1、第一章 物料與熱量衡算已知條件：組 分co2coh2n2arch4合計含量 9.07 13.43 54.96 22.04 0.290.21100計算基準：1噸氨計算生產1噸氨需要的變換氣量：（1000/17）22.4/（20.2204）=2989.22 m3(標)因為在生產過程中物料可能會有損失，因此變換氣量取3000 m3(標)年產10萬噸合成氨生產能力（一年連續生產300天）：日生產量：100000/300=333.3t/d=13.89t/h要求出低變爐的變換氣干組分中co不大于0.3。進中變爐的變換氣干組分：組 分co2coh2n2arch4合計含量，9.0713.4354.9622.0

2、40.290.21100m3(標)272.1402.91648.8661.28.76.33000kmol12.1417.9973.6129.520.390.28133.93假設進中變爐的變換氣溫度為370，取變化氣出爐與入爐的溫差為20，出爐的變換氣溫度為390。進中變爐干氣壓力。p=1.8mpa.1水氣比的確定：考慮到是天然氣蒸汽轉化來的原料氣，所以取h2o/co=3.8故v（水）=3.8vc=1531.02m3(標) ，n(水)=68.35kmol因此進中變爐的變換氣濕組分組 分co2coh2n2arch4h2o合計含量5.998.8736.3214.570.190.1433.73100m

3、3(標)272.1402.91648.8661.28.76.315314539.1kmol12.1517.9973.6129.520.390.2868.35202.642.中變爐的計算2.1中變爐co的實際變換率的求取假定濕轉化氣為100mol，其中co濕基含量為8.87，要求變換氣中co含量為0.2，故根據變換反應：co+h2oh2+co2，則co的實際變換率公式為：xp=100 （2-1） 式中、分別為原料及變換氣中co的摩爾分率（濕基）所以：xp =75.93則反應掉的co的量為：8.8775.93=6.73則反應后的各組分的量分別為： h2o=33.73-6.73=27co=8.87

4、-6.73=2.14h2 =36.32+6.73=43.05co2=5.99+6.73=12.72中變爐出口的平衡常數：kp= （h2co2）/（h2oco）=9.48查得kp=9.48時溫度為424。中變的平均溫距為424-390=34根據合成氨工藝與節能 可知中溫變換的平均溫距為：30到50，中變的平均溫距合理，故取的h2o/co可用。2.2中變爐催化劑平衡曲線根據h2o/co=3.8xp=100 v=kpab-cdq=u=kp（a+b）+（c+d）w=kp-1其中a、b、c、d分別代表co、h2o、co2及h2的起始濃度計算結果列于下表：t300 320 340 360 380400t5

5、73593613633653673xp0.92860.90800.88420.85740.82780.7956t 420 440 460t693713733xp0.76130.72530.6880中變爐催化劑平衡曲線如下：2.3最佳溫度曲線的計算由于中變爐選用qcs-01型催化劑，最適宜溫度曲線由式 進行計算。e1=74.49kj/mol，e2=113.39 kj/mol。最適宜溫度計算結果列于下表中：xp0.92860.90800.88420.85740.82780.7956t573593613633653673t272290308326344362 xp0.76130.72530.6880

6、t693713733t380397414將以上數據作圖即得最適宜溫度曲線如下圖：2.4中變爐一段催化床層的物料衡算已知條件：進中變爐一段催化床層的變換氣的溫度為370進中變爐一段催化床層的變換氣濕組分：組 分co2coh2n2arch4h2o合計含量5.998.8736.3214.570.190.1433.73100m3(標)272.1402.91648.8661.28.76.31531.024539.1kmol12.1517.9973.6129.520.390.2868.35202.642.4.1 中變爐一段催化床層的物料衡算假設co在一段催化床層的實際變換率為60故在一段催化床層反應掉的c

