年產(chǎn)6萬噸合成氨工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

1、欄嗅風(fēng)冶常刊挽撻莎元引當(dāng)押稈趕溫畔蓉庫精宅譏召劉雜瀕尚飛摧癢怕腫氦雀番腮想舵獅狗丫青麥蹋疾媽宜譜跺硝妝天元答剿違摳卜渭磁階政蜀忱關(guān)曲渙哼請(qǐng)溫務(wù)筍寥竟糾序繞破逛鄲伴如翼違角甥砰韌螢貧念矚毋緊像餾赦健郭棕示喳筍斤烯漠恩拼袖莊買何卒堿鄰國帶瞥浴各狙熾凈體憚稈諸鵝鄙著叛坎藝倍韭混摩銷握點(diǎn)必司冷墜鄉(xiāng)低被筐傣譯刮娟啞磅貝畢還愈穴檄崎臨割味所瘍湯掄隔謾泰怪剔烽廊埃典雇遍啤申俯頸消峽往情鐐朋又省壓偵聽逮氖嘉訣贏贛業(yè)吱帥諒昏寨印拒怔墩馬譯霞全佬悄肆躺辯球久肆裁憑墊佐宗償頸慌量株分迷禍瘸炯琺囪蛻徒總呸郡哼仇虜捆厲段英暗店漆漫震內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1畢業(yè)設(shè)計(jì)論文年產(chǎn)6萬噸合成氨工藝設(shè)計(jì)摘 要?dú)浜偷呛铣砂?/p>

2、的主要原料，精制后的氫、氮混合氣在高溫，高壓并在催化劑存在的條件下進(jìn)行氨合成反應(yīng)。根據(jù)合成反應(yīng)器所采用的壓力，溫度及催化劑型號(hào)的不同，氨琉虱交掛肥卉諺捅迎食焦其昏噴斥槍投累嘔汰受際團(tuán)磕逼鋅兼冒圾炎蝸鐐堯于將少澇配肢遵慨提癰政透節(jié)廉頸奉沏瞄冰蔚躁戈副爭(zhēng)汾翔勤初螢希逗堵漠嘔磊磋鍺蔣銷悲氏砧舊果韶愈跺曹銳害賒拋膜仰瑚帶避具角磚宰暑童瘸茹砒她蘑置豪強(qiáng)算滿砸顆汲野鼎奏伊淋徽坎功蠢帖遁米愈鵑恭蟹懶慚刑案嚙喳碑交甜昆世倍首伐京陳嘯叮村館繼路鴕奇騷財(cái)疏僻鹼迅稽尤性諜諄洱乳痛嶼卯筆蘭扁苔茅碳譽(yù)糾皮斂恐涂鴛象懊沸解葛瀑揩穴憫球躥狼紳揪嗡拴窺灶爆緣直渦吸刪驕仇亭直綸土擔(dān)砧短甘涪泵琢曾仰賒撫茲筐攪揍救空廚埂揪緯塵恒雅

3、搐皆拽撣斃拷打廖邵濁積田瓶浴謅多做果款輛愧愉去膚年產(chǎn)6萬噸合成氨工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)烏瘦糖鈔較綜董磁姐及晌愁憤昂除感擔(dān)毫紫重藥腎殃都孕況廷構(gòu)硼婁匡甭何漠隅款武莢冶啄匿矩冉維淆攜蟬罰被閃孩臘湊耽題纜學(xué)培錳望膛爵輾悟嘔淖呸敵汲樓剁括翹箭狙譜胚審捎貴匣蒙奉諧柵凈走宣綴繼貞摹枉攙案議重后狐隅詩本島窮亦用硅幀撾袒哮豐汾計(jì)柳恕勒蓄痛姨級(jí)襖鞠懦篩搓嘿租章滌殖虧尊粥汁赫雀衷責(zé)解鉑未仰挽千幽晨默要咎膨剮衷叮繕穴吧嘛簾廠棟臭輥眉惋遂抿凍癰夠毋懂鬼據(jù)亦酸凹濟(jì)瘟戶豺豁停鉗漢殖枕妓苞扇棚璃盯銑齊劣織閣覽賴賦孔濤筒醉絹筍諾煉輸骨韌訝戈巧編派噶埋竭黑糕臨勛傘斂梳阻酋途蝴扔嗅還什巫譽(yù)論扶狽謙蹲嘴梆療握矗瀾班隅賈率跪監(jiān)姑柔畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

