【導讀】平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院。畢業(yè)設計（論文）任務書。任務下達日期20xx年3月5日。設計（論文）完成日期20xx年4月25日。系（部）主任吳濟民。化工系煤炭深加工與利用專業(yè)，學生劉冬冬于20xx. 辯委員會討論評定，給予學生畢業(yè)設計（論文）成績。答辯委員會人，出席人。本文介紹了合成氨生產(chǎn)基本情況以及年產(chǎn)五十萬噸合成氨系統(tǒng)流程，介紹了一氧化碳。變換的基本原理，工藝條件以及工藝參數(shù)和變換催化劑的選擇原則。并且對第一和第二變。換爐進行熱量和能量衡算，對催化劑裝填量進行計算，掌握變換系統(tǒng)的工藝方法以提高從。造氣工序生產(chǎn)出的粗煤氣中的氫含量，降低其中的一氧化碳含量。

　　

【正文】 換催化劑用量計算 若令 1?? PKW ? ? ? ?DCBAKu P ???? CDABKV P ?? WVuq 42 ?? K反應速度常數(shù)， Nm3/m3催化劑 .h 則 ???????? ?? ????? ???? qu ququWx quWxqKK P ln22ln0? 通過觸媒床氣體的體積確定 為了在事故情況下或者床層阻力上升情況下仍然能夠維持生產(chǎn)，本設計特設變換系統(tǒng)為兩個相同的系列。從造氣工序來的總濕氣為 164000 hNm/3 ，所以通過每一系列的濕氣體積為： V0= 820xx2164000 ? Nm3/h 因為沒有查到 04?QCS 催化劑的資料，所以在本設計中暫用 BG ?66 型催化劑的資料來代替說明催化劑裝填量的計算方法。 BG ?66 型催化劑： TK ?? 式中 T 為熱力學溫度， K為反應速度常數(shù) 第一變換爐催化劑用量的計算： 入t =330℃ 出t =410℃ 平均t = 2410330? =370℃ (643K) lgKP= ? KP= 根據(jù) ??K 33 ./22 00 0 mhNmK ? 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） W=KP1== u=KP(A+B)+(C+D)= (+)+(+) = V=KPABCD= = q= WVu 42? = x== τ 0=????????????????????? ????? =? 410? h VR=10 4 820xx= m3 第二變換爐催化劑量的計算： t平均 = 2337305? =321℃ (594K) lgKP= ? KP= 根據(jù) ??K 33 ./1727 6 mhNmK ? w=KP1== u=KP(A+B)+(C+D)= (+)+(+) = V=KPABCD= = q== WVu 42? = x== τ 0=????????????????????? ?????6 5 6 0 2 6 5 6 0 2 6 5 6 0 2 3 9 4 2 6 5 6 0 2 3 9 3 4 6 5 6 7 2 7 65 4 2 =? 104h VR= 104 820xx= m3 變換爐催化劑用量：（修正到與實際裝填量相同） 第一變換爐備用系數(shù)取 ，第二變換爐備用系數(shù)取 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） V1= =32 m3 V2= =32 m3 V=32+32=64m3 第 5 章 熱量衡算 第二換熱器進口煤氣溫度的計算 以 1kmol 濕煤氣為基準： t,待求 粗煤氣 181℃ 粗煤氣 228℃ 第二變換爐 337℃ 變換氣 由 410℃降到 305℃，平均溫度為 ℃ ()。 在 下，常壓下各組分的平均定壓熱容為： 表 5— 1 組分 CO2 CO H2 H2O CH4 N2 Cp kcal/kmol℃ Cp0=∑ yiCpi= + + + ++ = kcal/kmol,℃ TC= PC= 第一換熱器 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） ??? Cr TTT 3 0 7 0 9 3 ??? cr ppP 查普遍化熱容校正圖：Δ CP= CP=CP0+Δ CP=+= kcal/kmol,℃ 煤氣在 330℃ (603K)時，常壓下各組分的平均定壓熱容： 表 5— 2 組分 CO2 CO H2 H2O CH4 N2 Cp Kcal/Kmol℃ CP0=∑ yiCpi= + + + ++ = kcal/kmol,℃ TC=325K PC= Tr=603/325= Pr=查普遍化熱容校正圖：Δ CP= CP=CP0+Δ CP=+= kcal/kmol,℃ 該換熱器熱損為： 1 (410305)=1 (330+5t) t=228℃ 第一換熱器進口煤氣溫度的計算 t,待求 粗煤氣 181℃ 粗煤氣 228℃ 第一 換熱器 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 第二變換爐 337℃ 煤氣從 181℃升至 228℃，平均溫度為 ℃ ()。