合成氨冷却器设计
合成氨冷冻工段过冷器设计 毕业设计

2.评述换热器在生产中的地位、作用及设备选型(附工艺流程图)
3.单体设备工艺计算及初选设备轮廓尺寸(管径、管长、管子数、管程数、壳径、壳程数等)
合成氨变换工段工艺设计

合成氨变换工段工艺设计合成氨是化工工业中的重要原料,广泛应用于制取尿素、硝化铵等农业肥料,以及制取氨水、氨盐、化肥、染料等合成工艺中。
合成氨变换工段是合成氨生产中的关键环节,其工艺设计对合成氨的产量、质量以及能耗等方面有重要影响。
一、工艺概述合成氨的变换反应器是将反应物氮气和氢气通过催化剂的作用,在一定条件下发生气相合成反应,生成合成氨。
反应器通常采用固定床催化剂反应器,催化剂的选择和催化剂床层的设计都是工艺设计的重要环节。
冷凝器主要用于对反应产生的氨气进行冷凝回收,常见的冷凝器有直接冷凝器和间接冷凝器两种形式,工艺设计中需要根据具体情况选择适用的冷凝方式。
循环气压缩机主要用于将反应器中未反应的气体通入新的循环,提高气相合成反应的转化率。
在工艺设计中,需要考虑压缩机的压比、功率消耗等参数。
氨气的分离净化装置主要用于对合成氨中的杂质进行去除,提高合成氨的纯度。
常用的分离净化装置有吸附装置、膜分离装置等,具体的工艺设计需要根据生产要求和经济效益进行选择。
二、工艺参数及控制合成氨的变换工段的工艺参数主要包括反应温度、反应压力、空速、催化剂活性等。
这些参数直接影响合成氨的产率、选择性和能耗。
反应温度是合成氨变换反应的重要参数,通过控制温度可以提高反应速率和转化率,但过高的温度会导致副反应的发生,降低合成氨的选择性。
反应压力主要用于控制氨气的产量和能耗,压力越高产氨越多,但能耗也相应增加。
空速是指单位时间内通过反应器的氮气体积,可以通过调控压力和进气量来实现,过小的空速会影响反应的效果,而过大会导致固定床催化剂的床层冲击和阻力升高,影响反应转化率。
催化剂活性主要指催化剂的活性组分含量和粒径等参数,这些参数会影响合成氨的选择性和催化剂的寿命。
在工艺设计中,需要考虑这些参数的合理选择和控制,以提高合成氨的产量和质量,并降低能耗。
三、能耗控制合成氨的变换工段是合成氨生产中的能耗重点。
能耗的控制主要体现在压力控制、催化剂选择和热交换等方面。
高效氨吸收冷却器设计

E gne n d uo t n B in nvri f rn uc d t nui , e ig108 ,hn ) n ier ga tmao , eigU iesyoAe at s n r atsB in 00 3C ia i n A i j t o i a Aso c j
Ke r s a s r i g t we ; p e t x h n e ; r n f r u l y a d h a ywo d : b o b n o r U— e h a c a g r ta se ai n e t t y e q t Ab t a t T e e i e b o b n a d c o i g m mo i s n o p r t d wi U—y e h a s r c : h d v c a s r i g n o l a n n a wa i c r o ae t h tp e t
管式换热器 。工作时液氨与气氨在填料层 内充分接触 进行传质传热 ,氨气被吸收后 由换热器冷 却 ,从塔底排 出,
吸收率高达 9 % 以上。 7 关键词:吸收塔 ;u型管式换热器 ;传质传热 中图分类号 :T 5 . Q0 1 5 文献标识码 :B 文章编号 :10 —0 02 0 )200 —3 0 519 (0 60 ・140
De in o v c s r i ga d Co l mo i sg f De ieAb o b n n o i Am ng na
JN — a . I S i n I Yan L U h . mi g
(1 .M e h n c l g n e ig& Au o t nCo lg , i o i g I si t f c n lg , iz o 2 0 , i a; . c o l fM e h n c l c a ia En i e rn t mai l e L a n n t u eo Te h o o y Jn h u 1 1 01 Ch n 2 S h o o e n t o c a ia
年产30万吨合成氨工艺设计

合成氨是一种重要的工业原料,广泛应用于农业、化工、医药等领域。
为了满足市场需求,设计一套年产30万吨合成氨的工艺流程是非常必要的。
以下是一个关于年产30万吨合成氨工艺设计的详细描述。
1.原料合成氨的主要原料是氢气和氮气。
在设计工艺流程时,需要考虑原料的纯度和供应。
可以选用化工厂附近的气体供应公司作为原料供应商,以确保原料的质量和稳定性。
2.反应器反应器是合成氨工艺中最关键的设备之一、合成氨的主要反应是哈贡斯法,即通过高温和高压下将氮气和氢气反应生成氨气。
反应器的设计需要考虑反应温度、压力、催化剂的选择和载体的设计等因素。
3.冷凝器由于反应生成的氨气含有大量热能,需要通过冷却过程将其转化为液态。
冷凝器的设计需要考虑冷却剂的选择、冷却剂的流量和温度等因素,以确保氨气能够高效地冷凝成液体。
4.吸收器合成氨工艺中经常使用吸收器来去除氨气中的杂质,如二氧化碳等。
吸收器的设计需要考虑吸收剂的选择、吸收剂的流量和浓度等因素,以确保氨气的纯度符合要求。