7、o的量為：60402.9=241.74 m3(標) =10.79kmol出一段催化床層的co的量為：402.9-241.74=161.16 m3(標)=7.19kmol故在一段催化床層反應后剩余的h2的量為：1648.8+241.74=1890.54m3(標)=84.40kmol故在一段催化床層反應后剩余的co2的量為：272.1+241.74=513.84 m3(標)=22.94kmol故出中變爐一段催化床層的變換氣干組分的體積：v總（干）=161.16+1890.54+513.84+661.2+6.3+8.7=3241.74 m3(標)故出中變爐一段催化床層的變換氣干組分中co的含量：co

8、=4.97%同理得：co2=15.85%h2=58.32%ar=0.27% n2=20.40%ch4=0.19%所以出中變爐一段催化床層的變換氣干組分：組 分co2coh2n2ch4ar合計含量15.854.9758.3220.400.190.27100m3(標)513.84161.161890.54661.26.38.73241.74kmol22.947.1984.4029.520.280.39144.72剩余的h2o的量為：1531.02-241.74=1289.28 m3(標)=57.56kmol故出中變爐一段催化床層的變換氣濕組分的體積：v總（濕）=3241.74+1289.28=45

9、31.02 m3(標)=202.28kmol故出中變爐一段催化床層的變換氣濕組分中h2o的含量 h2o= =28.45%故出中變爐一段催化床層的變換氣濕組分中co2的含量 co2=11.34同理可得： co=3.56 h2=41.72 n2=14.59 ch4=0.14 ar=0.19所以出中變爐一段催化床層的變換氣濕組分的含量（）：組 分co2coh2n2ch4arh2o合計含量11.343.5641.7214.590.140.1928.45100m3(標)513.84161.161890.5661.26.38.71289.284531.02kmol22.947.1984.4029.520.

10、280.3957.56202.282.4.2對出中變爐一段催化床層的變換氣的溫度進行估算：已知出中變爐一段催化床層的變換氣濕組分的含量（）組 分co2coh2n2ch4arh2o合計含量11.343.5641.7214.590.140.1928.45100m3(標)513.84161.161890.5661.26.38.71289.284531.02kmol22.947.1984.4029.520.280.3957.56202.28根據：kp= （h2co2）/（h2oco）計算得k=5.067查小合成氨廠工藝技術與設計手冊知當kp=5.928時t=475設平均溫距為50，則出中變爐一段催化床

11、層的變換氣溫度為：475-50=4252.4.3中變爐一段催化床層的熱量衡算以知條件：進中變爐一段催化床層的變換氣溫度：370 出中變爐一段催化床層的變換氣溫度為：425可知反應放熱q：在變化氣中含有co，h2o，co2, h2 這4種物質會發生以下1種反應：co +h2o=co2+h2 （1）這個反應都是放熱反應。根據小合成氨廠工藝技術與設計手冊可知為簡化計算，擬采用統一基準焓（或稱生成焓）計算。以p=1atm，t=25為基準的氣體的統一基準焓計算式為：ht=h0298=cpdt 式中： ht 氣體在在tk的統一基準焓，kcal/kmol(4.1868kj/kmol)；h0298 該氣體在2

12、5下的標準生成熱， kcal/kmol(4.1868kj/kmol)；t絕對溫度，k；cp 氣體的等壓比熱容，kcal/（kmol.）4.1868kj/（kmol.）氣體等壓比熱容與溫度的關系有以下經驗式：cp=a0+a1t+a2t2+a3t3+ 式中a0、a1、a2、a3氣體的特性常數將式代入式積分可得統一基準焓的計算通式：ht=a0+a1t+a2t2+a3t3+a4t4 (5-1) 式中常數a0、a1、a2、a3、a4與氣體特性常數及標準生成熱的關系為： a1=a0, a2=a1/2, a3=a3/4, a4=a3/4a0=h0298298.16a1298.162a2298.163a329

