合成氨蒸汽自给计算

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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