天然气制氢气课程设计(可编辑).doc

天然气制氢气课程设计 98% 130 2080 0.04% 0.053 1.802 0.89% 1.18 51.92 1.07% 1.42 39.76 1.一段转化炉物料衡算 水碳比R3.5 一段炉出口甲烷含量10% 一段炉转化出口温度822℃ 一段炉转化出口压力30.9kg/cm3 物料衡算 水碳比R3.5 加入水蒸气量 3.5130455 kmol/h④ C平衡 130++0.1V ① 平衡 2130++0.2V ② 平衡 +2 ③ 出口总干气量 V1.42+0.1V+++ ④ ④-① V-131.42 代入②1.2V-391.42 由①③得 1.2V-391.42+2 130-0.1V+ 平衡时455-1.2V-391.42846.42-1.2V 一段炉进行的主要反应 +CO+ CO++ t822℃时 K0.94135 解之得 V434.533 kmol/h 代入得出 V434.533303.11343.4729CO43.073843.45331.42 出口转化气中水蒸气的量为 455-1.2434.533-391.42324.9804 表2-2物料进出一段炉的组成 进口 出口 组分 Kmol/h Kg/h Kmol/h Kg/h 303.113 606.226 CO 43.0738 1206.066 1.18 51.92 43.4729 1912.808 130 2080 43.4533 695.2528 1.42 39.76 1.42 39.76 455 8190 324.9804 5849.647 ∑ 587.6 10308.68 8509.76 10309.76 2.二段转化炉物料衡算 出口甲烷含量0.5% 出口压力3.0Mpa 出口温度1003℃ 设总体积V,消耗水为 C守恒 43.4729+43.0738+43.4533++0.005V ① H守恒 303.113+43.45332++20.005V ② O守恒 +43.0738+243.4729+2 ③ 总体积V+++0.005V+1.42 ④ ④-① V-131.42 代入②V-131.42+0.01V-390.01961.01V-521.4396 由①③得 1.01V-391.42+2 130-0.005V+ 1.015V-521.42 651.42-102V 平衡时324.9804-1.01V-521.4396846.42-1.01V 解之得 V549.2338 代入得出417.813836.0523 91.20152.746171.42 剩余水的量为 846.42-1.01549.2338291.693862 表2-3物料进出二段炉的组成 进口 出口 组分 Kmol/h Kg/h Kmol/h Kg/h 303.113 606.226 417.8138 835.6276 CO 43.0738 1206.066 91.2015 2553.642 43.4729 1912.808 36.0523 1586.301 43.4533 695.2528 2.74617 43.93872 1.42 39.76 1.42 39.76 324.9804 5849.647 291.693862 5250.49 ∑ 8509.76 10309.76 840.9277 10309.76 3.高温变换炉物料衡算 出口CO含量 3.00% 变换反应 CO++ 设出口总量V,消耗CO为 V549.2338+549.2338+91.2015-0.03V V621.7818 72.548 剩余91.2015-72.54818.6535 36.0523+72.548108.6003 291.693862 417.8138+72.548490.3618 2.74617 1.42 表2-4物料进出高温变换炉的组成 进口 出口 组分 Kmol/h Kg/h Kmol/h Kg/h 417.8138 835.6276 490.3616 980.7232 CO 91.2015 2553.642 18.6535 522.298 36.0523 1586.301 108.6003 4778.413 2.74617 43.93872 2.74617 43.93872 1.42 39.76 1.42 39.76 291.693862 5250.49 291.693862 5250.49 ∑ 8509.76 10309.76 913.4757 10309.79 4.低温变换炉物料衡算 出口CO含量0.4% 设出口总量V,消耗CO为 V621.7818+621.7818+18.6535-0.004V V637.88376 16.102 剩余18.6535-16.1022.5515