13、8.164a4采用氣體的統一基準焓進行熱量平衡計算，不必考慮系統中反應如何進行，步驟有多少，只要計算出過程始態和末態焓差，即得出該過程的總熱效果。h=（nihi）始（nihi）末 (5-2) 式中 : h 過程熱效應，其值為正數時為放熱，為負數時系統為吸熱，單位：kcal；（4.1868kj）;ni 始態或末態氣體的千摩爾數，kmol；hi 始態溫度下或末態溫度下；hi 氣體的統一基準焓，kcal/kmol，（4.1868kj/kmol）現將有關氣體的計算常數列于下表中氣體統一基準焓（通式）常數表5-1.1分子式 a0 a1 a2 a3 a4o21.903181035.802982.15675

14、103-7.404991071.088081010h2-2.112441037.20974-5.55838144.8459107-8.189571011h2o-6.00361047.110921.293191031.28506107-5.780391011n2-1.976731036.459035.181641042.03296107-7.656321011co-2.836371046.266278.986941045.04519109-4.142721011co2-96377.888676.3965.05103-1.1351060.00計算o2的基準焓：根據基準焓的計算通式：ht=a0+a1

15、t+a2t2+a3t3+a4t4在448時t=425+273=698k根據以上方法計算可得變換氣的各個組分的基準焓列于下表組分h2 h2o co co2ht（kcal/kmol）2794.508-54412.553-23560.11-89839.079ht（kj/kmol）11697.40-227762.88-98619.14-376053.07放熱： co +h2o=co2+h2 （1）h1=（hi）始（hi）末 =-376053.07+11697.40+98619.146+227762.88=-37973.644kj/kmolq1=10.79（-37973.644）=-409735.62k

16、j 氣體反應共放熱：q=409735.62kj氣體吸熱q2根據物理化學教程知co, h2, h2o, co2, n2 ，可用公式：cp=a+bt+ct2來計算熱容，熱容的單位為kj/（kmol.t）表5-1.2物質coh2h2oco2n2ara28.4127.283044.1427.8720.7723b/10-34.13.2610.719.044.27-c/105-0.460.5020.33-8.53-ch4可用公式：cp=a+bt+ct2+dt3來計算熱容:表5-1.3物質ab/10-3c/10-6d/10-9ch417.4560.461.117-7.2計算結果得：物質coco2h2h2on

17、2arch4cp3148.229.637.230.720.727756.1所以平均熱容： cpm=yi*cp=34.10kj/（kmol.t）所以氣體吸熱q2=34.10202.28(425-370)=379376.14kj假設熱損失q3（一般熱損失都小于總熱量的10%）根據熱量平衡的： q= q2 +q3q3=27187.39kj2.4.4 中變一段催化劑操作線的計算 有中變一段催化劑變換率及熱平衡計算結果知： 中變爐入口氣體溫度 370 中變爐出口氣體溫度 425 中變爐入口co變換率 0 中變爐出口co變換率 60%由此可作出中變爐催化劑反應的操作線如下：2.5中間冷凝過程的物料和熱量衡

18、算：此過程采用水來對變換氣進行降溫。以知條件： 變換氣的流量：202.28koml 設冷淋水的流量：x kg 變換氣的溫度：425 冷淋水的進口溫度：20 進二段催化床層的溫度：380 操作壓力：1800kp熱量計算： 冷淋水吸熱q1：據冷淋水的進口溫度20查化工熱力學可知h1 =83.96kj/kg根據化工熱力學可知t/kp/kpah/(kj/kg)36015003169.236020003159.340015003255.840020003247.6冷淋水要升溫到380，所以設在380, 653k,1800kp時的焓值為h對溫度進行內查法：1500kpa時(653-633 )/(h-316

19、9.2)=(673-653)/(3255.8-h) h=3212.5 kj/kg2000kpa時(653-633)/(h-3159.3)=(673-653)/(3247.6-h) h=3203.45 kj/kg對壓力用內差法得380，653k，1800kp時的焓值h為：(1800-1500)/(h-3212.5)=(2000-1800)/(3203.45-h)h=3207.07 kj/kgq1= x( 3207.07-83.96)變換氣吸熱q2根據表5-1.2和表5-1.3的計算方法得：物質coco2h2h2on2ch4cp3148.229.637.230.756.1所以cpm= yi*cp

