2万吨合成氨变换系统第二热交换器毕业设计前言
化工原理课程设计-年产合成氨2万吨小合成氨厂变换工段水加热器的设计
化工原理课程设计年产合成氨2万吨小合成氨厂变换工段水加热器的设计设计背景本换热器的设计来自于以煤为原料的中小型氨厂，大都采用多段中变的方法；由于半水煤气中不含水蒸汽，为了完成变换反应，需添加大量外供蒸汽，构成了氨厂的高能耗工序之一。
此换热器既是回收湿变换气（变换炉出）的显热，以预热入口的半水煤气，借以节约能量，使热能回收。
设计条件1、湿变换气的组成：成分CO2H2N2H2Omol % 18.55 32.73 10.75 37.792、湿变换气的进口温度：T1 = 229 ℃3、去离子水的出口温度：t2≦140 ℃工艺参数：1、操作压力：9 kg(f)/cm2（湿变换气）2、湿变换气通过水加热器的压力降ΔP ≦100 kPa注意事项：1、物性计算中单位的换算（mol与kg）；2、换热器设计中管、壳程的选择。
附：混合物料的物性计算（气体）一、 密度：RTMP M =ρ 其中：ρM ：混合气体的密度（kg/m 3）；P ：操作压力（Pa ）；M ：混合气体的分子量， y i ：i 组分的摩尔分率； M i ：i 组分的分子量； R ：气体常数（J/kmol ⋅K ）； T ：操作温度（K ）二、 粘度：采用Herning-Zipper 法（《化学工程手册》（第一卷），P1-386）∑∑===ni ii ni iiiM My My 15.015.0)()(μμ其中：μm ：混合气体的粘度（Pa ⋅s ）；μi ：i 组分的粘度（Pa ⋅s ）；注：气体的粘度一般不随压力而变，只有当P > 4⨯106 Pa （即40.8 kg(f)/cm 2）时才考虑（略为增大）（教材P24）。
三、 比热容：混合气体的比热容可通过质量分率加和进行计算：∑==ni i i M Cp y Cp 1其中：Cp M ：混合气体的比热容（kJ/kg ⋅K ）；Cp i ：i 组分的比热容（kJ/kg ⋅K ）四、 导热系数：∑∑===ni ii ni iii m My My 13/113/1)()(λλ其中：λ M ：混合气体的导热系数（W/m ⋅K ）；λi ：i 组分的导热系数（W/m ⋅K ）注：气体的导热系数与压力无关（当P 介于2.7 kPa ～200 kPa 之间），气体的λ介于0.006～0.4 W/m ⋅K 。
年产2万吨合成氨变换工段工艺设计设计
第一章物料与热量衡算计算基准：1吨氨计算生产1吨氨需要的变换气量：（1000/17）×22.4/（2×0.2204）=2989.22 M3(标)因为在生产过程中物料可能会有损失，因此变换气量取3000 M3(标)年产10万吨合成氨生产能力（一年连续生产300天）：日生产量：100000/300=333.3T/d=13.89T/h要求出低变炉的变换气干组分中CO％不大于0.3％。
假设进中变炉的变换气温度为370℃，取变化气出炉与入炉的温差为20℃，出炉的变换气温度为390℃。
进中变炉干气压力。
P=1.8Mpa.1．水气比的确定：考虑到是天然气蒸汽转化来的原料气，所以取H2O/CO=3.8故V（水）=3.8 Vc=1531.02m3(标) ，n(水)=68.35kmol2.中变炉的计算2.1中变炉CO 的实际变换率的求取假定湿转化气为100mol ，其中CO 湿基含量为8.87％，要求变换气中CO 含量为0.2％，故根据变换反应：CO+H 2O ＝H 2+CO 2，则CO 的实际变换率公式为：X p ％=()a a a a Y Y Y Y '+'-1×100 （2-1）式中a Y 、'a Y 分别为原料及变换气中CO 的摩尔分率（湿基）所以：X p =()()8.87210010028.87-⨯+⨯=75.93％则反应掉的CO 的量为：8.87×75.93％=6.73则反应后的各组分的量分别为：H 2O ％=33.73％-6.73％=27％CO ％=8.87％ -6.73％=2.14％H 2％ =36.32％+6.73％=43.05％CO 2％=5.99％+6.73％=12.72％中变炉出口的平衡常数：Kp= （H 2％×CO 2％）/（H 2O ％×CO ％）=9.48查得Kp=9.48时温度为424℃。
中变的平均温距为424℃-390℃=34℃根据《合成氨工艺与节能 》可知中温变换的平均温距为：30℃到50℃，中变的平均温距合理，故取的H 2O/CO 可用。
2万m3h合成氨变换气脱碳工段脱碳塔设计大学毕设论文
毕业设计（论文）设计(论文)题目：2万m3/h合成氨变换气脱碳工段脱碳塔设计姓名学院（系）专业年级指导教师2013年 6 月 5 日毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：2万m3/h合成氨变换气脱碳工段脱碳塔设计毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：一、毕业设计要求：1.使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程装备设计的全过程。
2.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。
3.设计计算以手算、电算相结合，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。
4.工程图纸以计算机绘图为主，并附以手工绘制。
5．毕业设计全部工作由设计者独立完成。
二、原始数据：变换气组成=20000 m3/h入脱碳塔变换气量，G脱碳塔操作压力，1.4MPa(表)=40 ℃脱碳塔操作温度，t1其他参数根据工业实际自选≤0.38%。
设计目标：变换气中CO2毕业设计(论文)主要内容：1. 明确设计任务，查阅文献资料；2.通过技术及经济筛选、对比，选定设计方案；3．工艺设计及计算4.结构设计及度和稳定性计算计算5 绘制塔总装配图及零部件图6 编制设计说明书目录摘要............................................................................................................................................... I V Abstract (V)第1章合成氨的概述............................................................................................................ - 1 -1.1 氨的发现与制取......................................................................................................... - 1 -1.2 氨的用途..................................................................................................................... - 1 -1.3 我国合成氨工业的发展情况..................................................................................... - 1 -1.4 合成氨生产的典型流程............................................................................................. - 2 -1.5 脱碳在合成氨中的作用和地位................................................................................. - 4 -第2章碳酸丙烯酯（PC）法脱碳工艺............................................................................... - 5 -2.1PC法脱碳技术国内外现状....................................................................................... - 5 -2.2 发展过程..................................................................................................................... - 5 -2.3 工艺流程..................................................................................................................... - 5 -第3章填料塔的工艺计算.................................................................................................... - 9 -3.1 物性数据..................................................................................................................... - 9 -3.1.1PC的密度与温度的关系................................................................................ - 9 -3.1.2CO2在PC中的溶解度关系 ........................................................................... - 9 -3.1.3PC的蒸汽压.................................................................................................. - 10 -3.1.4PC的粘度...................................................................................................... - 10 -3.2 物料衡算................................................................................................................... - 10 -3.2.1 各组分在PC中的溶解量............................................................................. - 10 -3.2.2 溶剂夹带量.................................................................................................... - 11 -3.2.3 溶液带出的气量............................................................................................ - 11 -3.2.4 出脱碳塔净化气量........................................................................................ - 11 -3.2.5 计算PC循环量............................................................................................. - 11 -3.2.6 带出气体的质量流量.................................................................................... - 12 -3.2.7 验算净化气中CO2含量 ............................................................................... - 12 -3.2.8 出塔气体的组成............................................................................................ - 12 -第4章填料塔的结构设计.................................................................................................. - 14 -4.1 确定吸收塔塔径及相关参数................................................................................... - 14 -4.1.1 求取泛点气速和操作气速............................................................................ - 14 -4.1.2 求取塔径........................................................................................................ - 14 -4.1.3 核算操作气速................................................................................................ - 15 -4.1.4 核算径比........................................................................................................ - 15 -4.2 填料层高度计算....................................................................................................... - 15 -4.3 填料层压降计算....................................................................................................... - 16 -4.4 设备厚度计算........................................................................................................... - 16 -4.4.1 圆筒的厚度.................................................................................................... - 16 -4.4.2 封头的厚度.................................................................................................... - 17 -4.5 塔设备的选取........................................................................................................... - 17 -4.5.1 液体分布器.................................................................................................... - 17 -4.5.2 填料支承装置................................................................................................ - 18 -4.5.3 除沫器............................................................................................................ - 19 -4.5.4 填料压板........................................................................................................ - 20 -4.5.5 封头................................................................................................................ - 20 -4.5.6 裙座................................................................................................................ - 20 -4.5.7 人孔................................................................................................................ - 21 -4.5.8 填料塔气液的进出口管................................................................................ - 22 -4.5.9 法兰的选择.................................................................................................... - 23 -4.5.10 吊住.............................................................................................................. - 24 -第5章塔的强度设计与校核.............................................................................................. - 26 -5.1 塔的总高度............................................................................................................... - 26 -5.2 塔设备质量载荷计算............................................................................................... - 26 -5.3 塔的固有周期........................................................................................................... - 27 -5.4 风载荷和风弯矩计算............................................................................................... - 28 -5.4.1 风载荷的计算................................................................................................ - 28 -5.4.2 风弯矩计算.................................................................................................... - 29 -5.5 地震载荷................................................................................................................... - 30 -5.5.1 确定塔设备的危险截面................................................................................ - 30 -5.5.2 地震弯矩........................................................................................................ - 30 -5.6 最大弯矩................................................................................................................... - 31 -5.7 基础环的设计........................................................................................................... - 31 -5.7.1 基础环尺寸.................................................................................................... - 31 -5.7.2 基础环尺寸的应力校核................................................................................ - 31 -5.7.3 基础环厚度.................................................................................................... - 32 -5.8 地脚螺栓计算........................................................................................................... - 33 -5.8.1 地脚螺栓承受的最大拉应力........................................................................ - 33 -5.8.2 地脚螺栓直径................................................................................................ - 33 -5.9 塔设备校核............................................................................................................... - 33 -参考文献.................................................................................................................................. - 44 -致谢.......................................................................................................................................... - 45 -翻译部分.................................................................................................................................. - 46 -英文原文.......................................................................................................................... - 46 -中文翻译.......................................................................................................................... - 53 -2万m3/h合成氨变换气脱碳工段脱碳塔设计摘要氨的用途很广，在国民生产中具有举足轻重的地位。
年产2万吨合成氨造气工段工艺设计计算毕业论文
年产2万吨合成氨造气工段工艺设计计算毕业论文摘要 (4)第一章绪论................................................................... .1.1煤炭资源................................................................... .1.2中国煤化工行业发展前景与特点............................................ .1.3合成氨的发展历程......................................................... .1.4合成氨产品的性能、用途及市场需要 ...................................... .1.5煤炭气化发展史........................................................... .第二章合成氨煤炭气化原理与生产方法的选择及论证..................... .2.1煤炭气化原理 .............................................................. .2.1.1气化过程主要化学反应 ................................................. .2.1.2气化过程的物理化学基础............................................... .2.2合成氨造气所需原料、来源及生产方法的选择与论证..................... .2.2.1合成氨造气所需的主要原料、来源................................. .2.2.2生产方法的介绍................................................. .2.2.2.1煤气化方法分类................................................... .2.2.2.2固定床气化法............................................... .2.2.2.3流化床气化................................................. .2.2.2.4气流床气化................................................. .2.2.3生产方案的选择与论证........................................... .2.2.3.1水煤浆气化技术............................................. .2.2.3.2移动床气化技术............................................. .2.2.3.3流化床气化技术............................................. .2.2.3.4气流床气化技术................................................... .第三章常压固定床间歇气化法 ....................................... .3.1 半水煤气定义..................................................... .3.2 固定床气化法的特点............................................... .3.3 生产半水煤气对原料的选择......................................... .3.4 半水煤气制气原理................................................. .3.5 发生炉燃料分布情况............................................... .3.6 各主要设备的作用................................................. .3.6.1 煤气发生炉.................................................. .3.6.2 燃烧室...................................................... .3.6.3 废热锅炉.................................................... .3.6.4 洗气箱...................................................... .3.6.5洗涤塔...................................................... .3.6.6 烟囱........................................................ .3.6.7 自动机...................................................... .3.7 间歇式制半水煤气的工艺条件....................................... .3.8 生产流程的选择及论证............................................. .3.9 间歇式气化的工作循环............................................. .3.10 间歇式制半水煤气工艺流程........................................ . 第四章合成氨煤炭性质对气化的影响................................... .4.1煤种对气化的影响 ....................................................... .4.2煤质对气化的影响 ....................................................... .第五章工艺计算........................................................ .5.1工艺计算（物料及热量衡算）............................................ .5.1.1空气吹风阶段计算.................................................. .5.1.2蒸汽吹送阶段的计算................................................ .5.1.3总过程计算......................................................... .5.2主要设备计算............................................................ .5.2.1煤气发生炉......................................................... .5.2.2余热回收器......................................................... .第六章物料流程图 ..................................................... .6.1带控制点工艺流程图 ...................................................... .6.2设备图.................................................................... .第七章设备一览表 .................................................... . 第八章合成氨车间布置简述............................................ . 第九章安全技术与节能................................................. .9.1 安全技术.......................................................... .9.2 节能.............................................................. .第十章设计总结............................................................... .致谢............................................................................. .参考文献................................................................. .摘要年产2万吨合成氨造气工段工艺设计煤炭深加工与利用指导老师：摘要本设计时年产能力为2万吨合成氨造气工段（合成氨所需原料气---半水煤气）的初步工艺设计。
