发布时间 : 星期六 文章年产5万吨硝酸铵中和工段设计更新完毕开始阅读9d9d64c2bb4cf7ec4afed0b0
山东轻工业学院2011届本科生毕业设计
1. 80%的NH4NO3溶液的沸点:
T沸=104+（130-100)×1.03= 134.9℃ 2.86%的NH4NO3溶液的沸点:
T沸′=104+(138一100) ×1.03=143℃ 3.90%的NH4NO3溶液的沸点:
T沸′′=104+（160-100) × 1.03=165.8℃ 二段蒸发过程的分段热量计算: 1.第一阶段热量计算
第一段热量仅用于将80%的NH4NO3溶液从82.9℃加热到沸点温度。 热量消耗:
1256.482×2.304×（134.9-82.9）=150536.6KJ 第一段加热蒸汽消耗量:
150536.62404=62.6kg
式中:2404—7.0绝对大气压下，饱和蒸汽的冷凝潜热，KJ/Kg。
2. 第二阶段热量计算 热量收入:
（1) 溶液带入的熟量:
1256.482×2.304×134.9=390526.7KJ (2) 80%NH4NO3溶液浓缩至86%NH4NO3溶液放热量:
1005.056×18.84=18935.3KJ
18.84—由80% NH4NO3浓缩至86% NH4NO3的热效应，KJ/kg
（3）加热蒸汽带入的热量为Q千焦 热量支出
(l)86%的NH4NO3溶液带出的热量: 1092.276×1.926×143=300832.5KJ 式中:1.926—为86%的NH4NO3溶液比热。
(2)蒸发蒸汽带出的热量： 87.82×2684.3=235735.2KJ
式中: 2684.3—1.20绝对大气压下，饱和水蒸汽的热焓量，KJ/kg。
在第二阶段内，总的热量支出: 300832.5+235735.2=536567.7KJ
在第二阶段内，消耗的加热蒸汽量:
536567.7?(390526?18935.3)2404=52.9kg
其热量等于Q千焦。
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3. 第三阶段热量计算 热量收入:
（1） 第二阶段溶液带入的热量为300832.5KJ。 （2）86%的NH4NO3溶液浓缩至92%NH4NO3溶液放出热量:
1005.056×33.5=33669.4KJ
33.5—由86% NH4NO3浓缩至92% NH4NO3的热效应，KJ/kg (3)加热蒸汽带入的热量为Q′千焦。 热量支出：
(1)90%的NH4NO3溶液带出的热量:
1005.056×1.80×165.8=299948.9KJ
式中:1.80—92%的NH4NO3溶液的比热 ，KJ/(Kg·℃)
(2)蒸发蒸汽带出的热量:
76.2×2684.3=204543.7KJ 在第三阶段内热量总支出：
299948.9+204543.7=504492.6KJ
第三阶段加热蒸汽耗用量:
504492.6?334501.92404=70.7kg
二段蒸发过程加热蒸汽的消耗量(热损失以10%计)。
（62.6+52.9+70.7）×1.1=204.82kg、
4.3.4 结晶过程的能量平衡计算 4.3.4.1热量收入
1. 由92%的NH4NO3溶液带入的热量：
1092.276×1.80×105=206440.2KJ
2. 由92%的NH4NO3溶液浓缩至99.5%放出的热量: 1000×48.1=48100KJ
48.1—由92% NH4NO3浓缩至99.5% NH4NO3的热效应，KJ/kg 3.硝铵结晶体晶型转变过程放出的热量： 1000×（82.68+51.37+17.45）=151500KJ 故热量总收入:
206440.2+48100+151500=406040.2KJ
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4.3.4.2热量支出
1. 成品硝铵带出的热量(包括其中的水分):
1005.05×1.60×80=128646.4KJ
式中:1.60—硝铵成品的比热，KJ/(Kg·℃) 80—成品出结晶机温度，℃.
2. 蒸发蒸汽带出的热量：
82.332×2604.19=214408.2KJ 3.损失于外界的热量：
406040.2-（128646.4+214408.2）=62985.6 KJ （62985.6/406040.2=15.5%）
从以上热量计算看出，入结晶机的硝馁溶液的浓度和温度对结晶过程的热平衡影响较大。
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第五章 主要设备选型
5.1中和器容积的确定
V=
GK=
6.5104?2411=14.2米3
式中: V—中和器全容积，米3; G—中和器产量，吨/日，
K—中和器容积利用系数，吨硝铵/米3·日，据生产实践在常压下一般可取10—12。
5.2中和器蒸发空间的计算
VC=
Wv820=
358.299?6.5104?1.43820=4.068米3
式中: VC—中和器蒸发空间，米3，
W—中和器内蒸发蒸汽量，公斤/小时; V—蒸发蒸汽比容，米3/公斤;
820—蒸没强度，米/米“〔即每一米空问在常压下可蒸发820米(操作
状态)〕蒸汽。
3
3
3
5.3中和器内中和室的高度的确定
中和器内中和室的液面应保持一定的高度，使稀硝酸分布器喷出的稀硝酸在该处压力下，其沸点温度略高于硝铵溶液在中和器操作压力下的沸点温度。以防止硝酸在反应区域内沸腾及逸出硝酸蒸汽。
P=P0+?gh =0.12+1200×9.81×3.4×10-6=0.160
式中:P—硝酸喷头处压力，MPa
P0—中和器操作压力，MPa
?—硝铵溶液的比重，kg/m
3
h—中和室内液柱高度(稀硝酸分布器至硝酸铵溶液出口)，m g—重力加速度，m/s2