：t進=447℃ t出=487℃t平=（447+487）/2=467℃ yNH3= 查Cpm== KJ/(. ℃) = KJ/i=（1+）λ/ =(())x(())(1+)= KJ/(. ℃)總傳熱系數(shù) 取R= (. ℃)/KJ λ鋼= KJ/(. ℃)K=1/(1/+1/++)= KJ/(. ℃)（4）傳熱面積F=Q/K△tmΔtm=((487478)())/ln(487478)/ ()=F=()=：（1）選臥式U型換熱管（2） d外= d內(nèi)= d平~=（3）熱負荷Q= KJ/t NH3（4）產(chǎn)量W= t NH3/h（5）冷氣體壓力p=15Mpa（6）氣入口溫度 t入=360℃（7）氣出口溫度 t出=220℃（8）進氣量 V==(標)/h（9）副產(chǎn)蒸氣壓力p=（10）軟水入口溫度 t入=30℃（11）蒸氣飽和溫度 t蒸=℃:α。NH3,2)/ Ef =()/= x105()/m3與假定第一段常數(shù)A3相符，故假定溫度求tk,3=487℃正確本段單位長度反應(yīng)熱 Q3=⊿I3/⊿L3 =()y0,3= （y186。NH3,3=（）≈,3(反算tk,3) 由A106催化劑活性曲線查(1/rNH3)3，(1/rNH3)32當 tk,2=412℃, y186。NH3,2/（1+ y186。NH3,2）=+ y186。NH3,3)=⊿M3/ V03+ y186。NH3,2=, (1/rNH3)2=()/m3(標)(1/rNH3)2平=（(1/rNH3)2＋(1/rNH3)1）＝ ()/m3(標)第二絕熱床層催化劑用量：ΔVk2= V0,?x(1/rNH3) 2平/Ef(y0NH3,2 y0NH3,1)= x()/= m3設(shè)冷激后溫度降為380℃，查表得Cpk2,`= KJ/(Kmol. ℃)出塔氣摩爾流量：Mk,2= 已知冷激氣溫度：tk,0=℃,查得Cpk,0= KJ/(Kmol. ℃)據(jù)Mkn*Cpk,n平tk,n+ Mk,0+ Cpk,0* tk,0=tk,n`Cpk,n`(Mkn+Mk0)代入數(shù)據(jù)+ Mk,=(Mk,0+)解得冷激氣量：Mk,0＝ Kmol/h冷激后氨含量：yNH3,n`=( Mkn*yNH3,n+ Mk0*yNH3,0) /( Mkn+ Mk0)yNH3,2`=(+)/(+)=③第三段絕熱層溫度分布計算（n=3）,首先假定催化劑層溫度tk,0=487℃由出第二段氣體溫度 tk,2=℃：第一段平均溫度 t平k,31=(tk,3+tk,2)/2=（487+)/2=℃由t平k,1=℃，yNH3,2= 查C平pk,3=(Kmol.℃) ⊿HT3=65437KJ/KmolNH3由聯(lián)立方程式 A3=⊿Vk/V03=(1/rNH3)平n/ Ef = (y186。NH3,1= (1/rNH3)1 =()/m3(1/rNH3)平1=[(1/rNH3)0 +(1/rNH3)1]/2=()/m3A1,1 = (1/rNH3)平1 x(y186。NH3,1=實際出口氨含量：yNH3,1= y186。NH3,0）由公式y(tǒng)186。NH3,0）= + y186。NH3,0為扣除了惰性氣體的第n段催化劑進出計算氨含量，（1/rNH3)平n為第n段進出口反應(yīng)速度倒數(shù)：令氣體第一段焓升（反應(yīng)熱）⊿I1⊿I1=Mk,0 C平pk,1 (tk,1 tk,0)=⊿M1 x⊿HT1∴⊿M1 = Mk,0 C平pk,1 (tk,1 tk,0)/⊿HT1=(447412)/54340= Kmol/h⊿I1=⊿M1x⊿HT1==： 由公式y(tǒng)186。