【正文】 3Q 2 1 3 . 4 6 3 1 . 5 8 1 5 6 1 0 5 1 6 0 6 . 4 k J? ? ? ? 熱水帶出熱 Q4 ： 。 水加熱器中物料及熱量衡算 物料量及溫度： 進(jìn)出水加熱器的變換器的量 kmol 進(jìn)水加熱器變換氣的溫度 294℃ 29 出水加熱器變換氣的溫度 156℃ 進(jìn)出水加熱器的熱水量 22020kg 進(jìn)水加熱器水的溫度 ℃ 出水加熱器水的溫度 156℃ 熱量計(jì)算 入熱 變換 氣帶入熱 Q1 ： 1Q 2 1 3 . 4 6 3 1 . 9 2 2 9 4 2 0 0 4 0 9 2 . 9 8 7? ? ? ? 熱水帶入熱 Q2 ： 2Q 2 2 0 0 0 6 0 5 . 3 5 1 3 3 1 7 70 0k J? ? ? 合計(jì) 出熱 變換氣帶出熱 Q3 ： 變換氣在 156℃ 時(shí)的比熱容 查得 pC = kJ/(kmol℃) ，且設(shè)變換氣出設(shè)備實(shí)際溫度為 t℃ 。℃) 。 1Q 2 1 3 . 4 6 3 5 . 0 3 4 4 2 5 7 0 0 5 8 . 4 k J? ? ? ? 半水煤氣帶入熱 Q2 濕半水煤氣 170℃ 時(shí)的比熱容 ? ?3 4 6 k J / k m o l? ℃。 合計(jì) 2 7 5 3 2 2 4 1 8 7 k J? 熱平衡 2 7 5 3 2 2 3 . 1 4 1 8 5 . 7 7 3 4 6 4 8 0 8 . 0 4?? t=170℃ ， 即進(jìn)主熱交換器混合氣的溫度為 170℃ ?！? 。 蒸汽混合前： 飽和塔出口干氣熱量 Q1 150℃ 時(shí)干半水煤氣比熱容為 ? ? 0 kJ / km ol℃。℃) ?！? 。 換熱氣物料 和 熱量 的 計(jì)算 中間換熱氣物料及熱量衡算 物料量： 進(jìn)出設(shè)備變換氣量 34 7 8 2 .0 8 N m 2 1 3 .4 6 8 5 7 k m o l? 進(jìn)出設(shè)備半水煤氣量 3 4 2 2 9 .7 N m 1 8 8 .8 3 2 6 k m o l? 設(shè)備內(nèi)物料無(wú)變化 進(jìn)設(shè)備變換氣溫度 408℃ 出設(shè)備變換氣溫度 350℃ 出設(shè)備半水煤氣溫度 320℃ 進(jìn)設(shè)備半水煤氣溫度 ,設(shè)此溫度為 t℃ 。 出塔干氣帶出熱 ： 4Q 1 6 4 . 3 0 3 3 0 . 8 5 1 4 3 7 2 4 8 3 0 . 8 9 9 1 k J? ? ? ? ? 出塔蒸汽帶出熱 ： 4Q 3 7 . 9 3 1 8 2 7 4 1 . 0 2 1 8 7 1 4 0 3 . 9 9 5 k J? ? ? ?〞 4 4 4Q Q Q 2 5 9 6 2 3 4 . 8 9 5 k J? ?? ?〞 熱水帶出熱 Q5： 設(shè)出熱水塔熱水的焓為 H kJ/kg，則： 5Q 22020HkJ? 熱損失為 ： 6Q 25000kJ? 26 合計(jì) ： 2 6 2 1 2 3 2 2 0 0 0 H k J? 熱平衡 ： 2 6 2 1 2 3 4 . 9 2 2 0 0 0 H 1 5 6 4 4 2 7 0 . 3 6?? 得 ： H ? 查得出塔水溫 t ? ℃ 。 干氣帶入熱 ： 1Q 1 6 4 . 3 0 3 3 0 . 9 7 4 1 5 6 7 8 9 0 7 1 . 0 k J? ? ? ? 蒸汽帶入熱 ： 1Q 4 9 . 1 5 6 1 8 2 7 5 8 2 4 4 0 3 0 0 . 4 6 k J? ? ? ?〞 1 1 1Q Q Q 3 2 2 9 3 7 1 . 4 6 k J? ?? ?〞 塔頂熱水帶入熱 Q2 ： 2Q 2 1 3 4 5 . 3 1 4 2 4 . 2 9 2 1 3 0 0 2 9 4 7 . 1 k J? ? ? ? 補(bǔ)充水帶入熱 Q3： 設(shè)補(bǔ)充水溫度 100℃, 水的焓 查得 kJ / kg 3Q 4 5 2 . 