【正文】 30 參考文獻(xiàn) [1] 張力 .幾種燃?xì)饷撎挤椒ǖ谋容^ [J].環(huán)境保 護(hù)科學(xué) ， 1999（ 6）． [2] 王師祥 .小合成氨廠生產(chǎn)工藝和操作 [M].北京：化學(xué) 工業(yè) 出版社 .1999. [3] 梅安華 .小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社 .1994. [4] 湖北化工設(shè)計(jì)院 .氨合成塔 [M].北京：石油化學(xué)工業(yè)出版社， 1997. [5] 陳五平 .無機(jī)化工工藝學(xué) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021. [6] 米鎮(zhèn)濤 .化學(xué)工藝學(xué) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021. [7] 朱寶軒，霍琪 .化工工藝基礎(chǔ) [M].北京：化工工藝出版社， 2021. [8] 浙江大學(xué)，華東理 工大學(xué) .化工工藝學(xué) [M].北京：高等教育出版社， 2021. 。另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識(shí)， 還要感謝我?guī)椭^的同學(xué)以及父母的支持。老師一如既往的輔導(dǎo)我們的論文寫作，的精神激勵(lì)了我們，使我們克服了在論文寫作過程中的困難。在這里，我揀起了全部的腳印，讓爬滿成長的日子，永遠(yuǎn)在心底綻放幽謐的藍(lán) …… 當(dāng)青春散落一地，我捕捉點(diǎn)滴的光陰，觸動(dòng)心頭那根封存但雋永的心弦，感恩的心境隨著時(shí)光的流逝而愈久彌香。求學(xué)期間的點(diǎn)點(diǎn)滴滴歷歷涌上心頭，時(shí)光匆匆飛逝， 兩 年多的努力與付出，隨著論文的 完成，終于讓大學(xué)的生活，得以劃下了完美的句點(diǎn)。熱容的單位為 kJ/（ kmol ?℃ ） 表 233 氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（通式）常數(shù) 物質(zhì) CO H2 H2O CO2 N2 a b/103 5 c/106 2 CH4可用公式 Cp,m=a+bT+cT2+dT3來計(jì)算熱容 表 234 氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（通式）常數(shù) 物質(zhì) a b c d CH4 計(jì)算結(jié)果 如圖 ： 表 235 各變換氣的等壓摩爾熱容 組分 CO H2 CO2 H2O N2 CH4 Cp,m 平均 Cp,m=∑Yi*Cp,m=（ kmol ?℃ ） 26 Q1=ⅹ ⅹ （ 365+273） = 水的帶入熱 Q2: 水在 20℃ 時(shí) Cp,m= kJ/（ kmol .℃ ） Q2=X(20+273)ⅹ = 出熱：變換氣在出口溫度為 250℃ ， T=523K 時(shí)根據(jù)《物 理化學(xué)》知 CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式： Cp,m=a+bT+CT2來計(jì)算熱容。熱容的單位為 kJ/（ kmol ?℃ ） 表 230 氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（通式）常數(shù) 物質(zhì) CO H2 H2O CO2 N2 a b/103 5 c/106 2 CH4可用公式 Cp,m=a+bT+cT2+dT3來計(jì)算熱容 表 231 氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（通式）常數(shù) 物質(zhì) a b c d CH4 計(jì)算結(jié)果： 表 232 各變換氣的等壓摩爾熱容 組分 CO H2 CO2 H2O N2 CH4 Cp,m Cp,m=∑Yiⅹ Cp,m=（ kmol ?℃ ） Q3=**（ 330+273） = 水的帶出熱 Q4: 水在 335℃ ， T=608K 時(shí)的熱容為： Cp,m= kJ/（ kmol ?℃ ） 24 Q4=ⅹ （ 335+273） = 熱損失 Q5: Q5=ⅹ (Q1+ Q2) 熱量平衡： (Q1+ Q2)= Q3+ Q4 （ +） = + X= (3)水蒸汽的加入： 要使 H2O/CO= 還要加入的水量為： （ ） /= 25 主換熱器的物料與熱量的計(jì)算 已知條件 進(jìn)出設(shè) 備的變換氣的量： 190kmol 進(jìn)出設(shè)備的水的量： X kmol 物料的量在設(shè)備中無變化。 熱量計(jì)算 ： (1)入熱：水的帶入熱 Q1水在 20℃ 時(shí) Cp,m,m= kJ/（ kmol.℃ ） Q1=X（ 20+273） ⅹ = 轉(zhuǎn)化氣的帶入熱 Q2：轉(zhuǎn)化氣在 925℃ 時(shí) T=1193K根據(jù)《物理化學(xué)》知 CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式： Cp,m=a+bT+CT2來計(jì)算熱容。 