（1） 基本數(shù)據(jù)：進塔氣成分 H2 ，N2 ，CH4 ，Ar , NH3 ：V1=無惰性氣體分解基流量：yNH3,1=y0,1=,1=V1(1y0,1) x[1+yNH3,1/(1 y0,1)]=()[1+()]= m3/h將整個催化劑床層分成三段，各段尺寸見下表：n123小計⊿Ln,mm1500250035007500⊿Vkn,m3An,n,x106()/m3Ef(2)分段計算： ①第一段絕熱層溫度分布計算（n=1）,首先假定催化劑層溫度tk,0=412℃設(shè)出第一段氣體溫度 tk,1=447℃：第一段平均溫度 t平k,1=(tk,0+tk,1)/2=（412+417)/2=℃由t平k,1=℃，yNH3,1= 查C平pk,1=(Kmol.℃) ⊿HT1=54340KJ/KmolNH3由聯(lián)立方程式 A1=⊿Vk/V01=(1/rNH3)平n/ Ef = (y186。pm +⊿Cpm=+=℃t10=Q10/( V10Cp10) =℃誤差 =（）/﹪=﹪假設(shè)值與實際值基本相符計算有效（5）熱交換器熱負荷⊿Q=Q7Q6=Q10Q9==熱交換器熱量匯總表收 方熱量（KJ）支 方熱量（KJ）冷氣帶入熱量 Q6冷氣帶入熱量 Q7熱氣帶入熱量 Q9熱氣帶出熱量 Q10小 計小 計：由題意知水冷器出口溫度t11=35℃，設(shè)氣體先冷卻至35℃后氨再冷凝（1）熱氣帶入熱量 Q10 由熱交換器熱平衡計算 Q10=（2）氨冷凝熱 查《小氮肥工藝設(shè)計手冊—理化數(shù)據(jù)》1011得：氨冷凝熱I=（3）熱氣體帶出熱量 Q11t11=35℃ P= 由于氣體在氨飽和區(qū)，故先計算常壓下氣體組分比熱容然后用壓力校正法計算實際比熱容 Ｃp= C186。pm +⊿Cpm=+=℃∴ Q6=(6) 合成塔二出氣體帶出熱量 Q8查 t=365℃ P=，按高壓疊加法計算得：⊿Cpm=Ｃp= C186。ⅡL=Q16=（6） 液氨蒸發(fā)吸熱 Q吸=Q入（Q180。22L=V2Cp2Lt2=()x17x0=0KJ（8）液氨蒸發(fā)吸熱 Q吸=Q（Q180。pm=Tcm=++++=Pcm=+++ + = atmTrm= T/Tc= (17+)/=,Prm=P/Pc=()=查《小氮肥工藝設(shè)計手冊》附表158 ⊿Cpm=由壓力校正法：Ｃp= C186。pm=查《小氮肥工藝設(shè)計手冊》附表111各組分臨界參數(shù)如下表組分H2N2CH4ArNH3Ｔc(K)Pc(atm)Tcm=++++=Pcm=++++= atmTrm=(35+)/=,Prm=()=查《小氮肥工藝設(shè)計手冊》附表158 ⊿Cpm=由壓力校正法：Ｃp14= C186。 V入= m3：入塔物料：Ｖ5= m3NH3 V5NH3= x ﹪=CH4 V5CH4= x ﹪=Ar V5Ar= x ﹪=H2 V5H2= x ﹪=N2 V5N2= x ﹪=合成塔一出，二進物料，熱交換器，冷氣進出物料等于合成塔入塔物料即　?。?=V6=V7= m3出塔物料　　 V8=NH3 V8NH3= x ﹪=CH4 V8CH4= x ﹪=Ar V8Ar= x ﹪=H2 V8H2= x ﹪=N2 V8N2= x ﹪=合成塔生成氨含量：⊿VNH3=V8NH3V5NH3== m3=沸熱鍋爐進出口物料，熱交換器進出口物料等于合成塔出塔物料。(0i)≈ M180。(0CH4)= ﹪=﹪入口液體中氬含量 m180。