курсовая. Ассановой Софьи Сергеевны Тема курсовой работы Паровая конверсия метана в производстве аммиака Содержание пояснительной записки Введение. Сжатое изложение

• Название: Ассановой Софьи Сергеевны Тема курсовой работы Паровая конверсия метана в производстве аммиака Содержание пояснительной записки Введение. Сжатое изложение
• Дата: 07.04.2018
• Размер: 0.99 Mb.
• Имя файла: курсовая.docx
• Тип: Изложение; #40552
• страница: 3 из 4

Таблица 6.1

Реакция 1	СН4+Н2О=СО+3Н2
Реакция 2	СО+Н2О=Н2+СО2
Расход на входе, нм3/ч	173261
Состав на входе:
О2, нм3/ч	0
N2, нм3/ч	2005
Аr, нм3/ч	18
Н2, нм3/ч	4456
СО, нм3/ч	0
СО2, нм3/ч	28
СН4, нм3/ч	35158
Н2О, нм3/ч	131596

Х (СН4)=0,634
Х(СО)=0,66

Балансовый расчеты.

Пошло СН4 в хим реакцию= 22290,17 нм3/ч
По 1 реакции образовалось:
СО = 22290,17 нм3/ч - 1 моль на 1 моль израсходованного CH₄.
Н2 = 66870,52 нм3/ч -3 моль на 1 моль израсходованного CH₄.
По 1 реакции израсходовалось:
Н2О = 22290,17 нм3/ч - 1 моль на 1 моль израсходованного CH₄.

Израсходовалось СО во второй реакции=14711,51 нм3/ч
По 2 реакции израсходовалось:
Н2О= 14711,51 нм3/ч - 1 моль на 1 моль израсходованного СO
По 2 реакции образовалось:
СО2= 14711,51 нм3/ч - 1 моль на 1 моль израсходованного СO
Н2= 14711,51 нм3/ч - 1 моль на 1 моль израсходованного СO

Таблица 6.2

Компоненты	состав, %мольн	приход, нм3/ч	выход из реактора, нм3/ч	состав на выходе, %мольн	состав из лит-ры, нм^3\ч	состав из лит-ры, %
СН4	20,29	35158	12867,83	5,91	12903	5,79
Н2О	75,95	131596	94594,31	43,42	94532	42,46
СО	0,00	0	7578,66	3,48	12338	5,54
Н2	2,57	4456	86038,03	39,50	88473	39,73
СО2	0,02	28	14739,51	6,77	12393	5,57
О2	0,00	0	0,00	0,00	0	0,00
N2	1,16	2005	2005,00	0,92	2005	0,90
Ar	0,01	18	18,00	0,01	18	0,01
Сумма	100	173261	217841,34	100,00	222662	100,00
Коэф. увеличения объема =		1,257301666

Проверка расчетов по массе представлена в таблице 6.3

Таблица 6.3

	Приход, кг/ч	Выход, кг/ч
СН4	25112,86	9191,31
Н2О	105746,79	76013,29
СО		9473,32
Н2	397,86	7681,97
СО2	55,00	28952,62
О2
N2	2506,25	2506,25
Ar	32,14	32,14
	133850,89	133850,89
Дебаланс, кг/ч	0,00

6.2. Расчет теплового баланса

В общем виде тепловой баланс для адиабатического процесса в газе с подводом теплоты или отводом теплоты (Qтп) рассчитывается по следующей формуле:

Qтп = Qвыхфиз – (Qвход физ + Qхр – Qпотерь) (6.1)

Расчет физической теплоты с входящим и выходящим потоком

Qвходфиз=Vвход*Cpвход*Tвход (6.2)

где Vвход – расход входящего потока, нм3/сек
Cpвход – изобарная теплоемкость потока газа на входе, Дж/(нм3*К)
Tвход – температура входящего потока, гр.К

Расчет изобарной теплоемкости потока газа для температуры входящего потока (Tвход) рассчитывается по правилу аддитивности:

Ср = СрА * СвхА/100 + СрВ * СвхВ/100 + СрС * СвхС/100 + СрD * CвхD/100 (6.3)

где СрА СрВ СрС СрD – изобарные объемные теплоемкости соответствующих веществ для температуры Tвх, Дж/(нм3*К)

СвхА СвхВ СвхС CвхD – концентрации соответствующих веществ во входящем потоке, которые берутся из материального баланса, %об.

