年產(chǎn)萬(wàn)噸小合成氨廠中溫變換工段工藝設(shè)計(jì)-閱讀頁(yè)
2024-11-23 08:20本頁(yè)面
【正文】 ? ? ?總實(shí) ① 則實(shí)際參加 CO 反應(yīng)的半水煤組分（干）為 組分 CO2 CO H2 N2 CH4 O2 合計(jì) /%V 3Nm 2145 10725 13365 5940 330 0 32505 kmol 則 CO 總變換率為 : ? ? ? ?? ?39。 3 2 . 9 9 4 . 0 %1 0 0 % 8 4 . 4 9 5 %3 2 . 9 9 % 1 4 . 0 %1aaaayyx yy ??? ? ? ???? 變換氣中 CO 含量為 39。 帶入數(shù)據(jù)求得 %px ? b. 入爐蒸汽比（汽 /氣） 計(jì)算 由上面求得 CO 在一段催化劑層轉(zhuǎn)化率 1 %x ? ， 70%的半水煤氣進(jìn)入一段催化劑層， 30%的半水煤氣作為一段出口氣的冷激氣。 CO 反應(yīng)熱 ? ? 61 ( 3 3 5 . 1 5 6 1 4 6 . 7 3 1 ) 3 8 5 0 0 7 . 2 5 4 1 0CO COQ n n H k J? ? ? ? ? ? ? ? ?入 出 O2 燃燒熱 22 562 5 . 1 5 6 1 1 5 6 0 0 5 . 9 6 0 1 0 2 . 4 9 5 1 0OOQ n H k c a l k J? ? ? ? ? ? ? ? ? 合計(jì) 6 6 612 7 . 2 5 4 1 0 2 . 4 9 5 1 0 9 . 7 4 9 1 0Q Q k J? ? ? ? ? ? ? ② 出 熱 氣體溫升吸熱 3Q 設(shè)氣體溫升為 Δt， 氣體在平均溫度 403℃ 下查 資料 [2]圖 461～圖468 計(jì)算得到平均 摩爾熱 容 為 35. 845 / ( )q kJ km ol C??? ? ? 43 1 4 1 9 .4 1 3 3 5 .8 4 5 5 .0 8 8 1 0Q n q t t t? ? ? ? ? ? ? ? ? ?總 出 一 段 熱損失 4Q 設(shè) 64 10Q kJ?? 合計(jì) 4634 5 . 0 8 8 1 0 1 . 3 5 4 1 0Q Q t? ? ? ? ? ? 熱平衡： 1 2 3 4Q Q Q Q? ? ? ∴ 165t?? ℃ 氣體出口溫度為 t = 320 + 165 = 485℃ 與前面所假設(shè)溫度一致。 f. 最適宜溫度曲線計(jì)算 最適宜溫度曲線由下式作出 22 1 11 lnemeTT RT EE E E? ?? 12meT T KE E k J k m o l式 中 ： 、 分 別 為 最 佳 溫 度 及 平 衡 溫 度 ,、 為 正 、 逆 反 應(yīng) 的 活 化 能 ， 以 B109 催化劑的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算?！?） 冷激氣的濕氣組成 組分 CO2 CO H2 N2 CH4 O2 H2O 合計(jì) /%V 3Nm kmol 出一段氣經(jīng)原料氣冷激后濕氣組成 組分 CO2 CO H2 N2 CH4 O2 H2O 合計(jì) /%V 3Nm kmol 則氣體降溫放出的熱量為 63 3 .5 6 2 0 2 9 .9 4 2 4 0 0 3 7 0 2 .0 4 4 1 0? ? ? ? ?（ ）kJ 設(shè)噴淋水的溫度為 61℃ 則查出水在 2 Mpa 下蒸汽的焓為 300 400 50054555657 變換率xp,%溫度， ℃平衡線最適宜溫度曲線操作線 15 則需要的噴淋水量為 39 8 5 3 . 9 4 0 5 4 7 . 4 4 1 1 2 2 6 2 . 6 8 1k g k m o l N m?? a. 入二段中變爐濕氣組成 組分 CO2 CO H2 N2 CH4 O2 H2O 合計(jì) /%V 3Nm kmol 則入二段爐蒸汽比 (汽／氣 )為 b. 二段平衡轉(zhuǎn)化率 二段平均反應(yīng)平衡溫度為（ 370+430） /2=400℃ ，在此溫度下查資料 [2]得 ? 由 100%2p UqAWx ???求得 %px ? 則 CO 反應(yīng)量為 ? ?331 1 . 2 7 3 8 . 9 7 % 4 . 3 9 2 1 0 0C O N m N m? ? ? ? 濕 半 水 煤 氣 則 CO 反應(yīng)總量為 3,2 5 3 5 . 6 0 3 , 1 1 3 . 1 9 7C O C OV N m n k m o l??總 反 總 反 則二段反應(yīng)需要的蒸汽量為 32 5 3 5 . 6 0 3 , 1 1 3 . 1 9 7V N m n k m o l??蒸 汽 蒸 汽 c. 出二段催化劑層氣體組成 ① 出二段催化劑層干氣組成 假設(shè)二段中 O2 和 H2 完全反應(yīng) 組分 CO2 CO H2 N2 CH4 合計(jì) /%V 16 3Nm kmol ② 出二段催化劑層 濕 氣組成 組分 CO2 CO H2 N2 CH4 H2O 合計(jì) /%V 3Nm kmol d. 熱量計(jì)算 計(jì)算 CO 變換反應(yīng)氣體溫升 ① 入熱 CO 反應(yīng)放熱 Q1 設(shè)氣體由 370℃ 升至 430℃ ，反應(yīng)取平衡溫度 400℃ 時(shí)的熱效應(yīng)，查資料 [2]圖 421的反應(yīng)熱效應(yīng) 3 8 5 5 0 /H kJ kmol? ? ? 。 e. 二 段催化劑平 衡曲線計(jì)算 根據(jù)中變爐 二 段入口中蒸汽比（汽 /氣） ，由式
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