誤差 ［（V/L）（V/L）＇］/（V/L）=（）/％=％，結(jié)果合理從而可計算出液體中各組分含量：液體中氨含量：xNH3=LNH3/L=％=％液體中氬含量：xAr=LAr/L=％=％液體中甲烷含量：xCH4=LCH4/L=％=％液體中氫含量：xH2=LH2/L=％=％液體中氮含量：xN2=LH2/L=％=％氨分離器出口液體含量NH3CH4ArH2N2小計分離氣體組分含量：氣體氨含量 yNH3=［mNH3LNH3］/V=()/ ％=％氣體甲烷含量 yCH4=［mCH4LCH4］/V=()/ ％=％氣體氬含量 yAr=［mArLAr］/V=()/ ％=％氣體氫含量 yH2=［mH2LH2］/V=()/ ％=％氣體氮含量 yN2=［mN2LN2］/V=()/ ％=％氨分離器出口氣體含量（％）NH3CH4ArH2N2小計：（冒號刪掉）查t=15℃,p=KNH3KCH4KArKH2KN2冷交換器出口液體組分含量：出口液體甲烷含量 xCH4=yCH4/ KCH4=％=％出口液體氨含量 xNH3=yNH3/ KNH3=％=％ 出口液體氬含量 xAr=yAr/ KAr=％=％出口液體氫含量 xH2=yH2/ KH2=％=％出口液體氮含量 xN2=yN2/ KN2=％=％冷交換器出口液體組分含量（％）NH3CH4ArH2N2小計：（冒號刪掉，衡算圖中未標明進出物料符號、設(shè)備名稱等）由于氨分離器液體和冷交換器出口分離液體匯合后進入液氨貯槽經(jīng)減壓后溶解在液氨中的氣體會解吸，即弛放氣。 （2）在該流程中，將水冷卻器出口氣體中被冷凝的液氨和進入冷交管外的氣體冷凝下來的液氨一并在冷交中分離掉，分離液氨后的氣體再進入氨冷器。其目的能保護合成塔外殼不超溫，回收了塔壁的熱損，同時分流后的氣體在進入塔外熱交時溫度較低，這樣能較好地提高塔外熱交冷熱端的傳熱推動力，提高熱交的換熱效果，使塔外熱交的熱氣出口溫度下降，則降低了水冷負荷和冷卻水的消耗?？蓞⒖迹汗に嚵鞒烫攸c（網(wǎng)上查得）這次設(shè)計的順利完成還得益于翁賢芬老師和其他老師、同學的大力支持，在此一并感謝。 裝填A(yù)106型合成塔催化劑，此種催化劑具有良好的抗毒性能，低溫高活性，較好的熱穩(wěn)定性特點。換熱產(chǎn)生蒸汽后進入循環(huán)器加熱器一次出塔氣體至160℃，本身溫度降至112℃左右進水冷器被冷卻產(chǎn)生部分液氨，溫度降至35℃，混合氣液進氨分離器，分離液氨，分離的液氨去液氨罐貯存，出氨分離器的氣體則部分放空，放空氣去氫回收裝置，放空后的循環(huán)氣經(jīng)冷交換器降溫至17℃與新鮮氣混合，繼續(xù)下一循環(huán)。②廢物集中處理達到國家排放標準后排放。放空點設(shè)置在冷交換器和氨分離器之間，氨分后有效氣體濃度較低，惰性氣體含量較高，有利于降低新鮮氣單耗。（3）采用“二進二出”合成流程：全部冷氣經(jīng)合成塔環(huán)隙后進入熱交換器，可使合成塔體個點溫度分布均勻，出口氣體保持較低溫度，確保合成塔長期安全穩(wěn)定運行，與循環(huán)機來的冷氣直接進入熱交換器相比，使熱交換器出口溫度增大。四川理工學院畢業(yè)設(shè)計15萬噸液氨合成工段工藝設(shè)計畢業(yè)論文目 錄第一部分 說明書3第一章 概 述3第二章 原材料及產(chǎn)品主要技術(shù)規(guī)格4第三章 危險性物料主要物性表5第四章 生產(chǎn)原理及流程簡述5第五章 主要設(shè)備的選擇與計算5第六章 原材料及動力消耗6第七章 生產(chǎn)分析及三廢排量7第八章 存在問題及建議7第九章 主要參考文獻（這項內(nèi)容編排至最后較合適）7第十章 工藝設(shè)計計算書8第二部分 物料衡算和熱量衡算8第三部分 設(shè)備的選型與計算27第四部分 帶主要控制點的工藝流程圖46第一部分 說明書第一章 概 述11工段的概況及特點：1．設(shè)計依據(jù)：本設(shè)計按照材化系下達設(shè)計任務(wù)書進行編制，參