【正文】 K） 。 催化床入口溫度為450℃ 絕熱段催化床截面積 Ah=()= 催化床體積 Ac=2()= 催化床體積 VR=LhAh+LCAC= 物性數(shù)據(jù)的計算進塔氣組成 組分 NH3 H2 N2 Ar CH4 合計 含量/﹪ 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量：==17+2+28+16+ =出冷管溫度，如不計入中心管氣體溫升，應(yīng)等于催化床入口處氣體溫升450℃，進冷器溫度估計為280℃，放冷管氣體平均溫度為365℃。 其他各項均為各單元設(shè)備計算結(jié)果現(xiàn)將各項熱平衡匯總?cè)缦卤頍崞胶饪偙? 收入項 支出項 項目 熱量 項目 熱量 新鮮氣帶入熱 17063964 放空氣帶出熱 19643053 反應(yīng)熱 41838610 液體出口帶出熱 675665 壓縮熱 3717071 冷凝液氨帶出熱 37356 氨冷凝熱 16172035 廢熱鍋爐移出熱 20007511 軟水加熱器移出熱 8059794 水冷卻器移出熱 3832036 氨冷器移出熱 20801364 熱損失 4832460 合計 78781680 78781680 第五章 主要設(shè)備計算 合成塔設(shè)備工藝計算 平衡溫度曲線在不同溫度下，用平衡常數(shù)計算，以對t作圖得到平衡曲線。=268431487200095=19643053KJ/h 由氨分離器和冷交換器排出液氨量Q7和Q15作為支出項?！?==2716969kcal/=1137594kJ/h 絕熱壓縮提供能 ==11375946962589=3717071KJ/h 壓縮功校核：按下述公式計算壓縮功率：P=[1]已知p1=,p2=,K=查得Z1=,Z2=進口氣體實際狀態(tài)的流量為 === ∴P=[1] =折成每小時的熱量： =3600P==3612672KJ/h結(jié)果=37170713212672=504399KJ/h此誤差不大，可以認為計算是平衡的，實際壓縮功率應(yīng)為：3717071/3600=1033KW根據(jù)上述計算，全系統(tǒng)的能量平衡示意圖：合成系統(tǒng)新鮮氣帶入熱 放空氣帶出熱 合成反應(yīng)熱 氨分液氨帶出熱 壓縮熱 冷凝液氨帶出熱 氨冷凝熱 熱損失 廢熱鍋爐移出熱 軟水加熱器移出熱 水冷卻器移出熱 氨冷器移出熱 其中的各項熱量說明： 氨冷凝熱QY包括水冷器中和氨冷卻器中的氨冷凝熱。℃) ==++++== ==++++ ===298/===查表得=(kmol℃) =+(273+30)=(kmol℃) =+=(kmolK) 計算得：==6962589KJ/h 出口氣帶出熱按上述方法計算摩爾定壓熱容 =+=(kmol由于新鮮氣基本不含氨，所以采用分壓疊加法計算：解得：(kmol 熱氣體（氨分離器來）帶入熱=7200095KJ/h 氣體（去合成塔）帶出熱由合成塔熱衡算可知= 氨的冷凝熱℃下，由物料衡算結(jié)果，經(jīng)計算：==11319910KJ/h%，其余為溶解的其他氣體，為簡便起見，均計入液氨中，故℃時，（KgK) 由物料衡算知氨分離器，液體排出量每小時=，其中氨量為= Kmol,溶解的氣體為=.算得液體帶出熱：==717238KJ/h而溶解氣帶出熱： ==41573KJ/h總帶出熱：=+=717238+41573=675665KJ/h 液氨冷凝放出熱 由手冊查得，算得==4852125KJ 冷卻水移出熱=+=+48521257200095675665= 需要冷卻水量W取冷卻水溫度為25℃，升高到35℃?！?=(mol℃)==++++====++++151===288/===查表得=(kmol℃)=+(273+30)=(kmol℃)=+=(kmol 氨分離器 水冷器 75℃ 40℃ 30℃ 35℃ 30℃ 20℃ 氣體帶入熱量= 氣體帶出熱量由物料衡算知氣體量為：V4= =+=(kmol此處計算目的是確定出口熱氣體的溫度t9. Q2 Q8 Q9 Q3 冷氣體（即合成一次出口塔氣）帶入熱量= 冷氣體（即合成二次入塔氣）帶出熱量=39687861kJ/h 熱氣體（即軟水加熱器來氣）帶入熱量=42600039kJ/h 熱氣體出口帶出熱量=+=+4260003939687861=根據(jù)此值，按顯熱計算求得出口溫度：=t=75℃熱交換器能量平衡匯總表：熱交換器熱量匯總表 收入項 支出項 項目 熱量 項目 熱量 一次出塔帶入熱 二次進塔帶走熱 39687861 廢熱鍋爐帶來熱 42600039 出口氣帶走熱 合計 水冷器和氨分離器熱量衡算通過能量衡算，可求出水冷移出的熱量和冷卻水消耗量。℃)===10176789kcal/h=42600039kJ/h 熱負荷（可回收的熱量，忽略熱損失）5564328442600039=13043245kJ/h 軟水量假定來水溫度為25℃，預(yù)熱到90℃，則軟水量：47925除供給廢熱鍋爐外，還可送出?！?==++++====++++151===463/===查表得=(kmol℃)=+(273+190)=(kmol℃)=+=(kmol=+=(kmol考慮2﹪熱損失，則由熱平衡，可求得蒸汽量：W===㎏/h軟水帶入熱量為Q軟水=WH水=2709576kJ/h蒸汽帶走熱量為Q汽=WH汽=20007511kJ/h=353019kJ/h廢熱鍋爐能量總匯表：廢熱鍋爐熱量平衡匯總表收入項 支出項項目 熱量 項目 熱量 進爐熱氣 出爐熱氣 55643284 軟水帶入熱 2709576 蒸汽帶出熱 20007511 熱損失 353019 合計 76003814 軟水加熱器熱量計算 25℃ 90℃ 250℃ 190℃ 圖10 軟水加熱器熱量衡算示意圖通過衡算，可以算出可能回收的熱量和預(yù)熱的軟水量作為鍋爐給水?！? (理化數(shù)據(jù) P76）=+=+=(kmol℃)==++++=(kmol℃)=+=(kmol℃)=++=(kmol合成塔熱量平衡匯總表 收入項 支出項 項目 熱量 項目 熱量 一次入塔氣Q1 一次出塔氣Q2 二次入塔氣Q3 39687861 二次出塔氣Q4 反應(yīng)熱 41838610 熱損失 合計 廢熱鍋爐熱量計算 軟水 蒸汽 330℃ 250℃圖9 廢熱鍋爐熱量衡算示意圖通過衡算，可求得廢熱鍋爐熱負荷，從而可知生產(chǎn)蒸汽量。℃)=(kmol由《小氮肥工藝設(shè)計手冊》查圖得：=由物料衡算可知，塔內(nèi)反應(yīng)生成的氨量為=則合成反應(yīng)熱為=()=根據(jù)熱平衡，得=++=+39687861+=占總收入熱100﹪=﹪ 根據(jù)經(jīng)驗，此數(shù)據(jù)是合理的?！? (理化數(shù)據(jù) P76）=+=+=(kmol℃)==++++ =(kmol℃)=+=(kmol℃)=++=(kmol℃) (理化數(shù)據(jù) P76）=+=+=(kmol℃) ==+++