年產(chǎn)8萬噸小合成氨廠中溫變換工段工藝設(shè)計-wenkub.com
2025-08-03 00:28 本頁面
【正文】 另外，我們也繪制出了本設(shè)計思路的帶控制點的工藝流程圖，對系統(tǒng)物料和熱量進(jìn)行了衡算，并且對主要設(shè)備及觸媒裝填量也進(jìn)行了詳細(xì)的核算。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，并作梯級得理論塔板數(shù)為1塊（）。② 填料總高度H=3=實取5mf. 全塔阻力降計算由前面計算知 實際空塔氣速∴由資料[5]圖1114得總阻力降(2) 熱水塔計算已知條件塔型：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)口條件計算。圖的橫坐標(biāo)：；圖的縱坐標(biāo)為：式中：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/sg—重力加速度，μL—液體粘度，m?Pa?sφ—填料因子，m1—液體校正系數(shù)，即水的重度與液體重度之比，=γ水/γL各數(shù)據(jù)如下：操作狀態(tài)下出塔氣體體積：水的黏度：水在120℃，50瓷鞍環(huán)則查手冊[5]知 c. 理論塔板數(shù)計算① 平衡曲線計算式中：—干氣體平均比熱容（0→t℃），kJ/(kg?℃) t—溫度，℃i—水蒸汽在t℃時的焓，kJ/kg計算出95～120℃時飽和半水煤氣的焓，并列于下表溫度℃蒸汽焓i(kcal/kg)飽和蒸汽壓 (105Pa)(絕)干氣比容kcal/(kg?℃) (105Pa)(絕)出塔濕氣含量Kg(汽)/kg(干氣)出塔氣熱含量kJ/kg80859095100105110115120注：1kcal=，M=② 操作線計算進(jìn)塔氣體的焓40℃時干半水煤氣的比熱熔分別為Cp= kcal/(kg?℃)=( kg?℃)， 出塔水溫t2=℃出塔氣體的焓，氣體在115℃的蒸汽分壓及蒸汽的焓分別為干半水煤氣在115℃時的比熱容為=（干氣）進(jìn)水溫度t1=120℃以It2為一點(A)，It1為另一點(B)，連接兩點的直線即為飽和塔的操作線。，（小于700mmH2O）催化劑床層阻力降由下式計算將催化劑的粒度折算成相當(dāng)于同體積的球體直徑a. 一段催化劑層阻力一段氣體平均分子量=一段氣體操作狀態(tài)下的重度一段氣體重量流速（濕）b. 一段催化劑層高c. 二段催化劑層阻力二段氣體操作狀態(tài)下的密度二段濕氣體的質(zhì)量流速d. 二段催化劑層高e. 三段催化劑層阻力及催化劑層高同理得：中變爐催化劑總阻力上面計算結(jié)果濕新裝催化劑床層的阻力降，實際上由于裝填過程中催化劑的破碎，未篩凈的粉塵帶入的因素，故生產(chǎn)中催化劑的阻力降往往大于計算值，特別是催化劑使用后期更甚。 中溫變換爐計算已知條件：平均操作壓力2MPa一段氣體進(jìn)口溫度320℃一段出口溫度485℃二段進(jìn)口溫度370℃二段出口溫度430℃三段進(jìn)口溫度400℃三段出口溫度415℃一段進(jìn)口氣流量（干）出一段催化劑濕氣量進(jìn)一段催化劑氣體成分（干）組分CO2COH2N2CH4O2合計V/%181100%；一段入口汽/氣比R=二段催化劑進(jìn)口流量（干）進(jìn)二段催化劑濕氣量進(jìn)二段催化劑氣體成分（干）組分CO2COH2N2CH4O2合計V/%100%二段入口蒸汽比R=進(jìn)三段催化劑氣體成分（干）組分CO2COH2N2CH4O2合計V/%0100%三段入口蒸汽比R=催化劑型號：按B109計算(1) 催化劑用量計算a. 一段催化劑用量計算根據(jù)B109動力學(xué)方程式，輸入計算機(jī)計算出催化劑在操作條件下CO的空速等有關(guān)數(shù)據(jù)，并列于下表。f. 最適宜溫度曲線計算最適宜溫度曲線由下式作出以B109催化劑的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。由于B109催化劑CO變換的逆反應(yīng)活化能為：對于變換反應(yīng)r=1，則為反應(yīng)熱，取其平均溫度403℃下的值，即 由上面數(shù)據(jù)作得最適宜溫度曲線（）。℃）冷激氣的濕氣組成組分CO2COH2N2CH4O2H2O合計出一段氣經(jīng)原料氣冷激后濕氣組成組分CO2COH2N2CH4O2H2O合計則氣體降溫放出的熱量為kJ設(shè)噴淋水的溫度為61℃則查出水在2 則需要的噴淋水量為a. 入二段中變爐濕氣組成組分CO2COH2N2CH4O2H2O合計則入二段爐蒸汽比(汽／氣)b. 二段平衡轉(zhuǎn)化率二段平均反應(yīng)平衡溫度為（370+430）/2=400℃，在此溫度下查資料[2]得由求得則CO反應(yīng)量為則CO反應(yīng)總量為則二段反應(yīng)需要的蒸汽量為c. 出二段催化劑層氣體組成① 出二段催化劑層干氣組成假設(shè)二段中O2和H2完全反應(yīng)組分CO2COH2N2CH4合計② 出二段催化劑層濕氣組成組分CO2COH2N2CH4H2O合計d. 熱量計算計算CO變換反應(yīng)氣體溫升① 入熱CO反應(yīng)放熱Q1設(shè)氣體由370℃升至430℃，反應(yīng)取平衡溫度400℃時的熱效應(yīng)，查資料[2]圖421的反應(yīng)熱效應(yīng)。CO反應(yīng)熱O2燃燒熱合計② 出熱氣體溫升吸熱設(shè)氣體溫升為Δt，氣體在平均溫度403℃下查資料[2]圖461～圖468計算得到平均摩爾熱容為 熱損失設(shè)合計熱平衡： ∴℃氣體出口溫度為t = 320 + 165 = 485℃與前面所假設(shè)溫度一致。為了進(jìn)一步回收余熱，氣體進(jìn)入第二熱水加熱器（即鍋爐給水預(yù)熱器），溫度降到70～80℃，最后經(jīng)冷凝塔冷卻到常溫返回壓縮機(jī)加壓。然后在混合器中與一定比
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