【正文】 → 2H2O 可知實(shí)際參加變換反應(yīng)的半水煤氣的量為： 此時(shí)，混合氣體中CO含量，體積%： CO總變換率為：發(fā)生變換反應(yīng)的CO總量: 變換后變換氣中CO的量: （2）總蒸氣比計(jì)算 設(shè)2變換爐出口變換氣溫度為230℃，平衡溫距取30℃。則： 反應(yīng)平衡溫度為：t230+30260℃。 260℃時(shí)，查【文獻(xiàn)4】表1225內(nèi)插法查得：CO反應(yīng)量：由： CO + H2O→CO2 + H2 設(shè) a b c d 則：, 將a,c,d,Kp, 即： 解得： 即：汽/ 需要蒸氣總量（包括噴淋的冷凝水）： 1變換爐一段計(jì)算（1）進(jìn)一段蒸氣比計(jì)算 設(shè)CO在1變換爐一段催化劑層的轉(zhuǎn)化率為51%，且在此段內(nèi)與 氫完全反應(yīng)生成水。 CO反應(yīng)量：% 一段CO總反應(yīng)量：% 設(shè)氣體出一段催化劑層的溫度為370℃，平衡溫距取20℃。則：出一段氣體平衡溫度為：t370+20390℃。390℃時(shí)，查【文獻(xiàn)4】表1225得：如前，將a,c,d,CO及的值代入上式即： 解得： 即：汽/ 入爐蒸氣量：% 入爐氣體組成組分COH2N2CO2O2CH4H2O合計(jì)% (干)—100%（濕）100Nm3kmolkg（2）平衡曲線計(jì)算各溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率由以下公式計(jì)算：式中： ，當(dāng)O2存在時(shí)： 根據(jù)催化劑溫度列表計(jì)算： 各溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率/℃T/KKpUWV200220240260280300320340360380400420440典型計(jì)算以溫度t=200℃時(shí)為例t=200℃時(shí)，查【文獻(xiàn)4】表1225得：Kp=氣體中有O2存在時(shí)： ：。 （3）最適宜溫度曲線計(jì)算 各轉(zhuǎn)化率下的最適宜溫度由以下公式計(jì)算： , 上式中R=：=10351kcarl/kmol。=19932kcarl/kmol列表計(jì)算各轉(zhuǎn)化率下的最適宜溫度： 各平衡轉(zhuǎn)化率下的最適宜溫度/K/K/℃典型計(jì)算以=，=：：。（4）一段物料及熱量衡算 A 物料衡算： CO在一段催化劑層的轉(zhuǎn)化率為51% 一段反應(yīng)掉的CO量： 剩余CO的量：由反應(yīng)式: CO ＋ H2O → CO2 ＋ H2 ，,同時(shí)生成CO2和。由反應(yīng)式： 2H2 ＋ O2 → 2H2O ，同時(shí)生成。 經(jīng)一段反應(yīng)后，混合氣體中: CO含量：== H2O含量：－＋=== CO2含量：＋=== H2的含量:＋－=== O2被完全反應(yīng)掉，在反應(yīng)后混合氣體中含量為零；N2和CH4不發(fā)生反應(yīng)，其量和進(jìn)口量相等。 出1變換爐一段變換氣組成組分COH2N2CO2CH4H2O合計(jì)% (干) —100%（濕） 100Nm3kmolkg B 熱量衡算： 入熱Q入：氣體由200℃升至370℃，反應(yīng)平均溫度為：285℃時(shí)，查【文獻(xiàn)4】表1224內(nèi)插法得：變換反應(yīng)的反應(yīng)熱H= CO變換放熱： 285℃時(shí)，查【文獻(xiàn)1】得：O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的反應(yīng)熱H=O2燃燒放熱： 出熱Q出：查【文獻(xiàn)1】附表3，： （kJ/kmol℃）t/℃COH2N2CO2CH4H20200 300 內(nèi)插法得：285℃： 285℃下各氣體摩爾熱容（kJ/kmol℃）組分COH2N2CO2CH4H2O混合氣體平均摩爾熱容： 1變換爐二段計(jì)算（1）二段水蒸氣用量計(jì)算 設(shè)二段進(jìn)口氣體溫度為200℃，二段出口CO的轉(zhuǎn)化率為85%。 1變換爐一、二段總共反應(yīng)的CO量： 設(shè)二段出口氣體溫度為280℃，平衡溫距取20℃。則：反應(yīng)平衡溫度為： 300℃時(shí)，查【文獻(xiàn)4】表1225得：平衡常數(shù)Kp= 如前，將a,c,d,CO, Kp及O2的值代入上式即： 解得：b= 即：汽/氣= 噴淋的冷凝水量：%－=== 進(jìn)二段蒸氣量：＋=== 進(jìn)1變換爐二段氣體組成組分COH2N2CO2CH4H2O合計(jì)% (干)—100%（濕）100Nm3kmolkg （2）出一段到進(jìn)二段之間熱量衡算 氣體由一段出口370℃降至二段進(jìn)口氣體溫度200℃，平均溫度為285℃。 