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

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P>4l06pa(gp40.8kg(f)cm2)时才考虑(略为增大)(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)18051491102805149120380514913048051591105805159120680515913078051691108805169120980516913010815149110118151491201281514913013815159110148151591201581515913016815169IlO178151691201881516913019825149110208251491202182514913022825159IlO23825159120248251591302582516911026825169120278251691302883514911029835149120308351491303183515911032835159120338351591303483516911035835169120368351691303784514911038845149120一、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