天然氣合成氨20萬噸合成工段設計說明書畢業設計(文件)

　

【正文】 H2 N2 出器物料（熱氣）：設熱氣出口溫度17℃（由熱量計算核定）查 ,氣相中平衡氨含量，計算熱氣出口冷凝液氨時，忽略溶解在液氨中的氣體。 。 , , 查 《小氮肥工藝設計手冊》附圖411液氮的比熱容 代入上式 與假設一致。表425 合成塔熱量平衡匯總表收 方熱量（KJ）支方熱量（KJ）一次氣體進口帶入熱量 Q5476358,788一次氣體出口帶入熱量 Q6二次氣體進口帶入熱量 Q7二次氣體進口帶入熱量 Q8反應熱 QR熱損失 Q損小 計小計（1）管內熱氣體帶入熱量Q8由合成塔熱平衡計算得 （2）管內熱氣體帶出熱量 Qs設 查《小氮肥工藝設計手冊—理化數據》并計算得：∴ (3) 廢熱鍋爐熱負荷 (4) 軟水量計算設廢熱鍋爐加入軟水溫度。三段絕熱冷激—間接換熱式內件流程如圖51所示。 廢熱鍋爐設備工藝計算（1）選臥式U型換熱管（2）高壓管尺寸， ， ， （3）熱負荷（4）產量（5）冷氣體壓力（6）氣體入口溫度 （7）氣體出口溫度 （8）進氣量 （9）副產蒸氣壓力（10）軟水入口溫度 （11）蒸氣飽和溫度 式中各物性數據取之平均溫度 之值 (1) 壓縮系數Z查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）表11氣體的臨界常數表521 臨界常數表NH3CH4ArH2N2151對比壓力， 對比溫度 查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）普遍化壓縮系數之四得 (2) 混合氣體平均分子量 (3) 氣體熱容 查《小氮肥廠工藝手冊》氣體比熱容表522 氣體比熱容表NH3CH4ArH2N2(4) 氣體導熱系數λ 高溫下含氮混合氣體的導熱系數，用氮的對比導熱系數圖進行計算查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）臨界修正參數表523 臨界修正參數表NH3CH4ArH2N223918．030假對比參數 查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）導熱系數， (5) 氣體粘度μ查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）圖122,23,25,30,31各組分氣體的粘度表524 各組分氣體粘度表NH3CH4Ar H2N2114高壓下含氨混合氣體的粘度 (6) 雷諾準數重量流量 管道截面積，設管道數量185根則重量流速 （7）普蘭特準數 管內給熱系數式中Q—鍋爐熱負荷，, F—鍋爐換熱面積，m2, p—蒸氣壓力，Mpa設鍋爐換熱面積F=，代入上式設氣相測污垢系數設液相側污垢系數 管內氣體溫度 管內軟水溫度 實取換熱面積 ，需列管數 熱交換器設備工藝計算（1）選列管式換熱器，冷氣走殼程，熱氣走管程（2）列管尺寸無縫鋼管， ， （3）熱負荷（4）產量（5）冷氣體壓力（6）冷氣入口溫度 （7）冷氣出口溫度 （8）冷氣氣量 （9）熱氣體壓力 （10）熱氣入口溫度 （11）熱氣出口溫度 （12）熱氣氣量 式中各物性數據取之平均溫度 之值(1) 壓縮系數和體積流量由廢熱鍋爐壓縮系數計算知 ，對比壓力 , 對比溫度查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）普遍化壓縮系數之四得 則氣體體積流量 (2) 混合氣體平均分子量 (3) 氣體熱容 查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）并計算得(4) 氣體導熱系數λ查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）188表常壓下各組分導熱系數表531 各組分導熱系數表NH3CH4ArH2N2由計算由前計算 查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）普遍化氣體對比導熱系數， (5) 氣體粘度μ查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）圖122,23,25,30,31各組分氣體的粘度表532 各組分氣體粘度表NH3CH4ArH2N211高壓下含氨混合氣體的粘度 (6) 雷諾準數設取管內流速 (7)普蘭特準數 管內給熱系數 式中冷氣體物性數據取平均溫度 (1) 壓縮因子Z由前計算知 對比壓力 查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）普遍化壓縮系數之四得(2) 混合氣體分子量． (3)氣體熱容查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）氣體比熱容表533 氣體比熱容表NH3CH4ArH2N2 (4) 導熱系數λ查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）188表常壓下各組分導熱系數表534 