【正文】 1 %m k m o l k m o l????? 干 煤 氣 飽和塔的物料 衡算 、熱量衡算 物料衡算 合肥工業(yè)大學化工學院 15 進塔物料： 干半水煤氣 100kmol，半水煤氣帶入水 汽 的飽和蒸汽壓按 35℃ 時計算，為 半水煤氣帶入水汽 ： 0 . 0 0 5 8 0 4 8 1 0 0 0 . 8 3 0 2 1 /0 . 7 5 0 . 0 0 5 8 0 4 8 k m o l k m o l??? 水 汽 干 氣 進塔熱水 =1000? 18= 出塔物料： 干半水煤氣 100kmol 出塔半水煤氣帶出水氣 剩余熱水 進入熱水塔 ： + = kmol 熱量衡算 進出物料溫度： 半水煤氣進口 35℃ ， 半水煤氣 出口 ℃ ，熱水進口 ℃ 進入飽和塔的熱量為 ： 由 《小氮肥廠工藝設計手冊》 查得各組分在 較低 壓力下 0~100℃ 時的平均 恒壓 摩爾 熱容： 222()()() / / /HNOC p k c al k m ol CC p k c al k m ol CC p k c al k m ol C? ??? ??? ?? 24()()()9 .0 0 /8 .8 1 4 /6 .8 8 /COCHCOCp k c a l k m o l CCp k c a l k m o l CCp k c a l k m o l C? ??? ??? ?? 0~100℃的平均干半水煤氣 的 平均 恒壓 摩爾 熱容 Cp100=?? 0~200℃ 時的平均 恒壓 摩爾 熱容： 222()()() / / /HNOC p k c al k m ol CC p k c al k m ol CC p k c al k m ol C? ??? ??? ?? 24()()() / / /COCHCOC p kcal km ol CC p kcal km ol CC p kcal km ol C? ??? ??? ?? 0~200℃的平均干 半水煤氣 的 平均 恒壓 摩爾 熱容 Cp200=?? 使用這兩點作 干 半水煤氣 的 平均 恒壓 摩爾 熱容 與溫度的 圖，使用擬合曲線的方法可以得到 干變換氣的 平均 恒壓 摩爾 熱容 與溫度的函數(shù)關系 () 29 .43 62 9+ 03 57 tCp ?干 半 水 煤 氣 ()Cp干 半 水 煤 氣 的單位為 kJ/kmol C?? 填料式 飽和熱水塔工藝設計（汽氣比 ） 16 干半水煤氣帶入熱： （ 10035） kJ = 水蒸汽帶入熱 （ 18） kJ = 熱水帶入熱量為 （ 100） = 合計： 3819285 kJ 離開飽和塔熱量為 : 干半水煤氣帶出熱： 100= 水蒸汽帶出熱： 水蒸汽出 18= 進行試差計算 可以得到離開飽和塔熱水的溫度 離開飽和塔熱水水溫為 t= 飽和塔熱損失為 % 由于管道有 ℃ 的溫度損失，故進入熱水塔的熱水溫度為 73℃ ，進入量為 kmol 熱水塔物料 衡算 、熱量衡算 物料 衡算 已知條件： 操作壓力為： 變換氣入塔溫度 ℃ 熱水入塔溫度 73℃、出塔溫度 105℃ 變換氣流量：進塔干氣 ，水氣 熱水流量 ：進塔 出塔 物料、熱量衡算， 假定出塔變換氣溫度為 t℃ ，則出塔氣中的水的飽和壓力 可以求得為 假設出塔變換氣帶出的水汽為 xkmol 需補 充 水量： （ +x） kmol 熱量衡算 進入熱水塔熱量為 熱水 帶入熱 18 73= 合肥工業(yè)大學化工學院 17 干 變換氣 帶入熱 115= 水蒸汽 帶入熱 18 = 補充 軟 水 帶入熱 (+x ) 18 80 總 進 入 熱水塔 熱 量 = + + +補充 軟 水 帶 入熱 出熱水塔熱量為 熱水 帶出熱 18 105= 干 變 換 氣 帶出熱 ()Cp干 變 換 氣 t 水蒸汽帶出熱 x 18 i水 蒸 汽 進行試差計算： 當出熱水塔變換氣溫度 t=72℃時 總進入熱水塔的熱量為 5413012kJ 總離開熱水塔的熱量為 5575361kJ 當 出熱水塔變換氣溫度 