【文章內(nèi)容簡介】 ,kcal/kmol(760℃),kcalCO21881CO290530H25541CH416202H2O51781N24768合計100注：lkcal=一段氣體帶出焓：Hi=() =) =() 燃料天然氣量計算由于輻射段熱負荷 ==－() kj/() =155773339 kj/()= kcal/()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：=8555+15226+21795=（標） =（標）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==155773339/ (0. )=（標）/（）燃料總熱值： ==() = kcal/() 二段轉化爐熱量平衡 一段轉化氣帶入焓 =() 工藝空氣帶入焓 設空氣入爐溫度為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/%,kmol,kcal/kmol(480),kcalN2783244O2213049Ar2260合計100注：lkcal=空氣帶入焓為=() =() =() 二段轉化氣帶出焓 二段轉化氣出爐溫度為995℃，按二段爐氣體出口表24中轉化氣組成列于轉化氣帶出焓計算表35Hi用(33)求得：表35 轉化氣焓計算表分子式mol/%,kmol,kcal/kmol(995),kcalCO26356CO289746H27039CH415306H2O49622N26341Ar4818合計100注：lkcal=轉化氣帶出焓：= () = kcal/() = kj/()二段爐熱量平衡 =+－() = kcal/() = kj/()△H為正，說明有多余的熱量放出作散熱損失（包括一段轉化氣入二段爐夾套及表面散熱）。 天然氣預熱器負荷計算 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，故以入預熱器溫度為40℃計，由天然氣組成表21天然氣各組分量列預熱器入口氣體焓計算。表36天然氣焓計算表(1) 40℃分子式mol/%,kmol,kcal/kmol,kcalCH417764C2H620047C3H824551CO293915N2102合計100100注：lkcal=天然氣帶入焓： =() = kcal/() = kj/() 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/%,kmol,kcal/kmol,kcalCH4135101297814378898962799合計100100注：lkcal=天然氣帶出焓： =() = kcal/() = kj/()天然氣預熱器熱負荷： =－() = kcal/() = kj/() 混合氣預熱負荷計算 天然氣帶入焓 設脫硫熱量損失使得氣體溫度降至390℃，則天然氣焓計算表(3)見表38表38天然氣焓計算表(3)，390℃分子式mol/%,kmol,kcal/kmol,kcal139181367615383902462579合計100100注：lkcal=天然氣帶入焓： =() = kcal/() =() 水蒸汽帶入焓 （表）飽和蒸汽計，, 0℃，故當以0℃之水為基準時，－=。設水蒸汽在t℃時統(tǒng)一基準焓為，0℃時查（或算）H=57955kcal/kmol，則有： (57955) =所以： == kcal/kmol由統(tǒng)一基準焓表可以查得相當于其焓值的溫度為154℃。所以蒸汽帶入焓 =() =135689637 kcal/() = kj/()，kmol/h?；旌蠚鈳С鲮驶旌蠚鈳С鲮始矗?() =() 混合氣預熱器熱負荷 =+(135689637)－() = kcal/() = kj/() 工藝空氣預熱器熱負荷計算工藝空氣帶入焓：由于進入空氣考慮凈化除油，不回收壓縮熱，按40℃計算，列空氣焓計算表39。表39 工藝空氣焓計算表分子式mol/%,kmol,kcal/kmol,kcal7810221104Ar175合計100注：lkcal=工藝空氣帶入焓： =() =() = kj/()工藝空氣帶出焓： =() =()工藝空氣預熱器熱負荷：空氣預熱器熱負荷：=－ = kcal/() =() 燃燒煙氣計算 燃燒空氣量計算理論空氣量計算：燃料天然氣量：=（標）/() =()其組成見表21燃燒每mol燃料所需理論空氣量為：式中：XH2燃料中的摩爾百分數(shù)，%； XCmHn燃料中XCmHn碳氫化合物摩爾百分數(shù)，%； 21氧在空氣中的摩爾百分數(shù)，%。