冷却冷凝器的物料衡算以及热量衡算文档格式.docx

1、yit二36. 73%/（1+0. 6）=22. 96%yN2=21. 56%/（1+0. 6）=13. 48%ycHz=O. 98%/（1+0. 6）=0. 61%yo：=0. 26%/（1+0. 6）=0. 16%YH2（f0. 6/（1+0. 6）=37. 49%3-2入炉湿气的组成一段出口温度的计算ti =ti- A ti+yo：（- A Hr）o：/Cp+yco（- A Hr）co（xi-xo） ,/Cp （3-1）一段的出口温度C ti一段的入口温度yo一一段入口处02的湿基组成 yco段入口处C0的湿基组成Cp一混合气体的真分子热熔kcal/kmolcCXI、X2段入口、出口的转

2、化率（-A Hr） 0：02 反应热，kcal/kmol （-A Hr） coCO 反应热，kcal/kmorC设一段的出口温度为ti二461C,则可从手册中查得：（-A Hr） co=8960kcal/kmolC （- A Hr） O2=115600kcal/kmol 在 P=7. 465kg/cm2 T二（ti+ti）/2二（461+340）二400. 5C下查合成氨厂工艺技术与设计手册可得各组分的定压分子热熔：CpH：o二9. llkcdl/kmolC 混合气体的比热容为：Cp 2= yiCpi fy】一混合气体各组分的湿基组成Cpi各组分的恒压比热容,kcal/kmol n总的组分数C

3、p一混合式气体的比热容，kcal/kmolCp二 19. 04%X7. 40+6. 26%X11. 72+22. 96%X 7. 00+13. 48%X 7. 29+0. 61%X13. 00+0 .16%X7. 75+37. 49%X9. 11=8. 24kcal/kmolC=34. 44kj/kmol将所求得的上述数据代入公式（3-1）得：tf =340-3+0. 16% X 115600/8. 24+19. 04%8960X49. 7%/8. 24=462. 34 相对误差 e二（462. 34-461） /461=0. 29%0. 5%所以：原假设合理，一段的出口温度为ti二462.3

4、4C 转化率为Xi二49. 7%一段出口处湿变换气各组分的物质的量为：m,co=nco （1-X1） =0. 1904（1-49. 7%）=0. 0958kmolm, co2=nco2+ncoxi=0. 0626+0. 1904X49. 7%=0. 1572kmolm,H2=nH：+ncoXi-2no2=0. 2296+0. 1904X49. 7%-2X0. 0016=0. 3242kmolni,N2=riN2=0. 1348kmolnbCHi=ncHF0. 0061kmolm, H：o=nH）+2no2-ncoXi=0. 3749+2X0. 0016-0. 1904X49. 7%=0. 28

5、35kmolm,02=0kmol3-3出一段的催化剂床层湿气体的组成1.3二段出口温度的计算1、一段、二段间喷淋水量的计算 在一段与二段间列热量衡算式为:（3-3）CpiNttT+W12MH：0iH：0二WrMHzOi 汽+CpTNt （t2+A t2Z ） Nt一湿混合气体流量为：lkmol ifco114C时饱和水的焙值,kcal/kg i汽一水蒸气的焙值，kcal/kg血0水的分子质量At2：二段入口温度 At2：冷激温度损失2Cpi：段出口处的湿混合气体恒压比热容，kcal/kmorCCpT ：二段出口处的湿混合气体恒压比热容，kcal/kmorC在P=7. 485kg/cm2 tiC

6、下查合成氨厂工艺技术与设计手册可得各组分的定压分子热熔：Cpco二7. 50kcal/kmolC Cpco：=12. 02kcal/kmolCpH2=7. Olkcal/kmorC CpN:=7. 40kcal/kmolCpcHi二 14. 22kcal/kmolC Cpo：二9. 24kcal/kmol则将数据代入公式（3-2）得混合气体的比热容为：Cpi二9. 56%X7. 50+15. 69%X12. 02+32. 37%X7. 01+13. 46%X7. 40+0. 0061%X14. 22+28. 91%X9. 24=8. 54kcal/kmorC=35. 69kj/kmol设二段入

7、口温度t2=39VC, P二7. 465kg/cm2下查合成氨厂工艺技术与设计手册可 得各组分的定压分子热熔：Cpco二7. 41kcal/kmol二11. 67kcal/kmolCpH2=7. 02kcal/kmorC CPn2=7. 32kcal/kmolCpchf13. 41kcal/kmolC CpH：o=9. 04kcal/kmol则混合气体的比热容为：Cpi二9. 56%X 7. 41+15. 69%X 11. 67+32. 37%X 7. 02+13. 46%X 7. 32+0. 0061%X 13. 4 1+28. 91%X9. 04=8. 41kcal/kmolC=35. 1

8、7kj/kmol在 12=391 C, PH2O=PX0. 6/ （1+0.6） =7. 465X0. 6/ （1+0.6） =2. 80kg/cm2查合成氨厂工艺技术与设计手册可得：i n=777. 4kcal/kg=3249. 53kj/kg,在 114C下饱和水的焰值为：477.48kj/kg, 将上述数据代入公式（3-3）得：35. 69X1. 0016X462. 34+W12X 18X477. 48=W12X 18X3249. 53+35. 17X1. 0016X （391+3）得：W12二0. 053kmol一段、二段间通过冷激后原始组成变为：ycoz=19. 04%/（1+0.