年产2万吨合成氨变换工段工艺设计设计
合成氨是一种重要的工业化学品，广泛用于农业肥料、化肥、塑料、炸药等领域。
为了满足市场需求，设计一个年产2万吨合成氨变换工段的工艺。
合成氨工艺通常包括三个主要步骤：气体净化、合成反应和分离纯化。
以下是一个基本的工艺设计方案。
1.气体净化从天然气中提取氢气（H2）和氮气（N2），一种常用的方法是通过蒸汽重整和高温转热反应。
天然气先经过脱硫除硫化氢（H2S）处理，然后进入蒸汽重整器，与水一起反应生成H2和CO。
再通过转热反应，将CO转化为CO2和H22.合成反应合成反应通常采用哈贝-博斯曼工艺（Haber-Bosch Process），即在高温（400-500摄氏度）和高压（200-300巴）下，将氢气与氮气催化反应生成氨。
反应器通常采用固定床催化剂，催化剂常用的是铁（Fe）或铁钼（Fe-Mo）催化剂。
反应器主要分为顶座和底座两部分，用以升温和降温，以保持恒定的反应温度。
3.分离纯化合成氨的产物中除了氨外还含有一些杂质，如副产物氮氧化物（NOx）和未反应的氢气。
因此，需要对产物进行分离纯化，以获得高纯度的合成氨。
分离纯化一般采用蒸馏、吸附和压缩等方法。
首先，通过蒸馏将氨与轻杂质分离。
然后，使用吸附剂去除重杂质，如CO、CO2和H2O。
最后，利用压缩机将氨气压缩，得到最终产品。
此外，为了实现连续生产，工艺中还需要一些辅助设备，如冷却器、加热器、循环泵和控制阀等。
以上是一个简单的年产2万吨合成氨变换工段的工艺设计方案。
实际设计中还需要考虑各种因素，如安全性、能源消耗、成本等。
同时，工艺设计还应根据具体情况进行优化和改进，以提高产量和效率。
合成氨毕业设计论文
合成氨毕业设计论文【篇一：毕业论文合成氨】目录前言 (2)第一章总论 (3)1.1生产方法论述 (4)1.2氨合成催化剂的使用 (5)第二章氨合成工艺 (5)2.1氨合成工艺流程叙述 (5)2.2主要设备特点 (6)2.2.1氨合成塔(r1801) (7)第三章冷冻工艺流程说明 (8)3.1冷冻工艺流程叙述及简图 (9)第四章自动控制 (10)4.1控制原则 (10)4.2 仪表选型 (10)第五章安全技术与节能 (11)5.1 生产性质及消防措施 (11)5.1.1生产性质 (11)5.1.2消防措施 (11)5.2节能措施 (12)参考文献 (13)致谢 (14)前言在常温常压下，氨是有强烈刺激臭味的无色气体，氨有毒，且易燃易爆，空气中含氨0.5％，在很短时间内即能使人窒息而死，含氨0.2％，在几秒钟内灼烧皮肤起泡，含氨0.07％，即会损伤眼睛。
氨的燃点150℃，在空气中的爆炸范围为16％～25％（体积）。
在标准状态下氨的密度0.771克/升，沸点－33.35℃，熔点（三相点）－77.75℃，气态氨加热到132.4℃以上时，在任何压力下都不会变成液态，此温度称为氨的临界温度。
氨极易溶于水，在常温常压下1升水约可溶解700升氨，氨溶于水时放出大量的热氨易与许多物质发生反应，例如：在催化剂的作用下能与氧反应生成no与co2反应生成氨基甲酸铵，然后脱水生成尿素。
4nh3?5o2?4no?6h2o2nh3?co2?nh4coonh2 （氨基甲酸铵）nh4coonh2?co(nh2)2?h2o氨还可与一些无机酸（如硫酸、硝酸、磷酸）反应，生成硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵等。
除了化肥工业以外，氨在工业上主要用来制造炸药和化学纤维及塑料。
氨还可以用作制冷剂，在冶金工业中用来提炼矿石中的铜、镍等金属，在医药工业中用做生产磺胺类药物、维生素、蛋氨酸和其他氨基酸等。
氨是在1754年由普利斯特里（priestly）加热氯化铵与石灰而制得。
【精编完整版】年产5200吨合成氨厂变换工段列管式热交换器的工艺设计_毕业论文任务书
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)化工原理课程设计任务书设计题目：年产5200 吨合成氨厂变换工段列管式热交换器的工艺设计一．基础数据1.半水煤气的组成（体积%）H 36.69 CH 0.31CO 32.07 HS 0.2CO 8.75 O 0.2N 21.782.水蒸汽饱和半水煤气时的体积比为 1.2:1 ;饱和水蒸汽后湿混合煤气压力为7.45 kgfcm (绝)；温度为144 ℃；要求经热交换器后温度达到378 ℃后再进变换炉。
3.变换率为90 % ;变换炉出口变换气温度为480 ℃，压力为7.15 kgfcm (绝)。
4.每年估计大修、中修两个月，年工作日按300天计。
5.每生产一吨氨需耗半水煤气量为3562 标准米。
6.要求热交换器管、壳程的压力降均小于250 毫米水柱。
二．设计范围1.列管热交换器传热面积；2.列管热交换器结构及工艺尺寸；3.绘制列管热交换器结构图。
目录摘要 (5)一．概述 (6)二．热交换器设计的主要因素 (6)三．列管式换热器的设计步骤 (7)3.1.物料衡算 (7)3.1.1.净化前组成 (7)3.1.2.净化后组成 (8)3.1.3.混合后组成 (9)3.1.4.变换气组成 (10)3.2.热量衡算及物性数据 (11)3.2.1.冷、热流体的摩尔流率 (11)3.2.2.冷流体的物性参数 (11)3.2.2.1.冷流体的定性温度 (11)3.2.2.2.冷流体的比热 (12)3.2.2.2.1.常压下，各气体在时的比热 (12)3.2.2.2.2.常压下，混合气在时的比热 (12)3.2.2.2.3.比热的校正 (12)3.2.2.3.冷流体的黏度 (13)3.2.2.3.1.各气体在时的黏度 (13)3.2.2.3.2.混合气在时的黏度 (13)3.2.2.4.冷流体的导热系数………………………………………………………143.2.2.4.1.各气体在时的导热系数 (14)3.2.2.4.2.混合气在时的导热系数 (14)3.2.2.5.冷流体的密度……………………………………………………………143.2.2.5.1.各气体在时的密度 (14)3.2.2.5.2.混合气在时的密度 (15)3.2.2.6.冷流体的吸热量…………………………………………………………153.2.2.7.冷流体的平均摩尔质量…………………………………………………153.2.3.热流体的物性参数…………………………………………………………153.2.3.1.热流体的出口温度T2 (15)3.2.3.2.热流体的定性温度………………………………………………………163.2.3.3.热流体的比热……………………………………………………………163.2.3.4.热流体的黏度……………………………………………………………163.2.3.4.1.各气体在时的黏度 (17)3.2.3.4.2.变换气在时的黏度 (17)3.2.3.5.热流体的导热系数………………………………………………………173.2.3.5.1.各气体在时的导热系数 (17)3.2.3.5.2.变换气在时的导热系数 (17)3.2.3.6.热流体的密度 (18)3.2.3.6.1.各气体在时的密度 (18)3.2.3.6.2.变换气在时的密度 (18)3.2.3.7.热流体的平均摩尔质量 (18)3.2.4.冷、热流体的物性表 (18)3.3.冷热流体的流程安排 (19)3.4.管、壳程数的确定 (19)3.5.传热平均温差的计算 (19)3.6.估算传热面积 (20)3.7.结构设计 (20)3.7.1.管程设计—确定换热管规格、管数和布管 (20)3.7.2.设置拉杆 (21)3.7.3.确定管程流速 (22)3.7.4.壳程设计 (22)3.7.4.1.确定换热管长度 (22)3.7.4.2.管外传热面积的设计值A。
2万吨合成氨第二热交换器设计要点
目录1 引言.........................................................................................................................................1.1 课题目的.......................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2 工艺流程简述.................................................................................. 错误！未定义书签。
1.3 换热器的选型.................................................................................. 错误！未定义书签。
2 第二热交换器的工艺计算................................................................. 错误！未定义书签。
2.1 设计条件.......................................................................................... 错误！未定义书签。
2.2 确定湿变换气的物性参数.............................................................. 错误！未定义书签。
2.3 确定湿混合气的物性参数.............................................................. 错误！未定义书签。
年产2万吨合成氨变换工段工艺设计设计
第一章物料与热量衡算计算基准：1吨氨计算生产1吨氨需要的变换气量：（1000/17）×22.4/（2×0.2204）=2989.22 M3(标)因为在生产过程中物料可能会有损失，因此变换气量取3000 M3(标)年产10万吨合成氨生产能力（一年连续生产300天）：日生产量：100000/300=333.3T/d=13.89T/h要求出低变炉的变换气干组分中CO％不大于0.3％。
假设进中变炉的变换气温度为370℃，取变化气出炉与入炉的温差为20℃，出炉的变换气温度为390℃。
进中变炉干气压力。