20、=34.10 kj/（kmol.）q2=202.28*34.10*(425-380)取熱損失為0.05 q2根據熱量平衡：0.95q2= x(3207.07-83.96) x=99.39kg=5.52koml=123.65 m3(標)所以進二段催化床層的變換氣組分：水的量為：123.65+1289.28=1412.93 m3(標)組 分co2coh2n2ch4arh2o合計含量11.043.4640.6214.210.140.1930.36100m3(標)513.84161.161890.54661.26.38.71412.934654.67kmol22.947.1984.4029.520.2

21、80.3963.08202.282.6中變爐二段催化床層的物料與熱量衡算已知條件：所以進中變爐二段催化床層的變換氣干組分：組 分co2coh2n2ch4ar合計含量15.854.9758.3220.400.190.27100m3(標)513.84161.161890.54661.26.38.73241.74kmol22.947.1984.4029.520.280.39144.722.6.1中變爐二段催化床層的物料衡算：設中變爐二段催化床層的轉化率為0.76（總轉化率）所以在co的變化量為：402.90.76=306.20m3(標)=13.67 kmol在中變爐二段催化床層的轉化的co的量為：1

22、61.16-(402.9-306.20)=64.46 m3(標)=2.88kmol出中變爐二段催化床層的co的量為：161.16-64.46=96.7m3(標)=4.32kmol 故在二段催化床層反應后剩余的co2的量為：513.84+64.46= 578.3m3(標)=25.82 kmol故在二段催化床層反應后剩余的h2的量為：1890.54+64.46= 1955m3(標)=87.28 kmol所以在二段催化床層反應后的變換氣總量： v總（干）=96.7+578.3+1955+661.2+8.7+6.3=3306.2m3(標) =147.60kmol所以出中變爐二段催化床層的變換氣干組分：

23、組 分co2coh2n2ch4ar合計含量17.492.9259.1320.000.190.26100m3(標)578.396.71955661.216.38.73306.2kmol25.824.3287.2829.520.280.39147.60故在二段催化床層反應后剩余的h2o的量為：1412.93-64.46= 1348.47m3(標)=60.20kmol故出中變爐二段催化床層的變換氣濕組分中co的含量：co= =2.08%同理得：co2= =12.42%h2= =42.00% n2= =14.21%ch4= =0.14% h2o= =28.97% ar= =0.19%所以出中變爐的濕組

24、分：組 分co2coh2n2ch4h2oar合計含量12.422.0842.0014.210.1428.970.19100m3(標)578.396.71955661.26.31348478.74654.67kmol25.824.3287.2829.520.2860.200.39207.80對出中變爐二段催化床層的變換氣溫度進行估算：根據：kp= （h2co2）/（h2oco）計算得kp=8.66查小合成氨廠工藝技術與設計手冊知當kp=8.56時t=432設平均溫距為42，則出中變爐二段催化床層的變換氣溫度為：432-42=3902.6.2中變爐二段催化床層的熱量衡算：以知條件：進中變爐二段催化

25、床層的變換氣溫度為：380 出中變爐二段催化床層的變換氣溫度為：390變換氣反應放熱q1:計算變換氣中各組分的生成焓，原理與計算一段床層一樣，使用公式5-1及表5-1.1計算平均溫度為658k時的生成焓。計算結果如下：組分h2h2ococo2ht（kcal/kmol）2513.614-54772.366 -23857.721-90306.203ht（kj/kmol）10521.616-229268.882-99864.885-378008.384放熱： co +h2o=co2+h2 （1）h1=（hi）始（hi）末 =-38353.001 kj/kg所以得： q1=2.88*38353.001