5.除尘器合成氨工艺中会产生一些固体颗粒,需要通过除尘器去除。
除尘器的设计需要考虑除尘剂的选择、过滤面积和过滤速度等因素,以确保固体颗粒能够有效地被去除。
6.控制系统合成氨工艺中,需要精确控制反应温度、压力、物料流量等参数。
设计一个可靠的自动控制系统,能够对这些参数进行监控和调节,以确保工艺的稳定性和安全性。
7.能耗优化在工艺设计中,需要考虑能耗的优化,以减少生产成本和环境影响。
可以采用节能设备、优化工艺流程和回收废热等措施,减少能源的消耗。
8.安全设计合成氨是一种具有较高毒性和易燃性的化学物质,因此在工艺设计中需要重视安全性。
需要设计安全设施,如泄漏报警系统、防爆设备等,并制定严格的操作规程和应急预案,以确保工艺的安全进行。
以上是关于年产30万吨合成氨工艺设计的一个大致描述。
根据具体的实际情况和要求,还需要进行更为详细的工艺设计和设备选择。
工艺设计的关键是在保证产品质量和生产效益的基础上,实现能源节约和环境友好。
年产50万吨合成氨项目变换气水冷器设备设计

摘要现在化工产业是我国经济发展的支柱产业,这一现象还将会持续很久,换热设备是化工设备中的一种典型而且非常重要的设备。
换热器在化工生产中发挥着巨大的作用,固定管板式换热器是一种十分典型的管壳式换热设备,是当今使用非常广泛的一种换热设备。
选用这样结构紧凑、简单的换热器可靠性很高,适应性也很广,而且具有换热表面的清洗方便,生产成本也非常低,选用的材料范围很广泛的优点。
在高温高压和大型换热器中,这种换热器有很大优势。
这次设计的题目是年产50万吨合成氨项目变换气水冷器设备设计:该设备的换热面积为247.5mm2,工艺结构尺寸的计算:管程数(1管程),管程和壳程压力降的计算(小于等于10MPa),换热管的尺寸和数量(内径:20mm 数量:504根),壳体内径计算得(900mm),壳程数计算得(1壳程),折流板的选型(弓形折流板,19块)等。
换热器的强度计算在经过水压试验以及压力校核之后对管箱和筒体厚度的计算和校核,对壳体和管箱开孔的补强,对法兰的计算以及法兰强度的核算。
所得出的结果全部是符合标准的。
关键词:换热器,工艺,结构,强度AbstractThe chemical industry is still the pillar industry of China's economic development, and the mention of chemical equipment will have to mention theheat exchange equipment. Heat exchanger plays a huge role in the chemical production, fixed tube plate heat exchanger is a shell and tube type is a typicalheat transfer equipment, is the use of a very wide range of heat transferequipment. To choose such compact structure, simple heat exchanger has highreliability, adaptability is wide, and has convenient cleaning heat transfer surface, the production cost is also very low, the advantages of a wide range of material selection. In the high temperature and high pressureThis design topicis 400000tons /PVCproject crude vinylchloride purification,compression device of hot water cooler,Water cooler area calculation for (heat transfer area: 323.8mm2), calculation of process dimensions: tube number (1 tubes), calculation of tube side and shellside pressure drop (less than or equal to 0.4MPa), change the size and quantityof heat tube (diameter: 21mm number: 1425), shell diameter thecalculated (1400mm), shell number calculated (1 shell), selectionof baffle(baffle, block).Heat exchanger strength calculation after water pressure test and pressurecheck on the tube box and tube thickness calculation and verification, the shell and tube box opening reinforcement, calculation and strength offlange toflange calculation. The results are consistent with the standard.