t=70℃時 總進入熱水塔的熱量為 5389698kJ 總離開熱水塔的熱量為 5215687kJ 所以出熱水塔變化氣溫度應為 71℃ 當出熱水塔變換氣溫度 t=71℃時 總進入熱水塔的熱量為 5396825kJ 總離開熱水塔的熱量為 5467907kJ 可以得到出熱水塔變化氣的溫度為 71℃，補充水量為 ，熱損為 % 填料式 飽和熱水塔工藝設計（汽氣比 ） 18 飽和 熱水 塔平衡線與操作線 [12] 飽和塔平衡線和操作線 塔型：填料塔（矩鞍環(huán)或階梯環(huán)） 已知條件： 干 半水煤氣的成分如下表 ： 表 干 半水煤氣成分 成分 H2 CO CO2 O2 N2 CH4 合計 百分含量 (%) 100 系統(tǒng)壓力： 進氣溫度： 35℃ ，出氣溫度： ℃ 進水溫度： ℃，出水溫度： ℃ 進氣的平均分子量為： M=計算 1kg 干氣中所含有的水蒸汽質(zhì)量為： 18HHPm P P M??? 1 1 8 3 . 4 4 5 7 7 1 8 0 . 0 0 7 9 0 17 5 0 3 . 4 4 5 7 7 1 8 . 9 1 3 8H HPm P P M? ? ? ? ??? 進氣的濕含量為： m1= 2 1 8 1 5 0 . 7 1 3 3 3 1 8 0 . 2 2 5 27 0 5 1 5 0 . 7 1 3 3 3 1 8 . 7 6 1 9H HPm P P M? ? ? ? ??? 出氣的濕含量為： m2= 飽和塔 平衡線 平衡曲線的計算 由熱含量公式 合肥工業(yè)大學化工學院 19 pI C t m i? ? ? ? （ 其中 m為氣體的濕含量） 首先先計算出對應溫度下氣體的平均比熱容，然后計算出在對應溫度下的飽和蒸氣壓，之后計算氣體的濕含量，計算水蒸汽的焓值，最后可以計算氣體在不同溫度下的熱含量。 在設計過程中，遇到了很 多問題，這些問題來源很多，但是在包晗和馬國瑾的幫助下，我們一同克服了設計中的諸多問題，共同完成了本次設計 。 2 2 221 8 1 8H O H O H O HH O HM p p pmM p M P p M P p??? ? ? ? ?? ? ? ?干 干 干 干＝ M 干 — 干氣體分子量 P― 氣體總壓，絕對壓力 其中 干 = 2+ 28+ 44+ 28+ 16=，則 1 1 8 0 . 1 2 6 0 . 2 0 9 2 k g / ( )1 8 . 7 6 1 9 0 . 7 0 5 0 . 1 2 6m k g? ? ?? 干 氣 由 《小氮肥廠工藝設計手冊》 查得各組分在 較低 壓力下 0~100℃ 時的平均 恒壓 摩爾 熱容： 222()()() / / /HNOC p k c al k m ol CC p k c al k m ol CC p k c al k m ol C? ??? ??? ?? 24()()()9 .0 0 /8 .8 1 4 /6 .8 8 /COCHCOCp k c a l k m o l CCp k c a l k m o l CCp k c a l k m o l C? ??? ??? ?? 0~100℃的平均干變換氣的 平均 恒壓 摩爾 熱容 Cp100=?? 0~203℃ 時的平均 恒壓 摩爾 熱容： 222()()() / / /HNOC p k c al k m ol CC p k c al k m ol CC p k c al k m ol C? ??? ??? ?? 24()()() / / /COCHCOC p kcal km ol CC p kcal km ol CC p kcal km ol C? ??? ??? ?? 0~203℃的平均干變換氣的 平均 恒壓 摩爾 熱容 Cp200=?? 合肥工業(yè)大學化工學院 13 使用水蒸汽的焓值 可得到特定溫度下水蒸汽的焓值 濕含量為 2 2 221 8 1 8H O H O H O HH O HM p p pm M p M p p M p p??? ? ? ? ? ?? ?