【正文】 ∑Q1=∑（ G1Cm1Tm1） （ 2） 式中： G1——入塔氣各組分流量， m3/h； Cm1 ——入塔各組分的比熱容， kJ/（ ）； Tm1——入塔氣體溫度， k； ∑Q2=∑（ G2Cm2Tm2） （ 3） 式中： G2——出塔氣各組分流量 m3/h； Cm2 ——出塔各組分的熱容， kJ/（ ）； Tm2—— 出塔氣體溫度， k； ∑Qr= Qr1 +Qr2 +Qr3+ Qr4+ Qr5 +Qr6 （ 4） 式中： Qr Qr Qr Qr Qr5——分別為甲醇、二甲醚、異丁醇、甲烷、辛烷的生成熱， kJ/h； Qr6——二氧化碳逆變反應(yīng)的反應(yīng)熱， kJ/h Qr=Gr△ H （ 5） 式中： Gr——各組分生成量， kmol/h； △ H——生成反應(yīng)的熱量變化， kJ/mol （ 2）入塔熱量計算 通過計算可以得到 ， 225℃ 時各入塔氣氣體的熱容，根據(jù)入塔氣各氣體組分量，算的甲醇合成塔入塔熱量如下表： 25 表 23 甲醇合成塔入塔熱量 氣體 CH3OH H 2 CO CO2 N2 Ar CH4 熱容 kJ/（ ) 氣量 kmol /h 入塔熱量 kJ/（ ） 入塔熱量合計為 （ ） 所以 ∑Q1==（ 3）塔內(nèi)反應(yīng)熱的計算 忽略甲醇合成塔中的反應(yīng) (2)生成的熱量，按反應(yīng) (1) (3) (4) (5) (6) (7)生成的熱量如下表 : 表 24 甲醇合 成塔內(nèi)反應(yīng)熱 氣體 CH3OH ( CH3 )2O C4H9OH C8H18 CH4 CO 生成熱 kJ/mol － 生成量 kmol /h 反應(yīng)熱 kJ/h － 反應(yīng)熱合計 = kJ/h （ 4）塔出口氣體總熱量計算 表 25 甲醇合成塔出塔氣體組分熱容和熱量 氣體 H 2 CO CO2 N2 Ar CH3OH 熱容 kJ/() 氣量 kmol/h 出塔熱量 kJ/() 氣體 CH4 （ CH3） 2O C4H9OH C18H18 H2O 合計 熱容 氣量 kmol/h 出塔熱量 kJ/() 出塔氣體溫度 255℃ 即 Q2==（ 5）全塔熱量損失的確定 全塔熱損失為 4%,即 Q3=(∑Q1 + ∑Qr)4%=(+) 26 4%=（ 6）沸騰水吸收熱量的確定 由公式 (1)可得 Q=∑Q1+∑Qr∑Q2∑Q3 =+=表 26 全塔熱平衡表 氣體 氣體顯熱 反應(yīng)熱 損失熱 蒸汽吸收熱 合計 入塔氣體 kJ/h 。 原料煤用量 =（ 12） /=每噸精甲醇用煤量 =（原煤） /t（精甲醇） 其中 = 煤用于合成甲醇； 煤用于發(fā)電。 原料煤選用的是銅川煤，煤的元素分析為 /%： C ； H ； S（可燃） ； S（不燃） ； O ； N ； Cl/（ mg/kg） 229； F/（ mg/kg） 104； Na/（ mgkg） 2180；K/（ mg/kg） 292。 用來發(fā)電的水解氣氣量 =水解氣－用來調(diào)節(jié) CO 濃度的水解氣氣量， 即 發(fā)電水解氣氣量 =－ = m3/h， 已知了水解氣和預(yù)變換氣的氣量和兩者的個組分含量，通過計算可得水解氣和預(yù)變換氣組成如下兩個表： 表 20 水解氣的組成 氣體 H 2 CO CO2 N2 Ar 組成 % % % % % 氣量 m3/h 氣體 NH3 CH4 H2S COS 組成 % % % % 23 氣量 m3/h 表 21 預(yù)變換氣組成 氣體 H 2 CO CO2 N2 Ar 組成 % % % % % 氣量 m3/h 氣體 NH3 CH4 H2S COS 組成 % % % % 氣量 m3/h 水煤氣的確定 由氣化工藝（原料煤為銅川煤）的氣化指標(biāo)可以知道水煤氣組成為： H2 %；CO %； CO2 %； N2 %； Ar %； NH3 %； CH4 %； H2S %；COS %。 表 19 變換氣組成 氣體 H 2 CO CO2 N2 Ar 組成 % % % % % 氣量 m3/h 氣體 NH3 CH4 H2S COS 組成 % % % % 氣量 m3/h 水解氣和預(yù)變換氣組成的確定 在變換爐中 CO 的轉(zhuǎn)化率為 %，已知預(yù)變換氣中 CO 的百分率和變換氣中 CO的含量，設(shè)預(yù)變換氣為 x，則可得式： %（ %） = 解得 x= m3/h，即預(yù)變換氣氣量為 。 