(B: flange flange), baffle, heat pipe (asbestos rubber sheetgasket, gasket),support (saddle) selection and specification.Keywords: heat exchanger, craft,structure, intensit目录摘要 (1)Abstract (1)前言 (1)第一章生产工艺的介绍 (2)1.1生产项目简介 (2)1.2该项目在世界以及我国的现状 (2)1.3工艺流程介绍 (3)第二章换热器的工艺计算 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 确定设计方案 (4)2.2.1 换热器类型的选择 (4)2.2.2 流程安排 (5)2.3 工艺结构设计 (5)2.3.1 物性参数的确定 (5)2.3.2 估算传热面积 (6)2.3.2.1热流量以及的热负荷的确定........ 错误!未定义书签。
冷却器设计方案

冷却器设计方案哎呀,说起冷却器设计方案,这可真是个有趣又有点复杂的事儿。
我先给您讲讲我之前遇到的一个情况。
有一次,我去一家工厂参观,正好看到他们在为一个新的生产设备安装冷却器。
那场面,真是热火朝天。
工人们忙前忙后,技术人员拿着图纸指指点点。
我凑过去一看,发现他们正在为冷却器的安装位置争论不休。
咱先来说说冷却器设计的基本原理。
这就好比大热天您想让自己凉快下来,得有个有效的办法不是?冷却器就是要把热量带走,让设备保持在合适的温度。
冷却器的类型那也是五花八门。
比如说风冷式冷却器,就像是吹风扇,靠空气流动来散热。
还有水冷式冷却器,这就好比您热了泡在水里,水把热量带走。
风冷式冷却器呢,结构相对简单,维护也容易,但是散热效果可能没有水冷式那么厉害。
水冷式冷却器散热效果好,可系统复杂点,还得注意防止漏水啥的。
在设计冷却器的时候,得考虑好多因素。
首先就是热负荷,这就好比您知道自己有多热,才能决定用多大的风扇或者多少水来降温。
然后是冷却介质的选择,是用空气还是水,或者其他特殊的介质,这得根据具体情况来。
还有传热系数,这可是个关键指标,它决定了冷却器的效率。
再说冷却器的结构设计。
您得考虑管子的排列方式,是顺排还是叉排?这可影响着空气或者水流的流动,进而影响散热效果。
还有管子的直径和长度,太粗太长不行,太细太短也不行,得恰到好处。
另外,散热片的形状和间距也很重要,就像窗户的格子,间距合适才能通风良好。
还有啊,密封问题也不能忽视。
要是密封不好,漏风漏水,那这冷却器可就没法好好工作了。
而且,材料的选择也得讲究。
要能耐高温、耐腐蚀,还得有良好的导热性能。
回到我开头说的那个工厂,最后他们经过一番讨论,综合考虑了各种因素,终于确定了一个满意的设计方案。
看着他们完成安装,调试成功,设备正常运转,那感觉真不错。
总之,冷却器设计方案可不是一拍脑袋就能决定的,得综合考虑各种因素,精心设计,才能让冷却器发挥出最佳效果,保证设备的正常运行。
冷却器设计方案

冷却器设计方案在现代工业生产中,冷却器是一种重要的设备,用于将高温的物体或介质冷却至所需的温度范围内。
本文将讨论冷却器的设计方案,包括冷却原理、设计要素和优化方法。
一、冷却原理冷却器的工作原理基于热传导和对流传热。
当高温物体或介质与冷却器接触时,传热会通过物体与冷却介质之间的热传导,以及冷却介质与周围环境的对流传热来实现。
二、设计要素1. 散热面积:合理确定冷却器的散热面积是设计的重要一环。
散热面积越大,冷却效果越好。
因此,在设计中应尽量增大散热面积,可以通过增加冷却器的长度、宽度或增加散热片的数量来实现。
2. 冷却介质选择:不同的冷却介质对于冷却效果有着重要的影响。
一般情况下,水具有良好的导热性和对流性能,是较常用的冷却介质。
但在特殊情况下,也可以选择其他介质,如油、空气等,根据具体要求进行选择。
3. 冷却速度:冷却速度是指冷却器在单位时间内冷却物体或介质的能力。
为了提高冷却速度,可以采用增设风机、增加水流速度等方法,增强对流传热效果。
4. 材料选择:冷却器所使用的材料直接影响到其散热效果和使用寿命。
一般而言,具有良好导热性的金属材料,如铜、铝等,可以更好地传导热量,提高散热效果。
三、优化方法1. 流动分析:通过数值模拟或实验方法,进行流动分析,优化冷却器的结构和设计。
在不同工况下,根据流体的流动情况和热传导特性,进行优化,以提高冷却效果。
2. 散热片设计:合理设计散热片的形状、间距和数量,以增大散热面积,提高传热效率。
同时,对散热片进行表面处理,增强其导热性能。
3. 热交换器应用:冷却器可以与热交换器相结合,通过增加热交换面积,提高冷却效果。
在选择热交换器时,应考虑其传热系数、压降和占用空间等因素。
4. 温度控制:根据冷却的要求,设计合适的温度控制系统,能够精确控制冷却介质的温度,提高冷却器的工作效率。
结论冷却器设计方案的选择和优化对于工业生产中的热管理至关重要。
通过合理确定散热面积、冷却介质选择、冷却速度和材料选择,可以提高冷却器的效果和寿命。
氨循环冷却器的设计分析

