下载文档原格式
【】毕业论⽂毕业设计年产20万吨合成氨⼚⼯艺设计年产20万吨合成氨⼚⼯艺设计摘要氨的⼯业⽣产主要是利⽤氮⽓和氢⽓通过催化剂的催化⽽得到。
本设计是年产20万吨合成氨⼚的⼯艺设计，但由于合成氨的整个⽣产⼯艺较长，细节问题较多，鉴于设计时间的紧迫，本设计主要对合成氨的主要⼯段——合成⼯段进⾏了⼯艺计算、设备选型，并绘制了全⼚平⾯布置图、合成氨⼯艺流程⽰意图、合成⼯段带控制点⼯艺流程图、合成⼯段物料流程图、合成车间的⽴⾯图和平⾯图。
关键词：氨，催化剂，⼯艺，图Ammonia Plant Process of The Technological Designof 200,000 t Ammonia Per YearABSTRACTThe industrial production of ammonia is used mainly nitrogen and hydrogen through the catalyst to be obtained. The design of the annual output of 200,000 tons of synthetic ammonia plant process design, but because of the ammonia production process is longer, more details, in view of the urgency of the design time. The main design of the main section of ammonia-synthesis section of the technology, equipment selection, and the mapping of the entire plant layout map Ammonia Process Chart, Synthesis Process control point with the process flow chart Synthesis Process flowchart materials, synthetic workshop elevation and floor plans.KEY WORDS:ammonia ，catalyst ，technology ，chart⽬录摘要........................................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................................. II 1 ⼯程设计背景与发展状况. (1)1.1⼯程设计的背景 (1)1.2我国合成氨产业概况 (1)1.3我国合成氨需求现状及设计规模 (1)2 ⼯程设计条件与总平⾯布置 (3)2.1⼯程设计条件 (3)2.1.1 原材料及辅助物料的资源条件 (3)2.1.2 公⽤⼯程概述 (3)2.1.3 劳动⼒资源条件 (3)2.2总平⾯布置 (3)2.2.1 总平⾯布置的基本原则 (3)2.2.2 总平⾯布置概述 (4)3 化⼯⼯艺设计 (7)3.1车间组成概述 (7)3.2车间⽣产综合叙述 (7)3.2.1 合成⼯段的概况及特点 (7)3.2.2 ⼯作制度 (7)3.2.3 产品的主要技术规格及标准 (8)3.2.4 ⼯艺流程叙述 (8)4 合成⼯段的⼯艺计算及设备选型 (10)4.1合成⼯段设计要求 (10)4.2合成⼯段物料衡算图 (10)4.3.1 物料衡算 (11)4.3.2 热量衡算 (24)4.3.3 主要设备的计算 (31)4.3.4 主要设备型号⼀览表 (45)5 安全⽣产及环境保护 (46)5.1环境保护与综合利⽤ (46)5.2劳动安全卫⽣ (46)致谢 (48)参考⽂献 (49)1⼯程设计背景与发展状况1.1 ⼯程设计的背景合成氨是化学⼯业中的⼀种重要的基础原料。
合成氨变换工段工艺设计合成氨是化工工业中的重要原料，广泛应用于制取尿素、硝化铵等农业肥料，以及制取氨水、氨盐、化肥、染料等合成工艺中。
合成氨变换工段是合成氨生产中的关键环节，其工艺设计对合成氨的产量、质量以及能耗等方面有重要影响。
一、工艺概述合成氨的变换反应器是将反应物氮气和氢气通过催化剂的作用，在一定条件下发生气相合成反应，生成合成氨。
反应器通常采用固定床催化剂反应器，催化剂的选择和催化剂床层的设计都是工艺设计的重要环节。
冷凝器主要用于对反应产生的氨气进行冷凝回收，常见的冷凝器有直接冷凝器和间接冷凝器两种形式，工艺设计中需要根据具体情况选择适用的冷凝方式。
循环气压缩机主要用于将反应器中未反应的气体通入新的循环，提高气相合成反应的转化率。
在工艺设计中，需要考虑压缩机的压比、功率消耗等参数。
氨气的分离净化装置主要用于对合成氨中的杂质进行去除，提高合成氨的纯度。
