【正文】 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 32 式中各物性數(shù)據(jù)均取平均溫度 4 5 2 2 9 8t 3 7 5 C2??? 1）壓縮系數(shù) 查各氣體臨界常數(shù) 如下表 表 417 臨界常數(shù) 3NH Ar 2H 2N iy ciTK， 151 ciP MPa， c m i c iT y T0 .2 1 4 0 5 .6 0 .1 8 8 8 8 1 5 1 0 .4 1 6 4 8 3 3 .3 0 .1 8 4 6 4 1 2 6 .21 5 0 .8 7 K?? ? ? ? ? ? ? ??? c m i c iP y P0 .21 11 .39 5 0 .18 888 62+ 164 8 96+ 8464 93=4 .47 8MPa?? ? ? ? ? ?? 對比壓力 r cmP 9 .3 2P 2 .0 8 1P 4 .4 7 8? ? ? 對比溫度 r cmT 3 7 5 + 2 7 3T 4 .2 9 5T 1 5 0 .8 7? ? ? 由 rP =， rT = Z= 2）混合氣體分子量 iiM= y M0 .21 17 0 .18 888 40 0 .41 648 2 0 .18 464 2817 .12 8? ? ? ? ? ? ? ??? 3）氣體比熱容 pC pC 32 .0 83 K J/K m ol C? 4）導(dǎo)熱系數(shù) 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計 33 含氨混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù)，用氨的對比導(dǎo)熱系數(shù)圖進(jìn)行計算 表 418 導(dǎo)熱系數(shù) 3NH Ar 2H 2N iy ciTK， ci K J/ m h C)? ， ( ciP MPa， c m i c iT y T0 .2 1 4 0 5 .5 0 .1 8 8 8 8 1 5 1 .2 0 .4 1 6 4 8 3 3 .3 0 .1 8 4 6 4 1 2 6 .21 5 0 .8 9 K?? ? ? ? ? ? ? ???， ， c m i c iP y P0 .2 1 1 8 .0 3 0 .1 8 8 8 8 4 .8 6 2 + 0 .4 1 6 4 8 1 .5 6 8 + 0 .1 8 4 6 4 3 .3 9 3= 5 .9 8 4 M P a?? ? ? ? ? ??， ， c m i c iy0 .2 1 0 .6 6 9 6 0 .1 8 8 8 8 0 .1 0 6 8 0 .4 1 6 4 8 0 .3 6 8 7 0 .1 84 6 4 0 .1 2 8 6 60 .3 3 8 1 K J/ m h C)???? ? ? ? ? ? ? ???， ，( 求假對比參數(shù) ,r ,cm,r ,cmP 9 .3 2P 1 .5 5 9P 5 .9 8T 3 7 5 + 2 7 3T 4 .2 9 5T 1 5 0 .8 9? ? ?? ? ? 由 ,rP ， ,rT 查得 r ?? 5）氣體粘度 r cm= J/ m h C )???? ? ? ，(陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 34 表 419 氣體粘度 3NH Ar 2H 2N iy iM 4 iC 1 i,Kg/(m h? ） 含氨混合氣體的粘度由下式計算 i i i ii=1 iiy M CyM?? ? ?= iiyM0 .21 4 .12 0 .18 888 6 .32 0 .41 648 1 .41 0 .18 464 5 .2 93 .62 3? ? ? ? ? ? ? ??? i i i ii= 1 iiy M CyM0 .2 1 4 .1 2 0 .9 7 0 .0 8 6 0 .4 1 6 4 8 1 .4 1 1 0 .0 4 9 83 .6 2 3 3 .6 2 30 .1 8 4 6 4 5 .2 9 0 .9 2 0 .1 0 6 2 0 .1 8 8 8 8 6 .3 2 1 0 .1 4 63 .6 2 3 3 .6 2 30 .1 0 1 2 K g /( m h?? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ??????） 6）雷諾準(zhǔn)數(shù) 重量流量 V M 1 8 6 9 6 2 . 8 9 7 1 7 . 1 2 8W = 1 4 2 9 5 9 . 8 4 4 K g /h2 2 4 2 2 . 4 ???. 設(shè)管道數(shù)量為 300根 則管道載面積 22F = 300 0 .0530m? ? ? 重量流速 62W 1 4 2 9 5 9 . 8 4 4G = 2 . 6 9 7 1 0 K g /m hF 0 . 0 1 7 7?? 6 50d G 0 . 0 1 5 2 . 6 9 7 1 0R e = 3 . 9 9 8 1 00 . 1 0 1 2? ??? ? ? 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計 35 ? 7）普蘭特準(zhǔn)數(shù) C p 32 .0 83 0 .1 01 2P r = 0 .4 66 90 .4 06 17 .1 28MP r 0 .7 37??????? 管內(nèi)給熱系數(shù) 0? 0 . 8 0 . 40020 .023 R e P rd0 .4060 .023 303 02 .55 0 .7370 .015139 03 .02K J m h C )?? ? ? ?? ? ? ?? /( 。 （ 1） 廢熱鍋爐 Ⅰ 設(shè)備工藝計算 ① 計算條件 1）選臥式 U型換熱管 2）管尺寸 24 ?? d 0 .0 2 4 m d 0 .0 1 5 m d 0 .0 1 9 5 m? ? ?外 內(nèi) 3）熱負(fù)荷 Q=17 95 15 0. 07 6KJ? 4）產(chǎn)量 3w= / h 5）氣體壓力 P= 6）氣體入口溫度 t 452C?入 7）氣體出口溫度 t 298 C?出 8）軟水入口溫度 t 30C?水 9）副產(chǎn)蒸汽壓力 P= 10）蒸汽飽和溫度 t C?蒸 11）進(jìn)氣量 3V =1 869 62. 897 m ( / h標(biāo) ） 12）進(jìn)水量 w = g/ h ② 管內(nèi)給熱系數(shù) 0? 的計算 0 .8 0 .4000 .0 2 3 R e Prd?? ? ? ? 式中： K J m h C ) 。 循環(huán)回路中氫平衡 2 2 3 323322H H N H N HHV y V y V y V y V y L? ? ? ? ?回 回 弛 弛 回 回 弛 弛補(bǔ) 補(bǔ) 氨 （ 1） 循環(huán)回路中氮平衡 2 2 3 321 1 12 2 2N N N H N HNV y V y V y V y V y L? ? ? ? ?回 回 弛 弛 回 回 弛 弛補(bǔ) 補(bǔ) 氨 （ 2） 循環(huán)回路中惰性氣體平衡 rrAAV y V y V y??r 回 回 弛 弛補(bǔ) A 補(bǔ) 0 .0 0 2 5 0 .2 0 1 1 7 0 .1 1 1 1 1V V V??回 弛補(bǔ) 80 .4 68 49 8. 12 8VV??回補(bǔ) （ 3） 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 循環(huán)回路中氨平衡 33 3 3NHNH NH NHV y V y V y V y L? ? ? ?入 入出 出 回 回 弛 弛 氨 0 .2 1 0 .0 2 5 0 .1 5 8 5 5 1 1 .2 0 8 0 .5 9 5 7 4 1 3 1 8 .5 8 3 0 .9 9929V V V? ? ? ? ? ?入出 回 55 132 V V? ? ?入出 回 （ 4） 循環(huán)回路中總物料平衡 V V V V L V V V? ? ? ? ? ? ? ? ?入 出 回 弛 出 回補(bǔ) 氨 補(bǔ) （ 5） 將（ 1）式（ 2）式聯(lián)立 2 2 3 2 2 322( ) ( 2 ) ( 2 ) 2H N NH H N NHHNV y y V y y y V y y y L? ? ? ? ? ? ? ?回 回 回 回 弛 弛 弛 弛補(bǔ) 補(bǔ) 補(bǔ) 氨 97 5 57 38 26 51 .93 3VV??