【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (4)液體組分：X(i)= (5)V=FL=1L (6)氣體組分： y(i)== (7)計(jì)算氣、液組分的步驟為：首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)（V/L）值，查操作條件下的（t，P）平衡常數(shù)（Ki）代入（3）計(jì)算L（i），然后根據(jù)（4）（5）（6）式計(jì)算（V/L）值，將假定值與計(jì)算值進(jìn)相比較直至在誤差允許的范圍內(nèi)。已知分離器入口混合物組分m（i）：合計(jì)查t=40℃，P=：KNH3KCH4KARKH2KN2設(shè)（V/L）=9代入（3）式中計(jì)算各組分溶解液量LNH3===LCH4===LAr===LH2===LN2=== 分離氣體量： V=1L=計(jì)算氣液比： ˊ==誤差==分離液組分含量液體中氨的含量： =液體中甲烷的含量： =液體中氬的含量： XAR==液體中氫的含量：=液體中氮的含量：=按分離器出口液體含量（%）NH3CH4ARH2N2合計(jì)100分離氣體組分含量 氣體氨含量： =氣體甲烷含量：=氣體氬含量：氣體氫含量：=氣體氮含量：=按分離器出口氣體含量（%）CH4ARH2N2合計(jì)100 冷交換器氣液平衡計(jì)算 根據(jù)氣液平衡原理x（i）=y（i）/K(i)，由于冷交換器第二次出口氣體含量等于合成塔進(jìn)口氣體含量，由合成塔入口氣體含量y（i）和操作條件下的分離溫度可查出K(i)，便可解出x（i）。 查t=10℃，P=： 冷交換器出口液體組分含量 出口液體中氨含量： 出口液體中甲烷含量：出口液體中氬含量：出口液體中氫含量：出口液體中氮含量： 冷交換器出口液體含量(%)NH3合計(jì)100 液氨儲(chǔ)槽氣液平衡計(jì)算 由于氨分離器出口分離液體和冷交換器出口分離液體匯合后進(jìn)入液氨儲(chǔ)槽，經(jīng)減壓后溶解在液氨中的氣體會(huì)解析，即弛放氣。兩種液體百分比估算值即水冷后分離液氨占總量的百分?jǐn)?shù)。 %，% 。以液氨儲(chǔ)槽入口1kmol液體為計(jì)算基準(zhǔn)，即L0=1kmol，入口液體混合后組分含量： =混合后入口氨含量： 混合后入口甲烷含量： 混合后入口氬含量： 混合后入口氫含量： 混合后入口氮含量： 液氨儲(chǔ)槽入口液體含量合計(jì)100 當(dāng)t=17℃（由熱平衡計(jì)算得）P=。 170540575620 根據(jù)氣液平衡原理 Li= 設(shè)（）= ， 代入上式得： 出口液體氨含量： 出口液體甲烷含量： 出口液體氬含量：出口液體氫含量：出口液體氮含量： 出口液體總量： =++++ = 出口氣體總量 V=1L== 計(jì)算氣液比 ˊ== 誤差= 出口液體組分含量 其中，出口液體氨含量： 出口液體甲烷含量：出口液體氬含量： 出口液體氫含量：出口液體氮含量：液氨儲(chǔ)槽出口液氨組分（%）NH3CH4ARH2N2合計(jì)100 出口弛放氣組分含量弛放氣氨含量： 弛放氣甲烷含量： 弛放氣氬含量： 弛放氣氫含量：弛放氣氮含量：弛放氣組分含量（%）NH3CH4ARH2N2合計(jì)100 液氨儲(chǔ)槽物料計(jì)算以液氨儲(chǔ)槽出口一噸純液氨為基準(zhǔn)折標(biāo)立方米計(jì)算，液氨儲(chǔ)槽出口液體量。 