常用的分离净化装置有吸附装置、膜分离装置等，具体的工艺设计需要根据生产要求和经济效益进行选择。
二、工艺参数及控制合成氨的变换工段的工艺参数主要包括反应温度、反应压力、空速、催化剂活性等。
这些参数直接影响合成氨的产率、选择性和能耗。
反应温度是合成氨变换反应的重要参数，通过控制温度可以提高反应速率和转化率，但过高的温度会导致副反应的发生，降低合成氨的选择性。
反应压力主要用于控制氨气的产量和能耗，压力越高产氨越多，但能耗也相应增加。
空速是指单位时间内通过反应器的氮气体积，可以通过调控压力和进气量来实现，过小的空速会影响反应的效果，而过大会导致固定床催化剂的床层冲击和阻力升高，影响反应转化率。
催化剂活性主要指催化剂的活性组分含量和粒径等参数，这些参数会影响合成氨的选择性和催化剂的寿命。
在工艺设计中，需要考虑这些参数的合理选择和控制，以提高合成氨的产量和质量，并降低能耗。
三、能耗控制合成氨的变换工段是合成氨生产中的能耗重点。
能耗的控制主要体现在压力控制、催化剂选择和热交换等方面。
编号：毕业设计（论文）开题报告设计题目: 年产20万吨合成氨工程设计院系:专业:班级:学号:学生姓名:指导老师:日期年月日开题简介（课题来源，设计或论文的选题的目的和意义，关于该论题的研究现状和发展趋势，设计或论文的主攻方向、主要内容和提纲、研究方法及技术路线，工作进度安排，所具备的条件等）课题来源：“改选”教师自定的题目。
设计或论文的选题的目的和意义：合成氨工业是基础化学工业的重要组成部分，在国民经济中占有相当重要的位置。
氨是化学工业的重要原料之一，具有十分广泛的用途。
氨是氮素肥料工业的主要原料，用氨作原料可生产多种氮肥，如尿素,硫酸铵，硝酸铵，碳酸氢等；氨还可以用来生产多种复合化肥，如磷酸氢铵等。
合成氨工业对农业的生产具有重大意义。
氨也是工业的重要原料。
基本化学工业中的硝酸，纯碱及各种含氮的无机盐以及制冷工业中冷却剂，有机工业中各种中间体，制药工业中磺胺药物，高分子工业中聚纤维，氨基塑料，丁情香蕉，冷却剂等，都需要以氨，氨的化合物及衍生物为原料或工作介质。
国防工业中也需要氨，如三硝基甲苯，硝化甘油，硝化纤维的各种硝基炸药；尖端技术如导弹，火箭的推进剂和氧化剂等都离不开氨。
我国合成氨产量虽然已跃居世界第1位，但单系列装置规模较小，合成氮平均规模为5万t/a，无法适应世界合成氨的发展趋势。
据有关资料统计，俄罗斯约有35套合成氨装置，合成氮平均规模为40万t/a；美国有50多套合成氨装置，合成氨平均规模30万t/a以上。
近年来合成氨装置大型化是世界合成氨的主流发展趋势，目前世界最大单系列合成氨装置规模已达130万t/a。
所以为了拉近与国际氨工业生产的距离，我们必须加强科技研究，这对我们国家以后的发展具有很重要的目的和意义。
关于该论题的研究现状和发展趋势：1784年，有学者证明氨是由氮和氢组成的。
19世纪末，在热力学、动力学和催化剂等领域取得进展后，对合成氨反应的研究有了新的进展。
1901年法国物理化学家吕·查得利提出氨合成的条件是高温、高压，并有适当催化剂存在。
毕业设计（论文）年产20万吨合成氨造气工段工艺设计姓名：张宇学号：12171045专业：化学工程与工艺系别：化学工程系指导教师：许晓娟讲师2016年5月摘要本设计是年产能力为20万吨合成氨造气工段（半水煤气）的工艺设计，造气工段是获得合成气的首要工段。
本设计首先简单介绍了合成氨工业，阐述了煤气化的发展历程和方法。
介绍了半水煤气的定义和制气原理，以及常见的生产方法和工艺流程。
结合我国合成氨现状及生产成本综合考虑，本设计采用常压固定床间歇制气法,块煤送入造气炉制气，工艺流程选择利用吹风气持有热和上行煤气显热的流程。
通过查阅相关文献和设计资料对工艺环节进行了相关计算，先对煤气发生炉的的吹风阶段、制气阶段和总过程进行了物料衡算和热量衡算，从而确定了煤气炉的型号，并对废热锅炉和鼓风机进行了相关计算和选型。
关键词：造气；合成氨；半水煤气ABSTRACTThe instructions is the design of the annual production capacity of 300,000 tons of synthetic ammonia syngas production (semi-water gas) process design, syngas production is the primary section to obtain syngas. First, a brief introduction to the design of synthetic ammonia industry, describes the history and development of coal gasification methods. Introduces the definition and principles