P=1.8Mpa.1．水气比的确定：考虑到是天然气蒸汽转化来的原料气，所以取H2O/CO=3.8故V（水）=3.8 Vc=1531.02m3(标) ，n(水)=68.35kmol2.中变炉的计算2.1中变炉CO 的实际变换率的求取假定湿转化气为100mol ，其中CO 湿基含量为8.87％，要求变换气中CO 含量为0.2％，故根据变换反应：CO+H 2O ＝H 2+CO 2，则CO 的实际变换率公式为：X p ％=()a a a a Y Y Y Y '+'-1×100 （2-1）式中a Y 、'a Y 分别为原料及变换气中CO 的摩尔分率（湿基） 所以：X p =()()8.87210010028.87-⨯+⨯ =75.93％则反应掉的CO 的量为：8.87×75.93％=6.73则反应后的各组分的量分别为：H 2O ％=33.73％-6.73％=27％CO ％=8.87％ -6.73％=2.14％ H 2％ =36.32％+6.73％=43.05％ CO 2％=5.99％+6.73％=12.72％中变炉出口的平衡常数：Kp= （H 2％×CO 2％）/（H 2O ％×CO ％）=9.48 查得Kp=9.48时温度为424℃。
合成氨变换工艺毕业设计
目录1.前言 (1)1.1概述 (2)1.2 产品性质与用途 (4)1.2.1 产品性质 (4)1.2.2 产品用途 (4)1.2.3 产品世界产业状况 (4)2项目名称、地址、承办单位及性质 (7)2.2 项目背景 (7)2.3 项目意义 (8)2.4 研究范围 (8)2.5 研究结论 (8)2.5.1 项目产品及生产规模 (8)2.5.2生产制度 (8)2.5.3 生产工艺 (8)3工艺介绍 (9)3.1工艺简述 (9)3.2煤气风机工段： (9)3.3常压脱硫工段： (9)3.4一氧化碳变换工段： (10)3.5精脱硫工段： (10)3.6脱碳工段： (11)3.7 工艺优化→热水循环 (11)4 设备选型 (11)4.1煤气风机工序设备一览表 (11)4.2常压脱硫工序设备一览表 (12)4.3一氧化碳变换工序设备一览表 (13)4.4精脱硫工序设备一览表 (13)4.5脱碳工序设备一览表 (14)5.物料衡算和热量衡算 (16)5.1全流程物料简算 (16)5.2计算基准及已知条件 (16)5.3一号变换炉物料及热量衡算 (17)5.4变换炉一段催化剂层及热量衡算 (17)5.5变换炉二段催化剂层及热量衡算 (19)5.6变换炉三段物料及热量衡算 (20)5.7饱和热水塔物料及热量衡算 (21)5.7.1热水塔出水温度的估算 (21)5.7.2饱和塔物料及热量衡算 (22)5.7.3热水塔物料及热量衡算 (24)5.8水加热器的物料和热量衡算 (25)6 列管式换热器设计 (26)7 厂址选择 (28)8 公用工程设施 (29)8.1 公用工程方案 (29)8.2 给排水 (29)9 节能 (29)10 环境保护 (29)10.1执行的环境保护法规 (29)11 劳动安全卫生 (30)11.1 设计依据 (30)11.2 危险化学品分类储存全预防措施 (31)12 经济概算 (31)13. 结论 (32)参考文献 (34)附图 (34)致谢 (35)1.前言氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。
合成氨毕业设计doc
合成氨毕业设计doc合成氨毕业设计篇一：合成氨本科毕业设计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，第一步是造气，即制备含有氢、氮的原料气；第二步是净化，不论选择什么原料，用什么方法造气，都必须对原料气进行净化处理，以除去氢、氮以外的杂质；第三步是压缩和合成，将纯净的氢、氮混合压缩到高压，在铁催化剂与高温条件下合成为氨。
目前氨合成的方法，由于采用的压力、温度和催化剂种类的不同，一般可分为低压法、中压法和高压法三种。
本设计主要是对合成塔工段的设计，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℃的高温高压条件下来制得氨气。
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，在合成效率方面也有进一步研究。
关键词:氮气；氢气；四氧化三铁催化剂；氨合成塔AbstractAmmonia production design determines the size of the production of synthetic ammonia, equipment requirements, as well as the status process. The design of the method used was semi-water gas synthesis, the main raw material is coal and nitrogen, the use of coal to generate hydrogen, while the design is a synthesis of the main section of the tower design, it is the direct use of raw materials used in nitrogen and hydrogen, itssynthesis tower as the main equipment, in the ammonia cooler, water coolers, gas - gas exchange, recycling machines, separators, auxiliary equipment, such as condensation of the tower under the four iron oxide catalyst, in the high-temperature conditions of 485-500 ℃ obtained from ammonia. The first step is to build gas,Preparation that contains hydrogen, nitrogen gas; second step is purification, regardless of what materials, what methods of gas must be carried out on the feed gas purification to remove hydrogen and。
2万吨合成氨变换系统第二热交换器毕业设计前言
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
本次设计主要以合成氨变换工段第二热交换器为研究对象，在查阅国内外众多文献的基础上，对换热器的用途和结构进行研究，从而对换热器进行完整的设计。
本文主要以湿混合煤气和湿变换气为介质，按实际设计步骤依次进行工艺计算、结构设计和强度校核，并画出CAD结构图。
工艺设计主要是通过介质的物性参数以及它们所处的工作状态进行热负荷和换热面积的计算，在完成任务的基础暂定换热器的一些尺寸。
结构设计主要是进行换热管、筒体、封头、管板、法兰、接管、支座的选型与设计，其思路是在设计条件的规范下，从材料的选择和结构设计入手，辅以合理的强度计算与校核得到设备所用结构。
关键词换热器工艺计算结构设计合成氨毕业设计外文摘要Title The Design of the Second Heat Exchanger in 20,000 Tons ofSynthetic Ammonia Factory Alternates SystemAbstractThe heat exchanger is the process of heat to the cold fluid, chemical production process of heat exchange and transmission of essential equipment. The design is mainly to the second heat exchanger of the ammonia conversion section as the research object, based on access to many domestic and foreign literatures, study the purpose and structure of the heat exchanger, complete the design of heat exchanger. This paper mainly in the wet mixed gas and wet shift gas as the dielectric, according to the actual design steps of process calculation, structure design an strength check, and draw the heat exchanger CAD structure. Process design is mainly through the medium of the physical parameter and working condition to calculate the thermal load and heat-exchange area，in task is the basis of some of the heat exchanger size. Structure design is the main heat exchange tube, barrel, sealing head, tube plate, flange, takeover, type selection and design of the bearings. the idea is under design conditions and based on the choice of materials and structure of the design, with reasonable strength calculation and checking to get equipment used structure.Key Words Heat exchanger process design structure design ammonia1 引言1.1 合成氨工业合成氨主要用于制造氮肥和复合肥的制造工业中，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。
年产万吨合成氨变换工段工艺设计终稿
Abstract：This design was mainly for the synthetic ammonia plant shift conversion section.The technological process used the middle temperature changefirst ，and then used the low temperature change .Process calculation mainly included material balance, energy balance and equipmentselection.
变换过程需在高温高压使用催化剂条件下进行，因此变换工序是合成氨生产的高成本工序,其成本降低对合成氨成本的降低有重要意义。
1．3
1.
