文档介绍：目录
一、设计任务书 3
二、合成氨方法简介 5
三、工艺计算 8
列管式换热器类型的选择 8
固定管板式换热器 8
浮头式换热器 8
U形管换热器 8
滑动管板式换热器 8
流体流动通道的选择 8
9
热平衡计算 10
估算传热面积 10
四、换热器核算 12
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13
对数平均温差 13
14
14
五、热换器工艺结构尺寸 16
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换热器壁厚设计与液压试验 16
封头 17
管板 17
容器法兰 18
接管尺寸 18
壳程进出口接管 18
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接管法兰 19
管箱长度 19
折流板 19
六、换热器主要结构尺寸和计算结果 20
七、设计评述 21
八、参考文献 22
九、附图 23
附图1 列管式换热器设计方案 23
附图2 列管式换热器尺寸图 24
一、设计任务书
一)、目的
锻炼学生查阅资料、选择设计参数的能力,要求学生能进行典型设备的设计计算,掌握化工设计的过程和方法。以下方面将得到培养和训练:
查阅资料和收集数据的能力:设计任务给出后,有许多数据需要设计者去收集,有些物性参数要查取或估算,计算公式也由设计者自行选用。这就要求设计者运用各方面的知识,详细而全面地考虑后方能确定。
正确选择设计参数:树立技术上可行和经济上合理的工程观点,同时还须考虑到操作和维修的方便和环境保护的要求,要求设计的结果不仅计算正确,还应综合考虑工程的各种因素,力求从总体上得到较佳的设计结果。
正确、迅速地进行计算:设计计算需要反复试算,计算的工作量较大,需要强调计算的正确与迅速。
掌握化工设计的基本过程和方法:学会用简洁的文字和适当的图表表示自己的设计思想。
二)、课程设计的内容
设计方案的选定:对给定或选定的工艺流程、主要设备的选型作简要的论述。
工艺设计:选定工艺参数,进行物料衡算、能量衡算、单元操作的工艺计算,绘制相应的工艺流程图。
设备设计:设备的结构尺寸和工艺尺寸的计算,设备规格型号的选定。
设计说明书的内容应包括:设计任务书、目录、设计方案简介、工艺计算、主要设备设计,工艺流程图和主要设备的工艺条件图,辅助设备的计算和选型,设计结果汇总,设计评述,参考资料。
整个设计由论述、计算和图表三部分组成。论述应该条理清晰,观点明确,计算要求方法正确,误差小于设计要求,计算公式和所用数据必须标明出处,图表应能简要表达计算的结果。
三)、换热器的课程设计
1. 概论:产品的生产工艺简介,绘制其生产工艺流程方框图。
2. 工艺计算:进行相关计算,得出设备的主要尺寸参数(传热面积、管子数、管间距、管子排列方式、折流挡板形式、板间距等);进行设备选型和设计校核。换热器换热面积的计算,参考夏清编化工原理上册p284-288;
,参见课本化工原理上册p208-209,p274,注意主要附件的选择,包括封头的类型,冷热流体的进出管管径尺寸,壳体直径、换热器的型号、管程和壳程数、管长的尺寸等的选择。折流挡板的高度、板间距等可通过换热器绘制局部剖面图表达。
4. 管子排列图:排列方式包括三角形或正方形旋转45o等,参见p252,p253,附图,注意在实际的管子排列数要与设计数目相吻合,所设计的管子数应小于你绘制的管子排列图中示出的管子数,注意有折流挡板,要预留空缺位置。
四)、设计条件
混合气体主要组成:NH317%,N218%,H2 65%,进出口温度220和375 ℃,流量范围为2000~4000㎏/h,采用煤油作为冷却剂,其进出口温度为95和197℃,流量自定,每人不同。尽量采用卧式列管式换热器。流量和组成自定,每人不同。物性参数可采用常压状态的数值
要求了解合成氨的工艺流程图,绘制合成氨车间的工艺流程图

二、合成氨方法简介
氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。
德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法,即“循环法”,这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问