【正文】 合成塔一出帶走熱量根據(jù)合成塔一次出氣=60℃,=，則：=+=(kmol℃)=+=(kmol℃)=+(273+60)=(kmol℃)==++++====++++151===333/===查表得=(kmol℃)=== 合成塔二進(jìn)帶入熱量根據(jù)合成塔二次進(jìn)氣=170℃,=，則：=+=(kmol℃)=+=(kmol℃)=+(273+170)=(kmol℃)==++++====++++151===443/===查表得=(kmol℃)=== 合成塔二出帶走熱量根據(jù)合成塔二次出氣=330℃,=，則：=+=(kmol℃)=+=(kmol℃)=+(273+330)=(kmol℃)==++++====++++151===603/===查表得=(kmol℃)===反應(yīng)熱數(shù)值。(6)合成塔內(nèi)溫升核算=() 式中，===(kmolK)=== ==℃則=+=170℃+℃=℃與設(shè)定的出口溫度330℃接近。 入口氣帶入熱量 = 出口氣帶走熱量由=250℃,=，則：=+=(kmol℃)=+=(kmol℃)=+(273+250)=(kmol℃)==++++====++++151===523/===查表得=(kmol℃)===13292710kcal/h=55643284kJ/h 廢熱鍋爐熱負(fù)荷=== 可副產(chǎn)蒸汽量設(shè)定軟水溫度為90℃，其焓=㎏，(絕)，其焓= kJ/㎏。 熱氣體（從廢熱鍋爐來(lái)氣）帶入熱量=55643284KJ/h 熱氣體（去熱交換器）帶出熱量設(shè)定溫度=190℃，,因?yàn)槲从幸喊崩淠?，所以采用分壓疊加法計(jì)算。℃)=++=(kmol℃)=+=(kmol℃)==++++=(kmol℃) (理化數(shù)據(jù) P76）=+=+=(kmol軟水帶入熱：Q==5016549軟水帶出熱：Q=55643284+501654942600039=18059794軟水加熱器熱量平衡匯總表 收入項(xiàng) 支出項(xiàng) 項(xiàng)目 熱量 項(xiàng)目 熱量 廢熱鍋爐來(lái)氣 55643284 廢熱鍋爐出氣 42600039 軟水帶入熱 5016549 蒸汽帶出熱 18059794 合計(jì) 60659833 60659833 熱交換器能量衡算：冷、熱氣體的熱量，已有三項(xiàng)由合成塔和廢熱鍋爐的能量衡算確定。假定氨分離器無(wú)溫度和熱量變化，忽略熱損失，故與水冷器作為一個(gè)系統(tǒng)計(jì)算，并假定水冷器為套管水冷器?！?=++=(kmol℃)=+=(kmol℃)==++++=(kmol℃)=+=+=(kmolK)=n4==1719631kcal/h=7200095kJ/h 液氨帶出熱 由手冊(cè)查得35℃時(shí)，(gW===330357Kg331t水冷器能量總匯表:水冷器熱量匯總表 收入項(xiàng) 支出項(xiàng) 項(xiàng)目 熱量 項(xiàng)目 熱量 熱氣體帶入熱 氣體出口帶出熱 7200095 氨冷凝放出熱 4852125 液體出口帶出熱 675665 冷卻水移出熱 合計(jì) 冷交換器與氨冷器能量衡算現(xiàn)將兩個(gè)設(shè)備作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行能量衡算對(duì)象 能量平衡示意圖： 冷凝塔 30℃ 25℃ 氨 冷 器 ℃ 25℃ 15℃ 能量平衡式：過(guò)程中，氨冷器使循環(huán)氣中的氨大部分被液化，液化放出熱量，通過(guò)衡算，可求得氨冷器的冷凍量。K）計(jì)算得：=（）=37356KJ/h 由液氨蒸發(fā)移出的熱量 = + =7200095+(37356) =20801364KJ/h 新鮮氣帶入熱由物料衡算結(jié)果可知?！?