合成氨蒸汽自給計(jì)算

一、造氣半水煤氣顯熱

      1. 水煤氣溫度為280℃，通過顯熱回收利用后溫度降為140℃。

      2. 造氣蒸汽分解率按50%，半水煤氣含H 2為40%，噸氨耗半水煤氣為3300Nm³。

      3. 3300Nm³半水煤氣中含水蒸汽量為3300×0.4=1320Nm³（小于0.1Mpa 水蒸氣232℃的熱焓值2950kj/kg ，140℃為2763kj/kg ）。

      4. 造氣來熱水為90℃（熱焓值為377.45kj/kg ），半水煤氣的比熱為k 31k j /km ol。

由以上條件可以計(jì)算出造氣半水煤氣顯熱噸氨產(chǎn)140℃蒸汽為：半水煤氣中可以得到的顯熱：

半水煤氣中水蒸氣顯熱：

則可以產(chǎn)140℃蒸汽為：

那么每小時(shí)顯熱回收可產(chǎn)蒸汽為：0.358×6.5=2.327t 。

二、變換工段軟水加熱器提供的顯熱

      1.變換板式換熱器將變換氣降低61℃。

      2.變換氣的比熱為：30.8kj/kmol?k，水的比熱為： 0.361 kj/kmol?k。

      3.熱水塔出口變換氣溫度為94℃，蒸汽分壓為0.0474Mpa ，噸氨含水量為

      4.飽和塔出口煤氣溫度為123℃，蒸汽分壓為0.2290MPa ，噸氨飽和塔出口半水煤氣含水量為：

      5.變換現(xiàn)用蒸汽流量為 2.47t/h ，噸氨飽和塔出口半水煤氣含水量為：

則每小時(shí)板換變換氣可以提供的顯熱是： 

每小時(shí)變換反應(yīng)熱：CO+H₂O（g）=CO₂+H₂+42.2867kj/mol（CO含量為29%）

三、合成軟水加熱氣提供的顯熱

      1.合成軟水加從92℃降低至55℃，降低37℃。

      2.合成塔出塔氣量：10049.48Nm3/t氨，比熱為34.997kj/kmol.k

      3．每小時(shí)氨合成反應(yīng)熱：

則每小時(shí)軟水加熱器提供的顯熱為：

若將水從30℃提高至90℃。則變換和合成軟水加可以加熱的水量是：

四、系統(tǒng)需要的所有水量及蒸汽量

造氣蒸汽消耗：2.2×6.5=14.3t

變換蒸汽消耗：0.4×6.5=2.6t

精煉和脫硫耗蒸汽：0.15×6.5=0.975t

變換帶水量：（0.488+0.144）×6.5=4.1t

共計(jì)軟水量為：21.975t 。

五、產(chǎn)蒸汽

      1.燃燒爐標(biāo)桿噸氨產(chǎn)蒸汽1.4t/t 氨：1.4×6.5=9.1t/h ?，F(xiàn)為8t/h ，相差1.1t/h

      2.造氣夾套標(biāo)桿噸氨產(chǎn)蒸汽0.53t/t 氨：0.53×6.5=3.4t/h 。

      3.顯熱回收產(chǎn)蒸汽：1.7t/h 。

      4.合成廢鍋產(chǎn)蒸汽標(biāo)桿為0.65t/t 氨：0.65×6.5=4.2t/h 。

         共計(jì)產(chǎn)蒸汽：18.4t/h 。

六、蒸汽自給需要達(dá)到的指標(biāo)

      1.造氣噸氨耗蒸汽達(dá)到2.2t/t 氨：2.2×6.5=14.3t/h 。

      2.變換用蒸汽通過加強(qiáng)保溫將飽和熱水塔出口煤氣溫度從110℃提高到120℃。則蒸汽消耗可以下降：0.731-0.488=0.243t/t 氨，可以控制在0.2t/t 氨。 則變換用蒸汽量為：0.2×6.5=1.3t/h 。

      3.精練和脫硫用蒸汽：0.975t/h 。共計(jì)用蒸汽量：16.575t/h 。18.4-16.575=1.8t/h 。

七、達(dá)到蒸汽自給需要做的工作

      1.造氣噸氨蒸汽消耗降低至2.2t/t 氨；

      2.變換工段做好保溫，減少熱量損失；提高飽和熱水塔出口溫度；

      3.合成廢鍋?zhàn)龊帽?，確保產(chǎn)氣量；

      4.煤棒工段使用鍋爐排污水進(jìn)行制液，節(jié)約蒸汽用量；

      5.反滲透水處理要提高軟水品質(zhì)，減少鍋爐排污率，從而保證鍋爐熱效率，以及熱量損失。

      6.是否能將22t的軟水從30℃提高到90℃。變換氣進(jìn)冷排的溫度為65℃，合成進(jìn)冷排的溫度為72℃。含有的熱量：

由②+③得變換和合成放出的反應(yīng)熱為：7903314kcal。每小時(shí)變換和合成最終可以利用的反應(yīng)熱是：7903314-2471024.4=5432289.6kcal 。

將22t 水從30℃（熱焓值126.8kj/kg ）升高到90℃（熱焓值377.45kj/kg ）需要的熱量是：

余下熱量可以將90℃（熱焓值377.45kj/kg ），產(chǎn)生1.0Mpa 過熱蒸汽180℃（熱焓值2777.3kj/kg）蒸汽量為：

八、結(jié)論

      合成氨蒸汽可以自給（進(jìn)變換煤氣溫度和合成溫度在要高于20℃，這部分熱量可以考慮作為熱損失）。

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