天然氣制氫氣課程設(shè)計(jì)

1、XX大學(xué)化工課程設(shè)計(jì)說明書題目： 日產(chǎn)28萬立方米氫氣的生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 化學(xué)與環(huán)境工程 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 學(xué) 號： XXX 姓 名： XX 指導(dǎo)老師： XXX 起止時間：年 月 日 年 月 日一 設(shè)計(jì)任務(wù)書日產(chǎn)28萬立方米氫氣生產(chǎn)裝置的設(shè)計(jì)年開工時間300天方法自選設(shè)計(jì)內(nèi)容1）編制工藝過程的物料衡算。2）編制物料流程圖，圖中需表示造氣和凈化全部工藝過程中各主要工序的氣體流量、組成、壓力和溫度。3）編制CO變換工序的物料平衡圖。4）編制燃燒反應(yīng)器和廢熱鍋爐的能量平衡圖。5）繪制包括全部設(shè)備的工藝流程圖（A3）。設(shè)備不需按比例畫，但應(yīng)給出每臺設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造（除燃燒反應(yīng)器、廢熱鍋爐和

2、驟冷塔外）。第一脫硫工序不必詳細(xì)畫出。6）編制CO變換工序的設(shè)備一覽表。目錄一、綜述1二、設(shè)計(jì)工藝計(jì)算.41.物料衡算.42.熱量衡算.8三、物料平衡圖. .13四、參考文獻(xiàn). .14五、設(shè)計(jì)總結(jié).14一綜述1）氫氣用途氫氣球、空飄氫氣球。氫氣也可充氫氣飛艇。 氫氣跟氧氣反應(yīng)時放出大量的熱，氫氧焰可達(dá)3000的高溫，用于焊接或切割金屬；做高能燃料。利用氫氣的還原性，通常狀況下，氫氣是一種無色，無味和無嗅的氣體，氫在水中的溶解度 很小，而在鎳、鈀和鉬中的溶解度都很大，一體積的鈀能溶解幾百體積的氫。氫的滲透性很強(qiáng)，常溫下可透過橡皮和乳膠 管，在高溫下可透過鈀、鎳、鋼等金屬薄膜。由于氫氣具有很強(qiáng)的滲

3、透性，所以當(dāng)鋼暴露于一定溫度和壓力的氫氣中時， 滲透于鋼的晶格中的原子氫在緩慢的變形中引起脆。氫氣在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，但在點(diǎn)燃或加熱等條件下，能夠跟許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 不純的氫氣點(diǎn)燃時會發(fā)生爆炸。但有一個極限，當(dāng)空氣中所含氫氣的體積占混合體積的.2%時，點(diǎn)燃都會產(chǎn) 生爆炸，這個體積分?jǐn)?shù)范圍叫爆炸極限。 氫氣的用途是由氫氣的性質(zhì)決定的。例如，氫氣密度是所有氣體中最小的，可將氫氣充入氣球中氣球就可以飛起來，如 放飛氫氣球、太空 可以冶煉有色金屬和高純鍺、硅，合成氨、鹽酸，石油加氫，制硬化油，高效能燃料，液氫還有希望成為動力火箭的推進(jìn)劑。 其實(shí)氫氣是重要的化工原料。如：氫氣和氮?dú)庠诟邷?、高壓、催?/p>

4、劑存在下可直接合成氨氣，目前，全世界生產(chǎn)的氫氣 約有2/3用于合成氨工業(yè)。在石油工業(yè)上許多工藝過程需用氫氣，如加氫裂化，加氫精制、加氫脫硫、催化加氫等。氫氣在 氯氣中燃燒生成氯化氫，用水吸收得到重要的化工原料棗鹽酸。氫氣和一氧化碳的合成氣，凈化后經(jīng)加壓和催化可以合成甲 醇。在食品工業(yè)上，氫氣用于動植物油脂的硬化，制人造奶油和脆化奶油等。隨著新技術(shù)的發(fā)展，氫氣的應(yīng)用將更為廣泛和 重要。2）工業(yè)制氫方法的比較與選擇1.煤為原料制取氫氣 在我國能源結(jié)構(gòu)中，在今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)，煤炭還將是主要能源。如何提高煤的利用效率及減少對環(huán)境的污染是需不斷研究的課題，將煤炭轉(zhuǎn)化為氫是其途徑之一。 以煤為原料制取

