合成氨合成工段课程设计报告说明书
氨合成课程设计
氨合成课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握氨的合成原理、流程和应用，培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：a.掌握氨的合成原理，包括哈柏-博施法和其他合成氨的方法。
b.了解氨的物理和化学性质。
c.掌握氨的用途，包括肥料、合成材料、能源等方面。
2.技能目标：a.能运用氨的合成原理分析实际生产问题。
b.能运用氨的化学性质进行实验操作。
c.能查阅相关资料，了解氨合成的最新研究动态。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生对化学科学的兴趣和热情。
b.培养学生爱护环境、珍惜资源的意识。
c.培养学生团队合作、创新探究的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.氨的合成原理：介绍哈柏-博施法、其他合成氨方法及其优缺点。
2.氨的物理和化学性质：包括氨的分子结构、溶解性、反应性等。
3.氨的用途：介绍氨在农业、工业、能源等领域的应用。
4.氨合成实验：演示氨的合成实验，让学生掌握实验操作技能。
5.氨合成技术的进展：介绍氨合成领域的新技术、新工艺。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解氨的合成原理、物理化学性质和应用。
2.讨论法：学生讨论氨合成技术的发展和应用。
3.案例分析法：分析实际生产中的氨合成问题，培养学生解决实际问题的能力。
4.实验法：进行氨合成实验，提高学生的实验技能。
四、教学资源1.教材：选用权威、实用的氨合成教材。
2.参考书：提供氨合成相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、视频等，生动展示氨合成的原理和实验。
4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能动手操作。
5.网络资源：利用互联网，为学生提供氨合成领域的最新研究动态。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等，以体现学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置相关的氨合成作业，评估学生的理解和应用能力。
年产19万吨合成氨合成工段初步工艺设计
合成氨是一种广泛应用于农业、化工、医药等领域的重要化工原料。
根据年产19万吨合成氨合成工段初步工艺设计，以下是一份工艺设计报告，为了保护设计者的利益，本文仅提供一部分内容。
一、工艺概述年产19万吨合成氨合成工段通过从天然气中提取氢气并与氮气在催化剂的作用下进行氨合成反应，得到合成氨产品。
该工艺采用了先进的床层式反应器系统，具有高效、稳定和可控性强的优点。
本工艺设计报告将对该工段的主要设备、流程和参数进行介绍和分析。
二、主要设备1.气体处理单元：主要包括气体压缩机、气体净化器和气体储罐等设备，用于对进入工段的天然气和纯净氮气进行预处理和储存。
2.反应器系统：主要包括催化剂床层反应器、冷凝器和分离器等设备，用于催化氢气和氮气反应生成合成氨，并进行产品分离和冷却。
3.工艺氨回收单元：主要包括氨切割器、热氮技术和氨回收器等设备，用于从反应器中回收未反应的氨气，并返回到催化剂床层反应器进行再次利用。
4.废气处理单元：主要包括废气处理装置和废气净化器等设备，用于对排放的废气进行净化处理，减少对环境的影响。
三、工艺流程1.天然气处理：将进入工段的天然气进行压缩处理，去除其中的杂质和硫化物等物质，然后储存在气体储罐中。
2.氮气制备：将氧气和氮气混合，通过特定的膜分离技术获取纯净氮气，用于后续反应过程中的氧气置换和稀释。
3.氢气制备：将从天然气中提取的氢气经过严格的纯化处理，去除其中的杂质和残留的气体，达到合成氨反应所需的纯度和浓度要求。
4.氨合成：在催化剂床层反应器中，将经过预处理的氢气和纯净氮气按一定的比例加入，通过催化剂的作用进行低温高压下的合成氨反应。
5.产品分离：将合成氨通过冷凝器进行冷却，然后进入分离器，从中分离出未反应的氮气和其他杂质，得到纯净的合成氨产品。
6.氨回收：将反应器中未反应的氨气通过氨切割器进行回收，然后经过热氮技术和氨回收器进行进一步处理，以便于再次利用。
7.废气处理：将反应过程中产生的废气经过废气处理装置净化处理，去除其中的有害物质和污染物，使其符合国家的排放标准。
化工设计课程设计---合成氨工艺
《化工设计》课程设计
材料项目 件数 1 1 1 1
1
备注
A1 A1 A1 A1
1
年产 20 万吨合成氨合成工段工艺设计
摘要： 本次课程设计任务为年产 20 万吨合成氨工厂合成工段的工艺设计，氨合
成工艺流程一般包括分离和再循环、氨的合成、惰性气体排放等基本步骤，上述 基本步骤组合成为氨合成循环反应的工艺流程。 其中氨合成工段是合成氨工艺的 中心环节。新鲜原料气的摩尔分数组成如下：H2 74.5%、N224%、CH4 1.2%、 Ar 0.3% 合 成 操 作 压 力 为 32MPa ， 合 成 塔 入 口 气 的 组 成 为 NH3(3.5%),CH4+Ar(21%),要求合成塔出口气中氨的摩尔分数达到 15%。通过查 阅相关文献和资料，设计了年产五万吨合成氨厂合成工段的工艺流程，并借助 CAD 技术绘制了该工艺的管道及仪表流程图。最后对该工艺流程进行了物料衡 算、能量衡算，并根据设计任务及操作温度压力按相关标准对工艺管道的尺寸 和材质进行了选择。
关键词：物料衡算，氨合成，能量衡算
