【正文】 液氨百分?jǐn)?shù)： G 分 ％ =L15x15/(L15+L16x16) 100％ = ( + ) 100 =％ 冷交換器分離液氨百分?jǐn)?shù)： G 冷 ％ =1G分％ =％ 計算誤差 =（ G′ G 分 ） /G′ =％ 液氨貯槽物料計算 進(jìn)槽物料：氨分離器入槽液體 L15= m3 其中 NH3 L15NH3= = CH4 L15CH4= = Ar L15Ar= = H2 L15H2= = N2 L15N2= = 冷交換器入槽液體 L16= m3 其中 NH3 L16NH3= = CH4 L16CH4= = Ar L16Ar= = H2 L16H2= = 22 N2 L16N2= =.482m3 入槽混合物料 L21=L15+L16= + = m3 各組分物料含量： L21i=L15i+L16i 其中 NH3 L21NH3= + = CH4 L21CH4= + = Ar L21Ar= + = H2 L21H2= += N2 L21N2= + = 百分含量 x21i=L21i/L21 其中 NH3 x21NH3= 100％ =％ CH4 x21CH4= 100％ =% Ar x21Ar= 100％ =% H2 x21H2= 100％ =% N2 x21N2= 100％ =% 出槽物料：液氨貯槽出口弛放氣 V20= m3 其中 NH3 V20NH3= = CH4 V20CH4= = Ar V20Ar= = H2 V20H2= = N2 V20N2= = 出口液氨總物料 L19=L21L20= = m3 其中 NH3 L19NH3= L21NH3V20NH3= = CH4 L19CH4= L21CH4V20CH4= = Ar L19NH3= L21NH3V20NH3= = H2 L19H2= L21H2V20H2== N2 L19N2= L21N2V20N2= = 各組分百分含量： x19i=L19i/L19 其中 NH3 x19NH3= 1320..575/ 100％ =％ CH4 x19CH4= 100％ =％ Ar x19Ar= 100％ =％ H2 x19H2= 100％ =％ N2 x19N2= 100％ =％ 液氨產(chǎn)量核算 : mNH3= 17=≈ 1000Kg 23 物料衡算結(jié)果匯總 將以上的計算結(jié)果匯總與下表： 表 416 物料計算匯總表： 裝置 單位 N2 H2 CH4 Ar NH3 總計 氨冷器出口 (氣體 )2 摩爾分?jǐn)?shù) % 1 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 冷交器冷氣出口 3\4\5 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 合成塔一次入口 5\6\7 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 合成塔二次出口8\9\10 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 水冷器出口 (氣體 )11 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 水冷器出口 (液體 )11 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h 8540 kmol/h 氨分離器出口氣 12 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h 53679 kmol/h 放空氣13 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 冷交換器熱氣進(jìn)口 14 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 氨分離器出口液氨 15 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h 154 24 kmol/h 冷交換器出口液氨 16 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 冷交換器熱氣出口 (氣體 )17 摩爾分?jǐn)?shù) % 1 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 4225 冷交換器熱氣出口 (液體 )17 摩爾分?jǐn)?shù) % 0 0 0 0 1 1 m3/T(NH3) 0 0 0 0 m3/h 0 0 0 0 kmol/h 0 0 0 0 氨冷器進(jìn)口 (氣體 )18 摩爾分?jǐn)?shù) % 20 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 氨冷器進(jìn)口 (液體 )18 摩爾分?jǐn)?shù) % 0 0 0 0 1 1 m3/T(NH3) 0 0 0 0 m3/h 0 0 0 0 kmol/h 0 0 0 0 氨冷器出口 (液體 )2 摩爾分?jǐn)?shù) % 0 0 0 1 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 新鮮補(bǔ)充氣⑴ 摩爾分?jǐn)?shù) % 0 0 