L19=(標(biāo))其中 氨 L1L19x19NH39NH3=(標(biāo)) 甲烷 L19CH4=L19x19CH4= m3(標(biāo)) 氬 L19Ar=L19x19AR= m3(標(biāo)) 氫 L19H2=L19x19H2= m3(標(biāo)) 氮 L19N2=L19x19N2= m3(標(biāo)) 液氨儲(chǔ)槽出口弛放氣 （）= V20= = =(標(biāo)) 其中 氨 V20NH3=V20y20NH3= =(標(biāo)) 甲烷 V20CH4=V20y20CH4= =(標(biāo))氬 V20AR=V20y20AR= =(標(biāo))氫 V20H2=V20y20H2= =(標(biāo))氮 V20N2=V20y20N2= =(標(biāo))液氨儲(chǔ)槽出口總物料=L19+V20=+ =(標(biāo))液氨儲(chǔ)槽進(jìn)口液體 由物料平衡：入槽總物料=出槽總物料 L21=L19+L20=(標(biāo)) 入口液體各組分含量計(jì)算 L21i=L19i+L20i其中：氨 L21NH3=+=(標(biāo)) 甲烷 L21CH4=+=(標(biāo)) 氬 L21Ar=+=(標(biāo)) 氫 L21H2=+=(標(biāo)) 氮 L21N2=+=(標(biāo))入口液體中組分含量核算，由得： 入口液體中氨含量： ==%入口液體中甲烷含量：== 入口液體中氬含量：== 入口液體中氫含量：== 入口液體中氮含量：== 即 合成系統(tǒng)物料計(jì)算將整個(gè)合成看做一個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)入該系統(tǒng)的物料有新鮮補(bǔ)充氣V補(bǔ)，離開該系統(tǒng)的物料有放空氣V放，液氨貯槽馳放氣V馳，產(chǎn)品液氨L氨，由前計(jì)算數(shù)據(jù)列入下表：名稱氣量補(bǔ)充氣—V補(bǔ)放空氣V放弛放氣液氨入塔氣V入出塔氣V出 根據(jù)物料平衡和元素組分求：V補(bǔ)，V放，V出，V入 。循環(huán)回路中氫平衡：V補(bǔ)yH2補(bǔ) =V放yH2放+V弛yH2弛+3/2V放yNH3放+3/2V弛yNH3弛+3/2L NH3 …………..(1)循環(huán)回路中氮平衡：V補(bǔ)yN2補(bǔ) =V放yN2放+V弛yN2弛+1/2V放yNH3放+1/2V弛yNH3弛+1/2L NH3 …………. (2)循環(huán)回路中惰性氣體平衡：V補(bǔ)(yCH4補(bǔ)+ yAr補(bǔ))=V放(yCH4放+ yAr放)+V弛(yCH4弛+ yAr弛) …………. (3)循環(huán)回路中氨平衡：V出yNH3出V入yNH3入=V放yNH3放+V弛yNH3弛+ L NH3 …………. (4) 循環(huán)回路中總物料平衡： V入=V出+V補(bǔ)V放V弛L NH3……(5)由(1)、(2)、(3)、(4)、(5)可得：經(jīng)計(jì)算得 V補(bǔ)= (標(biāo)) V放= m3(標(biāo)) V入= m3(標(biāo)) V出=(標(biāo)) 合成塔物料計(jì)算入塔物料：V5= m3(標(biāo))其中 NH3 V5 NH3 = =(標(biāo)) CH4 V5CH4 = =(標(biāo)) Ar V5AR = = (標(biāo)) H2 V5H2 = =(標(biāo)) N2 V5N2 = =(標(biāo))合成塔一出，二進(jìn)物料，熱交換器冷氣進(jìn)出物料等于合成塔入塔物料，即V5 = V6= V7 = m3(標(biāo))出塔物料：V8 = m3(標(biāo)) 其中 NH3 V8NH3 = =(標(biāo)) CH4 V8CH4 = =(標(biāo)) Ar V8AR ==(標(biāo)) H2 V8H2 = =(標(biāo)) N2 V8N2 = =(標(biāo)) 合成塔生成氨量：△ VNH3 = V8NH3V5NH3 ==(標(biāo))廢熱鍋爐進(jìn)出口物料，熱交換器熱氣進(jìn)出物料等于合成塔出塔物料，即V8 = V9= V10 =(標(biāo)) 水冷器物料計(jì)算進(jìn)器物料：水冷器進(jìn)氣物料等于熱交換器熱氣進(jìn)出物料，即V10入= m3(標(biāo))出器物料：在水冷器中部分氣氨被冷凝，由氨分離器氣液平衡計(jì)算得，氣液比L/V= ,故有如下方程：將V11出= 11出 ，代入得：L 11出=(標(biāo)) V 11出==(標(biāo))出器氣體組分由V11i=V11出y11i其中 NH3 V11 NH3 ==(標(biāo)) CH4 V11CH4 ==(標(biāo))Ar V11AR ==(標(biāo)) H2 V11H2 ==(標(biāo)) N2 V11N2 ==(標(biāo))出器液體各組分由L 11i = V8i – V11i其中 NH3 L11 NH3 ==(標(biāo)) CH4 L11CH4 ==(標(biāo))Ar L11AR ==(標(biāo)) H2 L11H2 ==(標(biāo)) N2 L11N2 ==(標(biāo)) 氨分離器物料計(jì)算進(jìn)器物料：氨分離進(jìn)器總物料等于水冷器出器氣液混合物總物料。即V11 = V11出+L 11出=+=(標(biāo))出器物料：氣液混合物在器內(nèi)進(jìn)行分離，分別得到氣體和液體。出器氣體：V12 = V11出=(標(biāo)) ，出器液體：L 15=L 11出=(標(biāo)) ，氨分離器出口氣體放空V13=(標(biāo))其中 NH3 V13 NH3 ==(標(biāo)) CH4 V13CH4 ==(標(biāo)) Ar V13AR ==(標(biāo)) H2 V13H2 ==(標(biāo)) N2 V13N2 ==(標(biāo)) 冷交換器物料計(jì)算進(jìn)器物料：進(jìn)器物料等于氨分離器出口氣體物料減去放空氣量：V14 = V12–V13==(標(biāo))其中 NH3 V14 NH3 ==(標(biāo)) CH4 V14CH4 ==(標(biāo)) Ar V14AR ==(標(biāo)) H2 V14H2 ==(標(biāo)) N2 V14N2 ==(標(biāo))出口物料（熱氣）：設(shè)熱氣出口溫度17℃，查t=17℃，p=，氣相中平衡氨含量y＊=﹪，計(jì)算熱氣出口冷凝液氨量時(shí)，忽略溶解在液氨中的氣體。取過飽和度10﹪，故V17NH3=﹪﹪=﹪.設(shè)熱氣出口氨體積為a，則： a=(標(biāo))冷交換器熱氣冷凝液氨量為：L 17NH3=V14NH3 –a==(標(biāo))冷交換器熱氣出口氣量及組分其中 NH3 V17 NH3 =V14NH3 –L 17NH3 == m3(標(biāo))CH4 V17CH4 = V14CH4= m3(標(biāo))Ar V17AR = V14AR= m3(標(biāo))H2 V17H2 = V14H2=(標(biāo))N2 V17N2 = V14N2=(標(biāo))出口總氣量V17=V14 –L 17NH3== m3(標(biāo))出口氣體各組分：其中 NH3 V17NH3 /V17= % CH4 V17CH4 /V17= % Ar V17AR /V17 = % H2 V17H2 /V17= % N2 V17N2 /V17= % 進(jìn)器物料：氨冷器進(jìn)器物料等于冷交換器出器物料加上補(bǔ)充新鮮氣物料V1=(標(biāo))其中 CH4 V1CH4 ==(標(biāo)) Ar V1AR ==(標(biāo)) H2 V1H2 ==(標(biāo)) N2 V1N2 ==(標(biāo))V18=V1+V17=+ =(標(biāo))進(jìn)器氣體組分含量V18i=V1i+V17i其中 NH3 V18 NH3 = V17NH3=(標(biāo)) CH4 V18CH4 =+=(標(biāo)) Ar V18AR =+=(標(biāo)) H2 V18H2 =+=(標(biāo)) N2 V18N2 =+=(標(biāo))各組分百分含量y18i=V18i /V18其中 NH3 y18 NH3 = CH4 y18CH4 = Ar y18AR = H2 y18H2 = N2 y18N2 =進(jìn)器液體等于冷交換器冷凝液氨量：L 18= L 18NH3 = L 17NH3 =(標(biāo))進(jìn)器總物料= V18 + L 18 =+=(標(biāo))出器物料：﹪，設(shè)出器氣體中氨含量為b，解b =(標(biāo))則氨冷器中冷凝液氨量：L 18= V18–b ==(標(biāo))氨冷器出器總液氨