26、=110456.64 kj/kg氣體吸熱q2：根據物理化學教程知co, h2, h2o, co2, n2 ，可用公式：cp=a+bt+ct2來計算熱容。熱容的單位為kj/（kmol.t）表5-1.2物質coh2h2oco2n2ara28.4127.283044.1427.8720.7723b/10-34.13.2610.719.044.27-c/105-0.460.5020.33-8.53-ch4可用公式：cp=a+b+ct2+dt3來計算熱容:物質ab/10-3c/10-6d/10-9ch417.4560.461.117-7.2計算結果：物質coco2h2h2on2arch4cp31.386

27、49.66529.73138.50231.220.772358.72所以得：cpm=yi*cp=33.82kj/（kmol.t）故：q2=33.82212.77（390-380）=71958.814kj熱損失：q3=q1-q2=38497.83kj2.6.3中變二段催化劑操作線計算由中變二段催化劑變換率及熱平衡計算結果知： 中變爐入口氣體溫度 380 中變爐出口氣體溫度 390 中變爐入口co變換率 60% 中變爐出口co變換率 76.6%所以中變爐的操作線如圖：中變換爐物料量平衡表組分進中變換爐的物料量/m3 出一段催化床層的物料量/m3co2272.1513.84co402.9161.16

28、h21648.81890.54n2661.2661.2ar8.78.7ch46.36.3h2o1531.021289.28合計4539.14531.02 組分進二段催化床層的物料量/m3出二段催化床層的物料量/m3co2513.84578.3co161.1696.7h21890.541955n2661.2661.2ar8.78.7ch46.36.3h2o1412.931348.47合計4654.674654.67中變換爐一段熱量平衡表反應放熱/kj氣體吸熱/kj熱量損失/kj40973.62379376.1430359.48中變換爐二段熱量平衡表反應放熱/kj氣體吸熱/kj熱量損失/kj110

29、456.6471958.81438497.833.低變爐的物料與熱量衡算進低變爐的濕組分：組 分co2coh2n2ch4h2oar合計含量12.422.0842.0014.210.1428.970.19100m3(標)578.396.71955661.26.31348478.74654.67kmol25.824.3287.2829.520.2860.200.39207.80進低變爐催化床層的變換氣干組分：組 分co2coh2n2ch4ar合計含量17.492.9259.1320.000.190.26100m3(標)578.396.71955661.26.38.73306.2kmol25.824

30、.3287.2829.520.280.39147.603.1低變爐的物料衡算要將co降到0.3（濕基）以下，則co的實際變換率為：p=100=89.46取p=90%則反應掉的co的量為：96.790=87.03m3(標)=3.89kmol出低溫變換爐co的量： 96.7-87.03=9.67 m3(標)=0.43 kmol出低溫變換爐h2的量： 1955+87.03=2042.03m3(標)=91.16 kmol出低溫變換爐h2o的量：1348.47-87.03=1261.44m3(標)=56.31kmol出低溫變換爐co2的量: 578.3 +87.03=665.33m3(標)=29.70

31、kmol出低變爐催化床層的變換氣干組分的體積：v總（干）=9.67+2042.03+665.33+8.7+661.2+6.3=3393.23m3(標)=151.48 kmol故出低變爐催化床層的變換氣干組分中co的含量：co=0.28%同理得：co2=19.61%h2=60.18%n2=19.49%ch4=0.19%ar=0.26%出低變爐的干組分：組 分coco2h2n2ch4ar合計含量0.2819.6160.1819.490.190.26100m3(標)9.67665.332042.03661.26.38.73393.23kmol0.4329.7091.1629.520.280.3915

32、1.48出低變爐催化床層的變換氣濕組分的體積：v總（濕）=3393.23+1261.44=4654.67m3(標)=207.80 kmol故出低變爐催化床層的變換氣干組分中co的含量：co=2.01%同理： co2=14.29% h2=45.53% n2=14.21% ch4=0.14% ar=0.19% h2o=27.10%所以出低變爐的濕組分：組 分co2coh2n2ch4arh2o合計含量14.290.2143.8714.210.140.1927.10100m3(標)665.339.672042.03661.26.38.71261.444654.67kmol29.700.4391.162

