年產(chǎn)10萬(wàn)噸合成氨工程項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)

　　

【正文】 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=(KmolK) 計(jì)算得：==6962589KJ/h 出口氣帶出熱按上述方法計(jì)算摩爾定壓熱容 =+=(kmol℃) =+130+=(kmol℃) =+=(kmol℃) =+=(kmol℃) =+(273+30)=(kmol℃) ==++++ =(kmol℃) ==++++== ==++++ ===298/===查表得=(kmol℃)(理化數(shù)據(jù) P76）=+=+=(kmol℃)==2716969kcal/=1137594kJ/h 絕熱壓縮提供能 ==11375946962589=3717071KJ/h 壓縮功校核：按下述公式計(jì)算壓縮功率：P=[1]已知p1=,p2=,K=查得Z1=,Z2=進(jìn)口氣體實(shí)際狀態(tài)的流量為 === ∴P=[1] =折成每小時(shí)的熱量： =3600P==3612672KJ/h結(jié)果=37170713212672=504399KJ/h此誤差不大，可以認(rèn)為計(jì)算是平衡的，實(shí)際壓縮功率應(yīng)為：3717071/3600=1033KW根據(jù)上述計(jì)算，全系統(tǒng)的能量平衡示意圖：合成系統(tǒng)新鮮氣帶入熱 放空氣帶出熱 合成反應(yīng)熱 氨分液氨帶出熱 壓縮熱 冷凝液氨帶出熱 氨冷凝熱 熱損失 廢熱鍋爐移出熱 軟水加熱器移出熱 水冷卻器移出熱 氨冷器移出熱 其中的各項(xiàng)熱量說(shuō)明： 氨冷凝熱QY包括水冷器中和氨冷卻器中的氨冷凝熱。 =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。=268431487200095=19643053KJ/h 由氨分離器和冷交換器排出液氨量Q7和Q15作為支出項(xiàng)。包括了馳放氣和產(chǎn)品氨的熱量。 其他各項(xiàng)均為各單元設(shè)備計(jì)算結(jié)果現(xiàn)將各項(xiàng)熱平衡匯總?cè)缦卤頍崞胶饪偙? 收入項(xiàng) 支出項(xiàng) 項(xiàng)目 熱量 項(xiàng)目 熱量 新鮮氣帶入熱 17063964 放空氣帶出熱 19643053 反應(yīng)熱 41838610 液體出口帶出熱 675665 壓縮熱 3717071 冷凝液氨帶出熱 37356 氨冷凝熱 16172035 廢熱鍋爐移出熱 20007511 軟水加熱器移出熱 8059794 水冷卻器移出熱 3832036 氨冷器移出熱 20801364 熱損失 4832460 合計(jì) 78781680 78781680 第五章 主要設(shè)備計(jì)算 合成塔設(shè)備工藝計(jì)算 平衡溫度曲線在不同溫度下，用平衡常數(shù)計(jì)算，以對(duì)t作圖得到平衡曲線。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 。 催化床入口溫度為450℃ 絕熱段催化床截面積 Ah=()= 催化床體積 Ac=2()= 催化床體積 VR=LhAh+LCAC= 物性數(shù)據(jù)的計(jì)算進(jìn)塔氣組成 組分 NH3 H2 N2 Ar CH4 合計(jì) 含量/﹪ 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：==17+2+28+16+ =出冷管溫度，如不計(jì)入中心管氣體溫升，應(yīng)等于催化床入口處氣體溫升450℃，進(jìn)冷器溫度估計(jì)為280℃，放冷管氣體平均溫度為365℃。 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/（KmolK）