【正文】 382013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010，5657[2] 卞進(jìn)發(fā)， [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010，154154[3] 農(nóng)旺，尿素的新用途[J].農(nóng)友之家，2011，30[4] 20122016年我國(guó)尿素行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景預(yù)測(cè)報(bào)告[J],2012[5] 中石化，化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)[J] .2000年第21卷第4期，南京：中石化南京化學(xué)工業(yè)有限公司技術(shù)中心 [6] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005[7] （一）合成氨[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1981,[8] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006,164224[9] [J].成都：全國(guó)中氮情報(bào)協(xié)作組，1991，04[10] [M].石油化學(xué)工業(yè)出版社，1979[11] （上冊(cè)）[M].北京：高等教育出版社，2009[12] 黃璐，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011[13] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995[14] [M].上海：華東理工大學(xué)，2007[15] 錢自強(qiáng)，林大均，[M].上海：華東理工大學(xué)，2005[16] 汪壽建，劉義武，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001，3132402013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)致謝 422013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)附錄附圖1：合成工段工藝流程圖附圖2：氨合成塔設(shè)備圖44。剛開(kāi)始寫論文的時(shí)候，感覺(jué)很無(wú)助，但在老師和同學(xué)的幫助下，克服了許多困難，也是我有了信心。首先，選定以煤為原料合成氨，通過(guò)查看相關(guān)資料，了解了氨合成過(guò)程的操作條件，在此過(guò)程中知道了影響氨合成的因素有：溫度、壓力、催化劑、空間速度等；然后是選定生產(chǎn)流程，通過(guò)CAD繪制生產(chǎn)流程圖，在此過(guò)程中又復(fù)習(xí)了以前學(xué)過(guò)的CAD知識(shí)；接下來(lái)就是物料計(jì)算和熱量計(jì)算，通過(guò)這兩部分的完成，復(fù)習(xí)了以前所學(xué)的化工原理、熱力學(xué)、反應(yīng)工程這幾門課的知識(shí)，也用到了里面的很多公式；最后是設(shè)備計(jì)算及繪制，氨合成工段主要的設(shè)備是合成塔，這里面主要有三層催化層的設(shè)計(jì)，通過(guò)相關(guān)計(jì)算得出每層所需催化劑的量，然后就是合成塔圖的繪制。 本論文是煤合成尿素中氨合成工段的設(shè)計(jì)，通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，初步了解了尿素在工業(yè)和農(nóng)業(yè)及其他方面都有廣泛應(yīng)用，所以尿素在我國(guó)的需求量很大。假定人皮膚的最小電阻為3000歐，3000=45V，因此電器設(shè)備的安全電壓該在45V以下[8]。觸電時(shí)通過(guò)人體電流的大小與人體的電阻和設(shè)備的電壓有關(guān)。 防觸電 使用電器設(shè)備的時(shí)候，害怕會(huì)發(fā)生電傷或電擊。