5、含氫氣體的方法主要有兩種：一是煤的焦化（或稱高溫干餾），二是煤的氣化。焦化是指煤在隔絕空氣條件下，在901000制取焦碳副產(chǎn)品為焦?fàn)t煤氣。焦?fàn)t煤氣組成中含氫氣55-60（體積）甲烷23-27、一氧化碳6-8等。每噸煤可得煤氣300350m3，可作為城市煤氣，亦是制取氫氣的原料。煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下，與氣化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣體產(chǎn)物。氣化劑為水蒸汽或氧所（空氣），氣體產(chǎn)物中含有氫有等組份，其含量隨不同氣化方法而異。我國有大批中小型合成氫廠，均以煤為原料，氣化后制得含氫煤氣作為合成氨的原料。這是一種具有我國特點(diǎn)的取得氫源方法。采用OGI固定床式氣化爐，可間歇操作生產(chǎn)制得水煤氣。該裝置投資小，

6、操作容易，其氣體產(chǎn)物組成主要是氫及一氧化碳，其中氫氣可達(dá)60以上，經(jīng)轉(zhuǎn)化后可制得純氫。采用煤氣化制氫方法，其設(shè)備費(fèi)占投資主要部分。煤地下氣化方法近數(shù)十年已為人們所重視。地下氣化技術(shù)具有煤 資源利用率高及減少或避免地表環(huán)境破壞等優(yōu)點(diǎn)。中國礦業(yè)大學(xué)余力等開發(fā)并完善了長通道、大斷 面、兩階段地下煤氣化生產(chǎn)水煤氣的新工藝，煤氣中氫氣含量達(dá)50以上，在唐山劉莊已進(jìn)行工業(yè)性試運(yùn)轉(zhuǎn)，可日產(chǎn)水煤氣5萬m3，如再經(jīng)轉(zhuǎn)化及變壓吸附法提純可制得廉價氫氣，該法在我國具有一定開發(fā)前景我國對煤制氫技術(shù)的掌握已有良好的基礎(chǔ)，特別是大批中小型合成氨廠的制氫裝置遍布各地，為今后提供氫源創(chuàng)造了條件。我國自行開發(fā)的地下煤氣化制水煤

7、氣獲得廉價氫氣的工藝已取得 階段成果，具有開發(fā)前景，值得重視。2.天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫以天然氣為原料，用水蒸汽轉(zhuǎn)化制取富氫混合氣，應(yīng)用的是合成氨生產(chǎn)領(lǐng)域成熟的一段爐造氣工藝。作為合成氨的造氣工藝，國內(nèi)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代。如今，在轉(zhuǎn)化催化劑品質(zhì)的改進(jìn)、工藝流程的安排、最佳工藝條件的選擇、設(shè)備型式和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、控制方案的設(shè)置等方面均很完善；大量裝置的運(yùn)行，積累了豐富的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。工藝的成熟性和裝置運(yùn)行的可靠性都有保證，可獲得99.9%以上的純氫，H2的收率70%以上。3.重油為原料部分氧化法制取氫氣 重油原料包括有常壓、減壓渣油及石油深度加工后的燃料油，重油與水蒸汽及氧

