【文章內(nèi)容簡介】 （（標(biāo)））工藝水蒸汽：*()*=(） 工藝空氣：*()*=（ m3/h（標(biāo)））一段轉(zhuǎn)化氣：*()*= kmol/h（ m3/h（標(biāo)）） *()*=（ m3/h（標(biāo)））含水汽二段轉(zhuǎn)化氣：*()*= kmol/h（ m3/h（標(biāo)）） *()*=（ m3/h（標(biāo)））含水汽物料計算結(jié)果匯總于圖一中。第三章 熱量衡算同物料衡算，先以100koml一段轉(zhuǎn)化爐進口氣為基準(zhǔn)，而后將結(jié)果乘以() * 。計算方法由于反應(yīng)較為復(fù)雜，并且壓力不同，可以忽略壓力對熱效應(yīng)的影響。為簡化計算，擬采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)焓（或生成焓）計算。以P=1atm, t=25℃為基準(zhǔn)的氣體的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓計算式為： HT =△H0298=CpdT （31）式中HT氣體在∫T298在TK的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓，kcal/kmol()?！鱄0298該氣體在25℃下的標(biāo)準(zhǔn)生成熱， kcal/kmol()。T絕對溫度，K；Cp氣體的等壓比熱容，kcal/(kmol℃)氣體等壓比熱容與溫度的關(guān)系有以下經(jīng)驗式：CP=A0+A1T+A2T2+A3T3+…………………………… （32）式中A0，A1，A2，A3……為氣體的特性常數(shù)。將（32）代人（31）積分得統(tǒng)一基準(zhǔn)焓的計算通式：Ht=a0+a1T+a2T2+a3T3+a4T4 （33）式中常數(shù)a0，a1，a2，a3，a4與氣體的特性常數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)生成熱的關(guān)系為：a1=A0, a2=A1/2, a3=A2/3, a4=A3/4。a0=△ 現(xiàn)在將有關(guān)氣體的計算常數(shù)列到表31中。采用氣體的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓進行熱能夠量平衡，不必考慮系統(tǒng)中反應(yīng)如何進行，步驟有多少，只要計算出過程始態(tài)和末態(tài)焓差，即得出該過程的總熱效果：△ H=（∑niHI）始 （∑niHI）末式中△H過程熱效應(yīng)，其值為正值時為放熱，為負值是為系統(tǒng)吸熱，kcal；ni 始態(tài)或末態(tài)i 氣體的千摩爾數(shù)，kmol。HI始態(tài)溫度或末態(tài)溫度下i的基準(zhǔn)焓 kcal/kmol。 表31 氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（通式）常數(shù)表分子式 a0 a1 a2 a3 a4O2 H2 H2O N2 CO CO2 Ar CH4 C2H6 C3H8 一段轉(zhuǎn)化爐熱量平衡進入混合氣帶入焓設(shè)混合氣入爐溫度為480℃，根據(jù)天然氣物料表21得各天然氣組分量及水蒸汽量G列于計算表32。Hi用（33）求得 表32 一段爐進口混合氣焓計算表分子式 mol% ni,kmol Hi kcal/kmol niHi kcalCH4 12661 C2H6 11524 C3H8 12284 CO2 89181 N2 3244 H2S 微量 微量H2O 53910 合計 100 注：1kcal= 混合氣帶入焓為： Ho= x () x =(t NH3h) =(t NH3h)一段轉(zhuǎn)化氣帶出焓一段轉(zhuǎn)化氣溫度760℃，根據(jù)一段爐物料平衡表22中各組分量列于計算表33。Hi用（33）求得 表33 一段轉(zhuǎn)化焓計算表分子式 mol% ni,kmol Hi kcal/kmol （ 760） niHi kcalCO 21881 CO2 90530 H2 5541 CH4 16202 H2O 51781 N2 4768 合計 100 注：1kcal= 一段氣體帶出焓： H1=() x =(t NH3h) =(t NH3h)燃料天然氣量計算由于輻射段熱負荷 Q1= Ho H1= （） kJ/(t NH3h) =(t NH3h)= kcal/(t NH3h)燃料天然氣量計算：燃料天然氣組成見表21。由各組分氣體的低熱值計算燃料氣低熱值為：QD=++=(表) =(標(biāo))輻射段熱效率以燃料天然氣總熱值的48%計，則需燃料氣量為： V=Q1/=()=(標(biāo))/(tNH3h)燃料總熱值： Q熱= QD x V ==(tNH3h) = kcal/(t NH3h) 二段轉(zhuǎn)化爐熱量平衡 一段轉(zhuǎn)化氣帶入焓H1= (t NH3h)工藝空氣帶入焓 設(shè)空氣入爐溫度為480℃，依據(jù)表23工藝空氣組分表各組分量，列空氣帶入焓表34。表34 空氣帶入焓計算分子式 mol% ni,kmol Hi kcal/kmol（480） niHi kcalN2 78 3244 O2 21 3049 Ar 2260 合計 100 注：1kcal=空氣帶入焓為H2= x () x =(t NH3h) =(t NH3h)二段轉(zhuǎn)化氣帶出焓二段轉(zhuǎn)化氣出爐溫度為995℃，按二段爐氣體出口表24中轉(zhuǎn)化氣組成列于轉(zhuǎn)化氣帶出焓計算表35 Hi用（33）求得 表35 轉(zhuǎn)化氣焓計算表分子式 mol% ni,kmol Hi kcal/kmol（995） niHi kcal CO 26356 CO2 89746 H2 7039 CH4 15306 H2O 49622 N2 6341 Ar 4818 合計 100 注：1kcal=轉(zhuǎn)化氣帶出焓： H3 = () x = (t NH3h) =(t NH3h)二段爐熱量平衡 △H=H1+H2H3 =+() = kcal/(t NH3h) = kJ/(t NH3h)△H為正，說明有多余的熱量放出作散熱損失（包括一段轉(zhuǎn)化氣入二段爐夾套及表面散熱）。 天然氣預(yù)熱器負荷計算（1）天然氣帶入焓 由于目前小型合成氨廠天然氣壓力一般較低，故以入預(yù)熱器溫度為40℃計，由天然氣組成表21天然氣各組分量列預(yù)熱器入口氣體焓計算 表 36 天然氣焓計算表（1） 40℃分子式 mol% ni,kmol Hi kcal/kmol niHi kcalCH4 17764 C2H6 20047 C3H8 24551 CO2 93915 N2 102 合計 100 100 注 1kcal=天然氣帶入焓： H4= x () x = kcal/(t NH3h) = kJ/(t NH3h)(2)天然氣帶出焓 脫硫溫度按420℃計，組分量同表36，列天然氣焓計算表（2），見表37 表37 天然氣焓計算表（2），420℃分子式 mol% ni,kmol Hi kcal/kmol niHi kcalCH4 13510 C2H6 12978 C3H8 14378 CO2