33、9.520.280.1856.31207.80對出低變爐的變換氣溫度進行估算：根據：kp=（h2co2）/（h2oco）計算得kp=110.16查小合成氨廠工藝技術與設計手冊知當kp=110.16時t=235設平均溫距為35，則出中變爐段催化床層的變換氣溫度為： t=23535=2003.2 低變爐的熱量衡算以知條件：進低變爐催化床層的變換氣溫度為：180出低變爐催化床層的變換氣溫度為：200變換氣反應放熱q1:在200時，t=473k，計算變換氣中各組分的生成焓原理與計算一段床層一樣，使用公式5-1及表5-1.1計算平均溫度為476k時的生成焓。計算結果如下：組分h2 h2o co co2h

34、t（kcal/kmol）1220.592-56372.535-25200.23-92342.86ht（kj/kmol）5109.22-235967.08-105484.43-386533.53放熱： co +h2o=co2+h2 （1）h1=（hi）始（hi）末 =-39972.8kj/kg所以：q1=3.67039972.8=146700.176 kj氣體吸熱q2：氣體吸熱時的平均溫度：（180+200）/2=190，t=463k根據物理化學教程知co, h2, h2o, co2, n2 ，可用公式：cp=a+bt+ct2來計算熱容。熱容的單位為kj/（kmol.t） 表5-1.2物質coh

35、2h2oco2n2ara28.4127.283044.1427.8720.7723b/10-34.13.2610.719.044.27-c/105-0.460.5020.33-8.53-ch4可用公式：cp=a+bt+ct2+dt3來計算熱容表5-1.3物質ab/10-3c/10-6b/10-9ch417.4560.461.117-7.2計算結果：物質coco2h2h2on2arch4cp31.27049.49829.62138.40931.1520.772358.61所以得：cpm=yi*cp=33.041kj/（kmol.t）故：q2=33.041212.77（200-180）=14060

36、2.67kj熱損失 ： q3=q1-q2=146700.176-140602.67=6097.33 kj低變換爐物料量平衡表組分進低溫變換爐的物料量/m3出低溫變換爐的物料量/m3co2578.3665.33co96.79.67h219552042.03n2661.2665.33ar8.78.7ch46.36.3h2o1348.471261.44合計4654.674654.67低變換爐熱量平衡表反應放熱/kj氣體吸熱/kj熱量損失/kj146700.176140602.676097.333.3低變催化劑操作線計算有低變二段催化劑變換率及熱平衡計算結果知： 低變爐入口氣體溫度 180 低變爐出口

37、氣體溫度 200 低變爐入口co變換率 76.6% 低變爐出口co變換率 90.00%3.4 低變爐催化劑平衡曲線根據公式xp=100v=kpab-cdq=u=kp（a+b）+（c+d）w=kp-1其中a、b、c、d分別代表co、h2o、co2及h2的起始濃度t160180200220240260t433453473493513533xp0.98080.96870.95070.92620.89280.8504t280t553xp0.7968低變爐催化劑平衡曲線如下：13. 最佳溫度曲線的計算由于低變爐選用b303q型催化劑。查小合成氨廠工藝技術與設計手冊b303q型催化劑的正反應活化能分別為e

38、1=43250kj/ kmolco變化反應的逆反應活化能e2為：e2- e1=r(-h)對于co變換反應r=1，則e2=(-h) + e1h為反應熱，取其平均溫度下的值，即：（180+200）/2=190，t=463kco的反應式為： co +h2o=co2+h2 由小合成氨廠工藝技術與設計手冊可知反應熱是溫度的函數，不同溫度下的反應熱可以用以下公式計算：h= kcal/ kmol得：h=-38900 kj/kmole2 =38900+43250=82150 kj/kmol最適宜溫度曲線由式tm= 進行計算最適宜溫度計算結果列于下表中：xp0.98080.96870.95070.92620.8