8、氣反應(yīng)制得含氫 氣體產(chǎn)物。部分重油燃燒提供轉(zhuǎn)化吸熱反應(yīng)所需熱量及一定的反應(yīng)溫度。該法生產(chǎn)的氫氣產(chǎn)物成本 中，原料費(fèi)約占三分之一，而重油價格較低，故為人們重視。我國建有大型重油部分氧化法制氫裝置，用于制取合成氫的原料。4.甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫 甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝具有良好的甲醇分解和一氧化碳變換功能的雙功能催化劑。甲醇水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)在我國的工業(yè)化應(yīng)用始于1995年，推廣十分迅速。目前，國內(nèi)已有約30套裝置投入運(yùn)行，其工藝較為成熟，運(yùn)行也較為可靠。該工藝流程簡單，操作條件較溫和。未反應(yīng)的甲醇和水可循環(huán)使用，考慮定期少量的排放和漏損，原料的利用率應(yīng)該在95%以上。裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性、安全性的加

9、強(qiáng)等方面還有改進(jìn)的余地。5.水電解制氫工藝將兩個相互接近的電極浸沒于水中，在兩電極間加一個直流電壓，便可使水發(fā)生電解反應(yīng)，從陰極附近逸出氫氣，從陽極附近逸出氧氣。我國于20世紀(jì)50年代研制成功第一代水電解槽，經(jīng)逐步改進(jìn)，現(xiàn)今的水電解工藝和設(shè)備已很成熟，一些技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。電解制氫的方法亦為眾多的行業(yè)所廣泛采用。電解制氫流程簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡便，現(xiàn)有的水電解制氫裝置可實(shí)現(xiàn)無人值守全自動操作，并可隨用氫量的變化實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的自動調(diào)節(jié)。3）制氫方案選定工業(yè)制氫的原料有、煤、焦?fàn)t氣、天然氣、重油等，也可采用電解水和甲醇裂解等方法。本設(shè)計(jì)選擇天然氣作為原料，主要考慮到我國天然氣資源豐富

10、，同時從技術(shù)的成熟、可靠性、工藝復(fù)雜程度、對操作控制水平要求上考慮，天然氣制氫技術(shù)成熟，可靠性高，工藝流程較簡單易于控制，且以天然氣為原料制氫工藝比重油和煤為原料的工藝成本低，能耗低，而且副產(chǎn)物少，氫氣純度高，污染物排放少，對壞境幾乎沒有污染。在本設(shè)計(jì)中，甲烷和其他烴類轉(zhuǎn)化為CO和H2的轉(zhuǎn)化工序采用的是兩段爐催化轉(zhuǎn)化，經(jīng)過二段轉(zhuǎn)化后，甲烷含量約為0.5%左右。CO變換工序采用了高變串低變的工藝流程路線，經(jīng)過低溫變換后的氣體中CO含量為0.4%左右。以天然氣為原料制氫氣的生產(chǎn)裝置轉(zhuǎn)化變換工序設(shè)計(jì)，其主要參數(shù)是一、二段轉(zhuǎn)化工藝和CO高-低變串聯(lián)流程的溫度和壓力。天然氣經(jīng)加氫脫硫，出口總硫量小于0.

11、5ppm后，在壓力3.03MPa、溫度380左右的條件下配入中壓蒸汽達(dá)到水碳比為3.5（R=3.5），進(jìn)入一段轉(zhuǎn)化爐的對流段加熱，氣體一邊加熱一邊反應(yīng)，出反應(yīng)管的溫度在822左右，最后沿集氣管中間的上升管上升，繼續(xù)吸收一些熱量，使溫度升到850左右，經(jīng)輸氣總管送往二段轉(zhuǎn)化爐。工藝空氣經(jīng)壓縮機(jī)壓到3.33.5 MPa，也配入少量水蒸氣，然后進(jìn)入對流段的工藝空氣加熱盤預(yù)熱到480左右，進(jìn)入二段爐頂部與一段轉(zhuǎn)化氣匯合，在頂部燃燒區(qū)燃燒、放熱，溫度升到1200左右，在通過催化劑床層時繼續(xù)反應(yīng)并吸收熱量，離開二段轉(zhuǎn)化爐的溫度約為1000左右，壓力為3.0 MPa，所得混合氣殘余甲烷含量約為0.3。經(jīng)二段