9、053） X 100%二 18. 08%yco二6. 26%/（1+0. 053） X 100%二5. 94%YH2z=22. 96%/（1+0. 053） X 100%二21. 80%yN2Z=13. 48%/（1+0. 053） X 100%二 12. 80%ycH2, =0. 61%/（1+0. 053） X 100%=0. 58%yo2z=0. 16%/（1+0. 053） X 100%二0. 16%ytto二（37.49%+0. 053） / （1+0. 053） X 100%二37. 49%3. 1. 2. 2二段入口处湿基组成的计算二段入口处总的物质的量等于一段出口处总的物质的量

10、与一、二段间冷激水量，即 1. 0016+0. 053=1. 0546kmol湿变换气体的组成：yco二0. 0958/1. 0546 X 100%二9. 10%yco二0. 1572/1. 0546X100%二 14. 93%ya二0. 3242/1. 0546 X 100%二30. 79%ya二0. 1348/1. 0546 X 100%二 12. 80%ycHr=0. 0061/1. 0546 X100%二0. 58%YH2O- （0. 2835+0. 053） /I. 0546 X100%二31. 96%3-4二段入口湿变换气体的组成3. 1. 2. 3二段出口温度t2,与二段转化率X

11、2的计算t2z =t2- A t2+ycox （- A Hr） CO* （X2-X1） /Cp （3-4）式中：t2一二段出口温度，t2二段入口温度，At2-二段温度损失2yco段、二段冷激后的原始co组成XI、X2 一段、二段的转化率Cp混合气体的真分子热熔，kcal/kmol（-AHr）co，CO 反应热，kcal/kmorC设二段出口温度 t2二 431C,则查手册得：（-A Hr） coz =9047kcal/kmol 在 P二7. 465kg/cm2 T二（t2 +t2）/2= （431+391） =411 C下查合成氨厂工艺技术 与设计手册可得各组分的定压分子热熔：Cpco二7.

12、434kcal/kmol=ll. 778kcal/kmol0CCpH2=7. 034kcal/kmorC CPn2=7. 36kcal/kmolCpCHt=13. 67kcal/kmolo=9. 145kcal/kmol将数据代入公式（3-2）得混合气体的比热容为：Cpi二9. 10% X 7. 434+14. 93% X 11. 778+30. 79% X 7. 034+12. 80% X 7. 36+0. 42% X 13.67+31. 96%X9. 145=8. 52kcal/kmolC=35. 62kj/kmol将以上数据代入公式（3-4）得：t2J =391-2+0. 1808X90

13、47X （72%-49. 7%） /8. 52=431. 81相对误差：e= （431.81-431） /431=0. 19%故原假设合理，一段的出口温度为t2二431.81C,转化率为X2=72%二段出口湿变换气体各组分的物质的量为：n2,co二neo （1-X2）=0. 1904（1-72%） =0. 0533kmoln2, co2=nco2+ncoX2=0. 0626+0. 1904 X 72%二0. 1997kmoln2, H2=nH2+ncoX2-2no：=0. 2315+0. 1904X72%-2X0. 0016=0. 3654kmoln2,N2=IlN2=0. 1348kmoln

14、2, CHFnCHFO. 0061kmoln2, H2O=nH）+Wi2+2no2-ncoXi=0. 3749+0. 053+2X0. 0016-0. 1904X72%=0. 2940kmol 表3-5二段出口湿变换气体组成3. 13三段出口温度的计算3. 1. 3. 1二段、三段间喷淋水量W23的计算在二段、三段间列热量衡算式：在一段与二段间列热量衡算式为：Cp2NTt2Z +W23MH2OiH2O=W23fcoi 汽+Cp Nt （ t3+ t3） （ 3-5 ）Nt湿混合气体流量，kmoliH：o114C时饱和水的焰值,kcal/kgi汽一水蒸气的焙值，kcal/kgMh：o水的分子质量Ats：三段入口温度 At3：冷激温度损失3 .1 段出口处的湿混合气体恒压比热容，kcal/kmolCpf ：三段出口处的湿