【正文】 0??（ ） ℃，得： RH 9 1 9 9 . 2 1 c a l / k m o l 3 8 5 1 5 . 3 4 k J / k m o l? ? ?V 2E 10 5 6 7 k J / k m o l? 表 5 氣體最適宜溫度 Xp tm/℃ Xp tm/℃ Xp tm/℃ 用以上數(shù)據(jù)作圖即得最適宜溫度曲線 。 中變爐二段催化劑層物料及熱量計(jì)算 中間冷激過(guò)程的物料及熱量計(jì)算 。 氣體放出熱 Q1設(shè)噴水后氣體溫度為 360℃ ，氣體從 480℃ 降到 360℃ 的平均溫度為 420℃ 下，查 圖 461圖 462 并計(jì)算得比熱容為 ： [8] p .mC 3 1 5 k J / k m o l? 18 1Q 2 1 6 3 1 5 t?? V 冷 凝水吸收熱 Q2 ： 進(jìn)水溫度為 70℃ ， 查得 70℃ 時(shí)水的焓為 kJ/kg； 360℃ 、 時(shí)蒸汽的焓 為 kJ /kg。 二段催化劑床層物料及熱量計(jì)算 CO 在二段催化劑床層的變換率為 56%，出二段催化劑乘氣體溫度為403℃ ，入二段催化劑床層汽：氣 =： 。 1Q 3 8 5 0 0 9 . 4 7 4 3 6 4 7 4 9 . 0 0 k J? ? ? 氣體升溫吸收熱 Q2 ： 濕變換氣在平均溫度 384℃ 的平衡熱量 得 kJ/(kmol 熱平衡 ： Q1= Q2 + Q3 即： = Q3+△t 得 ： △t=48 二段催化劑出口氣變換溫度為 360+48=408℃ 。 入二段催化劑汽 /氣比為 :100,根據(jù)二段催 化劑床層氣體組成 按 式(433)就算出各溫度下的 CO 的平衡變換率 。 表 9 二段催化劑最適宜溫度 Xp tm℃ 根據(jù)二段催化劑床層變換率平衡計(jì)算結(jié)果得 : 入二段催化劑床層氣體溫度 ： 360℃ 出二段催化劑床層氣體溫度 ： 408℃ 入二段催化劑床層 CO變換率 ： 56% 出二段催化劑床層 CO變換率 ： % 由 此可作出二段催化劑的操作線 ,二段催化劑的平衡曲線 ,最適宜溫度曲線及操作線 。 三段催化劑床層的物料衡算 ： CO 的變換量 ： 31 6 6 . 6 6 1 2 2 5 4 . 6 6 N m 2 . 4 4 k m o L? ? ? 出口干氣總量 ： 33 6 8 0 . 4 5 4 . 6 6 3 7 3 5 . 0 6 N m 1 6 6 . 7 4 k m o l? ? ? CO 在三段催化劑床層的變換率為 ： ? ?1 6 6 . 6 6 1 2 2 / 1 6 6 . 6 6 1 0 0 % 3 2 . 8 5 %? ? ? 表 10 出三段催化劑層濕氣組成 組成 CO2 CO H2 N2 CH4 H2O 合計(jì) % 100 N m3 112 kmol 設(shè)三段催化劑層出口氣體溫度為 344℃ ， 取平衡溫距為 25℃ ， 則t 357 25 369? ? ? ℃,則 CO的平衡變換率可算得 ： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?p c o 2 H 2 O c o H 2 O p p p pK P P / P P c a x d a x / a a x b a x 1 6 . 5 6??? ? ? ? ? ? ??? 解上式得 :Xp=% 出口氣體溫度校檢 ： 222p C O % %K 1 6 .5 3%%HC O H O??ˊ 計(jì)算得結(jié)果與 382℃ 時(shí)的 Kp值相近，符合要求。 1Q 2 .4 4 3 9 0 0 0 9 5 1 6 0k J? ? ? 氣體升溫吸熱 Q2： 濕氣體在平 均溫度 347℃ 的平均比熱容 查文獻(xiàn)得 kJ/(kmol [8]則 ： 2Q 2 1 4 3 5 . 1 4 t 7 5 1 9 . 