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合成氨蒸汽自给计算

发布时间:2019-10-23 14:34

一、造气半水煤气显热

      1. 水煤气温度为280℃,通过显热回收利用后温度降为140℃。

      2. 造气蒸汽分解率按50%,半水煤气含H 2为40%,吨氨耗半水煤气为3300Nm3

      3. 3300Nm3半水煤气中含水蒸汽量为3300×0.4=1320Nm3(小于0.1Mpa 水蒸气232℃的热焓值2950kj/kg ,140℃为2763kj/kg )。

      4. 造气来热水为90℃(热焓值为377.45kj/kg ),半水煤气的比热为k 31k j /km ol。

由以上条件可以计算出造气半水煤气显热吨氨产140℃蒸汽为:半水煤气中可以得到的显热:

半水煤气中水蒸气显热:

则可以产140℃蒸汽为:

那么每小时显热回收可产蒸汽为:0.358×6.5=2.327t 。

二、变换工段软水加热器提供的显热

      1.变换板式换热器将变换气降低61℃。

      2.变换气的比热为:30.8kj/kmol?k,水的比热为: 0.361 kj/kmol?k。

      3.热水塔出口变换气温度为94℃,蒸汽分压为0.0474Mpa ,吨氨含水量为

      4.饱和塔出口煤气温度为123℃,蒸汽分压为0.2290MPa ,吨氨饱和塔出口半水煤气含水量为:

      5.变换现用蒸汽流量为 2.47t/h ,吨氨饱和塔出口半水煤气含水量为:

则每小时板换变换气可以提供的显热是: 


每小时变换反应热:CO+H2O(g)=CO2+H2+42.2867kj/mol(CO含量为29%)

三、合成软水加热气提供的显热

      1.合成软水加从92℃降低至55℃,降低37℃。

      2.合成塔出塔气量:10049.48Nm3/t氨,比热为34.997kj/kmol.k

      3.每小时氨合成反应热:

则每小时软水加热器提供的显热为:

若将水从30℃提高至90℃。则变换和合成软水加可以加热的水量是:

四、系统需要的所有水量及蒸汽量

造气蒸汽消耗:2.2×6.5=14.3t

变换蒸汽消耗:0.4×6.5=2.6t

精炼和脱硫耗蒸汽:0.15×6.5=0.975t

变换带水量:(0.488+0.144)×6.5=4.1t

共计软水量为:21.975t 。

五、产蒸汽

      1.燃烧炉标杆吨氨产蒸汽1.4t/t 氨:1.4×6.5=9.1t/h 。现为8t/h ,相差1.1t/h

      2.造气夹套标杆吨氨产蒸汽0.53t/t 氨:0.53×6.5=3.4t/h 。

      3.显热回收产蒸汽:1.7t/h 。

      4.合成废锅产蒸汽标杆为0.65t/t 氨:0.65×6.5=4.2t/h 。

         共计产蒸汽:18.4t/h 。

六、蒸汽自给需要达到的指标

      1.造气吨氨耗蒸汽达到2.2t/t 氨:2.2×6.5=14.3t/h 。

      2.变换用蒸汽通过加强保温将饱和热水塔出口煤气温度从110℃提高到120℃。则蒸汽消耗可以下降:0.731-0.488=0.243t/t 氨,可以控制在0.2t/t 氨。 则变换用蒸汽量为:0.2×6.5=1.3t/h 。

      3.精练和脱硫用蒸汽:0.975t/h 。共计用蒸汽量:16.575t/h 。18.4-16.575=1.8t/h 。

七、达到蒸汽自给需要做的工作

      1.造气吨氨蒸汽消耗降低至2.2t/t 氨;

      2.变换工段做好保温,减少热量损失;提高饱和热水塔出口温度;

      3.合成废锅做好保温,确保产气量;

      4.煤棒工段使用锅炉排污水进行制液,节约蒸汽用量;

      5.反渗透水处理要提高软水品质,减少锅炉排污率,从而保证锅炉热效率,以及热量损失。

      6.是否能将22t的软水从30℃提高到90℃。变换气进冷排的温度为65℃,合成进冷排的温度为72℃。含有的热量:

由②+③得变换和合成放出的反应热为:7903314kcal。每小时变换和合成最终可以利用的反应热是:7903314-2471024.4=5432289.6kcal 。

将22t 水从30℃(热焓值126.8kj/kg )升高到90℃(热焓值377.45kj/kg )需要的热量是:

余下热量可以将90℃(热焓值377.45kj/kg ),产生1.0Mpa 过热蒸汽180℃(热焓值2777.3kj/kg)蒸汽量为:

八、结论

      合成氨蒸汽可以自给(进变换煤气温度和合成温度在要高于20℃,这部分热量可以考虑作为热损失)。

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