我国的氮肥工业自20世纪50年代以来,不断发展壮大,目前合成氨产量已跃居世界第一位,已掌握了以焦炭、无烟煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃多种原料生产合成氨、尿素的技术,形成了特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小生产规模并存的生产格局。目前合成氨总生产能力为5000万吨/年左右[3],氮肥工业已基本满足了国内需求,在与国际接轨后,具备与国际合成氨产品竞争的能力,今后发展重点是调整原料和产品结构,进一步改善经济性。
合成氨变换工段毕业设计说明书
合成氨变换工段毕业设计说明书摘要本文是关于重油为原料年产8万吨氨一氧化碳变换工段初步设计。
在合成氨的生产中，一氧化碳变换反应是非常重要的反应。
用重油制造的原料气中，含有一部分一氧化碳，这些一氧化碳不能直接做为合成氨的原料，而且对合成氨的催化剂有毒害作用，必须在催化剂的催化作用下通过变换反应加以除去。
一氧化碳变换反应既是原料气的净化过程，又是原料气的制造过程。
本设计主要包括工艺路线的确定、中温变换炉的物料衡算和热量衡算、触媒用量的计算、中温变换炉工艺计算和设备选型、换热器的物料衡算和热量衡算以及设备选型等。
并且综合各方面因素对车间设备布置进行了合理的设计，最终完成了20 000字的设计说明书及生产工艺流程图、车间平立面布置图及主体设备装配图的绘制。
关键词：重油；一氧化碳变换；中温变换炉；流程图AbstractThis article was about the annual output of heavy oil as raw materials to transform eight thousand tons of carbon monoxide ammonia preliminary design section. In the production of ammonia, transformation of carbon monoxide was a very important reaction. Manufactured using heavy oil feed gas which containa part of carbon monoxide, carbon monoxide could not be directly used as those of the raw materials of synthetic ammonia, but also a catalyst for ammonia poisoning effect there must be a catalyst for transformation through the catalytic reaction to be removed. Transformation of carbon monoxide is a gas purification process of raw materials, but also the manufacturing process of feed gas. The design of the main routes which include the identification process, the medium variant of the furnace material balance , heat balance, the calculation of the amount of catalyst, in the variable furnace process of calculation and selection of equipment, heat exchanger of the material balance and heat balance as well as equipment selection type and so on. Taking all factors and workshop equipment to carry out a reasonable arrangement of the design. In the end, the20 000-word statement and map production process, shopping facade and the main equipment layout drawing assembly were completed.Key words: Heavy oil; Transformation of carbon monoxide; Temperature shiftconverter; Flow chart目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章总论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 一氧化碳变换反应的意义与作用 (1)1.1.2 国内外研究现状 (1)1.2 设计依据 (1)1.3 厂址的选择 (2)1.3.1 厂址选则 (2)1.3.2 方案比较 (2)1.4 设计规模与生产制度 (3)1.4.1 设计规模 (3)1.4.2 生产制度 (3)1.5 原料与产品规格 (3)1.5.1 原料规格 (3)1.5.2 产品规格 (3)第2章工艺设计与计算 (4)2.1 工艺原理 (4)2.2 工艺路线的选择 (4)2.3 工艺流程简述 (4)2.4 工艺参数 (5)2.4.1 原料气体组分 (5)2.4.2 工作压力 (5)2.4.3 工作温度 (5)2.4.4 计算基准 (6)2.5 物料衡算 (6)2.5.1 变换气量及变换率计算 (6)2.5.2 总蒸汽量计算 (7)2.5.3 中变炉物料衡算 (7)2.6 热量衡算 (16)2.6.1 中变炉一段CO变换反应热量衡算 (16)2.6.2 中变炉二段CO变换反应热量衡算 (17)2.6.3 中变炉三段CO变换反应热量衡算 (18)2.6.4 换热器热量衡算 (18)2.6.5 物料衡算和热量衡算一览表 (18)第3章设备选型 (22)3.1 设备选型原则 (22)3.2 主要设备计算 (22)3.2.1 中变炉设备计算 (22)3.2.2 换热器设备计算 (29)3.3 其他主要设备 (30)第4章设备一览表 (31)第5章车间设备布置设计 (33)5.1 车间布置设计的原则 (33)5.1.1 车间设备布置的原则 (33)5.1.2 车间设备平立面布置的原则 (34)5.1.3 本工段设计设备布置原则 (28)第6章自动控制 (29)6.1 主要的控制原理 (29)6.2 自控水平与控制点 (29)第7章安全和环境保护 (30)7.1 三废产生情况 (36)7.2 三废处理情况 (37)第8章公用工程 (37)8.1 供水 (37)8.2 供电 (38)8.3 通风 (38)8.4 供暖 (38)8.5 电气 (38)结束语 (39)参考文献..................................................................................................... 错误!未定义书签。
年产2万吨合成氨变换工段工艺设计设计word资料39页
第一章物料与热量衡算计算基准：1吨氨计算生产1吨氨需要的变换气量：（1000/17）×22.4/（2×0.2204）=2989.22 M3(标)因为在生产过程中物料可能会有损失，因此变换气量取3000 M3(标)年产10万吨合成氨生产能力（一年连续生产300天）：日生产量：100000/300=333.3T/d=13.89T/h要求出低变炉的变换气干组分中CO％不大于0.3％。
假设进中变炉的变换气温度为370℃，取变化气出炉与入炉的温差为20℃，出炉的变换气温度为390℃。
进中变炉干气压力。
P=1.8Mpa.1．水气比的确定：考虑到是天然气蒸汽转化来的原料气，所以取H2O/CO=3.8故V（水）=3.8 Vc=1531.02m3(标) ，n(水)=68.35kmol2.中变炉的计算2.1中变炉CO 的实际变换率的求取假定湿转化气为100mol ，其中CO 湿基含量为8.87％，要求变换气中CO 含量为0.2％，故根据变换反应：CO+H 2O ＝H 2+CO 2，则CO 的实际变换率公式为：X p ％=()a a a a Y Y Y Y '+'-1×100 （2-1）式中a Y 、'a Y 分别为原料及变换气中CO 的摩尔分率（湿基） 所以：X p =()()8.87210010028.87-⨯+⨯ =75.93％则反应掉的CO 的量为：8.87×75.93％=6.73则反应后的各组分的量分别为：H 2O ％=33.73％-6.73％=27％CO ％=8.87％ -6.73％=2.14％ H 2％ =36.32％+6.73％=43.05％ CO 2％=5.99％+6.73％=12.72％中变炉出口的平衡常数：Kp= （H 2％×CO 2％）/（H 2O ％×CO ％）=9.48 查得Kp=9.48时温度为424℃。
8万吨年合成氨变换工段第二换热交换器
8万吨/年合成氨变换工段第二换热交换器第1章绪论1 .1 课题简介本次毕业设计的课题（山西焦化集团合成氨厂8万吨/年合成氨变换工段第二热交换器）来源于山西焦化集团洪洞化肥厂，重点进行了合成氨变换工段第二热交换器的设计，该厂氮肥生产的任务是进行合成氨与尿素的生产。
换热器在工业生产中，尤其是在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常需要补低温流体加热或把高温流体冷却，把液体气化或把蒸汽冷凝。
这些过程均和热量传递有着密切联系，因而均可以通过换热器来实现完成。
可以说换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。
1.2工艺流程简述1.2.1总工艺流程图合成氨及尿素的主要化学反应方程为：3H2+N2=2NH3+Q2NH3+CO2=NH2COONH4+QNH2COONH4=CO（NH2）2+H2O-Q1.2.2变换工段流程简述由造气车间来的半水煤气压力为9.81KPa、H2S＜20mg/Nm3经低压机加压到2.06MPa，进入本岗位的油水分离器，除去夹带的油水后，进入预脱硫槽，上部氧化铁吸收部分无机硫，下部活性碳吸收部分有机硫，然后进入第一热交换器与第三热交换器来的变换气进行换热，使半水煤气的温度由35℃提高到220℃左右，进入氧化锌脱硫槽，将半水煤气中的有机硫转变为无机硫，同时被氧化锌吸收至总硫含量为微量。
脱硫后的半水煤气进入第二热交换器与变换炉二段出口的变换气换热，（在第二热交换器半水煤气入口加入2.45MPa、390℃的过热蒸汽，汽/气0.7—0.9）使入变换炉气体温度达到330℃左右。
在变换炉第一、二层之间有冷激煤气和蒸汽加入管。
上段变换气出口温度达429℃进入第二热交换器管内与半水煤气换热，温度降到400℃，进入淬冷器，温度降至360℃左右，并提高下段汽/气比，用低变气冷凝液淬冷后，进入下段变换炉继续CO变换反应，使出口CO≤3%，气体温度升到405℃进入第三交换器管内与碱洗气换热，出第三热交换器的变换气温度降到365℃，然后进入第一热交换器与半水煤气换热，温度降到280℃左右，进入旧系统氧化锌脱硫槽和焦炉气系统并气生产。
(完整版)合成氨厂变换工段工艺设计毕业设计论文
优秀论文审核通过未经允许切勿外传四川理工学院毕业设计题目年产三万吨合成氨厂变换工段设计作者系别材料与化学工程系专业无机化工011指导教师接受任务日期2005年2月28日完成任务日期2005年6月1 日四川理工学院毕业设计说明书题目年产3吨合成氨厂变换工段设计作者系别材料与化学工程系专业无机化工指导教师接受任务日期2005年2月28日完成任务日期2005年6月1 日四川理工学院毕业设计任务书材化系无机化工专业01 级 1 班题目年产3吨合成氨厂变换工段设计起讫日期 2005 年2 月28 日起至2005 年6 月1 日止指导老师教研室主任系主任学生姓名批准日期 2005 年 2 月 28 日接受任务日期 2005 年 2 月 28 日完成任务日期 2005 年 6 月 1 日一．计要求：1.进行工段工艺流程设计，绘制带主要控制点的工艺流程图。
2.进行工段物料计算、热量计算，并绘制物料衡算表、热量衡算表。
3.进行工段设备设计、选型，制备设备一览表。
4.编写工段工艺初步设计说明书。
5.绘制主要设备结构图。
二．设计原始数据：以在自贡市鸿鹤化工厂的实际数据为原始数据组分CO2CO H2N2O2CH4合计含量，％9.60 11.42 55.71 22.56 0.33 0.38 100目录说明书 (4)前言 (4)1.工艺原理 (4)2.工艺条件 (4)3.工艺流程的选择 (5)4.主要设备的选择说明 (5)5.工艺流程的说明 (6)第一章物料与热量衡算 (7)1．水汽比的确定 (7)2．中变炉C O的实际变换率的求取 (8)3．中变炉催化剂平衡曲线 (9)4.最佳温度曲线的计算 (10)5．中变炉一段催化床层的物料衡算 (11)6．中变一段催化剂操作线的计算 (17)7．中间冷淋过程的物料和热量衡算 (17)8．中变炉二段催化床层的物料与热量衡算 (19)9．中变二段催化剂操作线计算......................................................2 3 10.低变炉的物料与热量衡算 (24)11低变催化剂操作线计算 (29)12低变炉催化剂平衡曲线 (29)13.最佳温度曲线的计算 (30)14废热锅炉的物料和热量衡算 (31)15.水蒸汽的加入 (34)16主换热器的物料与热量的衡算......................................................3 4 17.调温水加热器的物料与热量衡算...................................................3 6 第二章设备的计算 (37)1.中变炉的计算 (37)2.主换热器的计算 (42)设计的综述 (6)参考文献 (49)致谢……………………………………………………………………………… (50)第一章物料与热量衡算已知条件：组分CO2CO H2N2O2CH4合计含量，％9.60 11.42 55.71 22.56 0.33 0.38 100 计算基准：1吨氨计算生产1吨氨需要的变换气量：（100017）×22.4（2×22.56）=2920.31 M3(标)因为在生产过程中物料可能会有损失，因此变换气量取2962.5 M3(标)年产3万吨合成氨生产能力（一年连续生产330天）：日生产量：=90.9Td=3.79T(水)=52.862kmol因此进中变炉的变换气湿组分组分CO2CO H2N2O2CH4H2O 合计含量％6.86 8.16 39.80 16.12 0.24 0.27 28.56 100M3(标) 284.42 338.32 1650.42 668.34 9.77 11.26 1184.124146.61kmol12.69 15.10 73.68 29.84 0.44 0.50 52.86 185.122.中变炉CO的实际变换率的求取：假定湿转化气为100mol，其中CO湿基含量为8.16％，要求变换气中CO 含量为2％，故根据变换反应：CO+H2O＝H2+CO2，则CO的实际变换率公式为：X p％=×100 （2-1）式中、分别为原料及变换气中CO的摩尔分率（湿基）所以：X p==74％则反应掉的CO的量为：8.16×74％=6.04则反应后的各组分的量分别为：H2O％=28.56％-6.04％+0.48％=23％CO％=8.16％-6.04％=2.12％H2％=39.8％+6.04％-0.48％=45.36％CO2％=6.86％+6.04％=12.9％中变炉出口的平衡常数：Kp= （H2％×CO2％）（H2O％×CO％）=12查《小合成氨厂工艺技术与设计手册》可知Kp=12时温度为397℃。
年产万吨合成氨变换工段工艺设计终稿
合成氨是一种重要的化工原料，用于生产化肥、烟火药、染料等多种产品。
年产万吨合成氨变换工段的工艺设计是合成氨生产过程中的重要环节，对生产效率和产品质量有着重要影响。
本文将针对年产万吨合成氨变换工段的工艺设计进行详细描述。
首先，年产万吨合成氨变换工段的主要反应是氮气与氢气的结合生成氨气，这是一个放热反应，需要在适当的条件下进行。
工艺设计中需要考虑到反应的速率、平衡和选择合适的催化剂以提高反应效率。
为了保证反应的连续性和稳定性，需要选择合适的反应器。
一般采用固定床反应器，在反应器内放置合适的催化剂，通过控制反应物的供给速率和控制温度，使反应物在反应器内进行有效的转化。
其次，变换工段还需要考虑气体的分离和净化问题。
在变换反应中，除了生成氨气外，还会伴随着一些不完全反应产物、杂质气体和催化剂颗粒等。
这些物质需要通过各种分离和净化操作进行处理，以获得纯度较高的合成氨。
常见的分离和净化操作包括压缩、冷却、洗涤、吸附等。
此外，工艺设计中还需考虑能量的回收和利用。
合成氨生产是一个能量密集型的过程，能源消耗占据了生产成本的很大比重。
因此，在工艺设计中需要考虑能源的回收和利用，以提高能源利用效率。
常见的能量回收和利用方法包括余热回收、废气利用等。
最后，工艺设计中还需要考虑安全和环境因素。
合成氨生产过程中涉及高压、高温、易燃易爆等危险因素，需要采取相应的安全措施来确保生产的安全性。
同时，工艺设计还需要考虑环境保护，减少污染物的排放，采取合适的处理措施进行废气、废水、废渣等的处理。
综上所述，年产万吨合成氨变换工段的工艺设计需要考虑反应速率、催化剂选择、反应器设计、气体分离与净化、能量回收利用、安全和环境等多个方面的因素。
只有充分考虑到这些因素，才能设计出高效、安全、环保的合成氨生产工艺，确保产品质量和生产效率的提高。
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换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
本次设计主要以合成氨变换工段第二热交换器为研究对象，在查阅国内外众多文献的基础上，对换热器的用途和结构进行研究，从而对换热器进行完整的设计。
本文主要以湿混合煤气和湿变换气为介质，按实际设计步骤依次进行工艺计算、结构设计和强度校核，并画出CAD结构图。
工艺设计主要是通过介质的物性参数以及它们所处的工作状态进行热负荷和换热面积的计算，在完成任务的基础暂定换热器的一些尺寸。
结构设计主要是进行换热管、筒体、封头、管板、法兰、接管、支座的选型与设计，其思路是在设计条件的规范下，从材料的选择和结构设计入手，辅以合理的强度计算与校核得到设备所用结构。
关键词换热器工艺计算结构设计合成氨
毕业设计外文摘要
Title The Design of the Second Heat Exchanger in 20,000 Tons of
Synthetic Ammonia Factory Alternates System
Abstract
The heat exchanger is the process of heat to the cold fluid, chemical production process of heat exchange and transmission of essential equipment. The design is mainly to the second heat exchanger of the ammonia conversion section as the research object, based on access to many domestic and foreign literatures, study the purpose and structure of the heat exchanger, complete the design of heat exchanger. This paper mainly in the wet mixed gas and wet shift gas as the dielectric, according to the actual design steps of process calculation, structure design an strength check, and draw the heat exchanger CAD structure. Process design is mainly through the medium of the physical parameter and working condition to calculate the thermal load and heat-exchange area，in task is the basis of some of the heat exchanger size. Structure design is the main heat exchange tube, barrel, sealing head, tube plate, flange, takeover, type selection and design of the bearings. the idea is under design conditions and based on the choice of materials and structure of the design, with reasonable strength calculation and checking to get equipment used structure.
Key Words Heat exchanger process design structure design ammonia
1 引言
1.1 合成氨工业
合成氨主要用于制造氮肥和复合肥的制造工业中，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。
合成氨是利用氢气和氮气在一定条件下反应生成氨气的过程，将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。
它的的原料气为空气、水蒸气、天然气、含碳或氮氢化合物的燃料，其中氮气来源于空气，氢气来源于水蒸汽。
合成氨生产的主要过程包括：原料气的制备、原料气的变换、净化、原料气的压缩及合成五个工段，相对应的实际生产过程通常分为如下几个工段：发电车间、造气车间、压缩车间、合成车间，有的还包括尿素车间。
氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨生产过程的核心部分。
本设计主要是对合成氨变换工段的换热器的设计，是合成氨工业中的一个重要环节。
1.2 工艺流程简述
由压缩二段来的半水煤气进入饱和塔底部，经加热到135℃到混合器中，与蒸汽过热器中出来的蒸汽混合至151℃至第一热交换器的管程，经过加热至第二热交换器的管程进行换热，若温度没有达到371℃，则进入电感应炉适当加热。
随后到达第一段变换炉发生化学反应，放出的变换气通到第二热交换器的壳程加热半水煤气，变换气由底部流出送回第二段变换炉，再次经过放热反应，释放的变换气送到蒸汽过热器壳程加热，再流回第三段变换炉。
半水煤气从变换炉出来叫变换气，流入第一热交换器的壳程加热半水煤气，由底部流出至第一水加热器的壳程，由底部流出至热水塔，上升至顶部流出至第三水加热器的壳程，从第三水加热器的底部流出至冷却塔。
半水煤气的温度一直升高，湿混合煤气由变换炉出来一直走换热器的壳程加热管程流体，自身温度降低。
整个过程实现了一个热量的循环利用。
1.3 换热器的选型
目前常见的换热器有管壳式换热器，板式换热器和板翅式换热器。
板式换热器传热系数高、占地面积小、重量轻、污垢系数低、组装灵活、维修保养方便，但其传热和阻力特性受工质的普朗特数、运动粘度、导热系数和密度的影响；板翅式换热器以其传热效率高、结构紧凑结而被广泛应用于过程工业中，研究表明在多种应用中使用多流板翅式热交换器比传统的双流热交换器更具成本效益，尤其是在低温工厂中[1]，但其工作压力有限制且不宜用于有污垢和介质易赌的场合；管壳式换热器是目前应用最广的一类优点是传热面积较大、传热效果好、且结构简单、操作弹性大,其单位体积所具有的传热面积(40～150m2Pm3)大且传热
效果好[2]，目前合成氨变换工段的热交换器多为管壳式换热器,因此本次设计采用管壳式换热器。
管壳式换热器的主要类型有：固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管换热器，其特点如下。
1)固定管板式换热器：管束两端的管板与壳体联成一体，结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作；当温度差稍大而壳程压力又不太高时，可在壳体上安装有弹性的补偿圈，以减小热应力。
2）浮头式换热器：浮头式换热器管束一端的管板可自由浮动，由于管束的热膨胀不受壳体的约束, 而且可拆卸抽出管束,检修更换换热管、清理管束和壳程污垢方便；但其结构复杂、设备笨重、造价较高；3）U型管换热器：每根换热管皆弯成U形，两端分别固定在同一管板上下两区，借助于管箱内的隔板分成进出口两室；此种换热器完全消除了热应力，结构比浮头式简单，但管程不易清洗。
从设计条件来看，本次设计最高工作压力0.793Mpa,最高工作温度为486℃，管程介质为湿混合煤气，壳程介质为湿变换气。
两种介质中含有轻腐蚀的CO2和有氧化性的O2，其中湿混合煤气较脏。
因此从压力、温度、介质等综合考虑，选用固定管板式管壳式换热器。