回補(bǔ) 59 78 26 58 .57 9VV??回補(bǔ) （ 6） 將（ 3）式（ 6）式聯(lián)立求解 V回 = 3m( )標(biāo) 代入（ 6）式得 V補(bǔ) = 3m( )標(biāo) 聯(lián)立（ 4）式和（ 5）式 0 . 2 1 0 . 0 2 5 0 . 1 5 8 5 5 1 3 2 4 . 3 2 41 3 2 9 . 7 9 1V V VV V V V? ? ???????? ? ? ???入出 回入 出 回補(bǔ) 將 V回 ， V補(bǔ) 代入上式得 V 0 .119V 632 6 .820??入出 V V 132 ??入 出 解得： 3V 8688 .439m ( )?入 標(biāo) 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計 21 3V 7360 .744m ( )?出 標(biāo) 合成塔物料計算 : 入塔物料： 36V 8688 .439m ( )? 標(biāo) 其中： 3NH 3 36 N HV 86 88 .4 39 2 .5 % 21 7 .2 11 m ( )? ? ? 標(biāo) Ar 36A rV 86 88 .4 39 16 % 13 90 .1 50 m ( )? ? ? 標(biāo) 2H 2 36HV 86 88 .4 39 58 .2 14 % 50 57 .8 88 m ( )? ? ? 標(biāo) 2N 2 36NV 86 88 .4 39 23 .2 86 % 20 23 .1 90 m ( )? ? ? 標(biāo) 出塔物料： 37V 7360 .744 m ( )? 標(biāo) 其中： 3NH 3 37 N HV 73 60 .7 44 21 % 15 45 .7 56 m ( )? ? ? 標(biāo) Ar 37A rV 73 60 .7 44 18 .8 88 % 13 90 .2 97 m ( )? ? ? 標(biāo) 2H 2 37HV 73 60 .7 44 41 .6 48 % 30 65 .6 03 m ( )? ? ? 標(biāo) 2N 2 37NV 73 60 .7 44 18 .4 64 % 13 59 .0 88 m ( )? ? ? 標(biāo) 合成塔生成氨含量： 3 3 3 3N H 7 N H 6 N HV V V 1 5 4 5 .7 5 6 2 1 7 .2 1 1 1 3 2 8 .5 4 5 m ( ) 1 0 0 8 .2 7 1 K g? ? ? ? ? ? ?標(biāo) （ 6） 物料計算匯總表 表 412 物料計算匯總 （ 1） 補(bǔ)充新鮮氣 % 3 3m ( )/ tNH標(biāo) 3m( )/h標(biāo) Kmol/h 3NH —— —— —— —— 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 Ar 2H 2N ∑ （ 2）（ 15）組合深冷器出口氣體 % 3 3m ( )/ tNH標(biāo) 3m( )/h標(biāo) Kmol/h 3NH Ar 2H 2N ∑ （ 3）（ 4）（ 5）（ 6）合成塔入口氣體 % 3 3m ( )/ tNH標(biāo) 3m( )/h標(biāo) Kmol/h 3NH Ar 2H 2N ∑ （ 7）（ 8）（ 9）（ 10）（ 11）合成塔出口氣體 % 3 3m ( )/ tNH標(biāo) 3m( )/h標(biāo) Kmol/h 3NH Ar 2H 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計 23 2N ∑ （ 12）（ 13）氨分離器進(jìn)口（氣體） % 3 3m ( )/ tNH標(biāo) 3m( )/h標(biāo) Kmol/h 3NH Ar 2H 2N ∑ （ 12）（ 16）（ 17）氨分離器進(jìn)口（液體） % 3 3m ( )/ tNH標(biāo) 3m( )/h標(biāo) Kmol/h 3NH Ar 2H 2N ∑ （ 14）回收氣 % 3 3m ( )/ tNH標(biāo) 3m( )/h標(biāo) Kmol/h 3NH Ar 2H 2N ∑ 陜西科技大學(xué)畢