年產(chǎn)15萬(wàn)噸液氨合成工段工藝設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-06-09 12:30本頁(yè)面
【正文】 = KJ/熱氣體對(duì)板傳熱系數(shù)：t進(jìn)=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(fù)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(jìn)氣量 V==(標(biāo))/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。NH3,3=（）/=V0,3= V3(1 y0,3)[1+ yNH3,3/(1 y0,3)]= ()(1+())= 第三段催化劑用量⊿Vk，3= A3,3 V03= = m3各段計(jì)算結(jié)果如下表段數(shù)n名稱123進(jìn)口溫度tk,n1,℃412出口溫度tk,n, ℃447487進(jìn)口氨含量yNH3,n1,％出口氨含量yNH3,n,％氨產(chǎn)量⊿M3n,Kmol/h催化劑單位反應(yīng)熱，KJ/()（1）選型 選螺旋板換熱器，外殼216。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(zhǎng)度反應(yīng)熱 Q3=⊿I3/⊿L3 =()y0,3= （y186。NH3,3= (1/rNH3)3 =()/m3(1/rNH3)平3=[(1/rNH3)2+(1/rNH3)3]/2=()/m3A3,3 = (1/rNH3)平3 x(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(dāng) tk,2=412℃, y186。NH3,3=實(shí)際出口氨含量：yNH3,3= y186。NH3,2/（1+ y186。NH3,2）由公式y(tǒng)186。NH3,2）=+ y186。NH3,2）= + y186。NH3,3)=⊿M3/ V03+ y186。NH3,2)：令氣體第三段焓升（反應(yīng)熱）⊿I3⊿I3=Mk,2 C平pk,3 (tk,3 tk,2)=⊿M3 x⊿HT3∴⊿M3 = Mk,2 C平pk,3 (tk,3 tk,2)/⊿HT3=()/65437= Kmol/h⊿I3=⊿M3x⊿HT3==： 由公式y(tǒng)186。NH3,2=, (1/rNH3)2=()/m3(標(biāo))(1/rNH3)2平=（(1/rNH3)2＋(1/rNH3)1）＝ ()/m3(標(biāo))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(jì)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。NH3,0)/ Ef =()/= x105()/m3與假定第一段常數(shù)A1相符，故假定溫度求tk,1=447℃正確本段單位長(zhǎng)度反應(yīng)熱 Q1=⊿I1/⊿L1 =()第一段催化劑用量⊿Vk，1= A1,1 V01= = m3②第二絕熱床層的計(jì)算 進(jìn)第二絕熱床層摩爾流量 ：Mk2= Mk1+ Mk0=+=無(wú)惰性氣體氨分解基流量：V0,?= V2(1 y0,2)[1+ yNH3,2/(1 y0,2)] ()(1+())=%,則第二絕熱床層無(wú)惰性氣體進(jìn)出口氨含量：y0NH3,2=()= y0NH3,1=氨生成量：ΔM2=Vo,2/(yoNH3,2/(1＋yoNH3,2) yoNH3,21/(1＋yoNH3,21))ΔM2=((1+)(1+))=假設(shè)第二段出口溫度為458℃,查得Cpk,2平= KJ/(Kmol. ℃), ΔHT1=55732KJ第二段出口溫度核算：tk,2 =⊿M2x⊿HT2/( Mk1Cpk,2平)+ tk,1=()+447=℃與假定值相同，計(jì)算有效由A106催化劑活性曲線查(1/rNH3)n1, (1/rNH3)n當(dāng)tk,1=447℃時(shí)，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=（）=,1(反算tk,1) 由A106催化劑活性曲線查(1/rNH3)1，(1/rNH3)2當(dāng) tk,0=412℃, y186。NH3,1=實(shí)際出口氨含量：yNH3,1= y186。NH3,0/（1+ y186。NH3,0）由公式y(tǒng)186。NH3,0）=+ y186。NH3,0）= + y186。NH3,1)=⊿M1/ V01+ y186。NH3,0為扣除了惰性氣體的第n段催化劑進(jìn)出計(jì)算氨含量，（1/rNH3)平n為第n段進(jìn)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。NH3,0)其中 ⊿Vk表示第n1段至n段催化劑用量 V01為入塔氨分解基無(wú)惰性氣體體積流量 Ef為催化劑活性系數(shù)y186。（1） 基本數(shù)據(jù)：進(jìn)塔氣成分 H2 ，N2 ，CH4 ，Ar , NH3 ：V1=無(wú)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(gè)催化劑床層分成三段，各段尺寸見下表：n123小計(jì)⊿Ln,mm1500250035007500⊿Vkn,m3An,n,x106()/m3Ef(2)分段計(jì)算： ①第一段絕熱層溫度分布計(jì)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。四川理工學(xué)院工程名稱設(shè)備一覽表編制曹蘭編號(hào)1校核第1 頁(yè)共1頁(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目審核序號(hào)位號(hào)設(shè)備名稱及規(guī)格圖號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)號(hào)單位數(shù)量材料技術(shù)特性表編號(hào)備注1E0301合 成 塔臺(tái)12C0301氨冷凝器Ⅰ臺(tái)116MnR3C0302氨冷凝器Ⅱ臺(tái)116MnR4C0303循環(huán)加熱器臺(tái)11Cr18NiTi5C0304沸熱鍋爐臺(tái)11Cr18NiTi6C0305冷交換器臺(tái)116MnR7C0306水冷器臺(tái)18J0301循環(huán)壓縮機(jī)臺(tái)19F0301氨分離器臺(tái)116MnR10F0302氨罐120MnMo修
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