【正文】 2— 16 表壓 ，液位保持在 2/3，液體經(jīng)自動調(diào)節(jié)及渦輪流量計計量后，入兩根主管，送往 671 液氨倉庫，溶于液氨中的氣體在收集槽內(nèi) 23 由于減壓而放出，送往液氨倉庫轉(zhuǎn)送 8012 號，在氨分離器后設有吹出管線，以吹出氨合成過程中在循環(huán)氣中積累的惰性氣體（ CH4+Ar），氨合成系統(tǒng)根據(jù)情況，可以采用單循環(huán)氣及雙循環(huán)操作，所謂雙循環(huán)即：若干塔作為Ⅰ循環(huán)，其吹出氣為Ⅱ 循環(huán)塔的補充氣，Ⅱ循環(huán)塔的吹出氣由總管引到氨回收裝置，再次冷凝（冷卻 20℃）分離回收，其中氨量，經(jīng)氨回收后的氣體送入吹出氣總管，供 各用戶使用。 液氨、氣氨流程： 由 671 號二條主管送入 670Ⅰ號，轉(zhuǎn)進入各氨系統(tǒng)的蒸發(fā)器內(nèi)及各循環(huán)機前后填料函盒內(nèi)，經(jīng)減壓 、蒸發(fā)使管內(nèi)循環(huán)氣溫度降低，蒸發(fā)后的氣氨分 ， ，硝銨Ⅰ號生產(chǎn)硝銨， 表壓氨氣經(jīng)氣柜送入硝酸車間生產(chǎn)硝酸用 表壓氨氣管上也配有送 3047，脫硫用氨氣管邊。 十一、 2 段生產(chǎn)分析及控制項目 2 段生產(chǎn)分析及控制項目表 見下： 序號 分析控制項目 控制指標 控制方法 取樣地點 檢查數(shù) 24 1 新鮮氣含量中各 H2 — 75% 新鮮氣總管 手動分析 1 次 /班 1 成份 CO 30PPM 新鮮氣總管 色譜 1 次 /班 1 CO2 5PPM 新鮮氣總管 色譜 1 次 /班 1 CH4+ Ar % 新鮮氣總管 手動分析 1 次 /班 1 H2/ N2 — 新鮮氣總管 手動分析 1 次 /班 2 循環(huán)氣 H2 62— 69% 塔入口管線 色譜 1 次 /班 2 CH4 Ⅰ循環(huán) 3— 8% Ⅱ 10% 塔入口管線Ⅱ 循環(huán)塔入口 色譜 1 次 /班 3 氨吹出氣 H2 3 CH4 3 NH3 2% 吹出管線 手動分析 2 次 /周 3 Ar 3 N2 4 合成塔入口氨含量 3% 塔入口管線 手動分析 1 次 /天 4 合成塔出口氨含量 9% 塔出口管線 手動分析 1 次 /天 4 氨貯缸氣中 NH3% 40% 收集槽吹出管 手動分析 1 次 /天 4 氨純度分析 % 氣氨總管 手動分析 1 次 /天 十二、 崗位人員定額 崗位人員定額表如下： 崗位 各崗位 總人數(shù) 每 班 人 數(shù) 工 資 級 別 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 25 循環(huán)機 12 3 5 2 4 1 氨塔 9 2 3 2 4 中空 6 1 4 2 氨庫 13 3 3 2 分析 5 1 1 2 1 其它 段長 工長 2 2 4 1 1 1 2 十三、原料及產(chǎn)品的物化特性 原料特性 300atm 25℃ H2/N=3 序號 項目 單位 數(shù)值 1 熱容 Cal/mol ℃ 3025 107 4 焓 T/ mol S 760mmHg 3 Tk(臨界 ) ℃ 4 汽化熱 Kal/kg 5 Pr(臨界 ) atm 20℃ 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： 選擇廠址應從地理位置、運輸、水源、供電、三廢處理、環(huán)境保護和職工福利五個方面考慮。 （ 2） 商城鎮(zhèn)遠，以解決職工生活福利。 （ 4） 應選擇在河流的下游。 27 三廢處理： 廢水經(jīng)處理達到國家標準即可直接排 入黃灘； 廢氣經(jīng) 處理達到國家標準即可排入大氣； 廢渣經(jīng)過處理達到國家標準即可直接排除掉。 職工福利：為豐富職工業(yè)余文化生活，福利區(qū)應設有電影院、商店、學校、飯店、公園、托兒所等。 （ 2）消除由于設備不嚴密而產(chǎn)生的漏氣現(xiàn)象。 （ 4）灼傷的設備表面要妥善地加以保護。 （ 6）保證生產(chǎn)廠房有必要的通風。 （ 2）勞動保護用品的更換，因按規(guī)定進行。 （ 4）勞動保護用品嚴禁非生產(chǎn)時間使用及帶回家。 （ 6）供應科必須經(jīng)安全科審查方可領取。 （ 8）對于公用的防護用品， 必須由專人負責交接班保管使用。 各設備操作條件與前相同 。 33 CP 值均用分壓迭加法進行計算 。 