6 1 4 1 9 . 1 0 1 8 9 6 8 8 . 8 5 1 k J? ? ? 合計(jì) 15644270. 38kJ 出熱 氣體帶出熱 Q4 干變氣 143℃ 的比熱容 查文 獻(xiàn)得 CP= kJ/(kmol℃) , 蒸汽的焓查文獻(xiàn)得 i 27 58 kJ / kg ,14 2? ℃ 水的比熱為 /(kmol 熱水塔物料及熱量計(jì)算 壓力： 氣體出塔壓力 氣體入口溫度 156℃ 氣體出口溫度 143℃ 物料量 入塔干氣量 ： 33 6 8 0 .4 0 N m 1 6 4 .3 0 6 k m o l? 出塔蒸汽量 ： 31 1 0 1 .0 9 4 N m 4 9 .1 5 6 4 k m o l? 物料計(jì)算： 塔內(nèi)蒸汽冷凝量 設(shè)氣體出熱水塔溫度為 143℃ ， 在 143℃ 時(shí)的蒸汽壓2HOP 393 .928k P a?。 [9]出塔干氣帶出熱： 3Q 1 3 4 . 0 1 6 3 0 . 9 70 1 5 0 6 22 5 7 1 . 3 2 8 k J? ? ? ? ? 出塔蒸汽帶出熱 ： 3Q 3 1 . 0 5 3 1 8 2 7 5 0 . 7 1 5 3 7 5 1 4 . 7 7 k J? ? ? ?〞 3 3 3Q Q Q 2 1 6 0 0 8 6 . 1 k J? ?? ?〞 塔底排水帶出熱 Q4： 塔底排出水量 1 2 2 2 . 2 2 2 3 1 . 0 5 3 0 . 7 9 2 1 1 9 1 . 9 6 1 k m o l 2 1 4 5 5 . 2 6 2 kg? ? ? ? 設(shè)排水熱焓為 H。 2Q 1 5 5 2 2 0 0 0 4 . 3 4 2 1 4 7 6 1 8 9 0k J? ? ? ? 合計(jì) 1? 出熱 氣體帶出熱 Q3： 155℃ 水的比熱容 查得 Cp = kJ/(kmol [9] 干半水煤氣帶入熱 ： Q 1 3 4 . 9 1 6 3 0 . 7 7 8 3 5 1 4 5 3 3 5 . 5 6 k J? ? ? ? ? 蒸汽帶入熱 ： Q 0 . 7 9 2 1 8 2 5 5 9 . 0 3 6 4 8 1 . 1 k J? ? ? ?〞 1Q Q Q 1 8 1 8 1 6 .6 k J? ?? ?〞 24 水帶入熱 Q2， 155℃ 水的比熱 Iˊ= kJ/(kmol 飽和熱水塔物料 和 熱量計(jì)算 飽和塔物料及熱量計(jì)算 已知條件： 進(jìn)塔半水煤氣溫度 35℃ 23 出塔半水煤氣溫度 150℃ 進(jìn)塔熱水溫度 156℃ 壓力 進(jìn)飽和塔氣體壓力 進(jìn)飽和塔氣體壓中水蒸氣分壓 物料量 進(jìn)塔半水煤氣量 33 0 2 2 .1 3 N m 1 3 4 .9 1 7 k m o l? 進(jìn)塔半水煤氣中蒸汽量 31 7 . 7 3 N m 0 . 7 2 9 k m o l? 出塔干半水煤氣量同入塔半水煤氣量 表 13 入塔半水煤氣組成 組成 CO2 CO H2 N2 CH4 O2 H2O 合計(jì) % 100 N m3 kmol 物料計(jì)算： 設(shè)入塔水 量： 2 2 0 0 0 k g 1 2 2 2 .2 2 2 k m o l? 出塔濕氣量 取飽和塔出口氣中蒸汽的飽和度為 93%， 150℃ 時(shí)的飽和蒸汽壓 PH2O = 出飽和塔出口氣中帶出的蒸汽量： G= 表 14 出塔氣濕組成 組成 CO2 CO H2 N2 CH4 O2 H2O 合計(jì) % 100 N m3 kmol 熱量衡算： 入熱： 氣體帶入熱 Q1： 35℃ 干半水煤氣比熱容 查得 Cp= kJ/(kmol 飽和塔出口半水煤氣溫度 設(shè)出熱水塔的熱水經(jīng)水加熱器后溫升℃ ，則入飽和熱水塔熱水溫度為 ： t 1 4 1 1 5 6? ? ? ℃ 。 