熱容的單位為 kJ/（ kmol .℃ ） 表 216 氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（通式）常數(shù) 物質(zhì) CO H2 H2O CO2 N2 a b/103 5 c/106 2 計(jì)算結(jié)果 如 ： 表 217 各 變換氣的等壓摩爾熱容 組分 CO H2 CO2 H2O N2 CH4 Cp,m 平均 Cp,m =∑Yi*Cp,m =（ kmol .℃ ） Q2=ⅹ ⅹ （ 365353） = kJ 熱損失： Q3=Q1Q2== kJ 19 低變爐的物料與熱量計(jì)算 已知條件 ： 表 218 進(jìn)低變爐的濕組分 組 分 CO2 CO H2 N2 CH4 H2O 合計(jì) 含量％ 100 m3(標(biāo) ) 149 kmol 4 表 219 進(jìn)低變爐的干組分 組 分 CO2 CO H2 N2 CH4 合計(jì) 含量％ 100 m3(標(biāo) ) 149 kmol 低變爐的物料衡算 要將 CO％降到 ％（濕基）以下，則 CO 的實(shí)際變換率為： ? ?X 1 0 0 8 8 .51aaaaYYYY ??? ? ???％ ％ 則反應(yīng)掉的 CO 的量為： 149％ = m3(標(biāo) )= kmol 出低溫變換爐 CO 的量： = m3(標(biāo) )= 出低溫變換爐 H2的量： += m3(標(biāo) )= kmol 出低溫變換爐 H2O 的量： = m3(標(biāo) )= 出低溫變換爐 CO2的量 : += m3(標(biāo) )= 20 表 220 出低變爐的濕組分 組 分 CO2 CO H2 N2 CH4 H2O 合計(jì) 含量％ 100 m3(標(biāo) ) 5 kmol 表 221 出低變爐的干組分 組 分 CO2 CO H2 N2 CH4 合計(jì) 含量％ 100 m3(標(biāo) ) kmol 對(duì)出低變爐的變換氣溫度進(jìn)行估算： 根據(jù)： 2 2 2K H CO / H O CO? ? ?（ ％ ％ ） （ ％ ％ ）計(jì)算 得 K=117 查《小合成氨廠工藝與設(shè)計(jì)手冊(cè)》知當(dāng) K=117 時(shí) t=235℃ 設(shè)平均溫距為 20℃ ，則出變爐一段催化床層的變換氣溫度為 ： t=23520=215℃ 低變爐的熱量衡算 以知條件：進(jìn)低變爐催化床層的變換氣溫度為： 181℃ 出低變爐催化床層的變換氣溫度為： 215℃ 變換氣反應(yīng)放熱 Q1: 在 215℃ 時(shí)， T=488K 計(jì)算變換氣中各組分的生成焓，原理與計(jì)算一段床層一樣，平均溫度為： 488K,計(jì)算結(jié)果如： 表 222 變換氣中各組分的生成焓 組分 H2 H2O CO CO2 Ht（ kJ/kmol ） 放熱： 2 2 2C O H O C O H? ? ? （ 1） 21 △ H1=（ ∑Hi）末 －（ ∑Hi）始 = kJ Q1=ⅹ = kJ 氣體吸熱 Q2： 氣體吸熱時(shí)的平均溫度：（ 181+215） /2=198℃ ， T=471K 根據(jù)《物理化學(xué)》知 CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式： Cp,m=a+bT+CT2來計(jì)算熱容。熱容的單位為 kJ/（ kmol?℃ ）查表可得： 表 210 各變換氣的等壓摩爾熱容 物質(zhì) CO CO2 H2 H2O N2 CH4 Cp,m 平均 Cp,m =∑Yi*Cp,m = KJ/（ kmol?℃ ） 所以氣體吸熱 Q3=**(435330)= kJ 假設(shè)熱損失 Q4 根據(jù)熱量平衡的： Q= Q3 +Q4 Q4= kJ 中間冷淋過程的物料和熱量衡算 此過程采用水來對(duì)變換氣進(jìn)行降溫。以 p=1atm， t=25℃ 為基準(zhǔn)的氣體的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓計(jì)算式為： HT=△ H0298+298T CpdT? 式中 HT ——?dú)怏w在 ?T298在 TK 的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓 △ H0298 ——該氣體在 25℃ 下的標(biāo)準(zhǔn)生成熱 14 T——絕對(duì)溫度， K； Cp,m——?dú)怏w的等壓比熱容 氣體等壓比熱容與溫度的關(guān)系有以下經(jīng)驗(yàn)式： Cp,m=a+bT+cT 2 式中 a、 b、 c…… 氣體的特性常數(shù) 將式代入式積分可得統(tǒng)一基準(zhǔn)焓的計(jì)算通式： HT= 298H?△ + （ T298） a+(T22982)b+(T32983)c 采用氣體的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓進(jìn)行熱量平衡計(jì)算，不必考慮系統(tǒng)中反應(yīng)如