液氨在 5℃時的焓為 H=（ ） Kcal/kg Q8= 17（ +） /=2573Kcal 管內(nèi)熱氣體帶出熱 Q7 T=23℃ P=310atm 組成 NH3 N2 H2 CH4 Ar 合計 Yi Pi CPi CPiYi 35 Q7= 23=130192Kcal 管內(nèi)液氨帶出熱 Q11 23℃時熱焓為 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+Q 10=241644＋ 26264＋ 2573＋ 33530=304011 Kcal 總帶出熱∑ Q 出 =Q1+Q7+Q 10+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 設冷氣出口溫度分別為 31℃， 33℃， 32℃ 成分 NH3 N2 H2 CH4 Ar 合計 Yi Pi Cpi=31℃ Cpi=33℃ Cpi=32℃ Cpiyi=31℃ Cpiyi=33℃ Cpiyi=32℃ t1=Q5/MCP=168162 =℃ 設 t1=31℃ t1=Q1/MCP=168162 =℃ 設 t1=33℃ t1=Q1/MCP=168162 =℃ 設 t1=32℃ 36 ∵當假設 t1=32℃時，計算的溫度為 ℃ =℃＜ ℃ ∴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 Q 10 2573 管外液氨帶入熱 Q 10 2573 管外冷氣帶出熱 Q1 168162 小計 304011 304011 三、合成塔熱量計算 入塔氣體帶入熱 Q1=168162Kcal 氨反應熱 Q2= Kcal/kgNH3 1000 kgNH3 =776600Kcal 出口氣體帶出熱 Q3 根據(jù)∑ Q 入 =∑ Q 出 Q1+Q2=Q3 Q3=168162＋ 776600=944762Kcal 求合成塔出口氣體溫度 設 t=185℃ t=187℃ t=186℃ P=290atm 組分 NH3 N2 H2 CH4 Ar 合計 Yi Pi Cpit=185℃ Cpit=187℃ Cpit=186℃ 37 Cpiyit=185℃ Cpiyit=187℃ Cpiyit=186℃ t3= Q3 =℃ t=185℃ t3= Q3 =℃ t=187℃ t3= Q3 =℃ t=186℃ 計算溫度為 ℃ 假設溫度 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 氨反應熱 776600 小 計 944162 小計 944762 四、水冷器熱計算 氣體帶入熱量 Q3=944762Kcal 液氨冷凝熱 查《小氮肥廠工藝設計手冊》表 1011 當 t=33℃時 汽化潛熱為 Q5= 17 =141939Kcal 氣體帶出熱 Q4 t=33℃ P=285atm 組分 NH3 N2 H2 CH4 Ar 合計 Yi 38 Pi CPiYi CPi Q4= 液氨帶出熱 Q/5 查《小氮肥廠工藝設計手冊》表 1011 33℃時焓為 Q/5= 17 =19588Kcal 冷卻水帶走熱 Q13 Q13=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 1086701 小計算 1086701 五、氨冷器熱量計算 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《小氮肥廠工藝設計手冊》表 1011 39 汽化潛熱為 Q3 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 242117 小計 242117 第四章 設備計算 一、冷凝塔 （一）計算目的 冷凝塔設計的傳熱面積是 110m3，本計算是驗算傳熱面積是否合適。 d/H） （ 3100 t：管間距 m D1D2 擋板的內(nèi)外徑 m G：流體的重量流速 kg/ 徑向： S1=π（ D1+D2） /2（ D12D22）（ 1β ） β =(d 外 /t)2 S=S1 S2 管內(nèi)α均按譚天恩等編的《化工原理》上冊 P242 533 式計算 α = /d （三）計算負荷 41 管外冷氣體帶入熱 Q9=26264Kcal 管外冷氣體帶出熱 Q1=168162Kcal 熱負荷 Q=（ 16816226264） =（四）平均溫度差 管內(nèi)： 42℃ 、 23℃ 管間 32℃ 、 5℃ 差值 10℃ 、 18℃ Δ tm=（ 1810） /ln18/10= （五）選取α值或 K 值 管內(nèi)給熱系數(shù)的計算 溫度 =（ 42+23） /2=℃ P=（ 310+315） /2= 成份 NH3 N2 H2 CH4 Ar 合計 Yi Pi YiCi YiPi 軸向 S2=π/4（ D12－ D22） （ 1－ β ） = （ ） 〔 （ ） 2〕 = ㎡ S=（ S1S2） 1/2=（ ） 1/2= ㎡ G=15900/ α 1= f2（ 527296 109 3600） （ 3600 1660 109/ ） =1164 Kcal/.℃ 42 式中 Re=125922 Pr= 總傳熱系數(shù) K 的計算 K=1/（ d 均 /d 內(nèi) +內(nèi) +d 均 /d 外 +外 +δ /λ +Rc）（以平均面積為準） =1/（ 1548＋ 1164＋ ＋ ） =423Kcal/.℃ 傳熱面積校核 F=Q/KΔ tm=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）計算目的 氨冷器設計傳熱面積 105m2 本計算驗算是否合適 （二）計算依據(jù) 設備規(guī)格 CP=℃ M 平 = 17＋ 28＋ 2＋ （ 16＋ 40）=V=（ ＋ ） /2=已知 di= λ =℃ μ =1770