课程设计

H2 N2 H2O Ar O2 合计 0.0011 0.0252 0 0 0 1 0 7.8702 0.306 0.1OO9 2.119 10.396 0 0 -74052 0 0 -150032.38 28.9 29.1 33.6 29.1 29.4 5 5 5 5 5 0.159 1148.7807 51.408 14.68095 311.493 1700.82965 ?(?H入)??150032.38?1700.82965??148331.5504kJ

表3.8 高温烟道气离开反应管区时带出的焓

输出组分 n/kmol n?HF(298K)/kJCP(1183K)/kJ ?T/K nCP(303K)?T CO2 O2 N2 Ar H2O 合计 出/kJ 0.9737 0.1921 7.8954 0.1009 2.2327 11.3948 -383345.69 0 0 0 -540313.4 -923659.09 49.2 32.9 31.1 31.1 38.1 885 885 885 885 885 42396.8454 5593.2797 217309.0419 2777.12115 75283.29495 343359.5831 ?(?H)?-923659.09Q??(?H)-?(?H出?343359.5831??580299.5609kJ

入)?431967.9565?4.1397?10kJ

5

假设炉壁热损失为可供热的5%，则每转化1200kmol天然气需在管外燃烧的天然气量为

?667.93kmol 54.3197?10（1?0.05）2.741?108需要湿空气量 10.396×667.93=6943.80kmol 产生的烟道气量 11.3948×667.93=7610.93kmol

4 设备选型与设计

本设计为日产千吨氨厂的制气流程，参照文献[2]初定了工艺设备的规格或型号（见表4.1），其中，标准设备已选定了型号，对于非标准设备，因未进行设备的施工设计，只能给出大致规格或条件，可作为向设备专业提出设计条件的依据。

排风机计算：排风机进口处负压约200mmH2O

静风压??200mmH2O?1962Pa；V?nRTP?7610.93?8.314?273101.33?103?170479.6m/h;

3查文献[5]可选型4-2×79型离心式通风机，转速580r/min ，全风压为2178-1481Pa，风量171400-295600m3/h，电动机Y355M2-6 200KW；

表4.1 工艺设备一览表

序号 设备位号 设备名称 规格或型号（mm） 数量 注 备1 2 3 R1901 V1901 R1902 加氢反应器 氧化锌脱硫槽 一段转化炉 ?内2050，H?10420 1 2 1 ?内2300，H?8030辐射段：顶烧方箱炉，378根转化管，自吸式烧筒； 对流段：设6个预热器 4 5 6 7 8 9 R1903 E1902 E1903 V1902 E1903 C1901 二段 转化炉 第一废热锅炉 第二废热锅炉 汽包 辅助锅炉 排风机[4] 水夹套?内4000，筒体?内3700 1 1 1 1 1 1 ?内1350，H?13230 ?内1350，H?7345?内1990，H?15100热负荷，131.56KJ/h 4-2×79型离心式通风机，转速580r/min 10 S1901 烟囱 圆筒形，材质红砖，直径2m，高40m 1 11 12 C1902 C1903 天然气压缩机 工艺空气压缩机 低压缸9CI6,高压缸9BZ6 低压缸5CK-57，高压缸7CK-51 1 1

5 管道计算

5.1 管径的确定

由选定二段管内流体流速按下式计算管子内径，并修正到负荷工程直径要求

d?4V?u

式中：V--流体在操作条件下的体积流量，m3/s； u--流体的流速，m/s； D--管子内径，m。[6] ①预热后原料天然气管道：

操作条件为：温度V?nRTP?399℃，压强3.5MPa，流量1200kmol/h；361200?8.314?(273?399)?103.5?104V?1915m/h3

?238mm，273mm取经济流速u?12m/s，则d??u相近的公称直径为DN250，对应的外径为②工艺蒸汽管道：

操作条件为：温度V?nRTP?316℃，压强3.62MPa，流量3960kmol/h；363960?8.314?(273?316)?103.62?104V?5357m/h3

?u?344mm，377mm取经济流速u?16m/s，则d?相近的公称直径为DN350，对应的外径为③混合气管道：

操作条件为：温度V?nRTP?370℃，压强3.4MPa，流量5160kmol/h；365160?8.314?(273?370)?103.4?104V?8113m/h3

?u?470mm，530mm取经济流速u?13m/s，则d?相近的公称直径为DN500，对应的外径为④一段转化气管道：