?y0,0?MK,0??=0.0915×(1-实际出口氨含量:yNH3,1?yNH3,1???1?M?K,1??00.15×10515.504 Mk,1) 式中:Mk,1 = Mk,0-M1
Mk,1=(10515.504-723.268)=9792.236 =0.0915(1-0.15×10515.504÷9792.236)=0.079 d.计算A1,1(反算)
由A106催化剂活性曲线查, 当 =390℃,=0.029时 =10.2×10-5 当 =480℃,=0.095时 =7.0×10-5 =[+]÷2=3.6×10-5 ×(-) =2.896×10-5
第一段催化剂用量: =2.896?10?5?206021.429?3.0m3 ②第二绝热床层的计算
出第一床层的气体在冷激气的冷激下温度降到400℃,然后进入第二床层进行反应
设冷激气的量占总入塔气的25%,则进第二绝热床层摩尔流量: Mk2= Mk1+ 0.25Mk0
10515.504=14404.082kmol=3) =9775.207+0.25×
首先假定催化剂层温度=410℃ 由出第二段气体温度 =480℃
设y0.3=0.1554,设出口氨含量为16.5%,则: =0.165÷(1-0.1554)=0.195 , =0.141 进入第三段气体量为:
=14404.083-868.088=13535.995kmol[(480-188.5)÷ (355-325)]=115.2K =3.67×107÷(2091×115.2)=152.356m2
实际生产中所取的换热面积为理论计算值的1.2-2.0倍,本设计中取1.5倍,则:
F实=1.5F=228.534m2 所需换热管的根数为: =2140
经过核算,满足设计要求。 4.2.4 层间换热器
(1) 选列管式换热器,换热管选择,长度为4m的无缝钢管 冷气进口温度325℃,出口温度390℃ 热气进口温度480℃,出口温度410℃ (2) 换热负荷为第三段绝热层生成的热
Q=4.12×107KJ[(480-325)÷ (410-390)]=66.18K =4.12×107÷(1758.12×66.18)=354.09m2
实际生产中所取的换热面积为理论计算值的1.2-2.0倍,本设计中取1.5倍,则:
F实=1.5F=531.14m2 所需换热管的根数为: =4975
设换热管为正六边形排列,则:
管间to=1.2d外=1.2×10=12mm,根据设计手册查取,取to=13mm 正六边形排列层数a=(12n-3-3)0.5÷6=40.72 实取44层 六边形对角线排管b=1.1n0.5=78根
取板间距h=200mm,取e=1.5d外=15mm
则设备直径D= to(b-1)+2e=13×(78-1)+2×15=1031mm 实取换热器直径1100mm
经过核算,能放进设计的塔体内,满足设计要求。
4.3辅助设备选型
对于辅助设备,根据第3章的物料衡算及热量衡算,计算相关数据,并对设备进行选型,选型结果如下: 4.3.1废热锅炉
选卧式U型换热管,高压管尺寸Ф24x1.5 换热面积F=141 m2,
按一根U型管7.35m,需列管数n=191根 4.3.2热交换器
选列管式换热器,冷气走壳程,热气走管程 列管尺寸Ф14×2无缝钢管
换热面F=1899×3.14×0.012×4=286m2 取换热管长度L=4m,根数n=1889根 4.3.3水冷器 选淋洒式排管冷却器 高压换热管Ф68×13
换热面积F=151.263×1.5=227m2 需排管数2排 4.3.4冷交换器
选列管式换热器,冷气走壳程,热气走管程
列管尺寸14×2无缝钢管
换热面积F=1.2×381.48=457.776m2 则换热管长L=6m,管数n=2028根 4.3.5氨冷器Ⅰ
选立式氨冷器,热气走管程,液蒸发走壳程 高压换热管Ф19×3 传热面积F=341.632 m2
管长L=8m,U型管取管数n=850根 4.3.6氨冷器Ⅱ
选立式氨冷器,热气走管程,液蒸发走壳程 高压换热管Ф19×3
传热面积F=1860×3.14×0.016×8=747.57m2 管长L=8m,U型管取管数n=1860根

