【正文】 別123456789101112循環(huán)機(jī)1235241氨塔92324中空6142氨庫(kù)13332分析51121其它段長(zhǎng)工長(zhǎng)2241112十三、原料及產(chǎn)品的物化特性 原料特性300atm 25℃ H2/N=3序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)值1熱容Cal/mol℃30251074焓T/ molS760mmHg3Tk(臨界)℃4汽化熱Kal/kg5Pr(臨界)atm20℃6粘度Kg（2）冷卻水：由水汽車間提供的循環(huán)水和銅洗工段送來(lái)的冷凝液，水質(zhì)PH=8～，總硬度9～11mg/l,總堿度1～4mg/l,～,耗用量24T/h 。廠址選擇：選擇廠址應(yīng)從地理位置、運(yùn)輸、水源、供電、三廢處理、環(huán)境保護(hù)和職工福利五個(gè)方面考慮。（2） 商城鎮(zhèn)遠(yuǎn)，以解決職工生活福利。（4） 應(yīng)選擇在河流的下游。三廢處理：廢水經(jīng)處理達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)即可直接排入黃灘；廢氣經(jīng)處理達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)即可排入大氣；廢渣經(jīng)過(guò)處理達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)即可直接排除掉。職工福利：為豐富職工業(yè)余文化生活，福利區(qū)應(yīng)設(shè)有電影院、商店、學(xué)校、飯店、公園、托兒所等。（2）消除由于設(shè)備不嚴(yán)密而產(chǎn)生的漏氣現(xiàn)象。（4）灼傷的設(shè)備表面要妥善地加以保護(hù)。（6）保證生產(chǎn)廠房有必要的通風(fēng)。（2）勞動(dòng)保護(hù)用品的更換，因按規(guī)定進(jìn)行。（4）勞動(dòng)保護(hù)用品嚴(yán)禁非生產(chǎn)時(shí)間使用及帶回家。（6）供應(yīng)科必須經(jīng)安全科審查方可領(lǐng)取。（8）對(duì)于公用的防護(hù)用品，必須由專人負(fù)責(zé)交接班保管使用。各設(shè)備操作條件與前相同。CP值均用分壓迭加法進(jìn)行計(jì)算。液氨在5℃時(shí)的焓為H=（）Kcal/kgQ8=17（+）/=2573Kcal管內(nèi)熱氣體帶出熱Q7T=23℃ P=310atm組成NH3N2H2CH4Ar合計(jì)YiPiCPiCPiYiQ7=23=130192Kcal管內(nèi)液氨帶出熱Q11 23℃Q11=17（）=3084Kcal管外液氨帶出熱Q810=2573Kcal管外冷凝氣體帶出熱Q1總帶入熱∑Q入=Q6+Q9+Q8+Q10=241644＋26264＋2573＋33530=304011 Kcal總帶出熱∑Q出=Q1+Q7+Q10+Q11=Q1+130192+2573+3084=Q1+135849Kcal根據(jù)∑Q入=∑Q出 Q1=∑Q入135849=168162Kcal求冷氣出口溫度設(shè)冷氣出口溫度分別為31℃，33℃，32℃成分NH3N2H2CH4Ar合計(jì)YiPiCpi=31℃Cpi=33℃Cpi=32℃Cpiyi=31℃Cpiyi=33℃Cpiyi=32℃t1=Q5/MCP=168162=℃ 設(shè)t1=31℃t1=Q1/MCP=168162=℃ 設(shè)t1=33℃t1=Q1/MCP=168162=℃ 設(shè)t1=32℃∵當(dāng)假設(shè)t1=32℃時(shí)，℃=℃＜℃ ∴符合要求冷凝塔熱量平衡總表入方Kcal出方Kcal管內(nèi)熱氣體帶入熱Q6 241644管內(nèi)熱氣體帶出熱Q7 130192管外熱氣體帶入熱Q9 26264管內(nèi)液體帶出熱 3084管內(nèi)液氨冷凝熱Q8 33530管外液氨帶出熱Q10 2573管外液氨帶入熱 Q10 2573管外冷氣帶出熱Q1 168162小計(jì) 