【正文】 18233790｜ 100 001775 二段爐熱損失大說明一二段爐設(shè)計(jì)不太合理一段爐出口殘余 CH4 含量應(yīng)增大轉(zhuǎn)移一部分負(fù)荷到二段爐 輻射段及廢熱鍋爐熱負(fù)荷計(jì)算 一一段爐輻射段的熱負(fù)荷 1 計(jì)算條件 1 一段爐混合原料氣盤管出口溫度 510℃ 2 出一段爐上升管的氣體溫度為 850℃ 2 計(jì)算 1 一段轉(zhuǎn)化爐入口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓 510℃ 表 214 一段轉(zhuǎn)化爐入口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓 組分 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CO2 Ar N2 H2 H2O 流量 kmolh 114177 134691 152171 023895 01132 032698 372883 62881 410982 基準(zhǔn)焓 kcalkmol 122186 10764 111922 123352 888042 34692 24096 33948 53633 總焓 Mkcalkmol 1395089 014498 001703 000295 001005 000079 012936 021347 2204291 合計(jì)∑ Hi 23420424 Mkcalh 2 一段爐上升管出口統(tǒng)一基準(zhǔn)焓 t 850℃ 表 215 一段爐上升管出口統(tǒng)一基準(zhǔn)焓 組分 CH4 H2 CO CO2 Ar N2 H2O 合計(jì) 流量 kmolh 3981513 276955 380433 395763 03270 372882 29380869 基準(zhǔn)焓 kcalkmol 6548 5840 20251 84441 4099 6098 50328 總焓 Mkcalkmol 2。6956 x 1719282716956247。2t 96653170 解得 t 96765℃＜ 996℃ 平衡溫距△ T 99696765 2835℃ 說明二段爐出口氣可達(dá)到 03 的殘余甲烷的要求 4 計(jì)算結(jié)果 以 100kmol 入爐天然氣為基準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果見下表 由工藝空氣的消耗定額 3851193267m3h 171928271 kmolh 所以以 100kmol 入爐氣為基準(zhǔn)時(shí)工藝空氣量為 4318164kmol 進(jìn)二段爐氣體中 H2 量以每小時(shí)為基準(zhǔn)計(jì)算時(shí)為 171928271247。 8564446247。 P H2O 設(shè)甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)達(dá)到平衡則與出口轉(zhuǎn)化氣各組分對(duì)應(yīng)的平衡溫度可由下述求得 二段爐出口壓力 p 3403 337atm 絕 Kp 1807779 81152463 337 2 247。NH2O 057554 5 聯(lián)立方程求解得 NH2 8115246 kmol NCO2 1098009 kmol NCO 1807779 kmol NH2O 75333 kmol V 14570596 kmol 轉(zhuǎn)化氣中的水蒸汽量 781111675333 8564446 kmol 轉(zhuǎn)化氣中的 CH4NCH4 0003 V 043712 kmol 濕轉(zhuǎn)化氣總量 V8564446 2313504 kmol 3 平衡溫距計(jì)算 甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù) Kp PCO PH23247。 2 NCO2 NH2O 2378564 3 出二段爐干氣總量 V NCO NCO2 NH2 09370784318164 000810043181640010003V 即 V NCO NCO2 NH20213V3505850 4 設(shè)出口條件下變換反應(yīng)達(dá)到平衡則在 996℃下 Kp 057554 Kp PCO2PH2 PCOPH2O NCO2NH2247。29947811116247。2 NCO27811116 NH2O247。x x 233623910247。22439815129 4318164kmol 由一段爐衡算求得以每小時(shí)為基準(zhǔn)的進(jìn)出物料量如下 表 29 以每小時(shí)為基 準(zhǔn)的進(jìn)出物料量 組分 H2 CH4 CO CO2 Ar N2 合計(jì) mol 6956 10 9555 9940 0008 0937 100 設(shè) 二 段 爐 出 口 COCO2H2 的 量 分 別 為NcokmolNco2kmolNH2kmol二段爐出口干氣為 V kmol反應(yīng)消耗水蒸汽為 NH2O kmol 碳平衡 1009555994 Nco Nco20213V 即 Nco Nco20213 V 29495 1 氫平衡 計(jì)算一段爐出口組成時(shí) 10 干的甲烷為 3165926 kmol 此時(shí)出氣中 含水2336239 kmol 則以 100kmol 入二段爐氣為基準(zhǔn)計(jì)算時(shí)進(jìn)二段爐氣中水蒸汽的含量為 x 則 3165926247。 