合成氨工艺毕业设计(6)

汽/气=0.315 温度：408℃

出口条件：CO（干）7.07% 操作压力：2MPa（表） 同理求得

中变催化剂总用量

(2) 催化剂床层直径的确定

变换炉设计应考虑催化剂床层的阻力降。阻力降与设备直径及催化剂床层高度有关。

要求中变催化剂床层阻力小于6.86KPa，（小于700mmH2O） 设催化剂床层直径为φ2.9m 催化剂床层阻力降由下式计算

将催化剂的粒度折算成相当于同体积的球体直径

a. 一段催化剂层阻力 一段气体平均分子量=18.5 一段气体操作状态下的重度

一段气体重量流速（湿）

b. 一段催化剂层高

c. 二段催化剂层阻力 二段气体操作状态下的密度

二段湿气体的质量流速

d. 二段催化剂层高

e. 三段催化剂层阻力及催化剂层高 同理得：

中变炉催化剂总阻力

上面计算结果湿新装催化剂床层的阻力降，实际上由于装填过程中催化剂的破碎，未筛净的粉尘带入的因素，故生产中催化剂的阻力降往往大于计算值，特别是催化剂使用后期更甚。 2.2.2饱和热水塔计算 (1) 饱和塔计算 已知条件

塔型：填料塔，采用50瓷矩鞍环 干半水煤气组成

组分 V%

CO2 6.5

CO 32.5

H2 41.5

N2 18

CH4 1.0

O2 0.5

平均操作压力进塔气体温度40℃ 气体出塔温度115℃ 进水温度120℃ 出塔水温t2=98.6℃ 进塔干气流量33000m3/h 干半水煤气平均分子量18.15

进塔气体湿含量

出塔气体湿含量进塔水流量出口热水流量

a. 塔径计算

由于塔出口温度最高，湿含量最大，计算塔径时以塔顶条件进行计算。要求填料 阻力<0.147kPa (即15mmH2O)/m填料 气体流量

为了与热水塔直径一致，取塔径为2.9m。

b. 空塔速度的计算

对矩鞍环用通用关联图计算饱和泛点速度（参见资料[2]图8-2-27）。

图的横坐标：式中：

--液体流量，kg/h —气体流量，kg/h —液体重度，kg/m3 —气体密度，kg/m3 —空塔速度，m/s

；图的纵坐标为：

g—重力加速度，9.81m/s2 μL—液体粘度，m?Pa?s φ—填料因子，m-1

—液体校正系数，即水的重度与液体重度之比，=γ水/γL 各数据如下：

操作状态下出塔气体体积：

水的黏度：水在120℃，50瓷鞍环

则

查手册[5]知

c. 理论塔板数计算 ① 平衡曲线计算

式中：

—干气体平均比热容（0→t℃），kJ/(kg?℃) i—水蒸汽在t℃时的焓，kJ/kg

计算出95～120℃时饱和半水煤气的焓，并列于下表

温度℃

蒸汽焓i(kcal/kg)

饱和蒸汽压

(105Pa) (绝)

80 85 90 95 100 105

631.3 633.3 635.4 637.3 639.3 641.0

0.4829 0.5894 0.7149 0.8619 1.0332 1.2318

kcal/(kg?℃) 0.3770 0.3772 0.3773 0.3775 0.3777 0.3779

8.467 8.361 8.235 8.088 7.917 7.718

0.0570 0.0705 0.0868 0.1066 0.1305 0.1596

干气比容

(105Pa) (绝)

t—温度，℃

出塔湿气含量 出塔气热含量

Kg(汽)/kg(干气)

0.0504 0.0623 0.0767 0.0942 0.1153 0.1410

kJ/kg 258.45 298.23 344.83 399.89 464.88 542.35

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