Изобарные теплоемкости чистых веществ для температуры Tвход рассчитываются по справочным данным, например, по зависимости:

Ср = а + b*T + c*T² + d* T³ (6.4)

Если данная зависимость позволяет рассчитать мольную теплоемкость в Дж/(моль*К), то пересчитаем ее в объемную теплоемкость через объем одной моли при нормальных термодинамических условиях (0ОС и 1кгс/см2), равную 0,0224 нм3/моль:

Cpобъем= Срмольн/0,0224 (6.5)

Расчет Qфиз.вых для температуры Tвых и состава потока на выходе считается аналогично.

Теплота химической реакции рассчитывается исходя из эффекта химической реакции qхр,

Vaхр (моль/сек) * qхр (Дж/моль) = Qхр (Дж/сек или Вт) (6.6)

Количество потерь теплоты принимается как 2-7% (в зависимости от процесса) от общегоприхода теплоты, т.е.

Qпотерь = 0,02…0,05 ( Qфизвход + Qхр) (6.7)

Если Qтп имеет положительное значение, то теплота подводилась, а если отрицательное – отводилась.

Таблица 6.4

компоненты	а	b	c'	с
СН4	14,32	0,07466		-0,00001743
Н2О	30	0,01071	33000
СО	28,41	0,0041	-46000
Н2	27,28	0,00326	50000
СО2	44,14	0,00904	-854000
О2	31,46	0,00339	-337000
N2	27,88	0,00427	0

Т(входа)=797К
Т(выхода)=1110К

Вход Таблица 6.5

Компоненты	Ср, Дж/моль*К (вход)	Ср, Дж/нм3*К (вход)	состав,%мольн	приход нм3/ч	нм3/сек
СН4	62,75232713	2801,44318	20,29	35158	9,766111111
Н2О	38,5878214	1722,6706	75,95	131596	36,55444444
СО	31,60528289	1410,95013	0,00	0	0
Н2	29,95693425	1337,36314	2,57	4456	1,237777778
СО2	50,00044061	2232,16253	0,02	28	0,007777778
О2	33,63129596	1501,39714	0,00	0	0
N2	31,28319	1396,57098	1,16	2005	0,556944444
Ar			0,01	18	0,005

Выход Таблица 6.6

Компоненты	Ср, Дж/моль*К (выход)	Ср, Дж/нм3*К (выход)	состав,%мольн	нм3/ч	нм3/сек
СН4	75,717097	3380,22754	5,91	12867,83	3,574396667
Н2О	41,91488354	1871,20016	43,42	94594,31	26,27619847
СО	32,92366537	1469,80649	3,48	7578,66	2,105182911
Н2	30,93918112	1381,21344	39,50	86038,03	23,89945264
СО2	53,48127444	2387,55689	6,77	14739,51	4,094309311
О2	34,94938324	1560,24032	0,00	0,00	0
N2	32,6197	1456,23661	0,92	2005,00	0,556944444
Ar			0,01	18,00	0,005

Таблица 6.6

Ср (Т), вход, Дж/моль*К	43,18259834
Ср (Т), выход, Дж/моль*К	39,95742019
V входа моль/сек	2148,573909
V выхода моль/сек	2701,405556
V входа моль/сек (СН4)	276,4158234
V входа моль/сек (СО)	182,4344435

Таблица 6.7

Q х.р1, Дж/моль	-206130
Q х.р2 Дж/моль	41170
Q х.р.1, Вт	-56977593,68
Q х.р.2, Вт	7510826,037

Таблица 6.8

Q х.р., Вт	-49466767,64
Q физич. (вход), Вт	73946460,26
Q физич.(выход)., Вт	119814728,5
Q(потерь), Вт	489593,8524
Q(подвода) , Вт	95824629,77