【正文】 K=(H2%CO2%)/（ H2O%CO%)計算得 K= 查《小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計手冊》知當(dāng) K= 時 t=472℃ ,設(shè) 平均溫距為32℃ ，則出 變爐一段催化床層的變換氣溫度為： 472℃ 32℃ =440℃ 中變爐一段催化床層的熱量衡算 以知條件：進中變爐溫度： 380℃ ,出 變爐一段催化床層的變換氣溫度為：440℃ ， 反應(yīng)放熱 Q：在變化氣中含有 CO， H2O， O2， H2 這 4 種物質(zhì)會發(fā)生以下 2 種反應(yīng)： CO +H2O=CO2+H2 （ 21） O2 + 2H2= 2 H2O （ 22） 這 2 個反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。 中變的平均溫距為 436℃ 410℃ =26℃ 中變的平均溫距合理，故取的 H2O/CO 可用。 水汽比的確定 取 H2O/CO= 故 V（水） =(標(biāo) ) n(水 )= 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文） 變換工段物料及熱量衡算 6 因此進中變爐的變換氣濕組分 ： 如表 表 組 分 CO2 CO H2 N2 O2 CH4 H2O 合計 含量 % 100 M3(標(biāo)) kmol 中變爐 CO 的實際變換率的求?。? 假定濕轉(zhuǎn)化氣為 100mol，其中 CO 基含量為 %，要求變換氣中 CO 含量為 3%，故根據(jù)變換反應(yīng)： CO+H2O=H2+CO2，則 CO 的實際變換率為： X %= ? ?aaaa YY YY ?? ??1 100=% 式中 Ya、 39。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文） 變換工段物料及熱量衡算 5 2 變換工段物料及熱量衡算 中溫變換物料衡算及熱量衡算 確定轉(zhuǎn)化氣組成 已知條件中變爐進口氣體組成 如表 ： 表 組分 CO2 CO H2 N2 CH4 O2 合計 % 100 計算 基準(zhǔn)： 1 噸氨 計算生產(chǎn) 1 噸氨需要的 變化氣量：（ 1000/17） （ 2） =(標(biāo) ) 因為在生產(chǎn)過程中物量可能回有消耗，因此變化氣量取 3100 m3(標(biāo) ) 日生產(chǎn)量： 100000/3100=要求出中變爐的變換氣干組分中 CO 小于 3% 進中變爐的變換氣干組分如表 表 組 分 CO2 CO H2 N2 O2 CH4 合計 含量， % 100 m3(標(biāo) ) 1720.2 3100 假設(shè)入中變爐氣體溫度為 380℃ ，取出爐與入爐的溫差為 30℃ ，則出爐溫度為 410℃ 。 合成氨的變換工段是成熟工藝，參考文獻資料較多，但是由于本人在校外設(shè)計，能查閱的資料比較有限。 本設(shè)計也有許多不足的地方：壓力選取過高、在設(shè)備計算中氣體在高壓下取的流速不太準(zhǔn)確。另外，就是盡量減 少設(shè)備投資費用。設(shè)計中一共有中溫廢熱鍋爐，中變爐，主換熱器，調(diào)溫水換熱器，低變爐幾個主要設(shè)備。 在本設(shè)計中，根據(jù)已知的氣體組成，操作條件，采用了中變串低變的工藝流程路線。 對本設(shè)計評述 合成氨變換工段工序是合成氨生產(chǎn)中的重要一步，也是較為關(guān)鍵的一步，是后面的所有工序正常運轉(zhuǎn)的前提條件。 設(shè)備的選擇說明 中低變串聯(lián)流程中，主要設(shè)備有中變爐、低變爐、廢熱鍋爐、換熱器等。本設(shè)計參考河南金大地化工有限責(zé)任公司的生產(chǎn)工藝，選用 中串低工藝。由于過量水蒸汽的存在，保證催化劑中活性組分 Fe3O4的穩(wěn)定而不被還原，并使析炭及生成甲烷等副反應(yīng)不易發(fā)生。 汽氣比 水蒸汽比例一般指 H2O/CO 比值或水蒸汽 /干原料氣 .改變水蒸汽比例是工業(yè)變換反應(yīng)中最主要的調(diào)節(jié)手段。從反應(yīng)動力學(xué)的角度來看，溫度升高，反應(yīng)速率常數(shù)增大對反應(yīng)速率有利，但平衡常數(shù)隨溫度的升高而變小，即 CO 平衡含量增大，反應(yīng)推動力變小，對反應(yīng)速率不 利，可見溫度對兩者的影響是相反的。一般小型氨廠操作壓力為 ,中型氨廠為 ～ 。 由于干原料氣摩爾數(shù)小于干變換氣 的摩爾數(shù)，所以，先壓縮原料氣后再進行變換的能耗，比常壓變換再進行壓縮的能耗底。但從動力學(xué)角度，加壓可提高反應(yīng)速率。但是提高壓力將使析炭和生成甲烷等副反應(yīng)易于進行。 一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)是一個可逆的放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱是溫度的函數(shù)。由于中變后串了寬變催化劑，使操作系統(tǒng)的操作彈性大大增加，使變換系統(tǒng)便于操作，也大幅度降低了能耗。在中變串低變流程中，由于寬變催化劑的串入，操作條件發(fā)生了較大的變化。 目前，變換工段主要采用中變串低變的工藝流程，這是從 80 年代中期發(fā)展起來的。 變換工段是指 CO 與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的過程。 因此， CO 變換既是原料氣的凈化過程，又是原料氣造氣的繼續(xù)。合成氨的生產(chǎn)主要分為：原料氣的制?。辉蠚獾膬艋c合成。 shift converter 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文） 摘要 1 目錄 1 緒 論 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 前言 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 工藝原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． ．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．． ．．． 1 工藝條件 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 壓力 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 溫度 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 汽氣比 ．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 工藝流程確定 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 設(shè)備的選擇說明 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． ．．．． 