畢業(yè)論文30萬噸合成氨(編輯修改稿)
2025-07-19 12:23 本頁面
【文章內容簡介】 3節(jié) 計算煤氣的成份以1kmol干煤氣為基準計算濕煤氣的成分： 則濕煤氣的成分為：N2： CH： CO： CO： H：：將上述煤氣各成分列為下表：組成N2COCH4CO2H2H2O合計含量（％）100含量（kmol）1第3．4節(jié) 變換爐溫升估算式中：出、進催化劑床氣體溫度 ℃ ：出、進催化劑床氣體的變換率 ：進催化劑床氣體在平均溫度( )下的真實分子熱容 kcal/kmol,℃：進口溫度下的反應熱 kcal/kmol CO%：氣體中CO的濃度，摩爾分率查表得到在0—600℃ kcal/kmol，ΔHR=9000kcal/kmol 變換率：X=進口煤氣、出口變換氣中一氧化碳的含量，（干基）代入數(shù)字可以得到變換率為：X=== 代入數(shù)字可以得到大致的溫升為： ==℃ %經(jīng)過變換反應降到3%，變換爐的溫升大概在130 ~140℃。而我們設計所選用的催化劑QCS04的活性溫度范圍是320~ 480℃。通常情況下，反應器入口要高出催化劑起活溫度10 ~30℃，另外由于煤氣被水蒸氣飽和，出口溫度還要高出露點溫度25 ~30℃。如果把此變換反應放到一臺變換爐中進行的話，變換氣的出口溫度很可能會超過催化劑的活性溫度從而使催化劑失活。并且變換反應是放熱反應，隨著溫度的升高將不利于變換率的提高，即使在一臺變換爐可以達到變換率，勢必會使變換爐的高度增加而使設備投資費用增加和造成床層出口超溫。綜合上述原因，本設計將此變換反應定為在兩臺變換爐中進行。為了充分利用催化劑的活性范圍，我們將第一變換爐入口的溫度定為330℃，把第一變換爐出口溫度定為410℃。然后將變換氣引出與粗煤氣換熱降低變換氣的溫度，在第二變換爐中繼續(xù)進行變換反應。第四章 物料衡算第4．1節(jié) 第一變換爐的物料衡算第一變換爐的入口溫度選為330℃，出口溫度選為410℃，查表在410℃(683K)時變換反應的熱效應：ΔH=濕煤氣由330℃升至410℃，平均溫度為370℃。在370℃時，常壓下各組分的平均定壓熱容： 表4—1組分CO2COH2H2OCH4N2Cp kcal/kmol,℃濕煤氣在370℃，常壓下的分子熱容：CP0=ΣyiCpi=+++++= kcal/kmol,℃由《氮肥設計手冊》，查出各氣體的臨界溫度，臨界壓力： 表4—2組分CO2COH2H2OCH4N2Tc,K133647190Pc,atm利用上表中的數(shù)據(jù)，可以求得在進口組成的虛臨界值：Tc= =+133++647 ++=326KPc= =+++++=設入口壓力:=則可以求得入口狀態(tài)下的：對比溫度：對比壓力：查熱容校正圖：ΔCp=℃由熱平衡關系，求第一變換爐出口氣體變換率：式中：出，進催化劑床氣體溫度 ℃ ：出，進催化劑床氣體的變換率：進催化劑床氣體在平均溫度()下的熱容 kcal/kmol℃ ：進口溫度下的反應熱 kcal/kmol CO%：氣體中CO的濃度，摩爾分率 Δt：因損失而造成變換氣溫度降 ℃ (取10℃) 變換了的CO的量為：= kmol (1kmol濕煤氣中CO變換量)剩余的CO的量為：=則第一變換爐出口各組分：(以1kmol濕氣為基準)N2：CO： kmolCH4： kmolCO2： kmolH2： kmolH2O：－= kmol第一變換爐出口各組分含量表： 表4—3組分N2COCH4CO2H2H2O合計含量（％）100含量kmol1410℃(683K)時平衡常數(shù)：lgKp=1914/=1914/=Kp==第一變換爐入口溫度為：330℃第一變換爐出口溫度為：410℃第一變換爐入口CO變換率為：0第一變換爐出口CO變換率為：％第4．2節(jié) 第二變換爐的物料衡算第二變換爐入口壓力假定為：=第二變換爐的入口溫度選為305℃，出口溫度選為337℃，平均溫度為321℃(594K)。在321℃，常壓下各組分的平均定壓熱容為： 表44組分CO2COH2H2OCH4N2Cp kcal/kmol,℃則第二變換爐中變換氣在321℃時的平均熱容為：=+++++=,℃= =查熱容校正圖：ΔCP=CP=CP0+ΔCP=+= kcal/kmol,℃337℃(610K)變換反應的熱效應： = kcal/kmol337=t10+ ()t=℃≈305℃(與假定的進口溫度基本一致)變換了的CO總量：= kmol則第二變換爐出口各組分：(以1kmol濕氣為基準)N2：CO： kmolCH4： kmolCO2： kmolH2： kmolH2O：－= kmol第二變換爐出口成分含量表： 表4—5組分N2COCH4CO2H2H2O合計含量（％）100含量kmol1：以1kmol濕煤氣為基準的物料衡算表： 表46組分進變換系統(tǒng)第一變換爐出口出變換系統(tǒng)kmol％kmol％kmol％N2COCH4CO2H2H2O合計110011001100以1kmol干煤氣為基準的物料衡算表： 表47組分進變換系統(tǒng)第一變換爐出口出變換系統(tǒng)kmolV％kmolV％kmolV％N2COCH4CO2H2合計1100100100H2O總濕氣第五章 熱量衡算第5．1節(jié) 第二換熱器進口煤氣溫度的計算粗煤氣330℃以1kmol濕煤氣為基準： 第二換熱器 變換氣410℃ 變換氣305℃粗煤氣t圖5—1
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