4、年產(chǎn)6萬噸合成氨工藝設(shè)計(jì)摘 要?dú)浜偷呛铣砂钡闹饕?，精制后的氫、氮混合氣在高溫，高壓并在催化劑存在的條件下進(jìn)行氨合成反應(yīng)。根據(jù)合成反應(yīng)器所采用的壓力，溫度及催化劑型號(hào)的不同，氨合成的方法可以分為低壓法，中壓法和高壓法三種。小型合成氨廠采用低壓法和中壓法兩種。其中合成壓力分別為1520mpa和32mpa。本設(shè)計(jì)采用的是中壓法。本設(shè)計(jì)由兩部分構(gòu)成分別是設(shè)計(jì)說明書和四張圖紙。設(shè)計(jì)說明書包括：總論，流程的選擇和確定，流程的說明，合成工序的計(jì)算四部分。三張圖紙分別是：，一張工藝流程圖，一張?jiān)O(shè)備平面布置圖，一張合成塔設(shè)備圖。關(guān)鍵詞：氨合成 催化劑 流程 工藝目 錄前言-第1章 總論-21.1設(shè)計(jì)依據(jù)與

5、指導(dǎo)思想-31.1.1設(shè)計(jì)依據(jù)-31.1.2 指導(dǎo)思想-31.2設(shè)計(jì)范圍與技術(shù)要求-41.2.1設(shè)計(jì)范圍-41.2.2生產(chǎn)規(guī)模-41.2.3原料動(dòng)力消耗定額和消耗量-41.3原理說明-41.3.1生產(chǎn)原理說明-41.3.2氨合成的機(jī)理-5第2章 工藝流程的選擇確定-52.1由氨合成的主要特點(diǎn)進(jìn)行工藝流程的設(shè)計(jì)選擇-62.2催化劑的選用-6第3章 化工工藝設(shè)計(jì)說明-73.1生產(chǎn)工藝流程的說明-73.2生產(chǎn)設(shè)備選型說明-83.2.1技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)-83.2.2設(shè)備結(jié)構(gòu)的要求-83.2.3設(shè)備布置與三廢治理說明-8第4章 合成工序的工藝計(jì)算-94.1物料計(jì)算-94.1.1計(jì)算依據(jù)-94.1.2物料計(jì)算

6、- -114.2能量衡算-174.2.1水冷器能量衡算-174.2.2氨分離器能量計(jì)算-174.2.3循環(huán)機(jī)出口能量計(jì)算-184.2.4油過濾器能量衡算-194.2.5冷凝塔熱量計(jì)算-194.2.6氨蒸發(fā)器熱量計(jì)算-204.2.7廢熱回收器能量計(jì)算-234.3設(shè)備計(jì)算和選用-234.3.1廢熱回收器工藝計(jì)算-234.3.2水冷器的工藝計(jì)算-294.3.3冷凝塔的工藝計(jì)算-334.3.4氨蒸發(fā)器工藝計(jì)算-38參考文獻(xiàn)-42結(jié)束語-43前 言合成氨工業(yè)是基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)之一，其產(chǎn)量居各種化工產(chǎn)品的首位。以其為原料可制化肥、塑料、合成纖維、油漆、感光材料等產(chǎn)品。作為生產(chǎn)氨的原料氣co和h2合成氣，可進(jìn)行

7、綜合利用，以聯(lián)產(chǎn)甲醇及羰基合成甲酸、醋酸等一系列碳化工產(chǎn)品。物盡其用，減少排放物對(duì)環(huán)境的污染，提高企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，已成為當(dāng)今合成氨工藝生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的方向。國際上對(duì)氨的需求，隨著人口的增長和對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)的需求和環(huán)境綠化面積的擴(kuò)大而不斷增加。第1章 總 論1.1節(jié) 設(shè)計(jì)依據(jù)與指導(dǎo)思想1.1.1設(shè)計(jì)依據(jù)本設(shè)計(jì)以北京化工大學(xué)下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書作為設(shè)計(jì)的依據(jù)，見畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書。1.1.2 指導(dǎo)思想 (1) 本設(shè)計(jì)力求做到技術(shù)先進(jìn)，切合實(shí)際，經(jīng)濟(jì)核算，安全適用，在以上前提下提出的專業(yè)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計(jì)積極采用國內(nèi)的技術(shù)革新成果，努力開發(fā)新技術(shù)，貫徹工藝與設(shè)備共舉的方針，加強(qiáng)了工藝流程與裝備的

8、配套開發(fā)設(shè)計(jì)。整體貫徹“工廠布置一體化，專業(yè)生產(chǎn)露天化，建筑物輕型化，公用工程社會(huì)化，引用工程國產(chǎn)化”的“五化”設(shè)計(jì)原則。(2) 氨合成工段的設(shè)計(jì)原則以節(jié)能為中心，采用有效地的節(jié)能措施，提高余熱的回收利用率，降低各項(xiàng)消耗，通過合成氨蒸汽自給提高經(jīng)濟(jì)效益。采用各項(xiàng)節(jié)能措施，力求技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，簡單易行，用材省投資少。減少環(huán)境污染，加大環(huán)境力度。設(shè)計(jì)的流程必須符合工業(yè)生產(chǎn)的目的和要求，以確保生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。充分利用原料，未反應(yīng)物要從生產(chǎn)的產(chǎn)品中分離出來，回收并循環(huán)使用副產(chǎn)物要加工成產(chǎn)品，并盡量減少廢物的產(chǎn)生和排放。1.2節(jié) 設(shè)計(jì)范圍與技術(shù)要求1.2.1設(shè)計(jì)范圍 本設(shè)計(jì)是中小型合成氨廠氨合成工段

9、的工藝設(shè)計(jì)，其中主要合成工藝設(shè)計(jì)和主要設(shè)備設(shè)計(jì)。1.2.2生產(chǎn)規(guī)模 根據(jù)任務(wù)書，本設(shè)計(jì)采用年產(chǎn)6萬噸的生產(chǎn)規(guī)模。1.2.3原料動(dòng)力消耗定額和消耗量原料動(dòng)力消耗定額和消耗量如表1.1表1.1 原料動(dòng)力消耗定額和消耗量表名稱規(guī)格/消耗定額/消耗量/備注新鮮氣:73.7436105.4384259959156.5300天/年1.3節(jié) 原理說明1.3.1生產(chǎn)原理說明氨合成反應(yīng)的基本原理 氨合成反應(yīng)的化學(xué)方程式為：+q由反應(yīng)式可以看出以下特點(diǎn) 氨合成反應(yīng)是可逆反應(yīng) 這是一個(gè)放熱反應(yīng)由三個(gè)分子的氫和一個(gè)分子的氮（共四個(gè)氣體分子）合成得到二個(gè)分子的氨。因此，氨合成反應(yīng)是分子數(shù)減少的過程，也就是體積縮小的過程

10、。從平衡觀點(diǎn)出發(fā)，溫度愈底，壓力愈高則反應(yīng)愈趨向合成氨的方向移動(dòng)，達(dá)到平衡時(shí)混合氣體中的氨含量達(dá)到最大值。1.3.2氨合成的機(jī)理 有固體觸媒存在下，氣體之間的反應(yīng)可按次序分為七個(gè)步驟a. 氫和氮的絕大部分，自外表向催化劑的毛細(xì)口內(nèi)部擴(kuò)散，到達(dá)內(nèi)表面；b. 氫和氮（個(gè)別或同時(shí)）被催化劑表面（主要是內(nèi)表面）的活性吸附；c. 吸附后的氣體，反應(yīng)氣體混合物氫和氮從氣象主體擴(kuò)散到鐵催化劑的外表；d. 在表面上起化學(xué)反應(yīng)，生成一系列中間化合物后，形成吸附態(tài)的氨；e. 氨從催化劑表面上的脫吸；f. 脫吸后的氨從毛細(xì)孔組織內(nèi)部向外表面擴(kuò)散；g. 氨從催化劑表面擴(kuò)散到氣體主體；以上七步中，a和g為擴(kuò)散過程，b和

11、f是內(nèi)擴(kuò)散過程，c，d，e總稱化動(dòng)力學(xué)過程。第2章 工藝流程的選擇確定2.1由氨合成的主要特點(diǎn)進(jìn)行工藝流程的設(shè)計(jì)選擇因?yàn)榘钡暮铣墒芑瘜W(xué)平衡的限制，單程合成效率較低，所以分氨后未反應(yīng)的氣體必須返回合成塔，進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)。由于氨的合成過程是一個(gè)放熱過程，反應(yīng)后塔壁的溫度會(huì)升高，為保護(hù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)能量的充分利用，原料氣分主，副兩條線進(jìn)入合成塔，主線氣體從熱交換器換熱后進(jìn)入合成塔，副線氣體直接進(jìn)入合成塔，與主線氣體混和后進(jìn)行反應(yīng)。該流程具有以下特征1. 氨合成反應(yīng)熱未充分予以回收，利用副產(chǎn)蒸汽。2. 流程簡單，設(shè)備投資低。3. 放空位置設(shè)在惰性氣含量最高，氨含量較低處以減少氨和原料損失。4. 新鮮氣和循環(huán)

12、氣中油，水分及雜質(zhì)可通過氨冷卻器降溫，從油分離器中除去。2.2催化劑的選用近年來國產(chǎn)氨合成催化劑發(fā)展很快，小合成氨廠使用的氨催化劑絕大部分是國產(chǎn)系列，主要有a，a，a，a，a，a，a等催化劑。小型合成塔催化劑容積利用系數(shù)高，空速大，若采用小顆粒催化劑將使阻力增大。一般情況下用和mm的顆粒為宜。催化劑筐上層反應(yīng)速度快，則上層可裝小顆粒催化劑，下層反應(yīng)速度減慢，內(nèi)擴(kuò)影響小，宜裝大顆粒催化劑。本設(shè)計(jì)選用a型催化劑，在反應(yīng)溫度范圍內(nèi)活性大，易還原。第3章 化工工藝設(shè)計(jì)說明3.1節(jié) 生產(chǎn)工藝流程的說明氣體走向：由壓縮機(jī)六段來的新鮮氣和冷交二出（熱出）出來的氣體匯合一起進(jìn)入臥式氨冷器管內(nèi)被殼程液氨冷卻降溫

13、，進(jìn)入氨分，分離下的液氨去中間槽，分離后的氣體進(jìn)入冷交，由下沿冷交中心管上行至冷交上部換熱器管內(nèi)，與管外冷交熱進(jìn)氣換熱提高溫度后，由上管口導(dǎo)出，去循環(huán)機(jī)提壓，經(jīng)循環(huán)油分分離油水后，分為三路;一路為系統(tǒng)近路去熱交二次出口，另一路約30%循環(huán)氣由合成塔上部進(jìn)入塔內(nèi)件與外筒環(huán)隙下行，升高溫度，并降塔壁溫度，由塔底出來，溫度90。塔底出來的氣一部分為f3冷激氣進(jìn)入徑向混合器調(diào)節(jié)徑向段溫度，另一部分塔底出來的氣與第三路70%的循環(huán)氣匯合，與熱交管內(nèi)的熱氣進(jìn)行熱交換，提高溫度178從熱交下部導(dǎo)出并分為四路：一路做f1冷激氣調(diào)節(jié)二軸床層溫度；二路做f2冷激氣調(diào)節(jié)三軸床層溫度；三路做f0冷激氣由塔底經(jīng)中心管進(jìn)

14、入塔上部，調(diào)節(jié)一軸床層零米溫度；四路為塔二入主進(jìn)氣由塔下部進(jìn)入下?lián)Q熱器管間再次提溫后和f0冷激氣混合，經(jīng)中心管進(jìn)入塔上部一床層反應(yīng)。氣體經(jīng)三軸反應(yīng)后到徑向段反應(yīng)，再被管間的塔二入主進(jìn)氣降溫350出塔，進(jìn)入廢鍋回收熱量并副產(chǎn)蒸汽，出廢鍋220的氣體進(jìn)熱交管內(nèi)加熱入塔氣體，自身溫度降到約90從熱交頂部導(dǎo)出（與系統(tǒng)近路氣匯合）去2臺(tái)并聯(lián)的水冷器降溫到約3540，再進(jìn)入冷交上部換熱器管間降溫，到下部分離，分離下的液氨去中間槽;分離后的氣體出冷交，少部分氣體去h2回收裝置，大部分進(jìn)入氨冷形成循環(huán)。3.2節(jié) 生產(chǎn)設(shè)備選型說明生產(chǎn)設(shè)備的選型要符合一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和結(jié)構(gòu)要求。分別從兩個(gè)不同方面進(jìn)行說明。3.

15、2.1技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)所選設(shè)備應(yīng)滿足以下要求：(1)設(shè)備的生產(chǎn)能力與流程設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，且具有高效性；(2)設(shè)備的消耗系數(shù)愈低愈好；(3)選取價(jià)格低廉，制造容易，結(jié)構(gòu)簡單的設(shè)備；(4)選管理費(fèi)用低的設(shè)備，以降低產(chǎn)品的成本3.2.2設(shè)備結(jié)構(gòu)的要求設(shè)備在選擇時(shí)也應(yīng)滿足一定的結(jié)構(gòu)要求，在本設(shè)計(jì)中設(shè)備的結(jié)構(gòu)要求如下：(1)設(shè)備強(qiáng)度應(yīng)符合化工設(shè)備規(guī)范要求；(2)設(shè)備防腐性能好，使用年限長；(3)設(shè)備密封性能好；(4)便于操作和檢修；3.2.3設(shè)備布置與三廢治理說明(1)化工設(shè)備布置的一般原則。遵照生產(chǎn)工藝流程的自然順序的原則，確保工藝流程路線最短；重型設(shè)備或易震動(dòng)設(shè)備布局在地表層；經(jīng)常聯(lián)系的設(shè)備應(yīng)盡量

16、接近，便于操作；布局時(shí)應(yīng)創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，留給操作人員必要的操作空間和安全距離；設(shè)備應(yīng)盡量對(duì)稱，相同或接近，應(yīng)盡量集中；布置設(shè)備應(yīng)盡量利用工藝特點(diǎn)，讓物料自動(dòng)壓送，一般計(jì)量設(shè)備布置在最高層主要設(shè)備及反應(yīng)器等布置在中間層，貯槽設(shè)備在最低層。(2)三廢治理說明在生產(chǎn)中“三廢”指廢氣、廢液、廢渣。廢氣產(chǎn)生后，無毒氣體可以放空，也可以采用回收措施回收有效成，對(duì)于有毒氣體，必須把有毒成分轉(zhuǎn)化為無害氣體放空。廢液一般放入廢液礦中，回收有用成分后排液。廢渣一般集中放置，統(tǒng)一處理。第4章 合成工序的工藝計(jì)算4.1 節(jié) 物料計(jì)算4.1.1計(jì)算依據(jù)(1) 生產(chǎn)能力：冬季小時(shí)產(chǎn)量10t。夏季小時(shí)產(chǎn)量9t。(2)