39、9280.8504t409427444462479497t136154171189206224 xp0.7968t515t242將以上數據作圖即得最適宜溫度曲線如下圖：第三節廢熱鍋爐的熱量和物料計算1已知條件：進廢熱鍋爐的轉化氣組份：組份co2coh2n2ch4o2h2o合計6.179.1437.3914.990.140.2031.98100m3(標)272.1402.91648.8661.26.38.71410.154410.15koml12.1517.9973.6129.520.280.3962.95196.88進廢熱鍋爐的溫度為：920出廢熱鍋爐的溫度為：370進出設備的水溫：20出設備

40、的水溫：370進出設備的轉化氣（濕）：196.88koml進出設備的水量：x koml物量在設備里無物量的變化。2.熱量計算：（1） 入熱：水的帶入熱q1水在20時 cp=33.52 kj/（kmol.）q1=x*（20+273）*33.52 =9821.36x轉化氣的帶入熱q2：轉化氣在920時t=1193k根據物理化學知co, h2, h2o, co2, n2 ，可用公式：cp=a+b+ct-2來計算熱容。熱容的單位為kj/（kmol.）表5-1.2物質coh2h2oco2n2a28.4127.283044.1427.87b/10-34.13.2610.719.044.27c/10-5-0

41、.460.5020.33-8.53-ch4可用公式cp=a+b+ct2+dt3來計算熱容：表5-1.3物質abcdch417.4560.461.17-7.2計算結果：組分coh2co2h2on2ch4arcp33.2731.2054.3342.832.9678.9420.73cpm=yi*cp=36.84kj/（kmol.）q2=36.84*196.88*（920+273）=8652899.63kj（2）出熱：轉化氣在370時t=643k根據物理化學知co, h2, h2o, co2, n2 ，可用公式：cp=a+b+ct-2來計算熱容。熱容的單位為kj/（kmol.）表5-1.2物質coh2

42、h2oco2n2a28.4127.283044.1427.87b/10-34.13.2610.719.044.27c/10-5-0.460.5020.33-8.53-計算結果：組分coh2co2h2on2ch4arcp29.2631.4614.6838.2530.6254.8820.73cpm=yi*cp=32.28kj/（kmol.）q3=32.28*196.88*（370+273）=4086449.16kj水的帶出熱q4:水在370，t=643k時的熱容為：cp=38.25 kj/（kmol.）q4=x*38.25*（370+273）=24594.75x熱損失q5:q5=0.04*(q1+

43、 q2)熱量平衡：0.96*(q1+ q2)= q3+ q4 0.96(9821.36x+8652899.63)=24594.75x+4086449.16 x=278.27koml3.水蒸汽的加入：要使h2o/co=3.8還要加入的水量為： （1531.02-1410.15）22.4=5.40koml第四節 主換熱器的物料與熱量的計算1.已知條件：進出設備的變換氣的量：207.80koml進出設備的水的量：xkoml物料的量在設備中無變化。溫度：變換氣進設備的溫度：390變換氣出設備的溫度：250水進設備的溫度： 20水出設備的溫度： 1002.熱量計算：（1） 入熱： 變換氣帶入熱:q1 變

44、換氣在390時根據物理化學知co, h2, h2o, co2, n2 ，可用公式：cp=a+b+ct-2來計算熱容。熱容的單位為kj/（kmol.）表5-1.2物質coh2h2oco2n2a28.4127.283044.1427.87b/10-34.13.2610.719.044.27c/10-5-0.460.5020.33-8.53-ch4可用公式cp=a+b+ct2+dt3來計算熱容：表5-1.3物質abcdch417.4560.461.17-7.2計算結果：組分coh2co2h2on2ch4arcp29.1131.4512.6338.5530.7055.9220.73cpm=yi*cp=31.19kj/（kmol.）q1=207.80*31.19*（390+273）=4297089.97kj水的帶入熱q2:水在20時cp=33.52 kj/（kmol.）q2=x*(20+273)*33.52=9821.36*x出熱：變換氣在出口溫度為250，t=523k時根據物理化學知co, h2, h2o, c