of semi-water gas gas, as well as common production methods and processes. Considering the current situation of our country and costs of ammonia production, atmospheric fixed bed intermittent method is used in this design, lump coal into gas furnace gas, rocess Blown holders the option of using heat and sensible heat of the gas flow upstream. The gasification process of the design has been calculated through accessing to relevant documents and design information, first , material balance and heat balance has been calculated for gas furnace blower stage gas phase and the total process in order to determine the gas stove models, and waste heat boilers and blowers for the relevant calculation and selection. KEYWORDS：synthesis ammonia;gas making;semi-water gas目录摘要 (i)ABSTRACT............................................................................................................. i i 目录 ..................................................................................................................... i ii 1绪论 .. (1)2合成氨造气概况 (2)2.1合成气原料的选择 (2)2.2制水煤气工艺的发展历史 (2)2.3国内外煤气化技术的发展趋势 (3)3生产方法的选择及论证 (4)3.1生产方法的介绍 (4)3.1.1沸腾层气化法概述 (4)3.1.2水煤浆制气法概述 (4)3.1.3固定层间歇气化法概述 (5)3.1.4固定层连续气化法概述 (5)3.2生产方案的选择及论证 (5)4常压固定床间歇气化法 (7)4.1半水煤气定义 (7)4.2固定床气化法的特点 (7)4.3半水煤气生产对原料的选择 (7)4.4半水煤气制气原理 (8)4.5煤气发生炉内燃料层分布情况 (9)4.6各主要设备的作用 (11)4.6.1水煤气发生炉 (11)4.6.2燃烧室 (11)4.6.3废热锅炉 (12)4.6.4洗气箱 (13)4.6.5洗涤塔 (13)4.6.6烟囱 (13)4.6.7自动机 (14)4.7间歇式制半水煤气工艺条件 (14)4.7.1温度 (14)4.7.2吹风速度 (14)4.7.3蒸汽用量 (14)4.7.4燃料层的高度 (15)4.7.5循环时间 (15)4.7.6气体成分 (15)4.8生产流程的选择及论证 (15)4.9间歇式气化工艺流程的各个阶段 (16)4.10间歇式制半水煤气生产工艺流程 (18)5工艺计算 (20)5.1煤气发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算 (20)5.2物料及热量衡算 (22)5.3制气阶段的物料与热量衡算 (26)5.3.1物料衡算 (26)5.3.2热量衡算 (31)5.4生产总过程的计算 (32)5.4.1燃料使用分配 (32)5.4.2计算每100kg燃料的生产指标 (33)5.4.3物料衡算（kg） (33)5.4.4热量衡算 (37)5.5配气计算 (38)5.6消耗定额 (39)5.7吹净时间的计算 (39)5.8废热锅炉热量衡算 (41)5.8.1设已知条件 (41)5.8.2热量衡算 (43)5.8.3热量平衡和总固体的衡算 (46)5.9衡算夹套锅炉的热量和物料 (47)5.9.1已知条件 (47)5.9.2产气量和消耗水量的计算 (47)6设备计算 (49)6.1煤气炉指标计算 (49)6.2确定煤气台数 (50)6.3确定空气鼓风机的选型及台数 (51)6.4各设备的选型及工艺指标 (52)6.4.1Φ3米U.G.I型煤气发生炉的工艺指标： (52)6.4.2燃料室的工艺指标： (52)6.4.3洗气箱工艺指标： (53)6.4.4索尔维式废热锅炉工艺指标： (54)6.4.5填料式洗涤塔工艺各项指标： (55)6.4.6煤气发生炉自动加煤机工艺指标： (56)6.4.7集尘器 (56)6.4.810000m3螺旋式气柜的工艺指标： (56)7安全技术与节能 (58)7.1安全技术 (58)7.2节能 (58)结论 (59)参考文献 (60)致谢 (61)附录 (62)1绪论本工艺设计是年产20万吨工业合成氨厂造气工段设计。