304011304011三、合成塔熱量計(jì)算入塔氣體帶入熱 Q1=168162Kcal氨反應(yīng)熱 Q2= Kcal/kgNH31000 kgNH3 =776600Kcal出口氣體帶出熱Q3 根據(jù)∑Q入=∑Q出 Q1+Q2=Q3Q3=168162＋776600=944762Kcal求合成塔出口氣體溫度設(shè)t=185℃ t=187℃ t=186℃ P=290atm組分NH3N2H2CH4Ar合計(jì)YiPiCpit=185℃Cpit=187℃Cpit=186℃Cpiyit=185℃Cpiyit=187℃Cpiyit=186℃t3= Q3=℃ t=185℃t3= Q3=℃ t=187℃t3= Q3=℃ t=186℃℃ 假設(shè)溫度186℃℃186℃=℃＜ ∴符合要求熱量平衡表入方Kcal出方Kcal氣體帶入熱168162氣體帶出熱 944762氨反應(yīng)熱 776600小計(jì) 944162小計(jì) 944762四、水冷器熱計(jì)算氣體帶入熱量Q3=944762Kcal液氨冷凝熱查《小氮肥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1011 當(dāng)t=33℃時(shí)Q5=17=141939Kcal氣體帶出熱Q4 t=33℃ P=285atm組分NH3N2H2CH4Ar合計(jì)YiPiCPiYiCPiQ4=液氨帶出熱Q/5查《小氮肥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1011 33℃Q/5=17=19588Kcal冷卻水帶走熱Q13Q13=Q3+Q5Q4Q5=944762+14193916498019588=902133Kcal水冷器熱平衡表入方Kcal出方Kcal氣體帶入熱 Q3 944762氣體帶出熱 Q4164980液氨冷凝熱Q5 141939液氨帶出熱 Q5 19588冷卻水帶出熱 Q13 902133小計(jì) 1086701小計(jì)算 1086701五、氨冷器熱量計(jì)算氣體帶入熱Q7，同冷凝塔熱氣帶出熱量相同∴Q=30192Kcal液氨帶入熱Q/8，同冷凝塔熱氣中液氨帶出熱相同∴Q/8=3084Kcal氣體中氨冷器放出熱量Q3放5℃查《小氮肥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1011Q3放=17=102629Kcal冷量損失（Q7+Q/8+Q3放Q9Q15）3%=6212Kcal氣體帶出熱 Q9=26264液氨帶出熱 Q15=2573Kcal液氨所需熱Q10=Q7+Q/8+Q3放Q9Q15+6212 =30192＋3084＋102629－26264－2573＋6212=213280Kcal氨冷器熱量平衡表入方 Kcal出方 Kcal進(jìn)氣帶入熱 130192氣體帶出熱 Q9 26264液氨帶入熱 Q8 3084液氨帶出熱Q15 2573氨冷凝放出熱Q3放 102629液氨所需熱Q16 213280冷量損失 6212小計(jì) 242117小計(jì) 242117第四章 設(shè)備計(jì)算一、冷凝塔（一）計(jì)算目的冷凝塔設(shè)計(jì)的傳熱面積是110m3，本計(jì)算是驗(yàn)算傳熱面積是否合適。d/H）（3100t：管間距m D1D2 擋板的內(nèi)外徑mG：流體的重量流速 kg/徑向：S1=π（D1+D2）/2（D12D22）（1β）β=(d外/t)2 S=S1S2管內(nèi)α均按譚天恩等編的《化工原理》上冊(cè)P242 533式計(jì)算α=（三）計(jì)算負(fù)荷管外冷氣體帶入熱 Q9=26264Kcal管外冷氣體帶出熱 Q1=168162Kcal熱負(fù)荷Q=（16816226264）=（四）平均溫度差管內(nèi)：42℃、23℃ 管間32℃、5℃ 差值10℃、18℃Δtm=（1810）/ln18/10=（五）選取α值或K值管內(nèi)給熱系數(shù)的計(jì)算溫度=（42+23）/2=℃ P=（310+315）/2= 成份NH3N2H2CH4Ar合計(jì)YiPiYiCiYiPi軸向 S2=π/4（D12－D22）（1－β） =（）〔（）2〕=㎡S=（S1S2）1/2=（）1/2=㎡G=15900/α1=f2（5272961093600）（36001660109/） =1164 Kcal/.