224247。2t 796 解得 t 7977℃＜ 810℃ 所以平衡溫距△ T 8107977 123℃ 說明一段爐出口可達(dá)到 10 殘余甲烷的要求 4 計(jì)算結(jié)果 以 100kmol 入爐天然氣為基準(zhǔn) 表 27 以 100kmol 入爐天然氣為基準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果 入料 出料 組分 kmol kg V 干 組分 kmol kg V 干 CH4 90789 1452624 90789 CH4 316593 5065482 10 C2H6 1071 3213 1071 H2 2202226 4404452 6956 C3H8 0121 5324 0121 CO 302503 8470109 9555 C4H10 0019 1012 0019 CO2 314693 13846514 9940 CO2 0009 0396 0009 H2O 2336239 42052302 N2 2965 8302 2965 Ar 0026 104 0008 Ar 0026 104 0026 N2 2965 8302 0937 H2 50 100 50 H2O 326795 588231 合計(jì) 74678517 合計(jì) 74678517 每小時(shí)入爐氣總量 2624237179192817340 2817054519Nm3h 125761363 kmolh 則每小時(shí)入爐氣中 CH4 含量 12576136390789 114177517 kmolh 1826840279kgh 同理可求出以每小時(shí)為基準(zhǔn)的進(jìn)出物料量 表 28 每小時(shí)為基準(zhǔn)的進(jìn)出物料量 入料 出料 組分 Kmolh Kgh V 干 組分 Kmolh Kgh V 干 CH4 1141775 1826840279 90789 CH4 39815129 637042058 10 C2H6 13469 40407138 1071 H2 276955 55391 6956 C3H8 1522 6695537 0121 CO 38043314 1065212791 9555 C4H10 02389 1385891 0019 CO2 39576295 1741356986 9940 CO2 01132 498015 0009 Ar 032698 1307919 0008 N2 372883 104407114 2965 N2 3728826 104407114 0937 Ar 032698 1307919 0026 H2O 29380868 5288556373 H2 628807 1257614 50 H2O 4109819 7379675408 合計(jì) 9391793441 合計(jì) 9391793441 由計(jì)算可以看出進(jìn)出物料質(zhì)量守恒 物料熱量衡算 一物料衡算 1 計(jì)算條件 1 出口甲烷含量 03 2 補(bǔ)加蒸汽為空氣量的 10 3 出口溫度 996℃ 4 二段爐壓差 03atm 2 計(jì)算 以 100kmol 入爐氣為計(jì)算基準(zhǔn) 加入二段爐的空氣量有消耗定額計(jì)算求得為 3851193267Nm3h 由上面一段爐計(jì)算可知一段爐出口氣中 CH4 流量為 39815129kmolh 工藝空氣 A 為 39815129247。2336239247。 P CH4 P H2O 設(shè)甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)達(dá)到平衡則與出口轉(zhuǎn)化氣各組分相對(duì)應(yīng)的平衡溫度可得 Kp 3025039220222583342247。 PCOPH2O NCO2NH2247。 PCO PH2O 甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)未達(dá)平衡 2 計(jì)算 以 100kmol 入爐天然氣為基準(zhǔn)計(jì)算 設(shè) NcoNco2NH2分別代表轉(zhuǎn)化爐出口氣中 COCO2和 H2的 kmol數(shù) NH2O為反應(yīng)了的蒸汽 kmol 數(shù) V 為干轉(zhuǎn)化氣的 kmol 數(shù) 碳平衡以 kmol 計(jì) 總碳指數(shù) ∑ C 0907890071 20211 30019 4247。 224 7391738067kgh 5 脫除掉的 CO2 量 由于烷烴中的碳按反應(yīng)式 1 4 全部轉(zhuǎn)化為 CO2 而新鮮氣氮?dú)庵械募淄榘捶磻?yīng)式 6 生成故可回收的 CO2 量為 192817340108262423717910015001 序號(hào) 消耗定額小時(shí) 結(jié)果 1 天然氣 m3h 2624237179 2 工藝空氣 m3h 3851193267 3 返氫量 m3h 192817340 4 蒸汽 kgh 7391738067 5 CO2 產(chǎn)品量 m3h 2514685043 4 返氫后進(jìn)一段爐的天然氣組成計(jì)算 以 100 m3 新鮮氫氮?dú)鉃榛鶞?zhǔn)時(shí)需原料氣 22655285 m3 返氫氣 166461 m3則總體積 V 22655285166461 2431990 m3 由原料氣返氫氣求返氫后的天然氣組成 CH4226552850973816646100108247。