進(jìn)二段混合氣體平均摩爾熱容： 混合氣體放熱： 噴淋的冷凝水為95℃、3MPa軟水，查【文獻(xiàn)5】得其焓值為: 系統(tǒng)內(nèi)水蒸氣分壓：查【文獻(xiàn)5】得200℃、： 噴淋的冷凝水吸收熱量： （3）二段平衡曲線計(jì)算 各溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率由以下公式計(jì)算：式中： ， 根據(jù)催化劑溫度列表計(jì)算： t/℃T/KKpU WVxp200220240260280300320340360典型計(jì)算以溫度t=200℃時(shí)為例 t=200℃時(shí)，查【文獻(xiàn)4】表1225，得：Kp= ：。（4）最適宜溫度曲線計(jì)算 各轉(zhuǎn)化率下的最適宜溫度由以下公式計(jì)算：式中：R=，選用的B302Q型催化劑：=10351kcarl/kmol。 =19932kcarl/kmol 列表計(jì)算各轉(zhuǎn)化率下的最適宜溫度： /K/K/℃典型計(jì)算以=： ： 1變換爐xt曲線（5）二段物料及熱量衡算A 物料衡算 設(shè)二段進(jìn)口氣體溫度為200℃，出口轉(zhuǎn)化率為85%。一、二段反應(yīng)的CO總量：CO=%= 剩余CO量：%=== 二段反應(yīng)的CO量： ==由： CO ＋ H2O → CO2 ＋ H2。經(jīng)二段反應(yīng)后，混合氣體中：CO含量：==H2O含量：===CO2含量：+===H2含量：+===N2和CH4不反應(yīng)，其量和進(jìn)口量相等。 出1變換爐二段氣體組成組分COH2N2CO2CH4H2O合計(jì)%(干)100%（濕）100Nm3kmolkg B 熱量衡算 入熱Q入： 氣體由200℃升至280℃，反應(yīng)平均溫度為240℃。 240℃時(shí)，查【文獻(xiàn)4】表1224，得變換反應(yīng)熱效應(yīng)H= CO變換放熱：=COH===出熱： ：240℃： 240℃下各氣體的摩爾熱容（kJ/kmol℃）組分COH2N2CO2CH4H2OCP混合氣體的平均摩爾熱容 2變換爐計(jì)算（1）2變換爐蒸汽用量計(jì)算 設(shè)2變換爐變換氣進(jìn)口溫度為205℃，出口溫度為230℃。噴淋水量：=== 進(jìn)2變換爐蒸氣量：+=== 進(jìn)2變換爐氣體組成組分COH2N2CO2CH4H2O合計(jì)%（干）100%（濕）100Nm3kmolkg（2）出1變換爐到2變換爐之間的熱量衡算氣體由1變換爐出口280℃降到2變換爐進(jìn)口205℃，℃。：℃： ℃下各氣體的摩爾熱容（kJ/kmol℃）組分COH2N2CO2CH4H2OCp 混合氣體的平均摩爾熱容：混合氣體放熱：噴淋的冷水為95℃,3MPa軟水，其焓為：由于1爐到2爐之間存在壓降，2此時(shí)，水蒸氣分壓：PH2O=P?yH2O=% =℃，遠(yuǎn)低于2變換爐進(jìn)口溫度205℃，水蒸氣在變換爐內(nèi)不會(huì)冷凝。查【文獻(xiàn)5】，得205℃,：噴淋的冷凝水吸收的熱量: （3）2變換爐物料及熱量衡算 A 物料衡算 設(shè)2變換爐進(jìn)口溫度為205℃，出口溫度為230℃。 2變換爐反應(yīng)的CO量： CO== 由反應(yīng)式： CO+H2O→CO2+H2 ,。經(jīng)2變換爐反應(yīng)后，混合氣體中：CO含量：==H2O含量：=== CO2含量：+===H2含量：+===N2和CH4不反應(yīng)，其量和進(jìn)口量相等。 出2變換爐氣體組成 組成CO H2N2CO2CH4H2O合計(jì)%（干）100%（濕）100Nm3kmolkgB 熱量衡算入熱：氣體由205℃升至230℃，℃。℃時(shí)，查【文獻(xiàn)4】表1224，得變換反應(yīng)反應(yīng)熱△H=。CO變換放熱： 出熱： ：℃： ℃下各氣體的摩爾熱容（kJ/kmol℃）組分COH2N2CO2CH4H2OCP 混合氣體平均摩爾熱容： 增濕器物料及熱量衡算（1）1變換爐一、二段之間的增濕器此增濕器是用95℃，3MPa軟水噴淋將一段出口氣體由370℃降到二段進(jìn)200℃，同時(shí)向氣體中補(bǔ)加二段反應(yīng)所需的蒸氣。A 物料衡算 進(jìn)此增濕器的變換氣組成為出一段的氣體組成。 噴淋進(jìn)入增濕器內(nèi)的冷凝水量：＝＝ 出此增濕器的氣體