所以： = kmol/() =（標)/() 實際空氣量的計算為保證燃料完全燃燒，取空氣過剩系數(shù)a=，實際空氣量： = = kmol/() =（標）/()煙氣量及組成計算略去空氣帶入水分，并按燃料中可燃組分完全燃燒列出燃料空氣煙氣平衡計算表310表310燃料氣空氣煙道氣平衡計算表(1)組分 燃料天然氣 燃燒空氣煙氣kmol mol% kmol mol% kmol mol% CH4C2H6C3H8CO2N278O221Ar1H2O合計100100100煙氣溫度計算：最高絕熱燃燒溫度計算：根據(jù)熱量平衡有：燃料焓+空氣焓－煙氣焓（時）=0以燃料溫度，空氣溫度都為25℃時，空氣焓=0所以煙氣焓()=燃料焓(25℃)由表310得燃料焓： =(94052)+(17889)+(20236)+(24820) =() =()設煙氣溫度為1900℃，則：=14886+9315+(70278)+15720+(38466) =() =() =－() =()0說明還有多余的熱量放出，溫度應當更高，設t=1930℃=15139+9464+(69912) +15995+(38080) =() =－()=0說明還有多余的熱量放出，溫度應當更高，設t=1950℃=15476+9553+(69647+16045 +(37676) = ()－() =()0說明熱量不足，溫度應該在1930～1950℃之間，由兩次試算結果應有： =1930+ (19501930)/() =1930+20 =℃在最高溫度t=℃時煙氣的焓值為：=15342+9502+(69852)+15983+(37859) =()=()－() =() =() △H與總值比僅萬分之六，可略去不計，絕熱燃燒溫度=℃。 煙氣出輻射段溫度：煙氣在輻射段放出熱量應當是一段轉化熱與本段熱量損失之和。取熱量損失為燃料低發(fā)熱量的4%。設煙氣出輻射段溫度為，則有：=155773339+0. 04 =() =－ =(） =()計算結果，當=℃時=7574+4971+(82225) +7909+(48683) =()所以t1=℃對流段煙氣溫度分布計算由于爐內(nèi)負壓操作，入孔，視孔，煙道漏氣茌所難免，故計算對流段煙道氣溫度時，故實際空氣量為：== kmol/() =（標）/()－=，所以對流段煙氣量及組成可在原基礎上加上多余空氣各組分量而得：表311表311 對流段煙氣量及組成煙氣組分N2ArCO2O2H2O合計kmol/()mol/%100煙氣入對流段溫度：設燃料和空氣燃燒前溫度都為25℃，設對流段煙氣焓為，則燃料焓：燃料焓+空氣焓(25℃)=輻射段熱負荷+損失。其中：=() =()輻射段損失= ==()空氣焓(25℃)為0。所以：對流段煙氣焓：=－－ = = kcal/() =()試算得：=942℃時=7342+7050+4667 +(83125) +(49314) =() =()因≈，故=942℃以下煙氣經(jīng)各預熱之后熱損失全部按預熱器熱負荷的5%計算，先以熱平衡求出各預熱器煙氣焓值，而后在試算其溫度，計算方法與上面計算完全相似，此處從略僅將計算結果列于表312中。表312對流段煙氣溫度分布表煙氣位置預熱器熱負荷kj/() 煙氣焓值kj/() 溫度 ℃煙氣段問放熱 kj/()對流段進口942 空氣預熱器出口 866 混合氣預熱器出口 天然氣預熱器出口 煙氣廢鍋出口 263 轉化工序自產(chǎn)蒸汽量計算 煙氣廢鍋產(chǎn)汽量及熱負荷煙氣廢鍋產(chǎn)汽量：設煙氣廢鍋段放出的熱量中10%作為散熱和排污損失。進水溫度90℃，則每kg蒸汽需要熱量：=－==由表312的煙氣放熱Q=()故應產(chǎn)蒸汽量為：=()煙氣廢熱負荷：設軟水總固體為150ppm，排污水中總固體2000ppm，若排污量kg，則有總體平衡有： (G+)150=2000=150G/(2000150) =()排污水焓：廢鍋熱負荷為：+()=+=()()為產(chǎn)生蒸汽的有效熱量。轉化氣廢鍋產(chǎn)汽量轉化氣帶入焓：=() =()轉化氣帶出廢鍋焓：設出廢鍋轉化溫度為360℃，于是可按其組成算得：=2339++1664+(90592) +(24041)+(14314)+(54992) = kcal=() =() =() =()轉化氣方程熱量 =－() =16947154kcal/() = kj/() 轉化氣廢鍋產(chǎn)汽計算 設包括二段爐出口管段損失及排污等占總熱量的15%，其它條件同煙氣廢鍋，則產(chǎn)汽量為： kg/()排污量： =150 = kg/()熱負荷 : +() = kj/()轉化工序自產(chǎn)蒸汽總量：G==+= kg/()()外，()。加上交換，合成產(chǎn)生蒸汽，可以有汽外供。 物料，熱量平衡結果原料天然氣消耗：((標)）燃料天然氣消耗：((標)）天然氣總消耗：((標))以上定額未計算弛放氣回收燃料熱量，故實際生產(chǎn)管理好者，天然氣總耗量可以在l000m（標）以下。將熱量計算結果匯總后也列于圖一中。圖一 物料熱量匯總框圖（以一噸氨每小時為基準）物料名稱原料天然氣原料天然氣工藝蒸汽混合氣一段轉化氣物料組分（%）N2O2ArH2C