河南城建学院毕业论文（设计）
查《小氮肥厂工艺设计手册》附图 ⊿ Cp=4.18 kJ/（kmol*℃）
Cp2 = Cp°+⊿ Cp =36.084kJ/（kmol*℃）
热气体带入热量
Q2=V2Cp2t2=
17268.28602?36.084kJ?(?10)??278173.58605kJ
22.4（5）氨冷凝热 设热气体出口温度为17℃，热气体在器内由35℃冷却到17℃，然后进行氨冷凝，查氨冷凝热INH3 =1197.445 kJ/kg 液氨冷凝放出热量 Q冷=
46.03371?17?1197.445?41834.29508kJ22.4
（6）液氨带入热量
查-10℃时液氨比热容Cp =4.535 kJ/Kg 液氨带入热：Q2L=
581.2243?17?4.535???10???20004.23545kJ 22.4（7）热气体带出热
查t17=17℃，p=28.4Mpa时的各组分比热容并计算得： Cp° =29.46kJ/（kmol*℃） pc=2.986Mpa Tc=102.931K Pr=P/ pc =2.817 TR =T/ Tc=9.511
查《小氮肥厂工艺设计手册》附图 ⊿ Cp=4.389 kJ/（kmol.℃）
Cp14=Cp°+⊿ Cp =33.853kj/（kmol.℃） 热气体带入热量 Q17=V17Cp17t17=
13403.10311?33.853?17?344352.64478kJ
22.4（8）热气体中液氨带出热
查17℃时液氨比热容Cp =4.765kJ/Kg 液氨带出热：Q17L =
46.03371?17?4.765?17?2830.0148kJ 22.4（9）冷气体中分离液氨带出热
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Q16?Q2L??2004.23545kJ (10)冷气体出口带出热
Q3 = Q14+Q2+Q冷+Q2L-Q17-Q17L-Q2L
=222996.17544-278173.58605+41834.29508-20004.23545-344352.64478-2830.0148+20004.23545 =139474.22489kJ Q17=V17Cp17t17
t3=Q3/（V3Cp3=183.1186/Cp3
设t3=19.5℃，p=28.12Mpa时的各组分比热容并计算得： Cp°=29.198kJ/（kmol.℃） pc=2.498MPa Tc=84.005K Pr=P/ pc =11.298 TR =T/ Tc=3.481
查《小氮肥厂工艺设计手册》附图 ⊿ Cp=2.559 kJ/（kmol.℃）
Cp3 = Cp°+⊿ Cp =31.757kJ/（kmol.℃） t3 =183.1186/31.757 =5.76624℃
冷交换器热量平衡汇总表
支 方 管内热气带出热Q17 管内液氨带出热Q17L 344352.64478kJ 2830.0148 kJ -20004.0148 kJ 收 方 管内热气代入量Q14 管外冷气带入量Q2 管内液氨冷凝热Q冷 41834.29508 kJ 管外液氨带入热Q2L 小计 -20004.2345kJ 466652.64902kJ （11）冷交换器热量负荷计算
722996.17544kJ -278173.58605 kJ 管外液氨带出热Q16 管外冷气带出热Q3 139474.22489 kJ 466652.64902kJ 37
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⊿Q放=（管内热气带入热+管内液氨冷凝热）-（管内热气带出热+管内液氨带出热）=417647.81094kJ 4.2氨冷器热量计算
? （1）气体带入热量Q17
由冷交换器热量计算得 Q=344352.64478kJ
?L （2）气体中液氨带入热量Q17?L=2830.0148kJ 由冷交换器热量计算得 Q17（3）氨冷器中气氨冷凝热
查-10℃气氨冷凝热《小氮肥厂工艺设计手册》INH3=1295.633kJ/Kg，则气氨冷凝热Q冷=526249kJ
（4）新鲜气带入热量 Q1
T1=35℃，p=31.26Mpa时的各组分比热容，然后用叠加的方法计算实际的混合热容，Cp1=29.70 kJ/（kmol*℃） 所以：新鲜气带入热量 Q1=V1Cp1t1 =194912.17319 kJ 氨冷器收入总热量
?+Q17?L+Q冷+Q1 =1068343.9509 kJ Q = Q17
（5）氨冷器入口混合气温度t18 计算
有热平衡Q18= Q-Q冷=V18Cp18t18+V18LCp18Lt18 =542094.83282 kJ
Q18?1V18689.82334= V18LCp?0.06573Cp1818L?Cp18LV18所以：t18 =
Cp18查t14=30.502℃，p=28.42Mpa时的各组分比热容并计算得： Cp° =30.502kJ/（kmol*℃） pc=2.705Mpa Tc=91.726K Pr=P/ pc =10.506 TR =T/ Tc=3.194
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查《小氮肥厂工艺设计手册》附图 ⊿ Cp=3.762kj/（kmol*℃）
Cp14 = Cp°+⊿ Cp =34.264kJ/（kmol*℃）
由t1=21℃查《小氮肥厂工艺设计手册》液氨的比热容 Cp18L =4.765 kJ/（kg*℃） 代入上式 t18 =
689.82334=19.9=20℃与假设一致。
34.264?0.06573?4.765混合后氨冷器入口热气温度20℃。 （6）由冷交换器热量计算Q′2 =-278173 kJ （7）气体中液氨带出热量Q′2L
由冷交换器热量计算 Q′2L =-20004.23545kJ （8）液氨蒸发吸收热量Q吸 有热量平衡计算
??Q2?L?=1366521.7725 kJ Q吸?Q入??Q2查25℃液氨焓INH3 =535.583 kJ/kg（由液氨贮槽来） -15℃蒸发焓INH3,9=1663.767kg
△INH3= INH3，9-INH3，L=1128.185 kJ/kg (9) 冷冻量计算
W = Q吸/△INH3=1211.25682kg
氨冷器热量平衡汇总表
收 方 气体带入热量 液氨带入热量 气体中氨冷凝热 新鲜气带入热 小计 支 方 ?344352.64478kJ 气体带出热量 Q17?-278173.58605kJ Q2?L2830.0148kJ Q17液氨带出热量 ?L-20004.23545kJ Q2Q吸1366521.7725kJ 1068343.9509kJ Q冷526249.11808kJ 冷冻量 Q1194912.17319kJ 1068343.9509kJ 小计 4.3循环机热量计算
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（1） 循环机出口气体温度计算 由《小氮肥厂工艺设计手册》得循环气中各组分的绝热指数如下： NH3 CH4 AR H2 N2 K1 1.29 1.31 1.66 1.41 1.4 根据公式
1??y入ik?1k?1 i得： K=1.39467
k?1T?T?P出?k出入?
?P?入?由前已知T入=292.5K
P出= 31.458Mpa , P入=28.028Mpa得 T出=29.17℃ （2） 气体带入热量
由前计算 Q′3 =139474.22489kJ （3） 压缩功
k?1N?16.674PVk???P?k?2?1?Z121k?1?????P1??Z ???1P1=28.028MP P2= 31.458MPa K= 1.394, Z2=1.13, Z1=1.02 式中V 1=Vp00T3PT?1.101m/min
10将上述数据带入压缩功计算公式得： N =58.30473 kJ
压缩热 QN =3600N=209897.0248kJ （4） 气体带出热量
有热平衡得：Q4 = Q3 + QN =349371.2496KJ 因为: Q4=V4Cp4t4 所以：Cp4 =
Q4V?349371.2496?22.4?15.81731kJ/(kmol.0C) 4t417061.19779?29
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