則==17063964KJ/h=17063964KJ/h 冷凍液氨含量G查25℃時(shí)液氨的焓值H=15℃時(shí)氣氨的焓值H= KJ/Kg冷凍氨量G===1846Kg/h2t/h冷交換器和氨冷器熱平衡總匯表冷凝塔和氨冷器熱量匯總表 收入項(xiàng) 支出項(xiàng) 項(xiàng)目 熱量 項(xiàng)目 熱量 循環(huán)氣帶入熱 7200095 循環(huán)氣帶出熱 氨冷凝熱 11319910 液氨帶出熱 37356 新鮮氣帶入熱 17063964 液氨蒸發(fā)帶出熱 新鮮氣帶出熱 17063964 合計(jì) 35583969 35583969 循環(huán)壓縮機(jī)能量衡算：可以認(rèn)為是絕熱壓縮過(guò)程，出口氣體溫度會(huì)因壓縮而升高已知入口氣體溫度為25℃ 由手冊(cè)查得各組分的絕熱指數(shù)以及進(jìn)氣組成列入下表 組分 摩爾分?jǐn)?shù)/% 絕熱指數(shù) NH3 3 H2 N2 CH4 Ar 混合氣體的絕熱指數(shù)，根據(jù)公式計(jì)算： = =++++= 解出 K= T出=T入=303K=30℃ 進(jìn)口氣體帶入熱由物料衡算知，氨分離器來(lái)氣有部分放空， 摩爾定壓熱容與氨分出口的相同=(Kmol℃) =+130+=(kmol℃) =+=(kmol℃) ==++++ =(kmol℃)(理化數(shù)據(jù) P76）=+=+=(kmol =11319910+4852125=16172035KJ/h 放空氣帶出熱 ,由分氨后與入冷凝塔的氣體的熱量之差確定。包括了馳放氣和產(chǎn)品氨的熱量。查氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)得到：+++++該公式中P的單位為大氣壓，則P==取t=375℃,P=則： =105+107+代入t=375℃,即T=648K，可得:Kf=Kf===KPKr則==設(shè)H2/N2=,即r=，P=若無(wú)惰性氣體，則=（12）所以：=由，可知=平衡溫度曲線計(jì)算結(jié)果 序號(hào) 溫度t/℃ 溫度T/k 1 340 613 2 350 623 3 370 643 4 375 648 5 385 658 6 395 668 7 420 693 8 450 723 9 500 773 10 530 803 作最佳溫度曲線最佳溫度Tm的計(jì)算最佳溫度與平衡溫度Te的關(guān)系如下：Tm=反應(yīng)熱△HR=11599+==℃本設(shè)計(jì)選用A203催化劑，則K=(16536/RT)16536 E2E1=2(△HR) E1=E2+2(△HR)=16536+2(11599+)=16536+2(11599+) =42146當(dāng)Te=648K時(shí), Tm=tm==℃其余計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表7B 序號(hào) 平衡溫度 溫度 最適溫度 最適溫度 te/℃ Te/K Tm/K tm/℃ 1 340 2 350 3 370 4 375 5 385 6 395 7 420 8 450 9 500 10 530 確定觸媒框的形式與尺寸 外筒內(nèi)徑 催化劑內(nèi)徑 中心管 溫度計(jì)套管 觸媒筐保溫層厚度 18mm 環(huán)隙 取14mm 觸媒體積進(jìn)塔氣量 氨分解基氣量 （1+3%）=設(shè)空速為 =20000觸媒體積==電加熱器電加熱器容量氨150200KW/m3觸媒計(jì)=熱電偶套管直徑 熱電偶套管根數(shù) 2絕熱層高度 冷卻層高度 冷管及根數(shù)按冷管比傳熱面積為1418觸媒則冷管比表面積為 =單管 冷管根數(shù) N= 取94根冷管 工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 操作壓力 P=進(jìn)塔氣組成 進(jìn)塔氣組成 組分 NH3 H2 N2 Ar CH4 合計(jì) 含量/﹪ 催化劑選用A203型， 形狀系數(shù)催化劑的反應(yīng)數(shù)率常數(shù) KT=22600e 。 氨分解基惰性氣體分率：== 溫度T=365+273=638K P===加壓下混合氣體的定加熱容如下：當(dāng)T500K時(shí) 當(dāng)T500K時(shí) 代入T=365+273=638K P===冷管內(nèi)各組分熱容及混合氣體熱容 熱容 Kcal/（Kmol18