12、轉(zhuǎn)化后的合成氣送入第一換熱器（101-C），接著又送入第二換熱器（102-C），使合成氣溫度由1003降到360左右，利用這些能量制取高壓蒸汽。從第二換熱器出來的氣體繼續(xù)送往變換工序處理。含CO的原料合成氣經(jīng)換熱器降溫，在壓力3.0 MPa、溫度371下進(jìn)入高變爐（因原料氣中水蒸氣含量較高，一般不需要加蒸汽）。經(jīng)高變處理后，氣體中CO降到3.0左右，溫度為425440。氣體通過高變廢熱鍋爐，冷卻到336左右，鍋爐產(chǎn)生10.0MPa的飽和蒸汽。由于此時氣體溫度還不能進(jìn)行低溫變換，于是將變換氣用來加熱其它工藝氣體，而變換氣被冷卻到241后進(jìn)入低變爐。經(jīng)低變處理后，氣體殘余CO降到0.30.5之間，

13、再送入后續(xù)工段繼續(xù)凈化。流程方框圖 圖1-1加熱壓縮脫硫塔加氫器天然氣 中壓蒸汽 廢熱鍋爐二段轉(zhuǎn)化爐一段轉(zhuǎn)化爐預(yù)熱低溫變換爐第一換熱器第二換熱器高溫變換爐氫氣氣水分離器二氧化碳吸收塔二設(shè)計(jì)工藝計(jì)算（一）.物料衡算設(shè)原料氣組分流量如下表表2-1原料氣組分流量組分含量Kmol/hKg/hCH498%1302080H2S0.04%0.0531.802CO20.89%1.1851.92N21.07%1.4239.761.一段轉(zhuǎn)化爐物料衡算水碳比R=3.5一段爐出口甲烷含量10%一段爐轉(zhuǎn)化出口溫度822一段爐轉(zhuǎn)化出口壓力30.9kg/cm3物料衡算水碳比R=3.5加入水蒸氣量 nH2O=3.5130=4

14、55 kmol/hC平衡 130=nCO2+nCO+0.1V H2平衡 2130+nH2O=nH2+0.2V O2平衡 nH2O=nCO+2nCO2 出口總干氣量 V=1.42+0.1V+nCO+nCO2+nH2 - nH2=V-131.42代入 nH2O=1.2V-391.42由得 1.2V-391.42=nCO+2nCO2 130-0.1V=nCO+nCO2nCO2=1.3V-521.42nCO=651.42-1.4V平衡時 nH2O=455-(1.2V-391.42)=846.42-1.2V一段爐進(jìn)行的主要反應(yīng)CH4+H2OCO+3H2CO+H2OCO2+H2t=822時 K=0.941

15、35nCO2nH2nCOnH2O=(1.3V-521.42)(V-131.42)(651.42-1.4V)(846.42-1.2V)=0.94135解之得 V=434.533 kmol/h代入得出 V=434.533 H2=303.113 CO2=43.4729 CO=43.0738 CH4=43.4533 N2=1.42出口轉(zhuǎn)化氣中水蒸氣的量為455-(1.2434.533-391.42)=324.9804表2-2物料進(jìn)出一段爐的組成進(jìn)口出口組分Kmol/hKg/hKmol/hKg/hH2303.113606.226CO43.07381206.066CO21.1851.9243.472919

16、12.808CH4130208043.4533695.2528N21.4239.761.4239.76H2O4558190324.98045849.647587.610308.688509.7610309.762.二段轉(zhuǎn)化爐物料衡算出口甲烷含量0.5%出口壓力3.0Mpa出口溫度1003設(shè)總體積V，消耗水為nH2OC守恒 43.4729+43.0738+43.4533=nCO+nCO2+0.005V H守恒 303.113+43.45332+nH2O=nH2+20.005V O守恒 nH2O+43.0738+243.4729=nCO+2nCO2 總體積V=nCO+nCO2+nH2+0.005V