在 下，常壓下各組分的平均定壓熱容為： 表 5— 3 組分 CO2 CO H2 H2O CH4 N2 Cp kcal/kmol℃ CP0=∑ yiCpi= + + + + + = kcal/kmol,℃ TC=325K PC= Tr=Pr=查熱容校正圖：Δ CP= CP=CP0+Δ CP=+= kcal/kmol,℃ 第二變換爐出口變換氣在 337℃ (610K)時，常壓下各組分的平均定壓熱容 : 表 5— 4 組分 CO2 CO H2 H2O CH4 N2 Cp kcal/kmol℃ CP0=∑ yiCpi= + + + + + = kcal/kmol,℃ TC= PC= Tr=610/= Pr=查熱容校正圖：Δ CP= CP=CP0+Δ CP=+= kcal/kmol,℃ 取換熱器熱損為 2℃： 1 .3627 (228181)=1 (3372t) 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） t=288℃ 第一換熱器熱量衡算 以 1kmol 濕煤氣為基準計算： 變換氣由 337℃降至 288℃，平均 溫度為 ℃ ()， 在 ，常壓下各組分的平均定壓熱容： 表 5— 5 CP0=yiCpi=+++++8= kcal/kmol,℃ TC= PC= Tr=Pr=查熱容校正圖： ΔCP= CP=CP0+ΔCP=+= kcal/kmol,℃ 煤氣由 181℃ 升至 228℃ 吸熱量為： 1(228181)= kcal/kmol 變換氣由 337℃ 降溫到 288℃ 放熱量為： 1(337288)= kcal/kmol 熱損失： = kcal/kmol (100%=%) 第二換熱器熱量衡算 以 1kmol濕煤氣為基準計算： 變換氣由 228℃ 升至 330℃ ，平均溫度為 279℃ (552K) 組分 CO2 CO H2 H2O CH4 N2 Cp kcal/kmol℃ 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 在 552K，常壓下各組分的平均定壓熱容： 表 5— 6 組分 CO2 CO H2 H2O CH4 N2 Cp Kcal/Kmol℃ CP0=∑yiCpi =+++ ++= kcal/kmol,℃ TC=325K PC= Tr=552/325= Pr=查熱容校正圖： ΔCP= CP=CP0+ΔCP=+= kcal/kmol,℃ 第二換熱器中煤氣從 228℃ 升溫到 330℃ 吸熱： 1(330228)= kcal/kmol 變換氣從 410℃ 降溫到 305℃ ： 1(410308)=熱損失： = kcal/kmol （ 100%=%） 第一變換爐的熱量衡算 以 1kmol濕煤氣為基準： CO 變換反應熱： 出第一變換爐的 CO 變換率為 %。 CO 變換量為： = kmol/kmol = kcal/kmol 粗煤氣升溫耗熱： (410330)= kcal/kmol 熱損失： = kcal/mol 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 第二變換爐的熱量衡算 以 1kmol濕煤氣為基準： CO 變換量為： = kmol/mol CO 變換反應熱為： = kcal/kmol 氣體升溫耗熱為： (337 305)= kcal/kmol 熱損失： = kcal/kmol 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 參考文獻 1. 郭鎧、唐小恒、周緒美編，《化學反應工程》，化學工業(yè)出版社， 20xx 年 2.《煤氣設計手冊》中冊，中國建筑工業(yè)出版社， 1986 年 3. 晉開集團合成氨造氣生產(chǎn)記錄報表和操作規(guī)程， 20xx 年 4. 葛婉華、陳鳴德編，《化工計算》，化學工業(yè)出版社， 1997 年 5.《氮肥工藝設計手冊》 (理化數(shù)據(jù)分冊 )，石油化學工業(yè)出版社， 1979 年 6. 王扶明、曾之平主編，《化工工藝學》上冊，化學工業(yè)出版社， 20xx 年 7.《化工工藝設計手冊（上、下）》國 家醫(yī)藥管理局編，化學工業(yè)出版社， 1986 年 8.《合成氨廠工藝技術(shù)與設計手冊（上、下）》，梅安華主編，化學工業(yè)出版社 9． 陳五平 主編 ,《合成氨工藝學》 化學工業(yè)出版社， 1996 年， ISB750251452X/； 引用部分：131 頁 — 167 頁 10． 張成芳 主編 ，《合成氨工藝與節(jié)能》 華東化工學院出版社， ISBN ； 引用部分：149 頁 — 178 頁 11. 陳聲宗主編，《化工設計》 化學工業(yè)出版社 . ISBN 750253041X 引用部分： 17 頁 — 28 頁， 181頁 — 187 頁 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 致 謝 本次論文從選題、定稿、修改都得到了陳宇指導老師的全程指導，在此對她表示深深地感謝，感謝她在百忙之中抽出時間對我的論文提出的建議和指導，感謝平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院系部教師在其中檢查時對我的設計提出的寶貴意見，在