J / 70 -2 0 承压 设备无 损检测第 四部分 : BT4 3 . -0 5《 4 磁粉检测 》 I 中 级合格 。4 CN Mo 0 r i A钢螺柱应进行 3 I 3。冲击试 验 ,3个标 准试样 冲击 功平均 值 ≥4 。 = 7 J 22 U形 换热 管 .
一
u 形 换 热 管 采 用 1Mn 6 ,
1 ×3mm 高 精 9mm
收稿 日期 :2 1— 5 1 02 0— 7
作者 简介 :钱 玉平 (9 3 ) 18一 ,女 ,武 汉人 ,助 理工 程 师 ,大学本 科 ,毕业 于 武汉 化工 学 院 ,过 程装 备 与控 制工 程 专业 ,主 要从 事 压力
容 器设 计工作 。 ຫໍສະໝຸດ 研究与探讨 能 源研 究 与 管 理 2 1( ) 023
・ 3・ 5
图 1 氨循环冷却器 的外形结构 表 l 氨循 环冷却器 的设计参数
度 冷拔 管 ,标 准 为 GB6 7-2 0 4 9- 00《高 压 化 肥 用 无 '
缝 钢管 》 ,钢管 外径偏 差为 ± . / ,壁厚偏 差 01 mi 5 i 为 ±1 0%S ( S为 钢 管壁 厚 ) 钢 中 含 硫 量 应 ≤ 。 0 1% ,含 磷 量 40 2 % ( 以 质 量 分 数 计 ) .2 0 .5 0 均 。 1Mn 6 钢管应进行 一 O℃冲击试验 ,3 4 个标准试样冲 击 功平 均值 ≥3 。U 形管 在投 料前 应进 行化 学成 分 4J
・
5 2・
能 源研 究 与管 理 2 1( ) 02 3
研究与探讨
氨循环冷却器的设计分析
钱 玉 平
( 江西江联 能源环保股份有 限公 司 ,南昌 3 0 0 ) 30 1
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管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面 的间壁式换热器。管壳式换热器主要由壳体、管束、折流板、管板和封头等部件 组成。壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束安装在壳体内,两端固定在管板上。 封头用螺栓与壳体两端的法兰相连。它的主要优点是单位体积所具有的传热面积 大、结构紧凑、传热效果好。结构坚固,而且可以选用的结构材料范围广,故适 应性强、操作弹性较大。与其它品种换热器比较,管壳式换热器的最大缺点是传 热效率低。
合成氨冷却器设计
课程设计说明书
目录
目录ﻩ错误!未定义书签。 1 换热器概述ﻩ错误!未定义书签。 1.1 列管换热器结构.............................................................. 错误!未定义书签。 1. 2 列管换热器分类............................................................. 错误!未定义书签。 1. 3 列管换热器主要部件............................................. 错误!未定义书签。 2 换热器工艺设计................................................................. 错误!未定义书签。 2。1 换热器工艺方案确定ﻩ错误!未定义书签。 2。1.1 冷却介质选择....................................................... 错误!未定义书签。 2。1。2 换热器类型选择及流体流动路径选择................. 错误!未定义书签。 2。1。3 流体流速选择...................................................... 错误!未定义书签。 2。2列管式换热器的工艺计算ﻩ错误!未定义书签。 2.2。1确定物性数据......................................................... 错误!未定义书签。 2.2.2 初算换热器传热面积............................................... 错误!未定义书签。 3 主要工艺及基本参数计算................................................. 错误!未定义书签。 3.1 换热管相关设计............................................................ 错误!未定义书签。 3。2 其他部件相关设计及计算ﻩ错误!未定义书签。
1 换热器概述
换热器,是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器.换热 器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重 要地位。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等, 应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本 上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应 用最多。列管式换热器是间壁式换热器的主要类型.
