合成氨能量计算

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H2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31kj/kmolk。

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：

330031280140639375kj22.4半水煤气中可以得到的显热：。

半水煤气中水蒸气显热：

30342763132018287453kj22.4。

6393752874530.358t/t氨2763377.451000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：0.361kj/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

330019.020.0504141kg22.4。

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

330019.240.3180868kg22.4含水量为：。

2.471000380kg5.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：6.5

则每小时板换变换气可以提供的显热是：

330030.81440.36)616.5586820kcal22.44.2————①

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

33000.29100042.28576.527959kcal22.44.2————②

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

1000561036.55107415kcal174.23．每小时氨合成反应热：————③

则每小时软水加热器提供的显热为：

10049.4834.99376.59061kcal22.44.2————④

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：

906158682024.7t601000

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：

330030.810049.4834.99721440.36)656.52471024.4kcal22.44.222.44.2

(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=54322.6kcal。

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

221000377.45126.81312928.6kcal4.2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

54322.6-1312928.64.27.209t/h2777.3377.45值2777.3kj/kg）蒸汽量为：（折合吨氨产汽为1107kg）。

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）。