年產(chǎn)5萬噸合成氨變換工段工藝初步(doc畢設(shè)論文)-文庫吧資料
2025-07-01 14:49本頁面
【正文】 CH4Cp31所以Cpm= ∑Yi*Cp = kJ/（kmol.℃）Q2=**(415353) Q2根據(jù)熱量平衡： Q2= X() X=== M3(標(biāo))所以進(jìn)二段催化床層的變換氣組分：水的量為：+= M3(標(biāo))組 分CO2COH2N2CH4H2O合計(jì)含量％100M3(標(biāo))koml9．中變爐二段催化床層的物料衡算：（總轉(zhuǎn)化率）*= M3(標(biāo))在中變爐二段催化床層的轉(zhuǎn)化的CO的量為：（）=(標(biāo))=出中變爐二段催化床層的CO的量為：= M3(標(biāo))故在二段催化床層反應(yīng)后剩余的CO2的量為：+= (標(biāo))故在二段催化床層反應(yīng)后剩余的H2的量為： += (標(biāo))故在二段催化床層反應(yīng)后剩余的H2O的量為：= (標(biāo))所以出中變爐的濕組分：組 分CO2COH2N2CH4H2O合計(jì)含量％100M3(標(biāo))koml對出變爐一段催化床層的變換氣溫度進(jìn)行估算：根據(jù)：K= （H2％CO2％）/（H2O％CO％）計(jì)算得K=查《小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊》知當(dāng)K==409℃設(shè)平均溫距為48℃，則出變爐一段催化床層的變換氣溫度為：409℃44℃=365℃：以知條件：進(jìn)變爐二段催化床層的變換氣溫度為：353℃ 出變爐二段催化床層的變換氣溫度為：365℃變換氣反應(yīng)放熱Q1: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：632K,計(jì)算結(jié)果如下：組分H2H2OCOCO2Ht（kcal/kmol）Ht（kJ/kmol）放熱： CO +H2O=CO2+H2 （1）△H1=（∑Hi）始－（∑Hi）末 = kJ/kgQ1=*= kJ/kg氣體吸熱Q2：根據(jù)《物理化學(xué)》知CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式：Cp=a+b+CT2來計(jì)算熱容。查《小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊》C6型催化劑的正負(fù)反應(yīng)活化能分別為E1=10000千卡/公斤分子，E2=19000千卡/公斤分子。ni 始態(tài)或末態(tài)氣體的千摩爾數(shù)，kmol；Hi — 始態(tài)溫度下或末態(tài)溫度下；I — 氣體的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓，kcal/kmol，（）現(xiàn)將有關(guān)氣體的計(jì)算常數(shù)列于下表中 氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（通式）常數(shù)表分子式 a0 a1 a2 a3 a4O2103 10–310–710–10H210310－410－710－11H2O10410－310－710－11N210310－410－710－11CO10410－410－910－11CO210－310－6計(jì)算O2的基準(zhǔn)焓：根據(jù)基準(zhǔn)焓的計(jì)算通式：Ht=a0+a1T+a2T2+a3T3+a4T4在415℃時(shí)T=415+273=683K查表可得變換氣的各個(gè)組分的基準(zhǔn)焓列于下表：組分O2H2H2OCOCO2Ht（kcal/kmol）Ht（kJ/kmol）放熱： CO +H2O=CO2+H2 （1）△H1=(∑Hi)始（∑Hi）末=+++ =Q1=（）= O2 + 2H2= 2 H2O （2）Q2=△H2=（∑niHi）始－（∑niHi）末=氣體共放熱：Q=Q1+Q2=+=氣體吸熱Q3：根據(jù)《物理化學(xué)》知CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式：Cp=a+b+CT2來計(jì)算熱容。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=Cpdt 式中 HT ——?dú)怏w在在TK的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓，kcal/kmol()；△H0298 ——該氣體在25℃下的標(biāo)準(zhǔn)生成熱，kcal/kmol()；T——絕對溫度，K；Cp ——?dú)怏w的等壓比熱容，kcal/（kmol.℃）[（kmol.℃）]氣體等壓比熱容與溫度的關(guān)系有以下經(jīng)驗(yàn)式：Cp=A0+A1T+A2T2+A3T3+…… 式中A0、AAA3……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=a0+a1T+a2T2+a3T3+a4T4 式中常數(shù)a0、aaaa4與氣體特性常數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)生成熱的關(guān)系為： a1=A0, a2=A1/2, a3=A3/4, a4=A3/4a0=△H0298－－a2－a3－a4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)如何進(jìn)行，步驟有多少，只要計(jì)算出過程始態(tài)和末態(tài)焓差，即得出該過程的總熱效果。因?yàn)檫M(jìn)中變爐一段催化床層的變換氣濕組分：組 分CO2COH2N2O2CH4H2O合計(jì)含量，％100M3(標(biāo))474koml假使O2與H2 完全反應(yīng)，O2 完全反應(yīng)掉故在一段催化床層反應(yīng)掉的CO的量為：60％=(標(biāo))=出一段催化床層的CO的量為：= M3(標(biāo))=故在一段催化床層反應(yīng)后剩余的H2的量為:+= M3(標(biāo))=故在一段催化床層反應(yīng)后剩余的CO2的量為：474+= M3(標(biāo))=出中變爐一段催化床層的變換氣干組分：組 分CO2COH2N2CH4合計(jì)含量％100M3(標(biāo))koml剩余的H2O的量為：+2=(標(biāo))=所以出中變爐一段催化床層的變換氣濕組分：組 分CO2COH2N2CH4H2O合計(jì)含量％100M3(標(biāo))koml對出中變爐一段催化床層的變換氣的溫度進(jìn)行計(jì)算：已知出中變爐一段催化床層的變換氣濕組分的含量（％）：組 分CO2COH2N2CH4H2O合計(jì)含量％100M3(標(biāo))koml對出變爐一段催化床層的變換氣溫度進(jìn)行估算：根據(jù)：K=(H2％CO2％)/（H2O％CO％)計(jì)算得K=查《小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊》知當(dāng)K==445℃設(shè)平均溫距為30℃，則出變爐一段催化床層的變換氣溫度為：445℃30℃=415℃4．中變爐一段催化床層的熱量衡算以知條件：進(jìn)中變爐溫度：335℃ 出變爐一段催化床層的變換氣溫度為：415℃反應(yīng)放熱Q：在變化氣中含有CO，H2O，O2，H2 這4種物質(zhì)會(huì)發(fā)生以下2種反應(yīng)：CO +H2O=CO2+H2 （11）O2 + 2H2= 2 H2O
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