年產(chǎn)五萬噸合成氨變換工段工藝初步設(shè)計(doc畢設(shè)論文)-資料下載頁
2025-06-19 23:20本頁面
【正文】 30b/103c/105CH4可用公式Cp=a+b+cT2+dT3來計算熱容：物質(zhì)abcdCH4計算結(jié)果：組分COH2CO2H2ON2CH4CpCpm=∑Yi*Cp=（kmol.℃）Q1=**（365+273）=水的帶入熱Q2:水在20℃時Cp= kJ/（kmol.℃）Q2=X*(20+273)*=*X出熱：變換氣在出口溫度為250℃，T=523K時根據(jù)《物理化學(xué)》知CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式：Cp=a+b+CT2來計算熱容。熱容的單位為kJ/（kmol.℃）物質(zhì)COH2H2OCO2N2a30b/103c/105CH4可用公式Cp=a+b+cT2+dT3來計算熱容：物質(zhì)abcdCH4計算結(jié)果：組分COH2CO2H2ON2CH4CpCpm=∑Yi*Cp=（kmol.℃）Q3=*523*=水的帶出熱Q4:水在90℃時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算：入設(shè)備的變換氣溫度：250℃出設(shè)備的變換氣溫度：181℃進設(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T=454K時根據(jù)《物理化學(xué)》知CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式：Cp=a+b+CT2來計算熱容。熱容的單位為kJ/（kmol.℃）物質(zhì)COH2H2OCO2N2a30b/103c/105CH4可用公式Cp=a+b+cT2+dT3來計算熱容：物質(zhì)abcdCH4計算結(jié)果：組分COH2CO2H2ON2CH4CpCpm=∑Yi*Cp=（kmol.℃）Q2=**454=設(shè)備及管道損失?。鹤儞Q氣放出的熱量：Q=Q1Q2Q3= 第二章 設(shè)備的計算1. 低溫變換爐計算 已知條件：.氣體進口溫度 180℃氣體出口溫度 220℃氣體流量（干） =濕氣流量 = Nm3/h進低變爐催化劑氣體（干）組分組 分CO2COH2N2CH4合計含量％100低變爐出口干氣中CO含量： CO%=%入催化劑蒸汽比 R= 催化劑用量計算B302型低變催化劑的宏觀動力學(xué)方程為：r=1822exp(1)根據(jù)低變催化劑的選用原則，故選B302型國產(chǎn)低變催化劑，當變換氣中CO（干）%時，計算得催化劑床層空速為2120（標）/（m3.．h）． 對于B204因動力學(xué)方程式中催化劑按體積計,計算出的催化劑床層空速是以體積為單位的“空速”.因此,催化劑理論用量：V低=在采用中變串低變的流程中，低變催化劑條件較好，故可以不考慮催化劑備用系數(shù)。 催化劑床層直徑計算 設(shè)計要求催化劑層總阻力＜690Kpa（即700mmH2O）,催化劑層阻力降采用式（4616）試算ΔP= B302為非球形催化劑，粒度為5177。，取其平均值為5=，即轉(zhuǎn)化為球形粒徑，dp== , 則： E=+氣體平均分子量M=氣體在進入低變催化劑層中的重度γγ== 式中：200為氣體的平均溫度值 氣體質(zhì)量流量G==()L== m 所以：ΔP= =396Kgf/m2=(396mmH2O) 計算結(jié)果符合要求ΔP＜,2. 中變廢熱鍋爐取中變廢熱鍋爐入口熱水溫度為80℃,假定出口熱水溫度為150℃,查飽和水蒸氣表得150℃時的焓值IH2O=㎏, IH2O(g)= KJ/㎏, KJ/㎏ 已知條件: 氣體流量及組成(不考慮水蒸氣冷凝量)進氣流量:=出氣流量:= kmol/h氣體組成:同中變氣體出口組成(略) =操作狀況:操作狀況進口溫度℃出口溫度℃操作壓力,mPa(絕)中 變 氣430280熱 水80150蒸汽壓 換熱器熱負荷:擬采用單程換熱器,并使熱氣體走管內(nèi),冷氣體走管間,故以熱氣體放出熱量為計算熱負荷: Q=(Q放 Q損) =() = 設(shè)備直徑與列管數(shù)量確定:為使設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,減少熱量損失,提高單位面積換熱能力,擬采用φ25,單程結(jié)構(gòu),并使熱氣體走管內(nèi),冷氣體走管程.列管數(shù)量估算:管內(nèi)氣體重量流量為: G== 為使管內(nèi)雷諾準數(shù)大于10000，估計重量流速為25Kg/(),則需要列管數(shù)為：n=(根) 管板直徑估算： 采用正六角形排列，取充填系數(shù)η=，管間距取t=19mm. D==30= 設(shè)備規(guī)格選定： 中變廢熱鍋爐內(nèi)徑取940mm,列管φ25，采用正六角形排列，管間距取30mm, 管壁與殼壁凈距不小于15mm。共排13層（553根）每個弓形內(nèi)布23孔，扣除拉桿6孔得：n=553+6236=685 根 傳熱系數(shù)計算 管內(nèi)給熱系數(shù)計算： 管內(nèi)給熱系數(shù)按下式計算：α內(nèi)=管內(nèi)氣體平均溫度℃按溫度355℃：Cm=(㎏.K)μm=λm=()所以：Re= Pr= ==(.℃)= =（）管間給熱系數(shù)計算：管間裝方形擋板r=,方形板開口高度取直徑的40%，即h′=,此時流體橫過管束的流道截面積： S1=Hd(1d0/t)==擋板開口方向截面積：Sa=/180r2COS1((rh’)(Dh’h’2)=/180（）（）= 開口弓形面積減去列管所占面積：S2=Sa===平均流通截面積：Sm==,溫度==115℃時水的物性參數(shù)：CH2O=(㎏.℃)μ=λ=102W/（m.℃）管間給熱系數(shù)按下式計算 α外=λm/de(d0G/181。MSm)(Cm 181。M/λm)1/3(181。M/181。W)式中: de===d0G/181。mSm= = d0G/181。mSm=()/()= == 略去流體由于蒸汽的存在而對熱水的物性參數(shù)如粘度的影響，則： α外==(.℃) 總傳熱系數(shù)計算 以管外表面計的總傳熱系數(shù)為： K0= 列管平均直徑：==列管導(dǎo)熱系數(shù)λ=30Cal/(.℃)垢層熱阻=℃/Kcal所以：=(.h.℃)平均溫度差計算： Δt==℃換熱面積計算： = ，則F′= 列管長度計算L==1. 70m 考慮管板、擋板所占長度及定管尺長，實取L= 主要設(shè)備一覽表序號名稱位號臺數(shù)型號，規(guī)格1中溫變換爐D2031材質(zhì)：12CrMo操作溫度≤450176。操作壓力≤2中變換熱器C2021U型換熱器，列管：φ2523淬冷器F2021工作壓力：工作溫度：180℃4低溫變換爐D2051材質(zhì)：16MnR操作溫度≤260℃操作壓力≤5中變廢熱鍋 爐C2011型號：DG2550
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