The Design of 200kt/a Synthetic Ammonia Process
Abstract: There are many types of Ammonia synthesis technology and process,
Generally,they includes ammonia synthesis, separation and recycling, inert gases Emissions and other basic steps, Combining the above basic steps turnning into the ammonia synthesis reaction and recycling process , in which ammonia synthesis section is the central part of a synthetic ammonia process. The task of curriculum design is the ammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia plant . The composition of fresh feed gas is: H2(74.5%)、N2(24%)、CH4(1.2%)、 Ar(0.3%), the temperature is 34℃, the operating pressure is 32MPa, the inlet gas composition of the Reactor is : NH3(3.5%),CH4+Ar(21%),it Requires the mole fraction of ammonia reacheds to 15% of outlet gas of synthesis reactor. By consulting the relevant literature and
合成氨合成工段课程设计报告说明书
太原理工大学前言《化工设计》课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、各类塔结构等图形。
在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。
本设计就合成车间的工艺生产流程，着重介绍化工设计的基本原理、标准、规、技巧和经验。
本说明书主要确定优化的工艺流程、工艺条件、设备选型及其他非工艺专业等容。
在全面介绍化工设计的基础知识上，重点阐述工艺流程设计、物料和能量衡算及车间布置等容，并结合工艺计算、工程经济，力求体现当今化工设计的水平。
合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以及工艺流程的状况。
本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮气，利用煤来生成氢气，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，故所用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下，以四氧化三铁为触媒，在485—500℃的高温条件下来制得氨气。
本设计要求要掌握合成塔的工作原理，生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。
在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算及设备选型计算等。
生产的氨的用途和产生的三废在本设计也有所提到，在合成效率方面也有进一步研究。
摘要合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以及工艺流程的状况。
本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮气，利用煤来生成氢气，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，故所用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下，以四氧化三铁为触媒，在485—500℃的高温条件下来制得氨气。
本设计要求要掌握合成塔的工作原理，生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。
年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计_毕业设计说明书
年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计1.绪论合成氨简介在高温高压和催化剂存在的条件下，将精制的氢氮混合气直接合成为氨，然后将所得的气氨从未合成的为氨的混合气中冷凝分离出来。
由于受反映平稳阻碍，氢氮混合气不能全数转化为氨，反映后气体中一样只有10%-20%，通常采纳冷冻的方式将已合成的氨分离，然后在未反映的氢氮混合气中补充新鲜气进行循环反映。
氨合成反映是一个放热反映，而氨分离进程又要消耗大量的冷量。
在氨合成系统中合理设计回收反映热的设备，可降低冷量的消耗。
氨合成工段的生产状况直接阻碍到合成氨厂生产本钱的高低，它是合成氨厂节能减排的关键工序之一。
依照合成氨反映中采纳的压力、温度及催化剂型号的不同，氨合成的方式能够分为低压法（15-20MPa）、中压法(20-32MPa)和高压法三种。
目前合成氨厂普片采纳的采纳的是低压法和中压法。