17、+1.42 - nH2=V-131.42代入nH2O=V-131.42+0.01V-390.0196=1.01V-521.4396由得1.01V-391.42=nCO+2nCO2130-0.005V=nCO+nCO2nCO2=1.015V-521.42nCO=651.42-102V平衡時nH2O=324.9804-(1.01V-521.4396)=846.42-1.01V(1.015V-521.42)(V-131.42)(651.42-102V)(846.42-1.01V)=0.566135解之得 V=549.2338代入得出H2=417.8138 CO2=36.0523CO=91.2015

18、CH4=2.74617 N2=1.42剩余水的量為846.42-1.01549.2338=291.693862表2-3物料進(jìn)出二段爐的組成進(jìn)口出口組分Kmol/hKg/hKmol/hKg/hH2303.113606.226417.8138835.6276CO43.07381206.06691.20152553.642CO243.47291912.80836.05231586.301CH443.4533695.25282.7461743.93872N21.4239.761.4239.76H2O324.98045849.647291.6938625250.498509.7610309.76840.

19、927710309.763.高溫變換爐物料衡算出口CO含量 3.00%變換反應(yīng) CO+H2OCO2+H2設(shè)出口總量V，消耗CO為nCOV=549.2338+nCO=549.2338+(91.2015-0.03V)V=621.7818 nCO=72.548剩余nCO=91.2015-72.548=18.6535nCO2=36.0523+72.548=108.6003nH2O=291.693862nH2=417.8138+72.548=490.3618nCH4=2.74617nN2=1.42表2-4物料進(jìn)出高溫變換爐的組成進(jìn)口出口組分Kmol/hKg/hKmol/hKg/hH2417.813883

20、5.6276490.3616980.7232CO91.20152553.64218.6535522.298CO236.05231586.301108.60034778.413CH42.7461743.938722.7461743.93872N21.4239.761.4239.76H2O291.6938625250.49291.6938625250.498509.7610309.76913.475710309.794.低溫變換爐物料衡算出口CO含量0.4%設(shè)出口總量V，消耗CO為nCOV=621.7818+nCO=621.7818+(18.6535-0.004V)V=637.88376 nCO=

21、16.102剩余nCO=18.6535-16.102=2.5515nCO2=108.6003+16.102=124.7023nH2O=291.69nH2=490.3618+16.102=506.4638nCH4=2.74617nN2=1.42表2-5物料進(jìn)出低溫變換爐的組成進(jìn)口出口組分Kmol/hKg/hKmol/hKg/hH2490.3616980.7232506.46381012.928CO18.6535522.2982.551571.442CO2108.60034778.413124.70235486.901CH42.7461743.938722.7461743.93872N21.423

22、9.761.4239.76H2O291.6938625250.49291.6938625250.49913.475710309.79929.577610309.76CO2吸收出口CO2含量0.5%637.88376-(124.7023-V0.005)=VV=515.76nCO=2.5515nCO2=2.5788nH2O=291.693862nH2=506.4638nCH4=2.74617nN2=1.42表2-6物料進(jìn)出CO2吸收塔的組成進(jìn)口出口組分Kmol/hKg/hKmol/hKg/hH2506.46381012.928506.46381012.928CO2.551571.4422.5515

23、71.442CO2124.70235486.9012.5788113.4672CH42.7461743.938722.7461743.93872N21.4239.761.4239.76H2O291.6938625250.49291.6938625250.49929.577610309.76807.45396532.026（二）.熱量衡算一段爐熱量衡算入反應(yīng)管溫度：510入反應(yīng)管壓力：3.5Mpa出上升管溫度：850出上升管壓力：3.1Mpa轉(zhuǎn)化管入口(510)表2-7轉(zhuǎn)化管入口統(tǒng)一基準(zhǔn)焓(510)組分ni (kmol/h)Hi (kcal/kmol)niHi(KJ/h)CH4130-12218

