合成氨變換工段工藝初步計(jì)算設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-08-10 13:16本頁面
【正文】 COH2H2OCO2N2a30b/103c/105CH4可用公式Cp=a+b+cT2+dT3來計(jì)算熱容：物質(zhì)abcdCH4計(jì)算結(jié)果：組分COH2CO2H2ON2CH4CpCpm=∑Yi*Cp=（kmol.℃）Q3=*523*=水的帶出熱Q4:水在90℃時(shí)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(jì)算：入設(shè)備的變換氣溫度：250℃出設(shè)備的變換氣溫度：181℃進(jìn)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(shí)T=454K時(shí)根據(jù)《物理化學(xué)》知CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式：Cp=a+b+CT2來計(jì)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(jì)算熱容：物質(zhì)abcdCH4計(jì)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(jì)算1. 低溫變換爐計(jì)算 已知條件：.氣體進(jìn)口溫度 180℃氣體出口溫度 220℃氣體流量（干） =濕氣流量 = Nm3/h進(jìn)低變爐催化劑氣體（干）組分組 分CO2COH2N2CH4合計(jì)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(jì)算B302型低變催化劑的宏觀動(dòng)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(guó)產(chǎn)低變催化劑，當(dāng)變換氣中CO（干）%時(shí)，計(jì)算得催化劑床層空速為2120（標(biāo)）/（m3.．h）． 對(duì)于B204因動(dòng)力學(xué)方程式中催化劑按體積計(jì),計(jì)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(jì)算 設(shè)計(jì)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(jìn)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(jì)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(shí)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(jìn)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(jìn)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(fù)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(jì)算熱負(fù)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(zhǔn)數(shù)大于10000，估計(jì)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(gè)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(jì)算 管內(nèi)給熱系數(shù)計(jì)算： 管內(nèi)給熱系數(shù)按下式計(jì)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(jì)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(shí)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(shí)水的物性參數(shù)：CH2O=(㎏.℃)μ=λ=102W/（m.℃）管間給熱系數(shù)按下式計(jì)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(duì)熱水的物性參數(shù)如粘度的影響，則： α外==(.℃) 總傳熱系數(shù)計(jì)算 以管外表面計(jì)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(jì)算： Δt==℃換熱面積計(jì)算： = ，則F′= 列管長(zhǎng)度計(jì)算L==1. 70m 考慮管板、擋板所占長(zhǎng)度及定管尺長(zhǎng)，實(shí)取L= 主要設(shè)備一覽表序號(hào)名稱位號(hào)臺(tái)數(shù)型號(hào)，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(hào)：DG255010致謝通過這一階段的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我受益匪淺，不僅鍛煉了良好的邏輯思維能力，而且培養(yǎng)了棄而不舍的求學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)?；仡櫞舜萎厴I(yè)設(shè)計(jì)，是大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)很好的總結(jié)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅重溫了過去所學(xué)知識(shí)，而且學(xué)到了很多新的內(nèi)容。相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我今后的工作會(huì)有一定的幫助。所以，我很用心的把它完成。在設(shè)計(jì)中體味艱辛，在艱辛中體味快樂。最后，我要感謝我的指導(dǎo)老師張霞，他們對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了多次的修改，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以順利完成。同樣我也要衷心的感謝教育過和指導(dǎo)過我的各位老師，感謝給予我?guī)椭呐笥褌?，?jǐn)獻(xiàn)上我最真摯的祝福。1
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