合成氨概况合成氨是重要的无机化工产品之一，最先是由德国化学家哈伯于1902年研究出来的，其原理是由氮气和氢气在必然条件下直接合成氨，并于1908年申请专利。
后来，他继续研究，于1909年改良了合成技术，使氨的含量达到6%以上。
合成氨工业起初是因为制作火药而被重视，在20世纪初期形成规模，为战争效劳;第一次世界大战终止后,转向为农业、工业效劳。
随着科学技术的进展，对合成氨的需要量日趋增加。
20世纪50年代后氨的原料组成发生重大转变，近数十年来合成氨工业进展专门快，大型化、低能耗、清洁生产成为合成氨装置进展主流，技术改良要紧方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方式、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等。
合成氨工业已有一个世纪的历史，在国民经济中占有重腹地位。
合成氨在农业上有超级重要的地位，氮肥，尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵和各类含氮复合肥，都是以氨为原料的。
同时，合成氨也是大宗化工产品之一，世界每一年合成氨有80%用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。
液氨合成工段工艺设计
2014 届化工原理课程设计设计《年产20万吨天然气合成氨合成段的工艺设计》说明书学生姓名学号所属学院专业班级指导教师二Ｏ一二年十二月年产39万吨天然气合成氨合成段的工艺设计任务书一、设计项目：年产20万吨天然气合成氨合成段的工艺设计二、设计规模：20万吨/年，年生产时间：330三、设计阶段：初步设计四、设计条件与要求1、合成塔进口气体组成（V%）NH3：2.26% H2：58.79% N2：19.55% CH4：17.49% Ar：1.91%2、合成塔出口气体NH3含量：17.8%3、水冷器出口温度：35℃4、合成塔操作压力：30.0MPa五、设计要求和工作量完成设计报告一份六、设计主要内容1、工艺流程设计2、物料衡算3、热量衡算4、主要设备工艺设计与选型化工设计报告（大体章节要求）摘要第一章前言第二章天然气合成氨简介第三章合成氨工艺论证第四章工艺计算4.1物料衡算4.2能量衡算第五章主要设备的工艺计算及选型主要结构参数表第六章设计小结参考文献七、设计主要参考文献《化工原理》；《化工产品手册》；《化工工艺设计手册》；《小氮肥厂工艺设计手册》；《氮肥工艺设计手册》；《小合成氨厂工艺技术与设计手册》；《合成氨》；《无机化工生产技术》等八、设计时间：2012.12.18-2012.12.24目录设计任务书........................................................................................... 错误！未定义书签。
目录.. (III)摘要............................................................................................................................................ - 1 -Abstract ...................................................................................................................................... - 2 -1 正文........................................................................................................................................ - 3 -1.1 氨的性质、用途及重要性.......................................................................................... - 3 -1.1.1 氨的性质.......................................................................................................... - 3 -1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用.............................................................. - 3 -1.2 合成氨生产技术的发展.............................................................................................. - 4 -1.2.1世界合成氨技术的发展................................................................................ - 4 -1.2.2中国合成氨工业的发展概况........................................................................ - 6 -1.3天然气合成氨转变工序的工艺原理.......................................................................... - 8 -1.3.1 天然气合成氨的典型工艺流程介绍.......................................................... - 8 -1.3.2 天然气合成氨转化工序的工艺原理.............................................................. - 9 -1.3.3合成氨变换工序的工艺原理......................................................................... - 10 -1.4 设计方案的确定....................................................................................................... - 10 -1.4.1 原料的选择................................................................................................... - 10 -1.4.2 工艺流程的选择.............................................................................................- 11 -1.4.3 工艺参数的确定............................................................................................ - 12 -2 设计工艺计算...................................................................................................................... - 14 -2.1 转化段物料衡算........................................................................................................ - 14 -2.1.1 一段转化炉的物料衡算................................................................................ - 15 -2.1.2 二段转化炉的物料衡算................................................................................ - 18 -2.2 转化段热量衡算........................................................................................................ - 21 -2.2.1 一段炉辐射段热量衡算................................................................................ - 21 -2.2.2 二段炉的热量衡算........................................................................................ - 28 -2.3 变换段的衡算........................................................................................................... - 29 -2.3.1 高温变换炉的衡算........................................................................................ - 29 -2.3.2 低温变换炉的衡算........................................................................................ - 32 -2.5 设备工艺计算........................................................................................................... - 34 -结论.......................................................................................................................................... - 38 -致谢.......................................................................................................................................... - 39 -参考文献.................................................................................................................................. - 40 -主要符合说明.......................................................................................................................... - 41 -附录.......................................................................................................................................... - 42 -摘要氨是重要的基础化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。