(1)固定管板式换热器 此种换热器管束连接在管板上,管板分别焊在外壳两端,并在其上连接有顶 盖,顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板. 同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的,而管内管外是两种不同温度的流体。 因此,当管壁与壳壁温差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生了很大的温差应 力,以至管子扭弯或使管子从管板上松脱,甚至毁坏换热器。 固定管板式换热器有结构简单、排管多、紧凑、造价便宜,等优点.但由于结 构紧凑,固定管板式换热器的壳侧不易清洗,而且当管束和壳体之间的温差太大 时,管子和管板易发生脱离,故不适用与温差大的场合。 为了克服温差应力必须有温差补偿装置,一般在管壁与壳壁温度相差 50℃ 以上时,为安全起见,换热器应有温差补偿装置。但补偿装置(膨胀节)只能用在 壳壁与管壁温差低于60~70℃和壳程流体压强不高的情况.一般壳程压强超 过0.6Mpa 时由于补偿圈过厚,难以伸缩,失去温差补偿的作用,就应考虑其他 结构。 (2)浮头式换热器 浮头式换热器针对固定管板式换热器的缺陷进行了改进,浮头式换热器的一 块管板用法兰与外壳相连接,另一块管板不与外壳连接,以使管子受热或冷却时 可以自由伸缩,但在这块管板上连接一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种换热器 叫做浮头式换热器。其优点是:管束可以拉出,易于清洗和检修,所以能适用于管 壳壁间温差较大,或易于腐蚀和易于结垢的场合;管束的膨胀不变壳体约束,因 而当两种换热器介质的温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温 差应力.但其结构复杂、笨重、造价高限制了它的使用。 (3)填料函式换热器 填料函式换热器也只有一端与壳体固定,另一端采用填料函密封。它的管束 也可自由膨胀,结构比浮头式简单,造价较低。但填料函易泄露,故壳程压力不宜 过高,也不宜用于易挥发、易燃、易爆、有毒的场合。 (4)U 型管式换热器
化工原理课程设计任务书
1 设计题目-合成氨车间变换气冷却器设计 设计一台列管式换热器以完成合成氨车间用冷却水冷却变换气的任务. 2 设计条件 (1)变换气
处理量:6000Nm³/h 入口温度 145℃,出口温度 57℃; 允许压降:不超过 4000Pa; (2)变换气物性数据 分子量:17;密度为 0。925kg/m3;粘度为:0。0155mPa.S; 比热容为:1.9 kJ/(kg。 ℃);导热系数为:0。058 W/(m。 ℃); (3)冷却水 水质:处理过的软水 全年最高温度:30℃ 3 设计要求 完成换热器的工艺设计,主要包括: (1)设计方案的确定:逆流或并流,冷却水进出口温度、流体流速择等;
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合成氨冷却器设计 4 换热器核算ﻩ错误!未定义书签。 4。1 传热能力核算ﻩ错误!未定义书签。 4。 2 换热器压降计算及校核........................................... 错误!未定义书签。 5换热器主要工艺结构参数和计算结果一览表................ 错误!未定义书签。 参考文献................................................................................ 错误!未定义书签。
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合成氨冷却器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ计
(2)换热器形式和流体的空间确定; (3)物料衡算和能量衡算:传热量,冷却水消耗量,平均温差; (4)换热器结构设计:管程和壳程,传热面积,管长和管子数,壳体直径,管板
和折流板; (5)传热系数K的计算与校核,压降计算与校核; (6)编写设计说明书,画换热器工艺条件图; (7)对设计过程的评述和有关问题的讨论。 4 成果提供 (1)设计说明书一份; (2)换热器工艺条件图一张(2#)。
进行换热的冷热两种流体,一种在管内流动,称为管程流体;另一种在管外 流动,称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数,通常在壳体内安装若干挡 板。挡板可提高壳程流体速度,迫使流体按规定路程多次横向通过管束,增强流
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合成氨冷却器设计
体湍流程度。
1. 2 列管换热器分类
列管式换热器种类很多,目前广泛使用的按其温差补偿结构来分,主要有以 下几种: