【正文】 %時，計算得催化劑床層空速為 2120（標）/（m ．h） ． 對于 B204 因動力學方程式中催化劑按體積計,計算出的催化劑床層空速 是以體積為單位的“空速”. 3 = 因此,催化劑理論用量：V 低 2120 = 在采用中變串低變的流程中，低變催化劑條件較好，故可以不考慮催化劑備用 系數(shù)。 ) (rh’)(Dh’h’2) r ? 2 = 開口弓形面積減去列管所占面積： 2 2 ? ? ? d0 ? ? ? 25 ? ? S2=Sa= ?1 ? ? ? ? = ?1 ? ? ? ? = m 2 ? 30 ? ? ? t ? ? ? ? ? ? ? ? 平均流通截面積：Sm= S1 S 2 = = m 2 殼程熱水在壓力 ,溫度 t = CH2O=(㎏.℃) 80 + 150 =115℃時水的物性參數(shù)： 2 μ= 32 λ=102W/（m.℃） 管間給熱系數(shù)按下式計算 α 外=λm/de(d0G/μ MSm)(Cm μ M/λm)1/3(μ M/μ W) 式中: D 2 ? nd 02 2 ? 685 2 de= = = D + nd 0 + 685 d0G/μmSm= = 10 ? 2 d0G/μmSm=()/()= Cm μ m λm = ?2 = 略去流體由于蒸汽的存在而對熱水的物性參數(shù)如粘度的影響，則： α外= / 3 =(.℃) 總傳熱系數(shù)計算 以管外表面計的總傳熱系數(shù)為： K0= 1 1 α外 + R0 + d δd 0 1 d0 + Ri 0 + λd m d i α內 d i 列管平均直徑： d m = ? = ln 列管導熱系數(shù)λ=30Cal/(.℃) 垢層熱阻 R0 = Ri = m 2 .h. ℃/Kcal 所以： K 0 = 1 1 25 25 1 25 + + + + 30 20 20 =( m 2 .h.℃) 平均溫度差計算： Δt m = (430 ? 150) ? (280 ? 80) =℃ ln 430 ? 150 280 ? 80 33 換熱面積計算： F0 = Q = = K?t m 取備用系數(shù) ，則 F′= 列管長度計算 L= =1. 70m 685 ∏ 考慮管板、擋板所占長度及定管尺長，實取 L= 34 主要設備一覽表 序號 名稱 1 位號 臺 型號，規(guī)格 數(shù) 1 材質：12CrMo 操作溫度≤450176。取其平均值為 5=， 即轉化為球形粒徑，dp== 設催化劑床層直徑為 , 則： E=+ dp D = + = 2 .5 催化劑床層阻力 氣體平均分子量 M= 氣體在進入低變催化劑層中的重度γ γ= =+ 200 1 273 式中：200 為氣體的平均溫度值 氣體質量流量 G= 1 =() 2 () 4 催化劑層高 L= = m Π 2 2 .5 4 8 所以：ΔP= 10 ( ) 1 ? ()3 =396Kgf/m2=(396mmH2O) 計算結果符合要求ΔP＜,故取催化劑直徑 2. 中變廢熱鍋爐 取中變廢熱鍋爐入口熱水溫度為 80℃,假定出口熱水溫度為 150℃,查飽和 水蒸氣表得 150℃時的焓值 IH2O=㎏, IH2O(g)= KJ/㎏,汽化熱 為 KJ/㎏ 已知條件: 氣體流量及組成(不考慮水蒸氣冷凝量) 進氣流量:=:= kmol/h 30 氣體組成: 同中變氣體出口組成(略) 操作狀況: 操作狀況 中 變 氣 熱 水 換熱器熱負荷: 擬采用單程換熱器,并使熱氣體走管內,冷氣體走管間,故以熱氣體放出熱量 為計算熱負荷: Q=(Q 放 Q 損) =() =: 為使設備結構緊湊,減少熱量損失,提高單位面積換熱能力,擬采用φ25 小列管,單程結構,并使熱氣體走管內,冷氣體走管程. 列管數(shù)量估算: 管內氣體重量流量為: G==， 估計重量流速為 25Kg/(),則需要列管 數(shù)為：n= = 693 (根) ∏ 2 25 3600 4 m = 進口溫度℃ 430 80 出口溫度℃ 280 150 操作壓 蒸汽壓 管板直徑估算： 采用正六角形排列，取充填系數(shù)η=，管間距取 t=19mm. D= n η =30 693 = 設備規(guī)格選定： 中變廢熱鍋爐內徑取 940mm,列管φ25，采用正六角形排列，管間距 取 30mm, 管壁與殼壁凈距不小于 15mm。 熱容的單位為 kJ/（kmol.℃） 表 物質 a b/103 c/105 CO H2 H2O CO2 20℃ 90℃ N2 30 CH4 可用公式 Cp=a+b+cT2+dT3 來計算熱容： 表 物質 CH4 計算結果： 組分 Cp CO H2 CO2 H 2O N2 CH4 a b c d Cpm=∑Yi*Cp=（kmol.℃） Q1=**（365+273）= 26 水的帶入熱 Q2: 水在 20℃時 Cp= kJ/（kmol.℃） Q2=X*(20+273)*=*X 出熱： 變換氣在出口溫度為 250℃，T=523K 時根據《物理化學》知 CO, H2, H2O, CO2, N2 ， 可用公式：Cp=a+b+CT 來計算熱容。 熱容的單位為 kJ/（kmol.℃） 表 物質 a b/103 c/105 CO H2 H2O CO2 N2 30 23 CH4 可用公式 Cp=a+b+cT2+dT3 來計算熱容： 表 物質 CH4 計算結果： 組分 Cp CO H2 CO2 H2O N2 CH4 a b c d Cpm=∑Yi*Cp=（kmol.℃） Q2=**（920+273）= （2）出熱： 轉化氣的帶出熱：Q3=（330+273）= 轉化氣在 335℃時 T=608K 2 根據《物理化學》知 CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式：Cp=a+b+CT 來計算熱 容。 熱容的單位為 kJ/（kmol.℃） 表 物質 a b/103 c/105 CO H2 H2O CO2 N2 30 CH4 可用公式 Cp=a+b+cT2+dT3 來計算熱容： 16 物質 CH4 計算結果： 組分 CO Cp a H2 b CO2 H2O c N2 d CH4 Cpm=∑Yi*Cp=（kmol.℃） Q2=**（365353）= 熱損失： Q3=Q1Q2= kJ 17 第二節(jié) ： 進低變爐的濕組分: 組 分 含 量％ 3 M (標) koml CO2 CO 低變爐的物料與熱量計算 H2 N2 1113. 9 CH4 H 2O 合計 100 7105. 6 2 進低變爐的干組分： 組 分 含量％ M (標) koml 3 CO2 CO H2 N2 CH4 合計 100 2．低變爐的物料衡算： 要將 CO％降到 ％（濕基）以下，則 CO 的實際變換率為： X ％= Ya ? Ya′ 100=％ Ya (1 + Ya′ ) 3 則反應掉的 CO 的量為：％= M (標)= koml 出低溫變換爐 CO 的量：= M3(標)= 出低溫變換爐 H2 的量： += M3(標)= koml 出低溫變換爐 H2O 的量：= M