年产 10万吨合成氨厂合成工段工艺设计
年产10万吨合成氨厂合成工段工艺设计第一部分设计说明书一、概述产品在国民经济中的地位及用途；国内外生产的发展概况；合成氨工业的展望。
氨在国民经济中占有重要的地位，现在约有80%的氨用来制造化学肥料，其余作为生产其他化工产品的原料。
除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氨肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氨混肥和复肥，都是以氨为原料的氨在工业上主要用来制造炸药和各种化学纤维和塑料。
从氨可以制的硝酸，继而再制造硝酸铵、硝化甘油、三硝基甲苯和硝基纤维素等。
在化纤和塑料工业中，则以氨、硝酸和尿酸作为氮源，生产已内酰胺，己二胺、人造丝、全脂树脂和脲醛树脂等产品氨的其他工业用途也十分广泛，例如作为制冰、空调、冷藏等系统的制冷剂，在冶金工业中用来提炼矿石中的铜、镍等金属，在医药和生物化学方面生产磺胺类生物、维生素、蛋氨酸和其他氨基酸等。
氨气的发现十七世纪 30 年代末英国的牧师、化学家 S.哈尔斯(HaLes，1677~1761) ,用氯化铵与石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热，只见水被吸入瓶中而不见气体放出， 1774 年化学家普利斯德里重做该实验，用汞代替水来密封，制得了碱空气(氨)，并且他还研究发现了氨的性质，发现氨极易溶于水、可以燃烧，还发现该气体通以电火花时其容积增加，而且分解为两种气体: H2和 N2，其后 H.戴维(Davy， 1778~1829) 等化学家继续研究，进一步证明了 2 体积的氨通过电火花放电后，分解为 1体积的氮气和 3 体积的氢气[2]。
19 世纪以前农业上所需的氮肥来源主要来自于有机物的副产物和动植物的废物，如粪便、腐烂动植物等等，随着农业和军工生产的发展的需要，迫切的需要建立规模巨大的探索性的研究，化学家们设想，能不能把空气中大量的氮气固定下来，从而开始设计以氮和氢为原料的合成氨流程。
19 世纪，大量的化学家开始试图合成氨，他们试图利用高温、高压、电弧、催化剂等手段试验直接合成氨，均未成功。
年产8万吨合成氨合成工段设计--毕业设计[1]
![年产8万吨合成氨合成工段设计--毕业设计[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8537101dc281e53a5802ff62.png)
年产8万吨合成氨合成工段设计设计说明书1 总论氨是最为重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工产品的首位; 同时也是能源消耗的大户，世界上大约有10 %的能源用于生产合成氨。
氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础，氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料，这部分约占70 %的比例，称之为“化肥氨”；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料，这部分约占30 %的比例,称之为“工业氨”。
世界合成氨技术的发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺、低能耗制氨工艺、装置单系列产量最大化三个阶段。
根据合成氨技术发展的情况分析, 未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变, 其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期, 改善经济性”的基本目标, 进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发[1]。
(1) 大型化、集成化、自动化, 形成经济规模的生产中心、低能耗与环境更友好将是未来合成氨装置的主流发展方向。
以Uhde公司的“双压法氨合成工艺”和Kellogg 公司的“基于钌基催化剂KAAP 工艺”,将会在氨合成工艺的大型化方面发挥重要的作用。
氨合成工艺单元主要以增加氨合成转化率(提高氨净值) ,降低合成压力、减小合成回路压降、合理利用能量为主，开发气体分布更加均匀、阻力更小、结构更加合理的合成塔及其内件; 开发低压、高活性合成催化剂, 实现“等压合成”。
(2) 以“油改气”和“油改煤”为核心的原料结构调整和以“多联产和再加工”为核心的产品结构调整,是合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的有效途径。
实施与环境友好的清洁生产是未来合成氨装置的必然和惟一的选择。
生产过程中不生成或很少生成副产物、废物,实现或接近“零排放”的清洁生产技术将日趋成熟和不断完善。
