合成氨冷却器设计
合成氨冷却器设计
课程设计说明书目录目录 (1)1换热器概述 (3)1.1列管换热器结构 (3)1. 2列管换热器分类 (3)1. 3列管换热器主要部件 (5)2换热器工艺设计 (5)2.1换热器工艺方案确定 (6)2.1.1冷却介质选择 (6)2.1.2换热器类型选择及流体流动路径选择 (6)2.1.3 流体流速选择 (6)2.2列管式换热器的工艺计算 (6)2.2.1确定物性数据 (6)2.2.2初算换热器传热面积 (7)3主要工艺及基本参数计算 (7)3.1换热管相关设计 (7)3.2其他部件相关设计及计算 (8)4换热器核算 (9)4.1传热能力核算 (9)4. 2换热器压降计算及校核 (10)5换热器主要工艺结构参数和计算结果一览表 (11)参考文献 (12)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；（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#）。
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。
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
合成氨装置配套氨冷冻及储运设施的设计
关键 词 氨冷冻 氨储罐 优化设计
能耗 投资
氨合 成 技 术 通 过不 断地 技 术 研 发 与 创 新 在 我 国的应 用 Ｅ ｔ 趋 成 熟 ，新 工 艺 、高 效 节 能 设 备 、催 化 剂改进 等措 施 的应 用 ，装 置 能耗 逐 步下 降 ；大 、 中合成 氨 厂 技 术 来 源 复 杂 ，在 氨 冷 冻 配 置 上 也 根 据 各 自的实 际 情 况 选 择 路 线 。在 节 能 减 排 严 峻 形 势 及 能源 成 本 上 涨 的环 境 下 ，工 艺 设 计 方 案 最 终 选 择 的关键 将是 能耗 的控 制 。 国 内某 厂 ２ ０ ０ ｋ ｔ ／ ａ 合 成氨 项 目是 利 用 该 厂副 产 的氢气 及 空 分 装 置 富余 氮 气 为 原 料 ，氨合 成 工 艺
１ 传 统 氨冷 冻 与储 运 系统
传 统 的氨 储 存 是 按 不 同温 度 下 氨 的饱 和 蒸 汽 压 考 虑配置 。常 压 低 温 罐 及 中压 常 温 罐 ，或 两 种
储存 方 式 并 用 。确 定 的原 则 是 按 装 置 的规 模 与 上
按 特种 设 备 安 全 技 术 规 范 ２ Ｊ ，常温 氨球 罐 的 工 作压 力取 液 氨 ５ Ｏ ℃ 的饱 和蒸 汽 压 ，即设 计 压 力
表 １ 氨 的饱 和蒸 汽压
Ｔ Ｐ Ｔ Ｐ Ｔ Ｐ Ｔ Ｐ
采用 Ｃ Ａ Ｓ Ａ Ｌ Ｅ技 术 。合 成 气 冷 却 氨 采 用 一 次 水 冷
串二 级氨 冷 ，氨 冷 冻 工 序 为 氨 合 成 回路 提 供 冷 凝
合 成 气 中 的氨 所 需 要 的 冷 量 。储 罐 区 设 置 三 台低
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。
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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4.1 传热能力核算................................................................................................10 4. 2 换热器压降计算及校核...............................................................................12 5 换热器主要工艺结构参数和计算结果一览表...............................................13 参考文献.............................................................................................................. 15
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； （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；
课程设计说明书
目录
目录...................................................................................................... 1 1 换热器概述.........................................................................................................3 1.1 列管换热器结构..............................................................................................3 1. 2 列管换热器分类.............................................................................................3 1. 3 列管换热器主要部件.....................................................................................5 2 换热器工艺设计.................................................................................................5 2.1 换热器工艺方案确定......................................................................................6 2.1.1 冷却介质选择...............................................................................................6 2.1.2 换热器类型选择及流体流动路径选择.......................................................6 2.1.3 流体流速选择.............................................................................................. 6 2.2 列管式换热器的工艺计算..............................................................................6 2.2.1 确定物性数据...............................................................................................6 2.2.2 初算换热器传热面积...................................................................................7 3 主要工艺及基本参数计算.................................................................................8 3.1 换热管相关设计..............................................................................................8 3.2 其他部件相关设计及计算..............................................................................9 4 换热器核算.........................................................................................................9