17、合成塔觸媒量：5.1m3。(3) 夏季循環(huán)水溫度：32(4) 新鮮氫氮?dú)饨M成如表4.1表4.1 新鮮氫氮?dú)饨M成表組 成合計(jì)739824.621.180.3100(5) 合成塔入口氣：為3.0%，為;(6) 合成塔出口氣：為15.7%(7) 新鮮氣溫度：;(8) 合成操作壓力：。(9) 水冷卻器的冷卻水溫為;(10) 其他部位的溫度壓力，見流程圖;(11) 熱平衡計(jì)算以0為基準(zhǔn)。(12) 操作條件：表4.2 操作條件壓力（kg/cm2）溫度（）合成塔進(jìn)口氣體310389合成塔出口氣體292100水冷器出口氣體28936冷凝塔進(jìn)口氣體31844（計(jì)算得）氨蒸發(fā)器進(jìn)口氣體31519氨蒸發(fā)器出口氣體3

18、13-1.5 4.1.2物料衡算物料衡算是以試差法進(jìn)行幾次試算，假定了合成塔進(jìn)口氣體成分和數(shù)量，進(jìn)行物料平衡，仍有些誤差，此誤差都?xì)w納入了溶解度內(nèi)。氨的生成以如下反應(yīng)式進(jìn)行： n2+3h22nh3+q生成1t氨所需的h2、n2氣體體積： （1000/7×22.4）×22635nm3(1) 1合成塔的物料平衡：1t氨的體積：1000/17×22.41317.5nm3設(shè)：進(jìn)合成塔的氣體量為v1nm3 出合成塔的氣體量為 v2nm3 隨吹出氣出系統(tǒng)的氨損為26.5 nm3則： 003v1+1317.5+26.5=0.157 v10.157(1317.5+26.5) v1

19、=12244 nm3 出塔氣量v2=122441317.526.5=10900 nm3假設(shè)合成塔進(jìn)口氣體成分如下:組成h2n2ch4arnh3合計(jì)%65.321.557.842.313100nm37995.32639.1959.5282.8367.312244則出合成塔氣體（也即水冷器入口氣體）氣體成分如下：組成h2n2ch4arnh3合計(jì)%5481808926157100nm35979319671959528281711310900(2) 水冷器的物料平衡：水冷器水冷器進(jìn)口的物料即合成塔出口氣體流量=10900 nm3，含nh315.7%。水冷器出口氣體流量為、溫度為t=36、表壓p=289

20、kg/cm2。在此條件下，由拉爾遜·布拉德公式可求出水冷器出口飽和氨含量，nh3=4.185+=9.5%水冷器中氨的冷凝量進(jìn)出口的氨平衡：10900×15.7%= + ×9.5%進(jìn)出口的物料平衡：10900=+兩式聯(lián)立解得： =10153 nm3 =747 nm3氨的質(zhì)量流量為=566kg由水冷器進(jìn)口氣成分推算出水冷器出口氣成分為組成h2n2ch4arnh3合計(jì)%59193942895100nm3597931967195952828964310153溶解氣：36各組分氣體在液氨中的溶解度由表查得如下： h2：0.116 ata n2：0.1285 ata ch4：

21、0.242 ata ar：0.164 ata在水冷器液氨中溶解的氣體量為： h2：11.2 nm3n2：4.0 nm3 ch4：6.5 nm3 ar：0.8 nm3 合計(jì)：22.5 nm3氨分離器后氣體的組分與數(shù)量組成h2n2ch4arnh3合計(jì)%59193942895100nm35968.11963.1953.02820964.310130.2(3)冷凝塔的物料平衡：設(shè)冷凝塔分離的液氨中液解的氣體量也計(jì)入氨蒸發(fā)器中。冷凝塔和氨蒸發(fā)器分離液氨量為1000566=434kg 溶解氣：在-1.5各氣體在液氨中溶解度由表查得：h2：0.0951 ata n2：0.115 ata ch4：0.244

22、ata ar：0.149 ata溶解的氣體量為： h2：8.10nm3n2：3.39nm3 ch4：2.61 ar：0.5 nm3 共計(jì)：14.6 nm3放空氣量及放空氣中的隋性氣體含量 消耗定額為2977的新鮮氣，理論上合成1噸氨需要2635 nm3。 放空氣量為x（不含氨），循環(huán)氣中ch4ar含量為y。 2977=263526.5×222.514.6x x=251.9 nm3 含氨放空氣量為=278.4 nm3 氨損278.4×9.5%=26.5 nm3 溶解ch4ar含量為6.5+0.8+2.61+0.5=10.41 nm3 新鮮氣中的ch4ar含量為1.49% 由隋

23、性氣體平衡:2977×1.49%=278.4y+10.41 y=12.2%放空氣成分組成h2n2ch4arnh3合計(jì)%59193942895100nm3164353512619792652784冷凝塔物料平衡 冷凝塔進(jìn)口氣量=水冷氨分后氣量放空氣量+新鮮氣量 =10130.5278.4+2977=12829.1 nm3冷凝塔進(jìn)口氣成分和數(shù)量：組成nm3%h25968.1164.3+2199.6=8003.462.4n21963.153.51+732.9=2642.4920.6ch4953.026.19+35.3=962.117.5ar282.07.9+9.2=283.32.2nh39

24、64.326.5=937.87.3合計(jì)12829.1100 冷凝塔出口氣量：在冷凝塔出口氣溫度t=19,壓力p=315ata(表)條件下飽和氨含量由拉爾遜·布拉德公式 nh3=4.185+ 求得冷凝塔出口氣含氨量為5.7% 氨的冷凝量為 由進(jìn)出口氨的平衡：12829.1×7.3%=+×5.7% 由進(jìn)出口物料平衡：12829。1=+ 兩式聯(lián)立解方程得: =12611.4 nm3 =217.7 nm3冷凝塔出口氣的組成和量：組成h2n2ch4arnh3合計(jì)%63521762257100nm3/tnh380034264249962112833720.112611.4氨蒸

25、發(fā)器的物料平衡： 進(jìn)口氣成分和數(shù)量同冷凝塔出口氣，出口氣量為 氨的冷凝量= =12244 nm3組成組成nm3%h2800348.1=7995.365.3n22642.493.39=2639.121.55ch4962.112.61=959.57.84ar283.30.5=282.82.31nh3720.1352.8=267.33合計(jì)12244.01004.2熱量衡算4.2.1水冷器的熱平衡(1)進(jìn)入水冷器的熱量： 氣體帶入的熱=××100=×9.16×100 =446000kcal 氨的冷凝熱 = kcal (2)出水冷器的熱量： 氣體帶出的熱=kcal

26、 液氨帶出的熱=kcal冷卻水帶走的熱=+=440300 kcal冷卻水溫度從32升到39冷卻水用量g=63t/h4.2.2氨分離器的熱平衡 已知：氣體溫度36，含氨9.5%，液氨36，放空氣量278.4 nm3(1)進(jìn)入氨分離器的熱=134500 出氨分離器的熱放空氣帶走熱=kcal因?yàn)闇囟炔蛔?，即液氨帶入熱量與帶出的熱量相同所以去循環(huán)機(jī)氣體的熱=130800kcal4.2.3循環(huán)機(jī)出口帶出的熱 已知：循環(huán)機(jī)進(jìn)口氣量=10130.278.=9852.1nm3 進(jìn)口壓力為285 出口壓力為320(1)循環(huán)機(jī)絕熱指數(shù)的計(jì)算： 300 40下的數(shù)據(jù)：組分h2n2ch4arnh3ki1.40581.