導熱系數表NH3CH4ArH2N2由 計算其中 由前計算 查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）普遍化氣體對比導熱系數 則 (5) 氣體粘度μ查《小氮肥廠工藝手冊》（理化數據）圖122,23,25,30,31各組分氣體的粘度表535 氣體粘度表NH3CH4ArH2N211高壓下含氨混合氣體的粘度其中 (6) 換熱器尺寸設計設換熱器面積 ，換熱管則換熱管數 管間距 取正六邊形排列 層數 實取37層六邊形對角線排管 取板間距，取則設備直徑實取換熱器直徑校核管內流速 其中實際傳熱系數管外當量直徑 流道截面積（擋板為圓缺形） ， 其中 取檔板直徑，流道截面積 (7) 計算雷諾準數氣體重量流速 (8)計算普蘭特準數 管內給熱系數 取 與假定面積相符 實取換熱面積 取, 水冷器設備工藝計算（1）選淋灑式排管冷卻器（2）高壓換熱管 （3）熱負荷 （4）產量 （5）熱氣體壓力 （6）熱氣入口溫度 （7）熱氣出口溫度 （8）熱氣氣量 （9）冷卻水壓力 （10）冷卻水入口溫度 （11）冷卻水出口溫度 （12）冷卻水量 式中各物性數據取之平均溫度 （1）壓縮系數由廢鍋計算知 對比溫度 對比壓力 查《小氮肥廠工藝設計手冊》（理化數據）圖14普遍化壓縮系數圖得 （2）混合氣體平均分子量 （3）氣體熱容 （4）氣體導熱系數 已知常壓下氣體的導熱系數 則假對比參數查《小氮肥廠工藝設計手冊》（理化數據）普遍化氣體對比導熱系數， (5) 氣體粘度查《小氮肥廠工藝設計手冊》（理化數據）圖122,23,25,30,31各組分氣體在壓力下的粘度表541 氣體粘度表NH3CH4ArH2N211 Kg/()高壓下含氨混合氣體的粘度 (6) 雷諾準數設取管內流速 密度 （7）普蘭特準數管內給熱系數 式中 ： 冷卻水量忽略蒸發水量， 高壓管真管長度 冷卻管列數 管外給熱系數 設管內污垢系數 設管外污垢系數 實取換熱面積 需排管數 取20 排實際傳熱面積 冷排高度 流速核算 氣體實際體積流量:管內流速 氨冷器設備工藝計算（1）選立式氨冷器，熱氣走管程，液蒸發走殼程（2）高壓換熱管 （3）熱負荷 （4）產量（5）熱氣體壓力 （6）熱氣入口溫度 （7）熱氣出口溫度 （8）液氨入口溫度 （9）液氨蒸發溫度 （10）液氨量 式中各物性數據取之平均溫度 管內汽液混合物（按氣相計算）表551 氣體百分數表NH3CH4ArH2N2小計氣量%100 (1) 壓縮系數Z和體積流量對比溫度 對比壓力 查《小氮肥廠工藝設計手冊》（理化數據）圖14普遍化壓縮系數圖得 氣體體積流量為（3）混合氣體平均分子量 （4）氣體熱容 查氣體常壓比熱容表552 比熱容表NH3CH4ArH2N2混合氣體常壓比熱容由 ， 查比熱容壓力校正圖（5）氣體導熱系數 查《小氮肥廠工藝設計手冊》（理化數據）188表常壓下各組分導熱系數表553 導熱系數表NH3CH4ArH2N2由 由， 查《小氮肥廠工藝設計手冊》（理化數據）普遍化氣體對比導熱系數 (6) 氣體粘度 查《小氮肥廠工藝設計手冊》（理化數據）圖122,23,25,30,31各組分氣體在壓力下的粘度表554 氣體粘度表NH3CH4ArH2N211 Kg/()高壓下含氨混合氣體的粘度 (7)雷諾準數設取管內流速 密度 (8) 普蘭特準數 管內給熱系數 式中F氨冷器的換熱面積，用試差法計算設 設管內污垢系數 無縫鋼管導熱系數 總傳熱系數與假定面積相符合 取管數根 管長 U型管) 表56 工藝設備選型匯總表合成塔外殼公稱直徑壓力外殼高度空重容積內件內件規格形式公稱直徑型式三段絕熱冷激—間接換熱式凈空高觸媒裝填量下部換熱器型式列管式 電加熱器功率塔內熱電偶規格嵌裝式K型測溫范圍電偶直徑數量3組共20點廢熱鍋爐型式臥式U型換熱管換熱管數量根換熱管長度L=換熱管規格換熱面積熱交換器型式列管式換熱器換熱管數量根換熱管長度換熱管規格無縫鋼管換熱面積水冷器型式淋灑式排管冷卻器換熱管列數根直管長度換熱管規格換熱面積氨冷器型式立式氨冷器換熱管數量根換熱管長度換熱管規格換熱面積第六章 車間布置車間布置是設計中的重要環節，既要符合工藝要求，又要經濟實用，合理布局。其具體內容包括：、橫跨、高跨、露天跨建筑面積上的安排；；。2． 設備布置設計本設計中的大部分設備由于沒有特殊要求，因而可露天布置，露天布置設備有以下優點：（1） 可節約建筑面積，節省基建投資（2） 可節約土建工程量，加快基建速度（3） 有利于化工生產的防水，防爆和防毒，對廠房的擴建改建具有較大的靈活性。但是，工業污染的治理遠遠落后于工業生產的發展，到目前為止，工業污染的治理率還很低，工業廢水治理率僅20％，工業廢氣治理率為56％，工業廢渣治理率為50％。大量的工業廢氣排入大氣，必然使大氣環境質量下降，危害人類健康和造成經濟損失。急性一般出現在工業區及其附近地區。據中國十個城市統計，呼吸道疾病的患病率在工業重污染地區為30％～70％，而輕污染區只有它的一半。大氣污染造成農業減產、林木衰敗。其危害表現在以下四個方面。(2)對環境衛生的影響 工業廢水基本都含有懸浮物。廢水污染對農業設備和農作