传热面积取安全系数为，则换热面积用换热管长度计算换热面积由下式确定摘自式中计算换热面积换热管外径换热管长度管板厚度换热管排管数。所以而型标准换热管长度为和。所以由，选择换热管长度。所以选用换热面积为，武汉工程大学本科毕业设计的台串联使用可满足要求。合成塔工艺设备计算已知条件合成塔进口压合成塔出口压力进塔气成分氨含量，氨分解基惰性气体，氢氮比为采用型触媒，粒度以为主，还原后床层高度收缩量取出口气体流量入口气体流量。合成塔进口气体温度合成塔出口气体温度则反应温度取平均温度为。接触时间取合成塔塔体设计浓相段直径因入口流量比出口流量大些，所以取入口流量计算塔径较安全些入口气体体积流量取空塔气速浓相直径为取浓相段流化床直径为浓相段高度接触时间按计算，催化剂的堆体积为静床高取膨胀比为，则浓相段高度为，取整则浓相段高度为稀相段直径取操作气速半，即气体流量为武汉工程大学本科毕业设计直径为取稀相段高度根据浓相段直径为，空塔气速，查图知所以稀相段高度，取浓相段加热装置的换热面积用套管式换热装置，总传热系数取，由热量衡算算得换热面积为取设计余量，则换热面积为稀相段加热装置的换热面积用套管式换热装置，水为冷却剂，取总传热系数，换热装置热负荷为换热面积为取设计余量，则换热面积为合成塔内件结构的选型触媒筐选用并流三套管式，采用冷气体经下部换热器加热后，经冷管的环隙气体被预热至进触媒层所需的温度选用传热系数高，制造简单的螺旋板式换热器目的是增强冷管传热，改善触媒层温度分布。触媒筐方案计算触媒筐结构方案般氮肥厂，原料气的净化不够好，上层触媒比较容易失去活性，因此，采用较高的绝热层及稍高的热点温度使得触媒在使用后期仍然能得到较好的利用实现资源节约触媒筐基本尺寸如下武汉工程大学本科毕业设计催化剂高度催化剂筐内径中心管催化剂筐容积量温度计套管三套管，，冷管传热面积绝热层高度冷管规格，，根比传热面积操作压力进塔气量催化剂伸缩率进塔合成气组成，，，，冷管层催化剂对冷管的总传热系数催化剂颗粒当量直径式中催化剂颗粒平均直径，催化剂形态系数冷管层床层截面积床层对冷管的当量直径管层催化剂对冷管壁的给热系数武汉工程大学本科毕业设计催化剂内气体重量流速式中设出冷管层气体中氨含量为，床层平均温度为，则平均氨含量为，根据得管内气体对管壁的给热系数冷管通气截面积冷管内气体重量流速设冷管内气体平均温度为，查气体物性常数得，，，武汉工程大学本科毕业设计冷管内气体对管壁的给热系数冷管层催化剂床对冷管的总传热系数用近似法计算基本数据计算进塔气体摩尔流量无惰性气体氨分基流量，空塔截面积绝考虑沉降后催化剂总高度及绝热层高度总，绝将整个催化剂层分成段上绝热层冷管层下绝热层，且各段尺寸分布情况如表武汉工程大学本科毕业设计表催化剂层各段尺寸分布情况，，，分段计算第段上绝热层温度分布计算查氨合成塔对于型触媒在般情况下，进口温度为左右，而热点温度为左右，而且进触媒层以下的触媒层温度应尽快达到热点温度，故通常设置绝热层。则假设进催化剂层温度，，冷管进口出第段气体温度，。查物性数据第段催化剂层平均温度，查氮肥工艺设计手册理化数据图和各组分比热，并计算得即，查小氮肥厂工艺设计手册图得求第段催化剂出口氨含量求反应热及生成氨量，令气体第段反应热为。武汉工程大学本科毕业设计则出口氨含量，根据公式，由小合成氨厂工艺技术与设计手册下册公式计算，即，则故，实际出口氨含量为，式中。则求，反算，查小氮肥厂工艺设计手册催化剂活性曲线图得，时，，时，武汉工程大学本科毕业设计与假设第段常数相符，故假定温度，正确。本段单位长度反应热为第二段冷管层温度分布计算冷管层反应温度应在最适宜温度附近，故设其出口温度，。查物性数据，第二段催化剂层平均温度，查氮肥工艺设计手册理化数据图得，时查小氮肥厂工艺设计手册图得，求反应热及生成氨量设，冷管出口温度考虑热损失近似等于催化剂进口零米温度，则，由小合成氨厂工艺技术与设计手册下册公式知反应热出第二段催化剂层气体摩尔流量出口氨含量，则得，，武汉工程大学本科毕业设计求，反算，查小氮肥厂工艺设计手册催化剂活性曲线图得，时，，时，，与本段常数基本相符，故假设，正确。本段冷管传递热量为查氮肥工艺设计手册理化数据图得，时式中。则得，即，故假设，正确。单位长度上反应热和冷管传递热量为，第三段下绝热层温度分布计算试差设第三段气体出口温度，。查物性常数，第三段催化剂层平均温度武汉工程大学本科毕业设计，查氮肥工艺设计手册理化数据图和小氮肥厂工艺设计手册图得，时，反应热及氨含量由各段计算结果如表。表催化剂层各段计算结果段数进口温度，出口温度，冷管进口温度，冷管出口温度，进口氨含量，出口氨含量，氨产量反算设计参数的合理性由表可知，热点温度适合生产操作指标作为零米温度也合适。武汉工程大学本科毕业设计核算气体反应热反气体热损失按反损气体带出热量，查氮肥厂工艺设计手册理化数据图得，时，则得出设查氮肥厂工艺设计手册理化数据图得，，根据热平衡得反出进损进，反出损与假设，基本相符，故假设正确。换热器的计算这套氨合成工艺路线中作为换热器的有水冷器，氨冷器和冷交换器。水冷器计算计算条件设备选型采用固定板式换热器操作，气走管程，水走壳程。台，的换热面积，换热管长度的换热器并联使用。列管尺寸无缝钢管外内进气量，进口温度，出口温度。冷却水量，进水温度室温，出水温度。武汉工程大学本科毕业设计热负荷。计算换热面积管内给热系数平均流体温度为，该温度的物性数据按空气计算如下内内管外给热系数平均流体温度为，该温度的物性数据如下内内总传热系数不锈钢的导热系数为，管内管外侧的污垢热阻可分别取和武汉工程大学本科毕业设计铜解得传热平均温差每台换热面积为取安全系数为，则每台换热器面积为。冷交换器计算计算条件进口温度，出口温度取最低的出口温度。冷凝剂用常温下的水，温度。热负荷计算换热面积总传热系数采用套管式型换热器，以来作为氨的冷却器。推荐的总传热系数为，取对数平均温差换热器面积取安全系数为，则换热器面积为④换热管长度而由型换热器换热面积公式摘自式中计算换热面积换热管外径换热管长度管板厚度换热管排管数。所以武汉工程大学本科毕业设计而中的标准只有和，所以选用，换热器的面积为氨冷器计算计算条件进口温度，出口温度。冷凝剂用常温下的水，温度。热负荷计算换热面积总传热系数管壳式换热器用作冷凝器，方为氨蒸汽，方为水。推荐的总传热系数为，取对数平均温差换热器面积取安全系数为，则换热器面积为。④换热管长度内所以取换热管长，选用，换热器的面积为。武汉工程大学本科毕业设计表主要