24、.6-1588418N21.423469.24926.264干氣131.42/-1583491.736H2O455-53633.0-24403015合計(jì)586.42/-25986506轉(zhuǎn)化管出口(822)表2-8轉(zhuǎn)化管出口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓(822)組分ni (kmol/h)Hi (kcal/kmol)niHi(KJ/h)H2303.1135635.61708223.623CO43.0738-20476.1-881983.4362CO243.4729-84812.8-3687058.373CH443.4533-7054.2-306528.2689N21.425876.28344.204干氣434.5

25、33/-3159002.251H2O324.9804-50610.8-16447518.03合計(jì)759.5134-151442.1-19606520.28一段爐轉(zhuǎn)化管熱負(fù)荷Q1為H = H2 - H1 =-19606520.28-(-25986506)=6379986KJ/hQ1=H=6379986KJ/h一段爐上升氣(850)表2-9一段爐上升氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓(822)組分ni (kmol/h)Hi (kcal/kmol)niHi(KJ/h)H2303.1135884.21783577.515CO43.0738-20202.4-870194.1371CO243.4729-84360.6-3667

26、399.928CH443.4533-6436.9-279704.5468N21.426145.88727.036干氣434.533/-3024994.061H2O324.9804-50266.6-16335659.77合計(jì)759.5134/-19360653.84上升管熱負(fù)荷Q2Q2=H3-H2=245866.44 KJ/h輻射段總熱負(fù)荷QQ=Q2+Q1=6625852.44 KJ/h二段爐熱量衡算入口混合氣溫度：822出口變換氣溫度：1003二段轉(zhuǎn)化爐出口(1003)表2-10二段轉(zhuǎn)化爐出口統(tǒng)一基準(zhǔn)焓(1003)H2ni (kmol/h)Hi (kcal/kmol)niHi(KJ/h)CO4

27、17.81386973.52913624.534CO291.2015-19022.22-1734854.997CH436.0523-92373.9-3330291.555N22.74617-3655.2-10037.80058干氣1.42732910407.18H2O549.2338/-2151152.639合計(jì)291.693862-50266.6-14662458.68H2840.927662/-16813611.32Q損=-19360653.84-(-16813611.32)=-2547042.52 KJ/h換熱器熱量衡算H1003=-16813611.32 KJ/h換熱器E-102出口氣

28、(482)表2-11換熱器E-102出口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓(482)組分ni (kmol/h)Hi (kcal/kmol)niHi(KJ/h)H2417.81383197.281335867.706CO91.2015-23130.1-2109499.815CO236.0523-89143.7-3213835.416CH42.74617-12628.9-34681.10631N21.423259.724628.8024干氣549.2338/-4017519.828H2O291.693862-53891.2-15719732.26合計(jì)840.927662/-19737252.08換熱器101-C承載的熱

29、負(fù)荷為Q1=H482-H1003=-2923640.76 KJ/h換熱器E-103出口氣(371)表2-12換熱器E-103出口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓(371)組分ni (kmol/h)Hi (kcal/kmol)niHi(KJ/h)H2417.81382416.421009613.623CO91.2015-23959-2185096.739CO236.0523-90454.7-3261099.981CH42.74617-14165.8-38901.69499N21.422440.33465.226干氣549.2338/-4472019.566H2O291.693862-54893.5-16012097

30、.01合計(jì)840.927662/-20484116.58換熱器102-C承載的熱負(fù)荷為Q2=H371-H482=-74686.45 KJ/h變換段的衡算高變爐出口氣(432)表2-13高變爐出口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓(432)組分ni (kmol/h)Hi (kcal/kmol)niHi(KJ/h)H2490.36182845.281395216.622CO18.6535-23506.3-438474.7671CO2108.6003-89741.8-9745986.403CH42.74617-13340.1-36634.18242N21.422888.164101.1872干氣621.7818/-882

31、1777.543H2O291.693862-54347.4-15852803合計(jì)913.475662/-24674580.54出入口平均溫度t=(432+371)/2=301.5=674.65K查得rH=-9115.0935kcal/kmol高變爐反應(yīng)熱Q=-9115.093572.5484.186=-2768125.63KJ/h損失熱量Q損=0.1Q=-276812.563 KJ/h高變爐熱平衡計(jì)算H入=-20484116.58 KJ/hH出=H出+Q損=-24674580.54+(-276812.563)=-24951392.56 KJ/h低變爐熱量衡算低變爐入口氣(241)表2-14低變

