【正文】 溫了過去所學(xué)知識(shí)，而且學(xué)到了很多新的內(nèi)容。mSm= = d0G/181。查《小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊(cè)》B302型催化劑的正反應(yīng)活化能分別為E1=43164kJ/komlCO變化反應(yīng)的逆反應(yīng)活化能E2為：E2 E1=r*(△H)對(duì)于CO變換反應(yīng)r=1，則E2=(△H) + E1△H為反應(yīng)熱，取其平均溫度下的值，即：（181+203）/2=192℃，T=465KCO的反應(yīng)式為： CO +H2O=CO2+H2 反應(yīng)熱是溫度的函數(shù)，不同溫度下的反應(yīng)熱可以用以下公式計(jì)算：△H=*T+103*103T3得：△H= kcal/kmol= kJ/kmolE2 =+43164= kJ/kmol6．最適宜溫度曲線由式Tm= 進(jìn)行計(jì)算最適宜溫度計(jì)算列于下表中：XpT402421440457475493t129148167184201220XpT510t237將以上數(shù)據(jù)作圖即得最適宜溫度曲線如下圖：第三節(jié)．廢熱鍋爐的熱量和物料計(jì)算1．已知條件：進(jìn)廢熱鍋爐的轉(zhuǎn)化氣組份：組份CO2COH2N2CH4O2H2O合計(jì)％100M3(標(biāo))474koml進(jìn)廢熱鍋爐的溫度為：925℃出廢熱鍋爐的溫度為：335℃進(jìn)出設(shè)備的水溫：20℃出設(shè)備的水溫：335℃進(jìn)出設(shè)備的轉(zhuǎn)化氣（濕）：進(jìn)出設(shè)備的水量：X koml物量在設(shè)備里無物量的變化。由于時(shí)間有限，設(shè)計(jì)可能不完善，請(qǐng)各位老師指出。增加水蒸汽用量，提高了CO的平衡變換率，從而有利于降低CO殘余含量，加速變換反應(yīng)的進(jìn)行。一方面入爐的蒸汽比有了較大幅度的降低；另一方面變換氣中的CO含量也大幅度降低。 計(jì)算部分 包括物料衡算，熱量衡算，有效能利用率計(jì)算，主要設(shè)備計(jì)算。目前，變換工段主要采用中變串低變的工藝流程，這是從80年代中期發(fā)展起來的。從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度來看，溫度升高，反應(yīng)速率常 數(shù)增大對(duì)反應(yīng)速率有利，但平衡常數(shù)隨溫度的升高而變小，即 CO平衡含量增大，反應(yīng)推動(dòng)力變小，對(duì)反應(yīng)速率不利，可見溫度對(duì)兩者的影響是相反的。首先對(duì)中，低變進(jìn)行了物料和熱量衡算，在計(jì)算的基礎(chǔ)上，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)主要設(shè)備選型，最終完成了本設(shè)計(jì)的宗旨。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來計(jì)算熱容。M/λm)1/3(181。在設(shè)計(jì)中體味艱辛，在艱辛中體味快樂。熱容的單位為kJ/（kmol.℃）物質(zhì)COH2H2OCO2N2a30b/103c/105CH4可用公式Cp=a+b+cT2+dT3來計(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來計(jì)算熱容。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