十五萬(wàn)噸合成氨一氧化碳變換工段的畢業(yè)論文(完整版)
【正文】 爐一段催化床層的變換氣溫度為：415℃反應(yīng)放熱Q：在變化氣中含有CO，H2O，O2，H2 這4種物質(zhì)會(huì)發(fā)生以下2種反應(yīng)：CO +H2O=CO2+H2 （11）O2 + 2H2= 2 H2O （12）這2個(gè)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。以知條件： 變換氣的流量： 設(shè)冷淋水的流量：X kg 變換氣的溫度：415℃ 冷淋水的進(jìn)口溫度：20℃ 進(jìn)二段催化床層的溫度：353℃ 操作壓力：1750kp熱量計(jì)算： 冷淋水吸熱Q1：據(jù)冷淋水的進(jìn)口溫度20℃查《化工熱力學(xué)》可知h1 =根據(jù)《化工熱力學(xué)》可知T/kP/kPaH/(kJ/kg)6001600600180070016007001800冷淋水要升溫到353℃，所以設(shè)在353℃, 615K,1750kp時(shí)的焓值為h對(duì)溫度進(jìn)行內(nèi)查法：1600kpa時(shí)(626600 )/()=(700626)/() h= kJ/kg1800kpa時(shí)(626600)/()=(700626)/() h= kJ/kg對(duì)壓力用內(nèi)差法得353℃，615K，1750Kp時(shí)的焓值h為：(17501600)/()=(18001750)/()h= kJ/kgQ1= X( )變換氣吸熱Q2：物質(zhì)COCO2H2H2ON2CH4Cp31所以Cpm= ∑Yi*Cp = kJ/（kmol.℃）Q2=**(415353) Q2根據(jù)熱量平衡： Q2= X() X=== M3(標(biāo))所以進(jìn)二段催化床層的變換氣組分：水的量為：+= M3(標(biāo))組 分CO2COH2N2CH4H2O合計(jì)含量％100M3(標(biāo))koml9．中變爐二段催化床層的物料衡算：（總轉(zhuǎn)化率）*= M3(標(biāo))在中變爐二段催化床層的轉(zhuǎn)化的CO的量為：（）=(標(biāo))=出中變爐二段催化床層的CO的量為：= M3(標(biāo))故在二段催化床層反應(yīng)后剩余的CO2的量為：+= (標(biāo))故在二段催化床層反應(yīng)后剩余的H2的量為： += (標(biāo))故在二段催化床層反應(yīng)后剩余的H2O的量為：= (標(biāo))所以出中變爐的濕組分：組 分CO2COH2N2CH4H2O合計(jì)含量％100M3(標(biāo))koml對(duì)出變爐一段催化床層的變換氣溫度進(jìn)行估算：根據(jù)：K= （H2％CO2％）/（H2O％CO％）計(jì)算得K=查《小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊(cè)》知當(dāng)K==409℃設(shè)平均溫距為48℃，則出變爐一段催化床層的變換氣溫度為：409℃44℃=365℃：以知條件：進(jìn)變爐二段催化床層的變換氣溫度為：353℃ 出變爐二段催化床層的變換氣溫度為：365℃變換氣反應(yīng)放熱Q1:計(jì)算變換氣中各組分的生成焓，原理與計(jì)算一段床層一樣，平均溫度為：632K,計(jì)算結(jié)果如下：組分H2H2OCOCO2Ht（kcal/kmol）Ht（kJ/kmol）放熱： CO +H2O=CO2+H2 （1）△H1=（∑Hi）始－（∑Hi）末 = kJ/kgQ1=*= kJ/kg氣體吸熱Q2：根據(jù)《物理化學(xué)》知CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式：Cp=a+b+CT2來(lái)計(jì)算熱容。溫度：變換氣進(jìn)設(shè)備的溫度：365℃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： 90℃：（1） 入熱： 變換氣帶入熱:Q1 變換氣在365℃時(shí)根據(jù)《物理化學(xué)》知CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式：Cp=a+b+CT2來(lái)計(jì)算熱容。M/λm)1/3(181。W)式中: de===d0G/181。熱容的單位為kJ/（kmol.℃）物質(zhì)COH2H2OCO2N2a30b/103c/105CH4可用公式Cp=a+b+cT2+dT3來(lái)計(jì)算熱容：物質(zhì)abcdCH4計(jì)算結(jié)果：組分COH2CO2H2ON2CH4CpCpm=∑Yi*Cp=（kmol.℃）Q3=*523*=水的帶出熱Q4:水在90℃時(shí)Cp= kJ/（kmol.℃）Q4=X**(90+273)=*X熱損失Q5:根據(jù)熱量平衡：*（Q1+Q2）=Q3+Q4X= 第五節(jié) 調(diào)溫水加熱器的物料與熱量計(jì)算：入設(shè)備的變換氣溫度：250℃出設(shè)備的變換氣溫度：181℃進(jìn)設(shè)備的濕變換氣的量：變換氣帶入的熱量：Q1=變換氣帶出的熱Q2：變換氣在181℃時(shí)T=454K時(shí)根據(jù)《物理化學(xué)》知CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式：Cp=a+b+CT2來(lái)計(jì)算熱容。熱容的單位為kJ/（kmol.℃）物質(zhì)COH2H2OCO2N2a30b/103c/105CH4可用公式Cp=a+b+cT2+dT3來(lái)計(jì)算熱容：物質(zhì)abcdCH4計(jì)算結(jié)果：組分COH2CO2H2ON2CH4Cp Cpm=∑Yi*Cp=（kmol.℃）Q2=**（203181）=熱損失Q3=Q1Q2== kJ4．低變爐催化劑平衡曲線根據(jù)公式XP=100％V=KPABCDq=U=KP（A+B）+（C+D）W=KP1其中A、B、C、D分別代表CO、COCO2及H2的起始濃度t160180200220240260T433453473493513533Xpt280T553Xp低變爐催化劑平衡曲線如下：由于低變爐選用B302型催化劑。以P=1atm，t=25℃為基準(zhǔn)的氣體的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓計(jì)算式為：HT=△H0298=Cpdt 式中 HT ——?dú)怏w在在TK的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓，kcal/kmol()；△H0298 ——該氣體在25℃下的標(biāo)準(zhǔn)生成熱，kcal/kmol()；T——絕對(duì)溫度，K；Cp ——?dú)怏w的等壓比熱容，kcal/（kmol.℃）[（kmol.℃）]氣體等壓比熱容與溫度的關(guān)系
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