32、爐入口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓(241)組分ni (kmol/h)Hi (kcal/kmol)niHi(KJ/h)H2490.36181508.2739563.6668CO18.6535-24906.2-464587.8017CO2108.6003-91904.6-9980867.131CH42.74617-15763.6-43289.52541N21.421054.11496.822干氣621.7818/-9747683.97H2O291.693862-56024.1-16341886.09合計(jì)913.475662/-26089570.06低變爐出口氣(254)表2-15低變爐出口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓(254)

33、組分ni (kmol/h)Hi (kcal/kmol)niHi(KJ/h)H2506.46381598.92809795.0991CO2.5515-24813-63310.3695CO2124.7023-91765.2-11443331.5CH42.74617-15615.5-42882.81764N21.4215702229.4干氣637.88376/-10737500.19H2O291.693862-56024.1-16341886.09合計(jì)929.577622/-27079386.28熱平衡熱損失按平均溫度反應(yīng)熱的10%來算出入口平均溫度t=241+2542=247.5rH=-9475.

34、1018kcal/kmol低變爐反應(yīng)熱Q=-9475.10184.18616.102=638650 KJ/h損失熱量Q損=6386500.1=63865 KJ/h三物料平衡圖脫硫來氣體CO2=85.841kmol/h,3777kg/hH2O=455kmol/h,8190kg/hH2=506.4638kmol/h,1012.928kg/h,98.2%CO=2.5515kmol/h,71.442kg/h,0.4%CO2=2.5788kmol/h,113.4672kg/h,0.5%CH4=2.74617kmo/h,43.9387kg/h,0.5%N2=1.42kmol/h,39.76kg/h, 0.

35、4%H2O=291.694kmol/h,5250.49kg/h干氣=515.76kmol/h,1281.536kg/h總=807.4539kmol/h,6532.026kg/h吸收塔H2=506.4638kmol/h,1012.928kg/h,79.4%CO=2.5515kmol/h,71.442kg/h,0.4%CO2=124.7023kmol/h,5486.901kg/h,19.5%CH4=2.74617kmo/h,43.9387kg/h,0.44%N2=1.42kmol/h,39.76kg/h, 0.26%H2O=291.694kmol/h,5250.49kg/h干氣=637.8839k

36、mol/h,6654.97kg/h總=929.5776kmol/h,10309.76kg/h低變爐H2=490.3616kmol/h,980.7232kg/h,78.9%CO=18.6535kmol/h,522.298kg/h,3%CO2=108.6003kmol/h,4778.413kg/h,17.5%CH4=2.74617kmo/h,43.9387kg/h,0.4%N2=1.42kmol/h,39.76kg/h, 0.26%H2O=291.694kmol/h,5250.49kg/h干氣=621.7818kmol/h,6365.133kg/h總=913.4757kmol/h,10309.79

37、kg/h高變爐H2=417.8138kmol/h,836.6376kg/h,76.1%CO=91.2015kmol/h,2553.642kg/h,16.6%CO2=36.0523kmol/h,1586.301kg/h,6.6%CH4=2.74617kmo/h,43.9387kg/h,0.5%N2=1.42kmol/h,39.76kg/h, 0.2%H2O=291.694kmol/h,5250.49kg/h干氣=549.2338kmol/h,5059.27kg/h總=840.9277kmol/h,10309.76kg/h二段爐H2=303.113kmol/h,606.226kg/h,69.75%CO=43.0738kmol/h,1206.066kg/h,9.91%CO2=43.4729kmol/h,1912.808kg/h,10%CH4=43.4533kmo/h,695.2528kg/h,10%N2=1.42kmol/h,39.76kg/h, 0.33%H2O=324.98kmol/h,5849.657kg/h干氣=