年產(chǎn)8萬(wàn)噸小合成氨廠中溫變換工段工藝設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-08-06 00:28本頁(yè)面
【正文】 蒸汽的焓分別為干半水煤氣在115℃時(shí)的比熱容為=（干氣）進(jìn)水溫度t1=120℃以It2為一點(diǎn)(A)，It1為另一點(diǎn)(B)，連接兩點(diǎn)的直線即為飽和塔的操作線。d. 塔板數(shù)計(jì)算利用平衡曲線表中的數(shù)據(jù)，在it圖中畫(huà)出平衡線和操作線，由此可得到理論塔板數(shù)為3塊。e. 填料高度計(jì)算① 理論板當(dāng)量高度由于矩鞍環(huán)是一種新型填料，對(duì)于塔板當(dāng)量高度還未見(jiàn)到合適的計(jì)算公式，根據(jù)資料[2]推薦的意見(jiàn)，矩鞍形填料的高度可粗略不計(jì)取為相應(yīng)條件下拉希環(huán)與鮑爾環(huán)高度的中值。φ50鮑爾環(huán)推薦的等板高度（H、E、T、P）為700～750mm，考慮到飽和塔直徑較大，氣液分布不如小塔或試驗(yàn)條件。② 填料總高度H=3=實(shí)取5mf. 全塔阻力降計(jì)算由前面計(jì)算知 實(shí)際空塔氣速∴由資料[5]圖1114得總阻力降(2) 熱水塔計(jì)算已知條件塔型：填料塔，50瓷矩鞍環(huán)中變氣組成組分CO2COH2N2CH4V%[(絕)]入塔氣體溫度110℃出塔氣體溫度100℃℃℃入塔干氣量入塔蒸汽量進(jìn)口氣中濕含量出口氣中濕含量進(jìn)水流量出水流量（不包括補(bǔ)充水）a. 塔徑計(jì)算因熱水塔進(jìn)口溫度最高，濕含量最大，塔徑按進(jìn)口條件計(jì)算。設(shè)塔內(nèi)填料阻力(15mmH2O)/m（填料）空塔速度計(jì)算由與關(guān)聯(lián)式計(jì)算塔徑，上式各符號(hào)同飽和塔計(jì)算式中含義。各有關(guān)數(shù)據(jù)如下：操作狀態(tài)下入口氣量水的粘度水在99℃時(shí)50瓷矩鞍環(huán)水的則由文獻(xiàn)[5]圖1111查得氣體流量b. 理論塔板數(shù)① 平衡線計(jì)算計(jì)算出80～120℃變換氣（濕）的焓，并列于下表溫度℃蒸汽熱焓i(kcal/kg)飽和蒸汽壓 (105Pa)(絕)干氣比容kcal/(kg?℃) (105Pa)(絕)飽和氣濕含量Kg(汽)/kg(干氣)飽和氣熱含量kJ/kg80859095100105110115120由上面的數(shù)據(jù)作得平衡線（）。② 操作線計(jì)算進(jìn)塔氣體的焓110℃時(shí)干氣的熱容110℃時(shí)蒸汽的焓及蒸汽壓為排水溫度出塔氣體的焓干變換氣在100℃時(shí)的熱容蒸汽在100℃時(shí)的焓及飽和蒸汽壓分別為進(jìn)水溫度以、為C點(diǎn)，以、為D點(diǎn)，連接這兩點(diǎn)的直線即為熱水塔的操作線。利用表中數(shù)據(jù)及操作線數(shù)據(jù)分別在圖中作出熱水塔的平衡線及操作線，并作梯級(jí)得理論塔板數(shù)為1塊（）。 飽和熱水塔塔板計(jì)算圖第3章 設(shè)備一覽表序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量/臺(tái)材料重量kg1飽和熱水塔Φ2200H=237351鋼46643填料5050瓷矩鞍環(huán)其中填料填料高：飽和塔7m27593熱水塔5m2氣水分離器Φ1200H=42351鋼15453熱交換器Φ1100H=80601鋼10855F=410m24中間熱交換器Φ1000或Φ1200H=80001鋼12050蒸汽過(guò)熱段F=80 m2煤氣換熱段F=150 m25中溫變換爐Φ2900或Φ3200H=148201鋼重量：90300催化劑創(chuàng)段數(shù)：3其中襯里25807 m3鋼環(huán)：1342催化劑：271766水加熱器Φ1000H=7735F=229m21鋼80207第一水加熱器Φ1000H=133401鋼14090軟水加熱段F=247m2變換氣冷卻段F=279m28水封槽Φ1200H=32501鋼10159熱水泵揚(yáng)量：Q=100m3/h揚(yáng)程：H=附電機(jī)N=10熱水循環(huán)泵揚(yáng)量：Q=揚(yáng)程：H=45m附電機(jī)N=15kW11冷凝水泵揚(yáng)量：Q=揚(yáng)程：H=41m附電機(jī)N=4kW12第二水加熱器Φ1000H=5900F=160m21鋼590013汽水分離器Φ500L=12001鋼245第4章 主要符號(hào)表39—塔徑，m —催化劑直徑，m—正、逆反應(yīng)活化能，kJ/kmol—重力加速度，—?dú)怏w重量流速，kg/(m3?h)—填料高度，m—水蒸汽焓，kJ/kg—蒸汽焓，kJ/kg—反應(yīng)平衡常數(shù)—催化劑層高，m—物質(zhì)的摩爾量，kmol—催化劑床層阻力降，kPa—平均摩爾熱，kJ/(kmol?