℃式中Re=125922 Pr= 總傳熱系數(shù)K的計(jì)算K=1/（d均/d內(nèi)+內(nèi)+d均/d外+外+δ/λ+Rc）（以平均面積為準(zhǔn)） =1/（1548＋1164＋＋）=423Kcal/.℃?zhèn)鳠崦娣e校核 F=Q/KΔtm=496643/423=安全系數(shù)=110/= ∴換熱器合乎要求二、立式蛇管式蒸發(fā)器（一）計(jì)算目的氨冷器設(shè)計(jì)傳熱面積105m2 本計(jì)算驗(yàn)算是否合適（二）計(jì)算依據(jù)設(shè)備規(guī)格CP=℃M平=17＋28＋2＋（16＋40）=V=（＋）/2=已知 di= λ=℃ μ=1770G=1/= kg/Re=1093600=91621Pr=CPμg/λ=17701093600/=α1=λ/d ==1548Kcal/℃管間給熱系數(shù)計(jì)算T=（32+5）/2=℃ P=（305+300）/2=成份NH3N2H2CH4Ar合計(jì)YiPiCPiYiCPiM=17＋28＋2＋（16＋40）=d0= λ=℃ μ=1660V=15900Hm3/h徑向：S1=π（D1＋D2）/2?h（1d外/t） =（＋）/2（）/=（1） 殼體 φ2100243855（2） 蛇管 φ5111 n=12操作條件（1）氣體溫度 （2）氣體壓力 （3）氣體成分 （4）進(jìn)出口含量上述均按前設(shè)計(jì)計(jì)算 液氨蒸發(fā)溫度5℃定性溫度下 μ=℃α蛇=α直（1+）此式根據(jù)《小氮肥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P323式123進(jìn)行校正式中R：蛇管曲率半徑mR的計(jì)算 F=πd均nL式中n：蛇管根數(shù) L：蛇管長(zhǎng)度 d均：蛇管平均直徑N=（∑l/πt）1/2式中t：管間距m t= ∑： N：層數(shù)（三）熱負(fù)荷計(jì)算液氨蒸發(fā)吸收即為熱負(fù)荷Q=Q16=213280=746480Kcal/h（四）平均溫度差Δtm=[（23（5）][5（5）]/lg28/10=℃（五）傳熱系數(shù)的計(jì)算管內(nèi)給熱示數(shù)的計(jì)算T=（23+5）/2=14℃ P=（310+305）/2=成份NH3N2H2CH4Ar合計(jì)Yi（進(jìn)）Pi（出）YiFiPiYiPiM平=17＋28＋2＋（16＋40）=V=（＋15900）/2=16G=（）212=Re=dG/H=Pr=HCP/λ==t===d均= L=12=N=（∑l/πt）1/2 ==19層D=L/πN =19=R=D/2=α內(nèi)=λ/d（1＋d/R） =（1＋）=5836Kcal/m2h.℃管外給熱系數(shù)計(jì)算α=80（εF/1000）（1+）此式由《小氮肥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P332 式12349式中α：給熱系數(shù) Kcal/ m2h.℃ d外：管子外徑εF：?jiǎn)挝幻娣e熱負(fù)荷 Kcal/ m2h設(shè)傳熱面積80m2則εF=746480/80=9331 Kcal/ m2hα=80（9331/1000）（1＋）=2287 Kcal/ m2h.℃K=1/（ d均/d內(nèi)λ內(nèi)＋d均/ d外λ外＋δ/λ＋RC）=1/（40/583629＋40/228751＋＋）=513 Kcal/ m2h.℃F=Q/KΔtm =746480/513=與假設(shè)相遠(yuǎn)，故計(jì)算無(wú)效設(shè)傳熱面積為79m2則εF=746480/79=9447 Kcal/ m2hα=80（9447/1000）（1＋）=2307Kcal/ m2h.℃K=1/（ d均/d內(nèi)λ內(nèi)＋d均/ d外λ外＋δ/λ＋RC）=1/（40/583629＋40/230751＋＋）=540 K