8 t k J? ? ?VV 熱損失 Q3：設(shè) Q3=5000 熱平衡 ： Q1 = Q2+ Q3 即 ： 9 5 1 6 0 7 5 1 t 5 0 0 0??V 解得 ： t 12?V ℃ 三段催化劑層出口變換氣溫度為 ： t 350 12 362? ? ? ℃ 三段催化劑層平衡曲線計(jì)算 入三段催化劑汽 /氣比為 ： 100。 21 表 11 CO 的平衡變換率 t/℃ 280 300 320 340 360 380 400 X p 最適宜溫度曲線計(jì)算 與一段催化劑最適宜溫度相同的算法，計(jì)算出三段催化劑最適宜溫度曲線 。 圖 1 變換爐工藝條件計(jì)100 50 0CO變換率%250 290 330 370 410 450 490溫 度 ℃ 22 飽和 熱水塔出口熱水溫度估算 水加熱器出口變換氣溫度 設(shè)出水加熱器氣體壓力為 ,氣體中水蒸氣分壓為 ： 查蒸汽性質(zhì)表得露點(diǎn)溫度 t=150℃ ，設(shè)水加熱器出口溫度為 156℃ ，即入熱水塔變換氣溫度為 156℃ 。熱水塔出口熱水取 ℃ 。 出飽和塔半水煤氣溫度取 150℃ 。℃), 蒸汽焓 查得i= kJ/kg?！? ?！?, [8] 蒸汽的焓 查得。 4Q 2 1 4 5 2 4 H k J? 熱損失 : 5Q 36000kJ? 合計(jì)： kJ 熱平衡 ： 1 2 3 4 5Q Q Q Q Q? ? ? ? 得 ? ?H 1 4 4 8 7 4 9 1 . 6 2 2 0 0 2 6 7 . 0 4 8 / 2 1 4 5 5 . 3 0 5 9 6 . 2 2 k J? ? ? 查表得出塔水溫 t=136℃ 。 變換氣帶出蒸汽量 ： ? ? 33 9 3 . 9 2 8 3 7 2 0 . 6 6 / 2 1 0 0 3 9 3 . 9 2 8 8 5 9 . 0 9 N m 3 7 . 9 3 k m o l? ? ? ? 塔內(nèi)蒸汽冷凝量 ： 25 1 1 0 1 . 0 9 4 8 4 9 . 6 9 2 5 1 . 4 1 1 1 . 2 2 K m o l 2 0 2 . 0 3 k g? ? ? ? 設(shè)飽和熱水塔的排污由飽和塔底排出，排污量為總循環(huán)量的 %，則排污量為 ： 1 2 2 2 . 2 2 2 0 . 5 % 6 . 1 1 1 k m o l 1 1 0 k g? ? ? 塔頂進(jìn)水量 ： 1 1 9 1 . 9 6 1 6 . 1 1 1 1 1 8 5 . 8 5 K m o l 2 1 3 4 5 . 3 k g? ? ? 外界向系統(tǒng)補(bǔ)水 ： 2 2 0 0 0 2 1 3 4 5 . 3 2 0 2 . 0 3 4 5 2 . 6 7 k g? ? ? 熱量衡算： 入熱 氣體帶入熱 Q1： 在進(jìn)氣溫度 156℃ 時(shí) ,干氣比熱容 查得 CP= kJ/(kmol℃) ?！?, 蒸汽的焓 查文獻(xiàn)得 i=。 即熱水塔排水溫度為 ℃ 進(jìn)飽和塔水溫核算 水加熱器供熱 ： 1165120kJ 水吸收熱 ： H 1 1 6 5 1 2 0 / 2 2 0 0 0 5 2 .9 6 k J?? 進(jìn)塔熱水的焓 ： H 6 0 5 .3 5 5 2 .9 6 6 5 8 .3 1 k J? ? ? 解得 t=155℃ ， 與所假設(shè)的飽和塔熱水進(jìn)口溫度一致。 熱量衡算 ： 入熱 變氣帶入熱 Q1： 408℃ 時(shí)氣體平均比熱容 ： pC ? ? K J/ km ol? ℃ 1Q 2 1 3 . 4 8 5 7 3 6 . 0 6 4 0 8 3 1 4 0 9 0 4 . 0 9 8 k J? ? ? ? 半水煤氣帶入熱 Q2： 設(shè)半 水煤氣進(jìn)口溫度為 260℃ ， 氣體在 260℃ 時(shí)計(jì)算得平均比熱容為 查得Cp ? /(kmol [8] 2Q 1 8 8 . 8 3 3 2 . 3 7 6 6 1 1 3 . 4 3 K J? ? ? 合計(jì) 3 1 4 0 5 2 8 6 1 1 3 tk J? 出熱 設(shè)備出口變換器帶出熱 Q3 ， 350℃ 時(shí)計(jì)算出氣體平均比熱容 查得 pC = Kj/(kmol 3Q 2 1 3 . 