年产20万吨合成氨合成工艺设计The Process Design of 200kta of Synthetic AmmoniaSynthesis目录摘要 (I)Abstract (I)引言 (1)第一章综述 (2)1.1 氨的研究背景 (2)1.2 氨的用途 (2)1.3 氨的生产方法的选择 (3)第二章氨合成过程的步骤及工艺流程 (5)2.1 氨合成的步骤 (5)2.2 氨合成工艺流程简述 (6)第三章工艺计算 (9)3.1 原始条件 (9)3.2 物料衡算 (9)3.2.1 合成塔物料衡算 (9)3.2.2 氨分离器气液平衡计算....................... 错误！未定义书签。
3.2.3 冷凝塔气液平衡计算......................... 错误！未定义书签。
3.2.4 液氨贮槽气液平衡计算....................... 错误！未定义书签。
3.2.5 液氨贮槽物料计算 (14)3.2.6 合成系统物料计算........................... 错误！未定义书签。
3.2.7 合成塔物料计算............................. 错误！未定义书签。
3.2.8 水冷器物料计算 (17)3.2.9 氨分离器物料计算 (18)3.2.10 冷凝塔物料计算 (19)3.2.11 氨冷器物料计算............................ 错误！未定义书签。
3.2.12 冷凝塔物料计算............................ 错误！未定义书签。
3.2.13 液氨贮槽物料计算.......................... 错误！未定义书签。
3.3 热量衡算 (26)3.3.1合成塔热量计算 (26)3.3.2 废热锅炉热量计算 (28)3.3.3 热交换器热量计算 (29)第四章设备的计算与选型..................... 错误！未定义书签。
合成氨变换工段是合成氨生产过程中的关键工艺环节之一，它将合成气中的氮气和氢气在催化剂的作用下，通过催化反应转化为合成氨。
本文将围绕年产二十万吨合成氨的变换工段工艺设计进行详细阐述，旨在提供一个完整的工艺设计方案。
首先，变换工段的催化剂选择非常重要。
对于年产二十万吨合成氨的工艺，常用的催化剂有铁素体、铁铬铝混合催化剂等。
这些催化剂在一定的操作条件下，能够实现高效的合成氨转化率和选择性。
在实际应用中，应根据具体工艺要求和经济效益进行选择。
其次，合成气的净化和预热是变换工段的重要准备工作。
合成气中常含有一定的杂质，如氧、水蒸气、二氧化碳等，这些杂质会影响催化剂的活性和寿命。
因此，合成气需要通过一系列净化设备，如除氧、除硫、除水等步骤，将其净化为适合变换反应的合成气。
同时，为了提高反应的热效应，还需要对合成气进行预热，一般可以采用换热器进行热量回收。
接下来是变换反应的具体设计。
变换反应是一个平衡反应，根据Le Chatelier原理，可以通过提高反应温度、降低反应压力、增加氢气过量等方式推动平衡向产氨方向偏移。
在实际设计中，应在考虑较高转化率的前提下，平衡反应速率和催化剂活性与寿命的关系，做出合理的选择。
另外，变换反应需要保持一定的循环气速和循环气气体组成。
循环气速过高会造成能耗增加，循环气速过低则会影响气体传质效果。
循环气气体组成应符合催化剂的操作条件，一般应保持一定的氢气过量，同时控制氮气和氢气的比例。
最后是变换工段的控制策略。
合成氨变换工段是一个高温高压的工艺过程，对于安全和稳定运行，需要建立完善的自动化控制系统。
控制策略应包括反应温度和压力的控制、循环气速和气体组成的控制、催化剂的修复和更换等。
在实际设计中，应结合具体的工艺要求和设备性能，进行综合技术经济分析，选取最佳的工艺参数和操作条件。
同时，在设计过程中还应考虑到工艺的可持续性和环境保护要求，合理利用资源，减少废物排放，实现工艺的可持续发展。
合成氨变换工段工艺过程设计
合成氨是一种氮肥的主要原材料，广泛应用于农业生产中。
合成氨的生产工艺比较复杂，需要经过多个过程的变换才能得到最终的产品。
以下是合成氨变换工段工艺过程的设计。
第一步：氨气合成
氨气合成是合成氨工艺的核心环节，是通过一系列反应将纯净的氢气和氮气合成氨气。