熱燒傷是指皮膚與高溫物體或火焰接觸而造成的。 防燒傷 燒傷可以分為化學(xué)性燒傷和熱燒傷。比如，戴防毒面具，這樣可減少有毒氣體的傷害，輪班工作，減少與毒氣接觸的時(shí)間；加強(qiáng)有毒區(qū)域的通風(fēng)，以降低有毒氣體的濃度。 在有毒地點(diǎn)上班時(shí)的措施。 通風(fēng)。 防中毒 堵漏。因此有以下幾點(diǎn)可防止火災(zāi)： 禁止在車間內(nèi)吸煙； 車間內(nèi)應(yīng)放置滅火設(shè)備，并定期進(jìn)行維修； 易燃物品不得放在車間內(nèi)； 氣體放空不可過(guò)劇，防止靜電作用而造成火災(zāi)； 合成塔電熱器接頭漏氣是，應(yīng)立即檢修，防止大量氣體沖擊而著火； 氣體泄漏時(shí)應(yīng)用二氧化碳滅火機(jī)、滅火彈例滅火。生產(chǎn)過(guò)程中的氣體可以分為3種，第1種是既不助燃又不燃的氣體，如CON2；第2種是可燃?xì)怏w，比如CO、CHH2等；第3種是助燃?xì)怏w，比如氧氣。所以，合成氨廠的工作人員必須知道生產(chǎn)過(guò)程相關(guān)的安全技術(shù)知識(shí)，且必須重視安全問(wèn)題，以保證自身安全和設(shè)備安全。廢渣處理：煤燃燒產(chǎn)生的大量廢渣可以回收來(lái)用作建筑的材料，比如制造磚等。因此必須對(duì)排放的廢水經(jīng)過(guò)脫氨處理，并達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)行排放。廢氣處理：放空氣中主要有甲烷、氨氣，可以先通過(guò)稀酸，過(guò)后再對(duì)放空的氣體進(jìn)行燃燒處理，讓氣體中的甲烷轉(zhuǎn)化成無(wú)害的二氧化碳?，F(xiàn)我國(guó)都提倡建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境保護(hù)型社會(huì)，因此我們應(yīng)盡可能的節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境。 ②傳熱系數(shù)：直徑de=2b=2=，截面積=π=[11]螺旋體的外徑D0=100082=984mm DH=( D0+ d0)/2=(984+150)/2=567mm 主要設(shè)備選型匯總 由以上計(jì)算結(jié)果選定以下設(shè)備規(guī)格：表43 設(shè)備匯總表主要規(guī)格合成塔外殼直徑：3461mm，有效高度：13800mm 三層催化層的高度分別是1600 mm、2400 mm、3200 mm m m冷管直徑：Φ4Φ2Φ221各62根換熱面積：E=40m2，換熱高度：36mm, 管子Φ10，換熱面積：224m2調(diào)壓器功率：650V，710A，800KVA氨冷器Φ254管子628根，帶聯(lián)箱之列管熱交換器F=226m2，2臺(tái)水冷器臥式套管熱交換器F=199m2，3臺(tái)氨分離器外殼直徑Φ1000 高度H=4625mm 1臺(tái)冷凝塔外殼直徑：Φ900mm,有效高度：8210mm，雙層列管熱交換器F=165m2 322013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)第 5 章 環(huán)境保護(hù)與安全措施 環(huán)境保護(hù) 合成氨是一個(gè)耗能較大并且污染較重的工程，特別在氨合成工段，需要消耗大量的熱量來(lái)確保合成氣能反應(yīng)生產(chǎn)氨，然后又把氨氣冷凝為液氨又需消耗大量的冷量，因此氨的合成工段是耗能很大的過(guò)程。3，NH3 y3，NH3）/ y186。NH3,3（1 y2,2 Mk,2 / Mk,3） =（,3） 又因?yàn)镸k,3 = Mk,2⊿M3，所以Mk,3== y186。NH3,2）= 上式=+=，所以y186。NH3,2= yNH3,2/（1 yNH3,2）=，y186。NH3，2/（1+ y186。NH3，2/（1+ y186。2，NH3/（1+ y186。3，NH3/（1+y186。1，NH3=,(1/rNH3)1=105()/m3(標(biāo)) 當(dāng) tk,2=456℃時(shí)，y186。