熱水塔出口排水溫度 因熱水出熱水塔的極限溫度是變換氣的絕熱飽和溫度，且變換氣 若熱水塔的溫度比露點(diǎn)溫度高的不多，因此絕熱飽和溫度可設(shè)在變換氣的露點(diǎn)溫度附近，現(xiàn)設(shè)絕熱飽和溫度為 ℃ ，由 下 式進(jìn)行驗(yàn)算： Cp ts+xsis=Cp tl+ xl il +( xs – xl) ts 干變換氣的平均分子量為： M 0 . 2 0 9 4 4 4 0 . 0 2 3 4 2 8 0 . 4 0 3 4 2 0 . 1 3 7 3 2 8 0 . 0 0 8 2 1 6 1 4 . 0 6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?干 變換器從 0~156℃ 的平均比熱容計(jì)算得 ： PC kJ / kg? 變換氣中濕含量 X1 = 3 5 5 184 6 7 1 4 6 7 1 ?????? MPP P OHOHkg/kg 氣體在 ℃ 設(shè)計(jì)的飽和蒸汽壓 2PH o ? Xs= ?? ?= kg/kg 蒸汽在 ℃ 及 156℃ 時(shí)的焓 查得 is=,及 i1= kJ/kg，查文獻(xiàn) 式（ 465）等號(hào)左邊： [8] Cp ts+xsis 2 . 4 5 2 1 5 0 . 2 0 . 3 7 2 7 5 1 . 5 1 3 8 6 . 3 5? ? ? ? ? 式（ 465）等號(hào)右邊： Cp tl+ xl il +( xs – xl) ts 2 . 4 5 2 1 5 6 0 . 3 5 5 2 7 5 7 . 0 0 . 3 7 0 . 3 5 5 1 5 0 . 2 1 3 6 3 . 5? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 等號(hào)左右兩邊基本相等，可不必假設(shè)再算，絕熱飽和塔溫度可認(rèn)為 。 表 12 三段催化劑最適宜溫度 Xp tm℃ 三段催化劑床層操作線(xiàn)計(jì)算 根據(jù)三段催化劑床層變換率及熱平衡計(jì)算結(jié)果得： 入三段催化劑床層氣體溫度 350℃ 出三段催化劑床層氣體溫度 362℃ 入三段催化劑床層 CO變換率 % 出三段催化劑床層 CO變化率 87% 由此可作出三段催化劑的操 作線(xiàn) ,三段催化劑的平衡曲線(xiàn) ,最適宜溫度曲線(xiàn)及操作線(xiàn) 。根據(jù)入三段催化劑床層氣體 組成計(jì)算出各溫度下 CO的平衡變換率 ?！? 設(shè)氣體溫降為 △t 。 熱量衡算 CO 反應(yīng)放熱 Q1： CO 在 350℃ 至 362℃ 的平衡溫度下的反應(yīng)熱，得 H 3 9 0 0 0 k J / k m o l?V 。 20 中變爐三段催化劑床層物料及熱量計(jì)算入三段催化劑床層蒸汽比 (汽/氣 )：二段出來(lái)的氣體經(jīng)中間換熱器后降溫到 350℃ ， 進(jìn)入三段催化劑床層氣體成分不變 ,由此汽氣比為 ::100。 [8] 表 8 二段催化劑床層氣體變換率 t/℃ 280 300 320 340 360 380 400 420 Xp 與一段催化劑最適宜溫度相同的算法 ,計(jì)算出二段催化劑最適宜溫度曲線(xiàn) 。 與前面假設(shè)溫度一致 。℃) 設(shè)氣體溫升為 △t 則 : 2Q 2 1 6 3 1 7 t?? V 熱損失為 Q3， 設(shè) Q3= kJ。 33CO 7 . 9 3 5 6 % 4 . 4 4 N m / 1 0 0 N m? ? ?V 半水煤氣 CO 總反應(yīng)量為： 33 7 8 .9 6 3 5 6 % 2 1 2 .2 N m 9 .4 7 k m o l? ? ? CO 剩余量： 33 7 8 . 9 6 3 2 1 2 . 3 1 6 6 . 7 6 N m 7 . 4 4 k m o l? ? ? 設(shè) 403℃ 平衡變換率為 Xp查表 426 得 pK ? ,則 ： 2 H 2 O c o H 2 O 2 2K p P c o P / ( P P ) (C C O )