氮气主要来自于空分装置，而氢气主要来自于蒸汽重整装置。
氮气和氢气混合进入催化转化器，经过高温高压催化剂的作用，在催化剂的表面上发生一系列反应，生成氨气。
第二步：氨气变换
氨气变换是将氨气和过量的氮气通过低温催化转化器进行反应，生成高纯度的合成气体。
合成气体主要由氨气、氢气和少量的氮气组成。
合成气体进入变换反应器，在催化剂的作用下，发生一系列反应，将多余的氮气转化为氨气，提高合成气体的纯度。
为了提高合成氨的产率和纯度，还需要进行一系列辅助工艺，如排水处理、冷凝除尘等。
排水处理是为了去除合成氨中的水分，保证合成氨的纯度。
在排水处理过程中，合成氨中的水分会通过分离器分离出来，再经过干燥塔吸附去除水分，最后得到干燥的合成氨。
冷凝除尘是为了去除合成氨中的杂质，保证合成氨的纯度。
在冷凝除尘过程中，合成氨通过冷凝器冷却，使其中的杂质凝结成固体颗粒，然后经过除尘器除去颗粒物，最后得到纯净的合成氨。
综上所述，合成氨变换工段工艺过程的设计包括氨气合成和氨气变换两个主要步骤，同时还需要进行排水处理和冷凝除尘等辅助工艺。
这些步骤的设计要考虑反应温度、反应压力、催化剂的选择和管理，以及对产物的分离、干燥和净化等。
通过合理的工艺设计和操作管理，可以提高合成氨的生产效率和产品质量。
Harbin Institute of Technology课程设计课程名称：氨合成工段工艺设计设计题目：年产20万吨合成氨合成工段工艺设计院系：化工学院化学工艺系班级：1214221设计者：学号：11214203指导教师：设计时间：2015.6目录课程设计任务书 (1)第一章综述 (2)1.1 氨的研究背景 (2)1.2氨的用途 (2)1.3氨的生产方法的选择 (3)第二章氨合成过程的步骤及工艺流程 (5)2.1氨合成的步骤 (5)2.2氨合成工艺流程简述 (7)第三章工艺计算 (8)3.1 原始条件 (8)3.2 物料衡算 (8)3.2.1 合成塔物料衡算 (8)3.2.2氨分离器气液平衡计算 (9)3.2.3冷凝塔气液平衡计算 (10)3.2.4液氨贮槽气液平衡计算 (11)3.2.5液氨贮槽物料计算 (13)3.2.6合成系统物料计算 (14)3.2.7合成塔物料计算 (15)3.2.8水冷器物料计算 (16)3.2.9氨分离器物料计算 (17)3.2.10冷凝塔物料计算 (18)3.2.11氨冷器物料计算 (20)3.2.12 冷凝塔物料计算 (22)3.2.13液氨贮槽物料计算 (23)3.3 热量衡算 (25)3.3.1合成塔热量计算 (25)3.3.2 废热锅炉热量计算 (27)3.3.3 热交换器热量计算 (28)第四章设备的计算与选型 (30)4.3校核总传热系数K (30)4.3.1 官内给热系数α计算 (30)4.3.2 管外给热系数αo (34)4.3.3 总传热系数K (37)4.4管子拉脱力的计算 (37)4.5 计算是否安装膨胀节 (38)4.6换热器主要结构尺寸和计算结果 (39)结论 (40)参考文献 (41)附录 (42)带控制点的工艺流程图 (42)课程设计任务书课程任务：合成氨合成工段工艺设计设计题目：年产20万吨合成氨合成工段工艺设计设计条件：(1)年产量200kt，年生产时间扣除检修时间后按300天计，则产量为：27.778t/h(2)新鲜补充气组成表3.1新鲜补充气组成(摩尔分数%)组分H2N2CH4Ar 总计含量74.45 24.12 1.10 0.33 100(3)合成塔入口中氨含量：NH3入=2.5%(4)合成塔出口中氨含量：NH3出=16.5%(5)合成塔入口惰性气体含量：CH4 +Ar=15%(6)合成塔操作压力：32Mpa(7)精练气温度：35℃(8)水冷器出口气体温度35℃(9)循环机进出口压差1.47MPa(10)年工作日300 d(11)计算基准生产1t氨第一章综述1.1 氨的研究背景世界合成氨技术的发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺、低能耗制氨工艺、装置单系列产量最大化三个阶段。
毕业设计题目：年产二十万吨合成氨转化工段设计学院：化学与材料工程专业：化学工程与工艺姓名：学号：指导老师：完成时间：2014年5月20日设计说明氨在国民经济中占有重要地位。
现在约有80%的氨用来制造化学肥料，其余作为生产其它化工产品的原料。
以天然气为原料的合成氨流程是合成氨流程的典型流程之一。
除消耗原料天然气等一次能源外，还需要消耗较多的电力和蒸汽等二次能源。
能耗是衡量合成氨技术水平和经济效益的重要标志。
合成氨的转化工段中需要消耗的原料和能源占合成氨消耗能源的很大部分。
因此对合成氨转化工段进行科学合理的设计是非常必要的。
本次设计任务量为年产20万吨氨，采用管式炉连续催化转化工艺流程，工艺天然气经过一段炉和二段炉的转化，使甲烷含量降至0.3%。
