年產(chǎn)5萬噸合成氨變換工段工藝初步(doc畢設(shè)論文)-閱讀頁
2025-07-10 14:49本頁面
【正文】 合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊(cè)》B302型催化劑的正反應(yīng)活化能分別為E1=43164kJ/komlCO變化反應(yīng)的逆反應(yīng)活化能E2為：E2 E1=r*(△H)對(duì)于CO變換反應(yīng)r=1，則E2=(△H) + E1△H為反應(yīng)熱，取其平均溫度下的值，即：（181+203）/2=192℃，T=465KCO的反應(yīng)式為： CO +H2O=CO2+H2 反應(yīng)熱是溫度的函數(shù)，不同溫度下的反應(yīng)熱可以用以下公式計(jì)算：△H=*T+103*103T3得：△H= kcal/kmol= kJ/kmolE2 =+43164= kJ/kmol6．最適宜溫度曲線由式Tm= 進(jìn)行計(jì)算最適宜溫度計(jì)算列于下表中：XpT402421440457475493t129148167184201220XpT510t237將以上數(shù)據(jù)作圖即得最適宜溫度曲線如下圖： 第三節(jié)．廢熱鍋爐的熱量和物料計(jì)算1．已知條件：進(jìn)廢熱鍋爐的轉(zhuǎn)化氣組份：組份CO2COH2N2CH4O2H2O合計(jì)％100M3(標(biāo))474koml進(jìn)廢熱鍋爐的溫度為：925℃出廢熱鍋爐的溫度為：335℃進(jìn)出設(shè)備的水溫：20℃出設(shè)備的水溫：335℃進(jìn)出設(shè)備的轉(zhuǎn)化氣（濕）：進(jìn)出設(shè)備的水量：X koml物量在設(shè)備里無物量的變化。熱容的單位為kJ/（kmol.℃）物質(zhì)COH2H2OCO2N2a30b/103c/105CH4可用公式Cp=a+b+cT2+dT3來計(jì)算熱容：物質(zhì)abcdCH4計(jì)算結(jié)果：組分COH2CO2H2ON2CH4CpCpm=∑Yi*Cp=（kmol.℃）Q2=**（920+273）=（2）出熱：轉(zhuǎn)化氣的帶出熱：Q3=（330+273）=轉(zhuǎn)化氣在335℃時(shí)T=608K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。= 第四節(jié) 主換熱器的物料與熱量的計(jì)算：進(jìn)出設(shè)備的變換氣的量：進(jìn)出設(shè)備的水的量：Xkoml物料的量在設(shè)備中無變化。熱容的單位為kJ/（kmol.℃）物質(zhì)COH2H2OCO2N2a30b/103c/105CH4可用公式Cp=a+b+cT2+dT3來計(jì)算熱容：物質(zhì)abcdCH4計(jì)算結(jié)果：組分COH2CO2H2ON2CH4CpCpm=∑Yi*Cp=（kmol.℃）Q1=**（365+273）=水的帶入熱Q2:水在20℃時(shí)Cp= 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=a+b+CT2來計(jì)算熱容。熱容的單位為kJ/（kmol.℃）物質(zhì)COH2H2OCO2N2a30b/103c/105CH4可用公式Cp=a+b+cT2+dT3來計(jì)算熱容：物質(zhì)abcdCH4計(jì)算結(jié)果：組分COH2CO2H2ON2CH4CpCpm=∑Yi*Cp=（kmol.℃）Q2=**454=設(shè)備及管道損失?。鹤儞Q氣放出的熱量：Q=Q1Q2Q3= 第二章 設(shè)備的計(jì)算1. 低溫變換爐計(jì)算 已知條件：.氣體進(jìn)口溫度 180℃氣體出口溫度 220℃氣體流量（干） =濕氣流量 = Nm3/h進(jìn)低變爐催化劑氣體（干）組分組 分CO2COH2N2CH4合計(jì)含量％100低變爐出口干氣中CO含量： CO%=%入催化劑蒸汽比 R= 催化劑用量計(jì)算B302型低變催化劑的宏觀動(dòng)力學(xué)方程為：r=1822exp(1)根據(jù)低變催化劑的選用原則，故選B302型國(guó)產(chǎn)低變催化劑，當(dāng)變換氣中CO（干）%時(shí)，計(jì)算得催化劑床層空速為2120（標(biāo)）/（m3.．h）． 對(duì)于B204因動(dòng)力學(xué)方程式中催化劑按體積計(jì),計(jì)算出的催化劑床層空速是以體積為單位的“空速”.因此,催化劑理論用量：V低=在采用中變串低變的流程中，低變催化劑條件較好，故可以不考慮催化劑備用系數(shù)。取其平均值為5=，即轉(zhuǎn)化為球形粒徑，dp== , 則： E=+氣體平均分子量M=氣體在進(jìn)入低變催化劑層中的重度γγ== 式中：200為氣體的平均溫度值 氣體質(zhì)量流量G==()L== m 所以：ΔP= =396Kgf/m2=(396mmH2O) 計(jì)算結(jié)果符合要求ΔP＜,2. 中變廢熱鍋爐取中變廢熱鍋爐入口熱水溫度為80℃,假定出口熱水溫度為150℃,查飽和水蒸氣表得150℃時(shí)的焓值IH2O=㎏, IH2O(g)= KJ/㎏, KJ/㎏ 已知條件: 氣體流量及組成(不考慮水蒸氣冷凝量)進(jìn)氣流量:=出氣流量:= kmol/h氣體組成:同中變氣體出口組成(略) =操作狀況:操作狀況進(jìn)口溫度℃出口溫度℃操作壓力,mPa(絕)中 變 氣430280熱 水80150蒸汽壓 換熱器熱負(fù)荷:擬采用單程換熱器,并使熱氣體走管內(nèi),冷氣體走管間,故以熱氣體放出熱量為計(jì)算熱負(fù)荷: Q=(Q放 Q損) =() = 設(shè)備直徑與列管數(shù)量確定:為使設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,減少熱量損失,提高單位面積換熱能力,擬采用φ25,單程結(jié)構(gòu),并使熱氣體走管內(nèi),冷氣體走管程.列管數(shù)量估算:管內(nèi)氣體重量流量為: G== 為使管內(nèi)雷諾準(zhǔn)數(shù)大于10000，估計(jì)重量流速為25Kg/(),則需要列管數(shù)為：n=(根) 管板直徑估算： 采用正六角形排列，取充填系數(shù)η=，管間距取t=19mm. D==30= 設(shè)備規(guī)格選定： 中變廢熱鍋爐內(nèi)徑取940mm,列管φ25，采用正六角形排列，管間距取30mm, 管壁與殼壁凈距不小于15mm。MSm)(Cm 181。M/181。mSm= = d0G/181。操作壓力≤2中變換熱器C2021U型換熱器，列管：φ2523淬冷器F2021工作壓力：工作溫度：180℃4低溫變換爐D2051材質(zhì)：16MnR操作溫度≤260℃操作壓力≤5中變廢熱鍋 爐C2011型號(hào)：DG255010致謝通過這一階段的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我受益匪淺，不僅鍛煉了良好的邏輯思維能力，而且培養(yǎng)了棄而不舍的求學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅重溫了過去所學(xué)知識(shí)，而且學(xué)到了很多新的內(nèi)容。所以，我很用心的把它完成。最后，我要感謝我的指導(dǎo)老師張霞，他們對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了多次的修改，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以順利完成
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