℃)—汽氣比—溫度，℃—溫距，℃—平衡溫度，℃—最適宜溫度，℃—體積，Nm3 —平衡轉(zhuǎn)化率 —催化劑床層一段轉(zhuǎn)化率 —催化劑床層二段轉(zhuǎn)化率 —催化劑床層三段轉(zhuǎn)化率 —半水煤氣中CO的體積分率 —變換氣中CO的體積分率 —?dú)怏w平均比熱容，kJ/(kg?℃) —液體流量，kg/h —?dú)怏w流量，kg/h —液體重度，kg/m3 —?dú)怏w密度，kg/m3 —空塔速度，m/s；μL —液體粘度，m?Pa?sφ—填料因子，m1 —液體校正系數(shù)結(jié)束語(yǔ)在本設(shè)計(jì)中，我們選擇了生產(chǎn)能力為8萬(wàn)噸/年的合成氨生產(chǎn)線中的CO中溫變換工序?yàn)閷?duì)象。一改以往中溫串低溫的工藝流程，大膽的采用中溫三段變換，用30%原料氣冷激一段出來(lái)的變換氣，二段變換氣經(jīng)過(guò)換熱器換熱后再進(jìn)入三段催化劑床層的工藝流程。經(jīng)過(guò)計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)三段出來(lái)的變換氣中的CO%=%，沒(méi)有達(dá)到出口氣CO%=4%的要求，可以看出單純的中溫變換已難以完成工藝要求，故越來(lái)越多的企業(yè)選擇中串低的流程。另外，我們也繪制出了本設(shè)計(jì)思路的帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，對(duì)系統(tǒng)物料和熱量進(jìn)行了衡算，并且對(duì)主要設(shè)備及觸媒裝填量也進(jìn)行了詳細(xì)的核算。經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的學(xué)習(xí)，使我們對(duì)化工工藝計(jì)算由了初步了解和深刻體會(huì)，也鍛煉了我們查閱文獻(xiàn)資料、收集相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的能力，為我們接下來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn)[1] 沈浚,朱世勇,[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001,428～444.[2] 梅安華,汪壽建,[M](上冊(cè)).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1995.[3] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1998.[4] (上冊(cè))[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.[5] [M].北京:石油化學(xué)工業(yè)出版社,1979.[6] 馬瑞蘭,[M].上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1999.[7] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.[8] 周學(xué)良,秦永寧,[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.[9] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1997.[10] 湯善甫,(第二版)[M].上海:華東理工大學(xué)出版社,2004.
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