3 對本設(shè)計的評述 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 2 變換工段物料及熱量衡算 ．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5 中溫變換物料恒算及熱量衡算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5 確定轉(zhuǎn)化氣的組成 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5 水汽比的確定 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5 2.. 中換爐一段催化床層的物料恒算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．． 6 中變爐一段催化床層的熱量衡算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 中變爐 催化劑平衡曲線 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 11 最佳溫度 度曲線的計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 11 操作線計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 13 中間冷淋過 程的物料和熱量衡算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 中變爐二段催化床層的物料衡算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15 中變爐二段催化床層的物料衡算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 16 低變爐的物料與熱量計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 18 低變爐的物料衡算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．． 18 低變爐的熱量衡算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．． ．．．．．． 19 低變爐催化劑平衡曲線 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 21 低變爐 最佳溫度曲線的計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 21 最適宜溫度曲線 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．． 22 爐的熱量 和物料計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 23 熱量計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．． 23 水蒸氣的加入 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．． 25 主換熱器的物料與熱量的計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．． 26 3 設(shè)備的計算 ．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．． ．．．． ．． ．．．． ． ．． 29 低溫變爐的計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 29 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文） 摘要 2 媒用量的計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 29 第一段床層觸媒用量 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．． ． 29 二段床層觸媒用量 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．． 30 觸媒直徑的計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 31 中變廢熱鍋爐 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．． ． 35 設(shè)備直徑與列管數(shù)量確定 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． ．． 36 傳熱系數(shù)計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．． ． 37 設(shè)備的選型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 40 4 參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．． ． 41 5 致謝 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 42 河南城建學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文） 緒論 1 1 緒論 前言 氨是一種重要的化工產(chǎn)品，主要用于化學(xué)肥料的生產(chǎn)。 關(guān)鍵詞：中 低 溫 變換；一氧化碳；變換爐； 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文） 摘要 2 Abstract Section of synthetic ammonia transformation process is an important step in ammonia production, is more crucial step, because a normal production of qualified pressed air, is all the processes behind the prerequisite for the normal operation. Therefore, certain conditions must be controlled so that the position of transformation of gas to meet the requirements of the production process. In this design, first int