變換氣體積百分含量為： H2 %； CO %； CO2 %； N2 %； Ar %； 22 NH3 %； CH4 %； H2S %； COS %。 表 17 分離器出口氣體組成 氣體 CH3OH H 2 CO CO2 N2 Ar CH4 組成 % % % % % % % 氣 m3/h 10128 量 kmol/h 21 變換凈化工段 脫硫脫碳脫硫脫碳水解脫硫變換預(yù)變換 1 水煤氣 ； 2 預(yù)變換氣； 3 變換氣； 4 調(diào)節(jié) CO 濃度后的變換氣； 5 水解氣； 6 發(fā)電水解氣； 7 調(diào)節(jié)變換氣 CO 濃度的水解氣； 8 新鮮氣； 9 燃?xì)獍l(fā)電氣 圖 7 變換凈化物料流程 調(diào)節(jié) CO 濃度后的變換氣的確定 調(diào)節(jié) CO 濃度后的變換氣在脫硫脫碳過程中， N2 + Ar 量基本保持不變，變換氣中N2 + Ar 的百分比為 %，已知新鮮氣中 N2 + Ar 的氣量為 +，則可以算得調(diào)節(jié) CO 濃度后的變換氣為：（ +） /%=調(diào)節(jié) CO 濃度后的變換氣的百分比為： H2 %； CO %； CO2 %； N2 %； Ar %； CH4 %； NH3 %； H2S %； COS %。 粗甲醇中的溶解氣體量 粗甲醇中氣體溶解量查表 5MPa、 40℃ 時，每一噸粗甲醇中溶解其他組成如下表： 表 6 1 噸粗甲醇中合成氣溶解情況 氣體 H2 CO CO2 N2 Ar CH4 溶解量（ m3/t 粗甲醇） CO= = CO2 = = N2 = = Ar = = CH4 = = m3/h 即 粗甲醇中甲醇擴散損失 40℃ 時 ， 液體甲醇中釋放的溶解氣中 ,每立方米含有 的甲醇 ， 假設(shè)減壓后液相中除二甲醚外 ， 其他氣體全部釋放出，則甲醇擴散損失 G =（ +++++） =即 kmol/h， m3/h 則 粗甲醇中的溶解氣體量為： H2 = = 17 合成反應(yīng)中各 氣體的消耗和生成情況 表 7 弛放氣組成 氣體 CH3OH H2 CO CO2 N2 Ar CH4 組成 % % % % % % % 在（ 1）中合成反應(yīng)消耗 CO：（ ＋ ） 消耗 H2： 2=在（ 3）中合成反應(yīng)消耗 CO： kmol/h2 消耗 H2： 2=同理可得反應(yīng)（ 4）、（ 5）、（ 6）、（ 7）中消耗原料氣的組分，結(jié)果如表 8 所示： 表 8 合成反應(yīng)中消耗原料情況 消耗項 單位 消耗原料氣組分 CO CO2 H2 N2 Ar 反應(yīng)（ 1） m3/h 反應(yīng)（ 3） m3/h 反應(yīng)（ 4） m3/h 反應(yīng)（ 5） m3/h 反應(yīng)（ 6） m3/h 反應(yīng)（ 7） m3/h 由反應(yīng)（ 1）可得反應(yīng)中生成 CH3OH 與消耗 CO 量相同，即 ； 由反應(yīng)（ 3 ）可得 反應(yīng)中 生成（ CH3 ） 2O 量和 生成 H2O 的量 相同，即為 ； 同理可計算反應(yīng)（ 4）、（ 5）、（ 6）、（ 7）中的生成物，結(jié)果如表 9 所示： 表 9 合成反應(yīng)中生成物情況 生成項 單位 生成物組分 CH4 CH3OH （ CH3） 2O C4H9OH C18H18 H2O CO 反應(yīng)（ 1） m3/h 反應(yīng)（ 3） m3/h 反應(yīng)（ 4） m3/h 反應(yīng)（ 5） m3/h 18 反應(yīng)（ 6） m3/h 反應(yīng)（ 7） m3/h 表 10 其他情況原料氣消耗 消耗項 單位 消耗原料氣組分 CO CO2 H2 N2 Ar CH4 粗甲醇中溶解 m3/h 擴散的甲醇 m3/h 弛放氣 m3/h % G %G %G % G % G % G 馳放氣中甲醇 m3/h % G % G 新鮮氣和弛放氣氣量的確定 CO 的各項消耗總和 = 新鮮氣中 CO 的量，即 ++++－ +++%G+%G =+%G 同理 原料氣中其他各氣體的量 =該氣體的各項消耗總和，由此可得新鮮氣體中各氣 體流量，如下表： 表 11 新鮮氣組成 組分 單位 CO CO2 H2 N2 Ar CH4 氣量 m3/h ＋ %G + %G + %G + %G + %G + %G 新鮮氣 m3/h + 新鮮氣中惰性氣體（ N2 + Ar）百分比保持在 %，反