为达到尽可能多的节能的目的，准确进行转化工段的物料和热量衡算以及对一段炉的辐射室和对流段的计算和选型，并选择具有代表性的天然气预热器进行准确的设计计算，选定该换热器为固定管板式，壳体内径1000mm，换热面积332.8m2，传热温差626.52℃。
除此之外，还做出工艺流程图、物料流程图和换热器的装配图等图纸以使设计内容更加详细充实。
关键词：氨，能耗，转化工段，工艺流程，计算，选型Design NotesAmmonia takes an important place in the national economy. Now, about 80% of the ammonia is used to produce chemical fertilizer,and the rest is used to be rawmaterial of other chemical products production. The process which regards natgas as raw material is one of the typical process in Synthe-tic ammonia process. In addition to consuming raw gas and water vapor, the process still needs to consume electric energy and steam and so on. Energy consumption is an important symbol measured by technology and economic profit. In transformation of ammonia, the consumption of raw materials and energy accounted a lot energy consumption of Synthe-tic ammonia.Therefore,design of conversion section is very necessary. The design task is an annual output of 200000 tons of ammonia, the tube furnace process of continuous catalytic conversion, technology of natural gas through the transformation of a furnace and two section of the furnace, the methane content is reduced to 0.3%. In order to achieve the purpose of energy-saving, the accurate calculation and selection of material and heatbalance and conversion section of a furnace chamber and aconvection section of radiation, and choose natural gas preheater representative for accurate design calculation. Selection of the heat exchanger is a fixed tube plate,shell diameter is 1000mm, the heat transfer area is 332.8m2,temperature is set to 626.52 ℃. In addition, I also make the process flow diagram, the material flow chart and a heat exchanger assembly drawings in order to make the design more detailed content enrichment.Keywords: ammonia, energy consumption, transformation, technological process, type choice目录设计说明 (I)Design Notes .................................................................................. 错误！未定义书签。