4 6 3 4 . 9 1 0 3 5 0 2 6 0 8 1 6 1 . 0 1 k J? ? ? ? 27 4 1 8 8 . 8 3 3 2 0 3 4 . 2 0 2 4 2 0 6 6 7 0 0 . 5 4 1Q ? ? ? ? 熱損失 5Q 31204K? 合計(jì) 熱平衡 1 2 3 4 5Q Q Q Q Q? ? ? ? 即 3 1 4 0 5 2 5 . 9 8 6 1 1 3 . 4 3 t 4 7 0 6 1 8 7 . 1 0?? 解 得 t=256℃ ， 入設(shè)備半水煤氣溫度應(yīng)為 256℃ 主熱交換器物料及熱量衡算 已知條件： 物料量： 進(jìn)出設(shè)備半水煤氣量（濕） kmol 進(jìn)出設(shè)備變換氣量（濕） kmol 物料量在設(shè)備內(nèi)無(wú)變化 溫度： 變換器進(jìn)設(shè)備溫度 344℃ 變換器出設(shè)備溫度 t℃ 半水煤氣出設(shè)備溫度 256℃ 進(jìn)設(shè)備半水煤氣溫度計(jì)算： 出飽和塔氣體補(bǔ)充過(guò)熱蒸汽后 物料量與入變換爐一段氣量組成相同。 1Q 1 3 4 . 9 1 7 3 0 . 9 70 1 5 0 6 2 6 7 5 6 . 9 2 k J? ? ? ? 過(guò)熱蒸汽量 Q2： 350℃ ， 過(guò)熱蒸汽的焓 查得 i 7 5 5 k c a l / k g 3 1 6 1 . 0 3 4 k J / k g?? . 需要補(bǔ)充的過(guò)熱蒸汽的量 ： 5 3 .9 1 3 1 .0 5 3 1 8 4 1 1 .4 2 6 k g? ? ?（ ） 2Q 4 1 1 . 4 2 6 3 1 6 1 . 0 3 4 1 3 0 0 5 3 1 . 6 5 k J? ? ? 半水煤氣中 蒸汽量 Q3： 150℃ 時(shí)的蒸汽焓 i kJ / kg.? 3Q 3 1 . 0 5 3 1 8 2 7 5 0 . 7 1 5 3 7 5 1 4 . 7 7 k J? ? ? ? 合計(jì) 蒸汽混合后： 設(shè)干半水煤氣與蒸汽混合后溫度為 170℃ ，干半水煤氣 170℃ 時(shí)的比熱容 查得 (kmol 干半水煤氣 170℃ 時(shí)的熱量為 Q4 ： 28 4Q 1 3 4 . 9 1 6 3 1 . 1 7 6 t 42 0 6 . 1 4 1 t k J? ? ? 蒸汽 170℃ 時(shí)的熱量為 Q5 ， 混合氣中蒸汽分 壓為 ， 蒸汽在 170℃及 時(shí)的焓 i kJ / kg? , 5Q 5 3 . 9 1 1 8 2 8 2 6 . 0 9 2 7 4 2 3 8 1 . 2 1 4 k J? ? ? ? 熱損失 Q6， 設(shè) 6Q ? 。 出熱交換器的變換氣的溫度： 入熱 變換器帶入熱 Q1 變換氣在 344℃ 時(shí) 氣體平均比熱容 得 ? ? / km ol? ℃。 2Q 1 8 8 . 8 3 3 2 . 1 4 6 1 70 1 0 3 1 9 2 1 . 9 6 k J? ? ? ? 合計(jì) ： kJ 出熱 半水煤氣帶出熱 Q3 半水煤氣在 256℃ 比熱容 pC = kJ/(kmol 3Q 1 8 8 . 8 3 3 2 . 2 5 2 5 6 1 5 5 8 9 8 0 . 4 8 k J? ? ? ? 變換器帶出熱 Q4： 設(shè)變換 器出口 溫度為 294℃ ，在 294℃ 時(shí) 變換器 的比 熱容 kJ/(kmol 4Q 2 1 3 .4 6 3 2 6 8 1 3 .6 4 t?? 熱損失 5 Q kJ? 合計(jì) 1 5 9 8 7 7 0 .2 8 6 8 1 4 t? 熱平衡 Q1 = Q2= Q3 + Q4 + Q5 即 1 5 9 8 7 7 0 . 2 8 6 8 1 3 . 6 4 t 3 6 0 1 9 8 0 . 3 6?? 解得 t=294℃ 即變換氣出熱交換器時(shí)的溫度為 294℃ 。