现代化工计算单元5典型化工过程工艺计算教材.pptVIP

一、CO变换工艺简介③平衡变换率(x*)△原料气中存在O2时展开上式得:(Kp?1)ya2(x*)2?[Kp(ya+yb)+(yc+yd)+2yo(Kp?1)]yax*+(Kpyayb?ycyd+2Kpyayo+2ycyo)=0令:W=(Kp?1),U?=Kp(ya+yb)+(yc+yd)+2yo(Kp?1),V?=Kpyayb?ycyd+2yo(Kpya+yc)Wya2(x*)2?U?yax*+V?=0CO+H2O?CO2+H2干?湿?开始yaybycyd1?yb1平衡ya?x*yayb?x*ya+2yoyc+x*yayd+x*ya?2yo1+x*ya?yb?3yo1?yo任务3计算并绘制合成氨厂CO变换反应的t-x图任务3计算并绘制合成氨厂CO变换反应的t-x图③平衡变换率(x*)上例中H2O/CO=3(mol比),变换炉出口温度为360℃,求对应的平衡变换率和平衡温距?(变换炉出口实际组成对应的平衡温度与实际出口温度之间的差值)解:对应1mol干气,加入的水蒸气量为:3?0.26=0.78mol将进口干基组成化为湿基组成如下:如CO湿基组成:ya=0.26/(1+0.78)=0.14607成份COH2CO2N2H2O干?湿?干组成0.260.400.130.21/1.00?湿组成?0.146070.224720.073030.117980.438200.561801.00lgKp=3994.704/T+12.220227lgT?0.004462T+0.67814?10?6T2?36.72508将T=360+273.15=633.15代入上式得:lgKp=1.265957?Kp=18.44834W=Kp?1=17.44834、U=Kp(ya+yb)+(yc+yd)=11.07656、V=Kpyayb?ycyd=1.164412任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算*四、计算废热锅炉的产汽量例5-4=?1.959?105J=?1.959?102kJ组分mol%cp=a0+a1T+a2T-2+a3T2a0a1a2a3N279.00%27.874.268E-0300O211.000%29.964.184E-03-1.674E+050SO210.000%43.431.063E-02-5.941E+050合计100.00%29.6564.895E-03-7.782E+040任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算*四、计算废热锅炉的产汽量例5-4?H气=?1.959?105J=?1.959?102kJ当锅炉绝热，即热效率为100%时，锅炉产汽量：m=1.959?102/1795.7=0.10907kg/mol硫磺折合成小时产汽量：mT=0.10907?1.8397?104?103/32=6.271?104kg/h若考虑热损失，如取热效率为90%时，则折合成小时产汽量：m?T=6.271?104?90%=5.644?104kg/h返回任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算*五、计算SO2的实际转化率和平衡转化率☆平衡温距:就是指反应器实际出口温度(T)与实际组成所对应的平衡温度(T*)之间的差值，对于可逆放热反应，气体实际出口温度小于实际组成所对应的平衡温度，所以平衡温距为:?T=T*?T (5-11A)若为可逆吸热反应，则平衡温距为:?T=T?T* (5-11B)☆通常情况下，为了能保证实际反应设备有一定的反应推动力，从而能保证实际生产过程中有一定的反应速率，一般要求反应器最终出口处的平衡温距在10~15℃左右，反应器中其余各段催化剂床层出口的平衡温距在20℃左右。☆思考:平衡温距大小意味着什么?任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算*五、计算SO2的实际转化率和平衡转化率☆SO2平衡转化率的计算反应前气体中SO2摩尔百分比浓度为a、O2摩尔百分比浓度为b、则N2为100-a-b

假设开始反应时系统中不存在SO3各气体的平衡分压为:任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算*计算SO2的实际转化率和平衡转化率SO2平衡转化率的计算假设开始反应时系统中不存在SO3或由Kp表达式进行推