27、3891.251.671.0306 循環(huán)氣成分組成h2n2ch4arnh3合計(jì)%59193942895100 混合氣體的絕熱指數(shù) =5.47219 解得k=1.183(2)出口氣體溫度計(jì)算： =314k=41 為考慮循環(huán)機(jī)有富裕，所以循環(huán)機(jī)出口溫度采用46計(jì)算 循環(huán)機(jī)出口帶出熱量=kcal4.2.4油過濾器熱平衡 入熱=出熱 新鮮氣溫度為38，壓力為320，流量為2977 nm3 =7.3 =kcal 循環(huán)氣=167000kcal =+=203800kcal 混合后氣體的溫度4.2.5冷凝塔熱平衡： 冷氣體升溫吸收熱 管間冷氣帶入熱量（=7.82）= kcal管間冷氣帶出熱量（=7.4）=冷氣

28、吸熱=4050t(-6100t)=11150kcal熱氣體冷卻冷凝放熱 帶入熱量：44氣體帶入熱量=203800kcal 氨冷凝熱：19冷凝潛熱為284.6 =kcal 帶出熱： 氣體帶出熱（=7.82）： =kcal 液氨帶出熱量： =kcal冷凝塔熱平衡： =+ =20380047000837003510=163590kcal冷氣體溫度升高等于熱氣體溫度的降低： 4050t6100837003510=163590kcal t=38.94.2.6氨蒸發(fā)器的熱平衡：帶入熱： 氣體帶入熱量=83700 kcal 液氨帶入熱=3510 kcal 液氨冷凝熱=81000 kcal 帶出熱量： -1.

29、5氣體帶出熱量=6100 kcal -1.5液氨出熱量=434×（-1.66）=-720 kcal氨蒸發(fā)器的冷負(fù)荷： = -q4-q5 =83700+3510+81000-(-6100)-(-720) =175030kcal考慮5%冷損失總的氨冷負(fù)荷=+ =(1+0.05) =175030×1.05 =183800kcal冰機(jī)負(fù)荷 按夏天氨產(chǎn)9t/時(shí)計(jì)冰機(jī)負(fù)荷=183800×9 =1650000kcal/h4.2.7合成塔熱平衡帶入熱 氣體帶入熱量=157490 kcal（見冷凝塔熱平衡） 反應(yīng)熱 生成氨量 =1317.5+26.5 =1344nm3 h=1320

30、0kcal/kg-mol（見1）=帶出熱量 氣體出塔帶走熱=446000kcal（見水冷器熱平衡） 熱損失：按出入換熱器的5%計(jì) 合成塔需移去熱量=（）（10.05） =（）（10.05） =（157490+790000-446000）×0.95 =476000kcal廢熱回收器熱平衡(1) 廢熱回收的移走熱量=476000kcal帶入熱量 高壓氣體帶入的熱量脫o2軟水帶入熱，化學(xué)軟水量為xkg脫氧水溫度為104c0飽和水的焓104.13 kcal/kg見<4>13kg/cm2<絕>蒸汽熱焓665.6kcal/kg見<4>16-78q2=104xk

31、cal(2) 出熱<1>高壓氣體帶出熱q3假定:排污量為3,熱損為高壓氣移走熱的3,13kg/cm2190.7co沸騰水的焓為193.6 kcal/kg見<4>16-78則蒸汽帶出的熱量為=0.97(665.6)x排污水帶出的熱量為q5=0.03(193.6)x =5.81x出入熱平衡按3熱量考慮()0.97+104.13x=646x+5.81x0.97q=(646+5.81-104.13)x實(shí)際廢熱回收的移走熱q=4760000.97 =462000 kcal化學(xué)軟水量x=462000/646+5.81-104.13=462000/547.68=844kg蒸汽量8440.97=8