0，NH3= y0，NH3/（1 y0，NH3）= ， 上式=+= 實(shí)際出口的氨含量： 由Mk,1 = Mk,0⊿M1 因此 Mk,1== Kmol/h y186。0，NH3/（1+ y186。0，NH3/（1+ y186。1，NH3/（1+y186。1，NH3，y186。本次采用近似計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算。 （3）熱氣體帶進(jìn)的熱量 熱氣體在容器內(nèi)處在氨飽和區(qū)中，要計(jì)算氣體的比熱容就要先算出常壓下的氣體比熱容，再用壓力校正來(lái)求實(shí)際的氣體比熱容[12]。 假定液氨貯槽入口的液體為1Kmol，則記為L(zhǎng)0=1Kmol，那么入口的液體混合后組分含量為： m(0i)= = = X15i + X16i 混合后入口氨的含量：m0，NH3=+= 混合后入口甲烷的含量：m0，CH4=+= 混合后入口氫的含量：m0，H2=+= 混合后入口氮含量：m0，N2=+= 混合后入口氬的含量：m0，Ar=+=表37 液氨貯槽入口液體含量m0，NH3m0，CH4m0，H2m0，N2m0，Ar小計(jì) 當(dāng)t=17℃，P=，可得到熱平衡常數(shù)如下：表38 各組分的平衡常數(shù)KNH3KCH4KH2KN2KAr170575620540 由氣液平衡L(i)=,設(shè)(V/L)=,代入得： 出口液體中氨的含量：LNH3= = (1+)= Kmol 出口液體中甲烷的含量：LCH4= =( 1+170)= Kmol 出口液體中氫氣的含量：LH2= =(1+575)= Kmol 出口液體中氮?dú)獾暮浚篖N2= =(1+620)= Kmol 出口液體中氬的含量：LAr= =(1+540)= Kmol L總= = Kmol V = ==， = 誤差=()/=％，假定正確. 出口液體中各組分的含量： 出口液體中氨的含量：xNH3= 出口液體甲烷的含量：xCH4== 出口液體中氫氣的含量：xH2==100%=% 出口液體中氮?dú)獾暮浚簒N2==100%=% 出口液體中氬的含量：xAr==100%=%表39 液氨貯槽出口液氨各組分（％）NH3CH4H2N2Ar小計(jì)100 出口中弛放氣各組分含量： 弛放氣中氨的含量：yNH3= =（)/ 100%=% 弛放氣中甲烷的含量：yCH4= =()/ 100%=% 弛放氣中氫氣的含量：yH2= =()/ 100%=% 弛放氣中氮?dú)獾暮浚簓N2= =()/ 100%=% 弛放氣中氬的含量：yAr= =()/ 100%=%表310 出口弛放氣各組分含量（％）NH3CH4H2N2Ar小計(jì)100 L(19)=1000(17)= m3其中NH3：L(19，NH3)= = %= m3 CH4：L(19，CH4)= = %= m3 H2：L(19，H2)= = %= m3 N2：L(19，N2)= = %= m3 Ar：L(19，Ar)= = %= m3 假定液氨貯槽出口弛放氣（V/L）=，則 V(20)= L(19)== m3 其中NH3：V(20，NH3)= = %= m3 CH4：V(20，CH4)= = %= m3 H2：V(20，H2)= = %= m3 N2：V(20，N2)= = %= m3 Ar：V(20，Ar)= = %= m3 液氨貯槽出口總物料體積=V(20) + L(19) =+= m3 因此入口物料也應(yīng)與出口相等：L(21)=L(19)+V(20)= m3 入口的液體各組分含量：L(21i)= 其中NH3：L(21，NH3)= += m3 CH4：L(21，CH4)= += m3 H2：L(21，H2)= += m3 N2：L(21，N2)= += m3 Ar：L(21，Ar)= += m3 入口液體中各組分含量核算,由 m′(0i)= ： 其中NH3：m′(0NH3)= 100%=% CH4：m′(0CH4)= 100%=% H2：m′(0H2)= 100%=% N2：m′(0N2)= 100%=% Ar：m′(0Ar)= 100%=% 入口液體中組分含量 m′(0i)≈ M′(0i) 合成系統(tǒng)物料計(jì)算 離開(kāi)的物料根據(jù)上面計(jì)算數(shù)據(jù)得下表： 表311 各組分含量 名稱 NH3 CH4 H2 N2 Ar 氣量入塔氣 V入出塔氣 V出補(bǔ)充氣 —— V補(bǔ)放空氣 V放弛放氣 液氨 由物料平衡和元素組分平衡求V