100332477094166667 3851193267 m3h 3 返氫量 Nh 2780247。100226552851000247。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文：年產(chǎn) 30 萬噸合成氨轉(zhuǎn)化、凈化工段設(shè)計(jì) 前 言 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn) 30 萬噸合成氨轉(zhuǎn)化凈化工段的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書分兩部分 第一部分是綜述分九章討論了氨的性質(zhì)用途及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位合成氨工業(yè)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)代大型氨長(zhǎng)的生產(chǎn)特點(diǎn)設(shè)計(jì)方案的論證生產(chǎn)方法的綜述與選擇本設(shè)計(jì)主要工藝參數(shù)的論證與確定生產(chǎn)工藝流程的評(píng)述與選擇合成氨生產(chǎn)原理與本設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程的敘述及本設(shè)計(jì)主要設(shè)備一覽表 第二部分是工藝設(shè)計(jì)計(jì)算分別進(jìn)行了消耗定額返氫量的計(jì)算天然氣催化轉(zhuǎn)化的計(jì)算 CO 變換氣體凈化甲烷化過程的物料與熱量衡算換熱器熱負(fù)荷計(jì)算最后進(jìn)行了設(shè)備計(jì)算 加壓兩段填料吸收塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 本設(shè)計(jì)附有轉(zhuǎn)化凈化工段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 CO2 吸收塔的裝配圖 本設(shè)計(jì)選用 Kellogg 節(jié)能型流程具有能耗低流程簡(jiǎn)單的特點(diǎn) 目 錄 第一章綜述 4 11 氨的性質(zhì)用途及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 6 12 合成氨工業(yè)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) 6 13 現(xiàn)代大型氨廠的生產(chǎn)特點(diǎn) 8 14 設(shè)計(jì)方案的論證 10 選擇 10 脫硫 10 12 碳變換 15 CO2 的脫除 16 OCO2 的脫除 18 15 本設(shè)計(jì)主要工藝參數(shù)的確定與論證 20 20 出口氣甲烷含量 21 力 21 換出口氣中的 CO 含量 22 CO2 殘余含量 22 再生的溫度再生塔的水汽比及溶液組成 23 爐入口溫度 25 16 生產(chǎn)工藝流程的評(píng)述與選擇 25 MW 凱洛格公司 26 司 27 學(xué)公司 ICI 27 Hald Topse 公司 28 Uhde 公司 28 17 合成氨生產(chǎn)原理與本設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程的綜述 28 的脫硫 28 汽轉(zhuǎn)化 29 CO 變換 30 中 CO2 的脫除 31 脫除微量的 CO 及 CO2 32 第二章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 34 21 設(shè)計(jì)依據(jù) 34 22 消耗定額返氫量的計(jì)算 34 件 35 量 35 量 35 35 23 轉(zhuǎn)化 38 化爐物料衡算 38 物料熱量衡算 42 24 變換 50 料熱量計(jì)算 50 物料熱量衡算 53 102F 排水量計(jì)算 56 25 CO2 吸收塔原料氣系統(tǒng)物料衡算 58 件 58 計(jì)算 58 26 甲烷化 61 爐的物料衡算 61 爐熱量衡算 62 64 104F 排水量的計(jì)算 65 27 凈化 66 溶液循環(huán)量的計(jì)算 66 1103F 排水量及回流水量的計(jì)算 68 1110C1104C 熱負(fù)荷的計(jì)算 72 再生系統(tǒng)的熱平衡 75 28 換熱器熱負(fù)荷的計(jì)算 84 103C 熱負(fù)荷計(jì)算 84 104C 熱負(fù)荷計(jì)算 85 1107C 的熱負(fù)荷 85 114C 熱負(fù)荷計(jì)算 86 144C 熱負(fù)荷 計(jì)算 87 115C 的熱