主要符号说明 .. (ⅳ)1 绪论 (1)1.1 合成氨转化工段简述 (1)1.1.1 概述 (1)1.1.2 合成氨生产技术的发展 (1)1.1.3 合成氨转化工段天然气转化法主要反应 (2)1.1.4 合成氨转化工段分为两段的原因 (2)1.1.5 合成氨转化工段设计的主要设备 (2)1.2 生产流程的选择 (3)1.2.1 转化工段工艺流程介绍 (3)1.2.2 选择转化工段的工艺流程及原因 (4)2 物料衡算 (5)2.1 一段炉转化计算基础数据及衡算 (5)2.1.1 基础数据 (5)2.1.2 一段转化炉物料衡算 (5)2.1.3 一段转化炉出口气体量表 (8)2.2 二段炉转化计算基础数据及物料衡算 (9)2.2.1 基础数据 (9)2.2.2 二段转化炉物料衡算 (9)2.2.3 二段转化炉出口气体量表 (12)2.3 以吨氨每小时为计算标淮折合指标 (12)3 热量衡算 (14)3.1 计算基准和计算方法 (14)3.2 一段转化炉热量平衡 (16)3.2.1 进入混合气带入焓 (16)3.2.2 一段转化气带出焓 (16)3.2.3 燃料天然气量计算 (17)3.3 二段转化炉热量平衡 (18)3.3.1 一段转化气带入焓 (18)3.3.2 工艺空气带入焓 (18)3.3.3 二段转化气带出焓 (19)3.4 天然气预热器负荷计算 (20)3.4.1 天然气带入焓 (20)3.4.2 天然气带出焓 (20)3.5 混合气预热负荷计算 (21)3.5.1 天然气带入焓 (21)3.5.2 水蒸汽带入焓 (22)3.5.3 混合气预热器热负荷 (23)3.6 工艺空气预热器热负荷计算 (23)3.7 燃烧烟气计算 (24)3.7.1 燃烧空气量计算 (24)3.7.2 实际空气量的计算 (25)3.8 转化工序自产蒸汽量计算 (29)3.8.1 烟气废锅产汽量及热负荷 (29)3.8.2 转化气废锅产汽计算 (31)3.9 物料，热量平衡结果 (31)4 设备的选型计算（主要设备） (34)4.1一段转化炉辐射室计算 (34)4.1.1 已知条件 (34)4.1.2 炉型选择 (35)4.1.3 计算方法 (35)4.1.4 炉膛尺寸确定 (36)4.1.5 转化管内传热系数计算 (36)4.1.6 炉管外壁平均温度计算 (39)4.1.7 炉管外壁温度计算 (43)4.2 一段转化炉对流段计算 (47)4.2.1 已知条件 (47)4.2.2空气预热器计算 (48)4.2.3 烟气废热锅炉计算 (53)5 空气预热器换热器的计算 (57)5.1 工艺设计计算部分 (57)5.1.1 已知条件 (57)5.1.2 定性温度与其对应的物性 (57)5.1.3 试算和初选换热器的规格 (57)5.1.4 核算换热面积 (58)5.2 材料的选用部分 (58)5.3 结构设计部分 (59)5.3.1 壳体，管箱壳体和封头 (59)5.3.2 膨胀节 (59)5.3.3 接管和开孔补强 (60)5.3.4 接管与壳体，管箱壳体的连接 (60)5.3.5 接管法兰的要求 (61)5.3.6 壳程接管位置最小尺寸 (61)5.3.7 管箱接管位置最小尺寸 (61)5.3.8 排气，排液管 (62)5.3.9折流板的布置和尺寸 (62)5.3.10 防冲板 (64)5.3.11 拉杆和定距管的尺寸 (65)5.3.12 管板，设备法兰 (65)5.3.13 垫片 (66)5.3.14 管箱 (67)5.3.15 支座 (68)5.4 换热器主要结构尺寸和计算结果表 (69)设计评述 (71)致谢 (72)主要参考文献 (73)附录 (74)主要符号说明-----V kmol 气体摩尔质量， -----d m 管道直径， -----,L kmol 液体摩尔质量 -----G 气液百分数2-----/g m s 重力加速度， 3-----Nm 标准立方米 -----K 平衡常数-----F 进料量 -----l m 长度，-----p C 比热容 -----m kg 质量，-----Q J 热量，k -----/M kg kmol 摩尔质量，-----/I J k g 冷凝热，k -----n 数量-----K 绝热指数 -----p MPa 压强，-----N W 压缩功，k -----r m 半径，-----Z 压缩系数 -----/R H J kmol 反应焓，k-----T 温度，℃ 2-----F m 传热面积，3-----V m 体积， ()2-----/J m h α⋅传热系数，k-----m Φ直径， -----y 气相摩尔分数-----/W kg h 重量流量， -----/()J m h λ⋅⋅导热系数，k ℃-----λ摩擦系数 -----a c P s P μ⋅粘度，或Pr-----普兰特常数 3-----/kg m ρ密度，-----/Q J h 热负荷，k 2-----()/k R m h J ⋅⋅污垢系数，℃-----x 液相摩尔分数1 绪论1.1 合成氨转化工段简述1.1.1 概述氨是1794年由J.普里斯特利在加热氯化铵和石灰混合物时候发现，1784年C-L．伯托利确定氨由氮和氢组成。
