化工原理课程设计--年产合成氨2万吨小合成氨厂变换工段水加热器的设计.docx

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1、化工原理课程设计年产合成氨2万吨小合成氨厂变换工段水加热器的设计设计货景1、 湿变换气的组成:本换热器的设计来自于以煤为原料的中小型氨厂,大都采用多段中变的方法;由于半水煤气中不含水蒸汽,为了完成变换反应,需添加大量外供蒸汽,构成了氨厂的高能耗工序之一。此换热器既是回收湿变换气(变换炉出)的显热,以预热入口的半水煤气,借以节约能量,使热能回收。成分CO2H2N2H2Omol%18.5532.7310.7537.79设计条件2、湿变换气的进口温度:T1=2293、 去离子水的出口温度:t2140工艺参数:1、 操作压力:9kg/cn?(湿变换气)2、 湿变换气通过水加热器的压力降AP100kPa

2、注意事项:1、物性计算中单位的换算(mol与kg);2、换热器设计中管、壳程的选择。附:混合物料的物性计算(气体)一、密度:PM一RT其中:pm:混合气体的密度(kg/m3);P:操作压力(Pa);7:混合气体的分子量,件i组分的摩尔分率;Mi:i组分的分子量;R:气体常数(JZkmolK);T:操作温度(K)二、粘度:采用Heming-ZiPPer法(化学工程手册(第一卷),P1-386)储血(M,严m=jy.(r)5/=I其中:m:混合气体的粘度(Pas);内:i组分的粘度(Pa-s);注:气体的粘度一般不随压力而变,只有当P4l06pa(gp40.8kg(f)cm2)时才考虑(略为增大)

3、(教材P24)三、比热容:混合气体的比热容可通过质量分率加和进行计算:Qw=jyiQ,I=I其中:Cpm:混合气体的比热容(kJkgK);Cr:i组分的比热容(kJkgK)四、导热系数:M(1),nyt(Mi),i其中:Xm:混合气体的导热系数(WmK);i:i组分的导热系数(WmK)注:气体的导热系数与压力无关(当P介于2.7kPa200kPa之间),气体的介于0.0060.4WmK分组情况No.姓名湿变换气处理量(kmol/h)T2()(变换气出口温度)t()(水进口温度)18051491102805149120380514913048051591105805159120680515913

4、078051691108805169120980516913010815149110118151491201281514913013815159110148151591201581515913016815169IlO178151691201881516913019825149110208251491202182514913022825159IlO23825159120248251591302582516911026825169120278251691302883514911029835149120308351491303183515911032835159120338351591303483516911035835169120368351691303784514911038845149120一、工艺计算依据物料的属性及进出口压力和温度变化要求,综合预选择材料的在物料中的换热系数,计算出需要换热器的换热面积。二、机械计算依据物料特性选择合适的换热器形式:1、预先假设换热器公称直径2、选择管子大小尺寸3、布管4、计算出换热管长度5、评估,管束长度与直径比例合适的话就定型,否则依据结果重新假设6、强度计算7、出图

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