年产19万吨合成氨合成工段初步工艺设计

湖南科技大学本科生毕业设计（论文）

入 热气带入热量 氨冷凝热 冷却上水带入热

总Q进

1284478.77 825675.528 4911918.000 7022072.5

出 热气带出热量 液氨带出热量 冷却下水带出热

总Q出

718164.733 82158.154 6221749.41 7022072.3

3.3.8氨分离器热量核算

氨分离器进出口温度没有发生变化,由气体热量平衡， 氨分离器收入热,则Q11=718164.73 kJ/tNH3 氨分离器支出热 气体放空气带走热量

Q13=V13×Cp13×t13=137.775/22.4×35.954×35=7739.941kJ/tNH3 冷交换器带入热量,由冷交换器热平衡计算得：

Q14=710454.042kJ

Q11=Q13+Q14=7739.941+710454.042=718183.983kJ/tNH3 误差=(718164.73-718183.983)/718164.73=-0.0001% 假设成立

氨分离器液氨带入热量等于液氨带出热量即Q11L=Q15L=82158.154kJ/tNH3

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第四章 氨合成的主要设备选型

4.1废热锅炉设备工艺计算

4.1.1 计算条件

(1) 选卧式U型换热管

(2) 高压管尺寸 Φ24×4.5 ，d外 = 0.024 m，d内 = 0.015，d = 0.0195 m. (3) 热负荷：Q=2834185.1 kJ/tNH3 (4) 产量： W=26.39tNH3/h (5) 气体压力 P平均 =29.89 MPa (6) 气体入口温度 t=360 ℃ (7) 气体出口温度 t出= 220 ℃ (8) 软水入口温度 t水= 30 ℃ (9) 副产蒸汽压力 p=1.275MPa (10) 进气量 V =55778.254m3/h (11) 进水量 W =21137.550kg/h 4.1.2 管内给热系数α计算

α=0.023

?×Re0.8×Pr0.4 d式中λ ---------导热系数kJ /(mh ℃) α ---------给热系数kJ /(mh ℃) 式中各数据均取之平均温度290℃ t=(360+220)/2 =290 ℃

压力p=29.89MPa (305kg/cm3)之值。

（1）压缩系数Z 查氮肥工艺设计手册表1-1 气体的临界常数：

表4.1 气体的临界常数

y1 Tc1,K Pc1, MPa

NH3 13.2 405.6 11.395

CH4 15.903 190.7 4.639

Ar 3.976 151 4.862

H2 50.1908 33.3 1.296

N2 16.7302 126.2 3.393

Tcm=?yiTci=0.132×405.6+0.15903×190.7+0.03976×151+0.501908×33.3+0.167302×126.2=129.243K Pcm=

?yi Pci=0.132×11.395+0.15903×4.639+0.03976×4.826+0.501908×

p平均=29.89/3.652=8.185 Pcm- 39 -

1.296+0.167302×3.393=3.652MPa

对比压力Pr=