提高生产运转的可靠性,延长运行周期是未来合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的必要保证。
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太原理工大学课程设计任务书前言《化工设计》课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、各类塔结构等图形。
在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。
本设计就合成车间的工艺生产流程，着重介绍化工设计的基本原理、标准、规、技巧和经验。
本说明书主要确定优化的工艺流程、工艺条件、设备选型及其他非工艺专业等容。
在全面介绍化工设计的基础知识上，重点阐述工艺流程设计、物料和能量衡算及车间布置等容，并结合工艺计算、工程经济，力求体现当今化工设计的水平。
合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以及工艺流程的状况。
本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮气，利用煤来生成氢气，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，故所用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下，以四氧化三铁为触媒，在485—500℃的高温条件下来制得氨气。
本设计要求要掌握合成塔的工作原理，生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。
在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算及设备选型计算等。
生产的氨的用途和产生的三废在本设计也有所提到，在合成效率方面也有进一步研究。
摘要合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以及工艺流程的状况。
本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮气，利用煤来生成氢气，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，故所用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下，以四氧化三铁为触媒，在485—500℃的高温条件下来制得氨气。
本设计要求要掌握合成塔的工作原理，生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。
在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算及设备选型计算等。
生产的氨的用途和产生的三废在本设计也有所提到，在合成效率方面也有进一步研究。
[关键词]：半水煤气合成法合成塔催化剂目录符号说明 (6)第一章总论 (7)1.1 概述 (7)1.2 氨的性质 (7)1.2.1 氨的物理性质 (7)1.2.2 氨的化学性质 (8)1.3 原料气来源 (8)1.4 文献综述 (9)1.4.1 合成氨工业的发展 (9)1.4.2 合成氨工业的现状 (9)1.4.3 合成氨工业的发展趋势 (10)1.5 设计任务的项目来源 (10)第二章流程方案的确定 (11)2.1 生产原理 (11)2.2 各生产方法及特点 (11)2.3 工艺流程的选择 (12)2.4 合成塔进口气的组成 (14)第三章工艺流程简述 (16)3.1 合成工段工艺流程简述 (16)3.2 工艺流程方框图 (17)第四章工艺计算 (18)4.1 物料衡算： (18)4.1.1设计要求： (18)4.1.2计算物料点流程图： (18)4.1.3合成塔入口气组分： (19)4.1.4合成塔出口气组分： (20)4.1.6氨分离器气液平衡计算： (21)4.1.7冷交换器气液平衡计算： (23)4.1.8液氨贮槽气液平衡计算： (24)4.1.9液氨贮槽物料计算： (27)4.1.10合成系统物料计算: (28)4.1.11合成塔物料计算： (30)4.1.12水冷器物料计算： (31)4.1.13氨分离器物料计算： (32)4.1.14冷交换器物料计算： (33)4.1.15氨冷器物料计算： (34)4.1.16 冷交换器物料计算： (36)4.1.17液氨贮槽物料计算: (38)4.2 热量衡算： (41)4.2.1冷交换器热量计算： (41)4.2.2氨冷凝器热量衡算： (44)4.2.3循环机热量计算： (47)4.2.4合成塔热量衡算： (49)4.2.5废热锅炉热量计算： (52)4.2.6热交换器热量计算： (53)4.2.7水冷器热量衡算： (54)4.2.8氨分离器热量核算： (56)第五章设备选型及设计计算 (58)5.1 合成塔催化剂层设计： (58)5.2 废热锅炉设备工艺计算： (60)5.2.1计算条件 (60)5.2.2管给热系数的计算 (60)5.2.3管外给热系数 (64)5.2.4传热总系数K (64)5.2.5传热温差 (64)5.2.6传热面积 (65)5.3 热交换器设备工艺计算: (65)5.3.1计算条件 (65)5.3.2管给热系数的计算 (66)5.3.3管外给热系数 (68)5.3.4总传热系数 (72)5.3.5传热面积核算 (72)5.4 水冷器设备工艺计算： (73)5.4.1计算条件 (73)5.4.2管给热系数的计算 (74)5.4.3管外给热系数 (76)5.4.4传热温差 (76)5.4.5传热总系数K (76)5.5 氨冷器设备工艺计算: (77)5.5.1计算条件 (77)5.5.2管给热系数的计算 (78)5.5.4传热总系数K (81)5.5.5传热温差 (81)5.5.6传热面积 (82)第六章车间布置 (84)第七章“三废”治理及综合利用 (85)7.1 “三废”的产生及污染 (85)7.1.1废气污染危害 (85)7.1.2废水污染危害 (86)7.1.3工业废渣对环境的污染 (87)7.2 “三废”治理原则 (87)结束语 (88)参考文献： (89)附录： (90)物料衡算汇总表 (90)热量计算点图 (93)符号说明d m气体摩尔质量，-----管道直径，V kmol-----G气液百分数液体摩尔质量-----L kmol-----,2重力加速度，3----------/g m sNm标准立方米K平衡常数-----F进料量-----长度，-----l m-----C比热容p-----m kg 质量， -----Q KJ 热量，-----/M kg kmol 摩尔质量， -----/I KJ kg 冷凝热， -----n 数量 -----K 绝热指数-----p MPa 压强， -----N KW 压缩功， -----r m 半径， -----Z 压缩系数-----/R H KJ kmol 反应焓， -----T 温度，℃ 2-----F m 传热面积， 3-----V m 体积，()2-----/KJ m h α⋅传热系数， -----m Φ直径，-----y 气相摩尔分数 -----/W kg h 重量流量， -----/()KJ m h λ⋅⋅导热系数，℃ -----λ摩擦系数 -----a c P s P μ⋅粘度，或 Pr-----普兰特常数 3-----/kg m ρ密度， -----/Q KJ h 热负荷， 2-----()/R m h KJ ⋅⋅污垢系数，℃ -----x 液相摩尔分数第一章 总 论1.1 概述氨是一种重要的含氮化合物。
氮是蛋白质质中不可缺少的部分，是人类和一切生物所必须的养料；可以说没有氮，就没有蛋白质，没有蛋白质，就没有生命。
大气中存在有大量的氮，在空气中氨占78％（体积分数）以上，它是以游离状态存在的。
但是，如此丰富的氮，通常状况下不能为生物直接吸收，只有将空气中的游离氮转化为化合物状态，才能被植物吸收，然后再转化成人和动物所需的营养物质。
把大气中的游离氮固定下来并转变为可被植物吸收的化合物的过程，称为固定氮。
目前，固定氮最方便、最普通的方法就是合成氨，也就是直接由氮和氢合成为氨，再进一步制成化学肥料或用于其它工业。
在国民经济中，氨占有重要地位，特别是对农业生产有着重大意义。
氨主要用来制作化肥。
液氨可以直接用作肥料，它的加工产品有尿素、硝酸铵、氯化氨和碳酸氢氨以及磷酸铵、氮磷钾混等。
氨也是非常重要的工业原料，在化学纤维、塑料工业中，则以氨、硝酸和尿素作为氮元素的来源生产己酰胺、尼龙-6、丙烯腈等单体和尿醛树脂等产品。
由氨制成的硝酸，是各种炸药和基本原料，如三硝基申苯，硝化甘油以及其它各种炸药。
硝酸铵既是优良的化肥，又是安全炸药，在矿山开发等基本建设中广泛应用。
氨在其他工业中的应用也非常广泛。
在石油炼制、橡胶工业、冶金工业和机械加工等部门以及轻工、食品、医药工业部门中，氨及其加工产品都是不可缺少的。
例如制冷、空调、食品冷藏系统大多数都是用氨作为制冷剂。
1.2 氨的性质1.2.1 氨的物理性质氨在常温下是无色气体，比空气轻，具有刺激性臭味，能刺激人体感官粘膜空气中，含氨大于0.01％时即会引起人体慢性中毒。
气态氨易溶于水，成为氨水，氨水呈弱碱性。
氨在水中的溶解度随压力增大而降低。
氨水在溶解时放出大量热。
氨水中的氨极易挥发。
常压下气态氨需冷却到-33.35 ℃（沸点）才能液化。
而在常温下需加压到0.87MPa时才能液化。
液氨为无色液体，气化时吸收大量的热。
1.2.2 氨的化学性质⑴ 氨与氧在催化剂作用下生成氮的氧化物,并能进一步与水作用,制得硝酸：3224546NH O NO H O +→+⑵ 氨与酸或酐反应生成盐类,是制造氮肥的基本反应：3244242)NH H SO NH SO +=（3343 NH HNO NH NO +=34 NH HCl NH Cl +=334424NH H PO NH H PO +=⑶ 氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵,进一步脱水成为尿素：32422NH CO NH COONH +=()42222NH COONH CO NH H O =+⑷ 氨与二氧化碳和水作用,生成碳酸氢铵：32243NH CO H O NH HCO ++=(5) 氨可与盐生成各种络合物，如CuCl 2•6NH 3、CuSO 4•4NH 3。
氨与空气(或氧)的混合气,在一定浓度围能发生剧烈的氧化作用而爆炸。
在常温常压下，氨与空气爆炸极限为15%～28%(NH 3)。
100℃，0.1 MPa下，爆炸极限为14.5%～29.5%(NH 3)。
1.3 原料气来源原料气主要有两部分：氮气、氢气。
氮气主要是从空气中提取。
氢气是从半水煤气中提取的，以煤为原料，在一定的高温条件下通入空气、水蒸气或富氧空气-水蒸气混合气，经过一系列反应生成含有一氧化碳、二氧化碳、氢气、氮气、及甲烷等混合气体的过程。
在气化过程中所使用的空气、水蒸气或富氧空气-水蒸气混合气等称为汽化剂。
这种生成的混合气称为煤气。
煤气的成分取决于燃料和汽化剂的种类以及进行汽化的条件。
根据所用汽化剂的不同，工业煤气可分为下列四种：空气煤气：以空气为汽化剂制取的煤气，又称为吹风气。
水煤气：以水蒸气（或水蒸气与氧的混合气）为汽化剂制取的煤气。