m3/T(NH3) 0 0 m3/h 0 0 kmol/h 0 0 馳放氣組成 20 摩爾分?jǐn)?shù) % m3/T(NH3) m3/h 875 kmol/h 液氨貯槽進(jìn)口液體 21 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h 177 kmol/h 產(chǎn)品液氨 19 摩爾分?jǐn)?shù) % 0 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 25 熱量衡算 冷交換器熱量衡算 （ 1） 熱氣進(jìn)口溫度 冷交換器熱氣進(jìn)口溫度等于水冷器氣體出口溫度，由題意知 t1=35℃ （ 2） 冷氣進(jìn)口溫度 為了保證合成塔入口氨含量在 %，出氨冷器氣體的氨含量必須小于或等于 %，設(shè)過飽和度為 10%，則在該冷凝溫度下的平衡氨含量為 yNH3= 100%=% 查《小氮肥廠工藝設(shè)計手冊》圖平衡氨含量為 %時的冷凝溫度 t2=10℃ ，故冷氣進(jìn)口溫度等于 10℃ （ 3） 熱氣體帶入熱量 熱氣體在器內(nèi)處與氨飽和區(qū)內(nèi)，計算氣體比熱容時先求常壓下氣體比熱容，然后用壓力校正的辦法計算實際的氣體比熱容。表 1011 氨熱力學(xué)性質(zhì)） INH3=Q冷 =L4 17 INH3= 17 =(4) 新鮮氣帶入熱量 Q1 t1=10℃ ,P=,查壓力下各組分氣體比熱容 : 表 421 各組分含量，分壓及比熱容 N2 H2 CH4 Ar 氣體含量 各組分分壓 Cp Cp1= + + + =(Kmol℃ ) 新鮮氣帶入熱 量 Q1=V1Cp1t1= 10 =氨冷器收入總熱量 Q=Q3+Q3L+Q冷 +Q1 =+++ =（ 5）氨冷器入口混合氣溫度 t4計算 由熱平衡 Q4=冷 =V4Cp4t4+V4LCp4Lt4==t4=Q4/V4/(Cp4+Cp4L 17/)=(Cp4+) 設(shè) t4=24℃， P= 查常壓下各組分氣體比熱容 : 表 422 各組分含量，分壓及比熱容 N2 H2 CH4 Ar NH3 氣體含量 各組分分壓 Cp’ Cp4= + + + + =(Kmol℃ ) 查 t=℃時 Cp4L=(Kmol℃ ) 代入 t4=(33171+ )= 與假設(shè)一致 混合后氨冷器入口熱氣溫度 24℃ （ 6）氣體帶出熱量 Q2 由冷交換器熱量計算 Q2=（ 7）氣體中液氨帶出熱量 Q2L由冷交換器熱量計算 Q2L= 28 （ 8）液氨蒸發(fā)吸收熱量 Q吸 （冷凍量） 由熱平衡計算 Q吸 =Q入 (Q2+Q2L) =++= KJ/tNH3 查 25℃液氨焓 INH3L=（由液氨儲槽來） 15℃蒸發(fā)蒸氣 INH3=Δ INH3=INH3INH3L==（ 9） 冷凍量計算 W=Q吸 /Δ INH3= 表 423 氨冷器進(jìn)出熱量匯總表 進(jìn) 出 氣體帶入 Q2 氣體帶出 Q2 液氨帶入 Q2L 液氨帶出 Q2L 氣體中氨冷凝 Q冷 冷凍量 Q吸 新鮮氣體帶入 Q1 總 Q入 總 Q出 循環(huán)機(jī)熱量計算 （ 1） 循環(huán)機(jī)出口氣 體溫度計算 由《小氮肥廠工藝設(shè)計手冊》附表 111 查得循環(huán)氣體中各組分的絕熱指數(shù)如下： 表 424 各組分的絕熱指數(shù) NH3 CH4 Ar H2 N2 K1 根據(jù)公式 ? ?? 1i i1 KyK 入 =()+()+()+() =+++++ K= KKPPTT 1??????????入出入出 T入 =30+273=303 K P出 = P入 =28MPa代入得 1. 3 94 11. 3 94)2830 .94( 2?出T==℃39? ℃ （ 2） 氣體帶入熱量由前計算 Q5= 29 （ 3） 壓縮功 1211211 ZZPPK KVPN KK????????????????????? ? P1=28MPa P2= K= Z2= Z1= V1=V0P0T/(P1T0)= (173+39)/273=將上述數(shù)據(jù)代入壓縮功計算工式中得： N= 壓縮熱 QN=3600N=3600 =(4) 氣體帶出熱量 由熱平衡得： Q4=Q3+QN=+=625664KJ/tNH3 Q4=V4Cp4t4 Cp4=Q4/V4/t4=625664 (Kmol℃ ) 由 t4=39℃ P=，查常壓下各組分氣體比熱容并計算得： 表 425 各組分含量，分壓及比熱容 N2 H2 CH4 Ar NH3 氣體含量 各組分分壓 Cp Cp= + + + + =(Kmol℃ ) 表 426 循環(huán)機(jī)進(jìn)出熱量會在匯總 入 出 氣體帶入熱量 氣體帶出熱量 625664 壓縮熱 總 Q入 625664 總 Q出 625664 合成塔熱量計算 （ 1） 環(huán)隙溫升 t2計算 （ 2） 設(shè)合成塔環(huán)隙高度高度 h=，由經(jīng)驗公式知，環(huán)隙每米溫升按℃計，則合成塔一出溫度 t2為 , t2=t1+=39+ 14= ℃ （ 3） 氣體帶入熱量 Q1由前計算 Q4=變化（忽略熱損失）。在壓力 P=29。 (1) 熱氣體帶入熱量 Q1由熱交換器熱平衡計算 Q1=(2)氨冷凝熱 查≤小氨肥廠工藝設(shè)計手冊≥得 35℃時氨冷凝熱 I=Q冷 =V2 INH3= 16769 =式中 (3)熱氣體帶出熱量 Q2 查 t2