年產(chǎn)12萬噸合成氨變換段工藝設(shè)計-全文預(yù)覽
【正文】 =（3） 中變爐第二段催化床層的阻力降:第二段催化床層變換氣的平均溫度385℃第二段催化床層變換氣的平均分子量:M=∑YiMi=第二段催化床層變換氣的重度:r= =氣體重度流量(濕)GG= = kg/m3 *h第二段催化床層的高度:L= =第二段催化劑床層阻力降: △P = =中變爐催化劑的總阻降： △P總=+ = 所以計算得中變爐催化劑的總阻降符合要求，.22低變爐的計算．觸媒用量的計算 Vr=T0*V0 式中 Vr ——觸媒體積，M3(標(biāo))T0 ——標(biāo)準(zhǔn)接觸時間，h* m3 / M3(標(biāo))V0——通過觸媒的氣體體積，M3(標(biāo))/h標(biāo)準(zhǔn)接觸時間的計算公式如下：式中：W=Kp1。dp——顆粒直徑,米。（2）=(標(biāo))/h出第一段床層變換氣中CO%=%進(jìn)第一段床層的變換氣濕組分：組 分CO2COH2N2ArCH4H2O合計含量％100M3(標(biāo))kmoln=%%=%℃時，Kp=則： W==U=(+)+(+)=V=3632=q===所以： V01 =T0*V0 == M3 備用系數(shù)?。核裕篤0 1== M3 第二段床層觸媒用量已知條件：第二段床層變換氣進(jìn)口溫度為：380℃，第二段床層變換氣出口溫度為：390℃平均溫度為：（380℃+390℃）/2=385℃由《3000噸型合成氨廠工藝和設(shè)備計算》得到在385℃時反應(yīng)速度常數(shù)k1=8150， 加壓時取校正系數(shù)：，則：k1=8150*=22820進(jìn)中變爐二段床層的組分：組 分CO2COH2N2CH4ArH2O合計含量％100M3(標(biāo))Kmol出中變爐二段床層的CO組分：%n=%%=%在385℃時反應(yīng)平衡常數(shù)Kp=則： W==U=(+)+(+)=V==0. 099q== =所以： V02=T0*V0 == 備用系數(shù)?。核裕篤02 == M3中溫變換爐觸媒用量:V= V01+V02=+= QCS01型觸媒堆重度: 觸媒直徑的計算（1）計算觸媒直徑的公式:催化劑床層阻力降:△P=△P——?dú)怏w通過觸媒床的壓力降。U=Kp(A+B)+(C+D)。溫度：變換氣進(jìn)設(shè)備的溫度：390℃變換氣出設(shè)備的溫度：250℃水進(jìn)設(shè)備的溫度： 20℃水出設(shè)備的溫度： 100℃：（1） 入熱： 變換氣帶入熱:Q1 變換氣在390℃時根據(jù)《物理化學(xué)》知CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式：Cp=a+b+CT2來計算熱容。：（1） 入熱：水的帶入熱Q1水在20℃時 Cp= kJ/（kmol.℃）Q1=X*（20+273）* =轉(zhuǎn)化氣的帶入熱Q2：轉(zhuǎn)化氣在920℃時T=1193K根據(jù)《物理化學(xué)》知CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式：Cp=a+b+CT2來計算熱容。熱容的單位為kJ/（）物質(zhì)COH2H2OCO2N2ArA30b/103c/105CH4可用公式：Cp=a+b+CT2+dT3來計算熱容:物質(zhì)Ab/103c/106d/109CH4計算結(jié)果：物質(zhì)COCO2H2H2ON2ArCH4Cp所以得：Cpm=∑Yi*Cp=（）故：Q2=（390380）=熱損失：Q3=Q1Q2=．中變二段催化劑操作線計算由中變二段催化劑變換率及熱平衡計算結(jié)果知： 中變爐入口氣體溫度 380℃ 中變爐出口氣體溫度 390℃ 中變爐入口CO變換率 60% 中變爐出口CO變換率 %所以中變爐的操作線如圖：中變換爐物料量平衡表組分進(jìn)中變換爐的物料量/m3 出一段催化床層的物料量/m3CO2COH2N2ArCH4H2O合計 組分進(jìn)二段催化床層的物料量/m3出二段催化床層的物料量/m3CO2COH21955N2ArCH4H2O合計中變換爐一段熱量平衡表反應(yīng)放熱/kJ氣體吸熱/kJ熱量損失/kJ中變換爐二段熱量平衡表反應(yīng)放熱/kJ氣體吸熱/kJ熱量損失/kJ進(jìn)低變爐的濕組分：組 分CO2COH2N2CH4H2OAr合計含量％100M3(標(biāo))19551348．47Kmol進(jìn)低變爐催化床層的變換氣干組分：組 分CO2COH2N2CH4Ar合計含量％100M3(標(biāo))1955kmol要將CO％％（濕基）以下，則CO的實(shí)際變換率為：p ％=100=％取p=90%則反應(yīng)掉的CO的量為：90％=(標(biāo))=出低溫變換爐CO的量： = M3(標(biāo))= kmol出低溫變換爐H2的量： 1955+=(標(biāo))= kmol出低溫變換爐H2O的量：=(標(biāo))=出低溫變換爐CO2的量: +=(標(biāo))= kmol出低變爐催化床層的變換氣干組分的體積：V總（干）=+++++=(標(biāo))= kmol故出低變爐催化床層的變換氣干組分中CO的含量：CO％==%同理得：CO2％==%H2％==%N2％==%CH4％==%Ar％==%出低變爐的干組分：組 分COCO2H2N2CH4Ar合計含量％100M3(標(biāo))kmol出低變爐催化床層的變換氣濕組分的體積：V總（濕）=+=(標(biāo))= kmol故出低變爐催化床層的變換氣干組分中CO的含量：CO％==%同理： CO2％==% H2％==% N2％==% CH4％==% Ar％==% H2O％==%所以出低變爐的濕組分：組 分CO2COH2N2CH4ArH2O合計含量％100M3(標(biāo))kmol對出低變爐的變換氣溫度進(jìn)行估算：根據(jù)：Kp=（H2％CO2％）/（H2O％CO％）計算得Kp=查《小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計手冊》知當(dāng)Kp==235℃設(shè)平均溫距為35℃，則出中變爐段催化床層的變換氣溫度為： t=235－35=200℃ 低變爐的熱量衡算以知條件：進(jìn)低變爐催化床層的變換氣溫度為：180出低變爐催化床層的變換氣溫度為：200℃變換氣反
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