气体压缩膨胀功计算.doc

低温甲醇洗冷损功耗计算相关

气体压缩需要消耗能量，因对气体做了机械功，其大小 既与气量和压缩后压力有关，同时还与压缩过程中热量传递 情况有关，这是因为气体体积随温度而变化，故功耗量不同。

气体受到压缩时温度上升，在压缩过程中与外界不传递 热量的过程叫绝热过程。理论的绝热过程，既没有气体流动 和摩擦等损失，此时体积与压力的变化规律是

Pi(V1)=P2(V2)

k

k

式中K叫作绝热指数，不同种类的气体、不同温度下气体的 绝热指数K值是不同的。K等于该温度下该气体的恒压热容 与恒容热容的比值，也叫热容比。粗略计算也可以取下列数 据： 理想气体

单原子气体(Ar, He等) 双原子气体(N2, H2, 02,

1.00 1.67

CO等)

1.40

NH3 C02 CH4

1.32(16°C)〜1. 29(66°C) 1.30(16°C)〜1. 27(66°C) 1.32(16°C)〜1. 28(66°C)

值得注意的是双原子气体的绝热指数都是1.40 绝热后气体的温度可由下式计算:

压缩气体所需要能量常用能量头表示，既压缩一公斤气体所 需要的能量，单位常用公斤米/公斤或米表示，它的意义和泵 的扬程是一样的。

绝热压缩的能量头计算:

压缩气体做功：

N = —^― * h * -

3600

p

联立②、③得

N = ——* [（氏- 1] 3600

Lip】丿

M K-l

」

g：重力加速度,9. 8065 P：密度，常数1000kg/m N:KW

G:流量，公斤/小时 R：气体常数,8.314

气体分子量 由④推出:

nRT K * --- * 3600 K-1

K-1

3

W = nRT *

K-1

气体绝热膨胀过程，气体对环境做了机械功，其大小既 与气量和膨胀后压力有关，同时温度也随气体体积变化而变 化，故做功量不同。

低温甲醇洗过程中工艺气压力降低对系统做功的同时 也会与系统进行热量的交换，其恰变计算:

K-1

(l)T“Ti*(g

严

呼+ c(Tf

⑵ Q = n*[a(—T]) + b

⑶W_nRT

说

温度:40°C, CQ： 40%；

(4)AH=Q+W

AH:工艺气在低温甲醇洗过程中熔变， 既是功耗也是低温甲

醇洗冷损O

例:进低温甲醇洗工艺气压力:6. OMPa(A),

二氧化碳产品流量：10000NM3/h压力：0. 3MPa(A),温度:30°C, C02： 99.

23%O试计算二氧化碳产品中CO2带入低温甲醇洗冷损。

计算：

假设CQ绝热压降，压力降低后温度为T2：

1・3—1

T2 = (40 + 273.16) * (

6.0*40% )

°亠99.23%)1.3 — 273.16 =-79. 70221612°C z \\

Q 二鵲 *(Q：Cp) =1703011. 026KJ

绝热膨胀功:

W = 10000 * (40 + 273.16) * 8.314 * (=

22.414 \\1.3 — 1

1.3-1

/0・3 * 0・9923\\ 1.3 彳 * \\ 6.0 *0.4 丿 —

1

二-1924043. 741KJ

二氧化碳产品中CO?向系统做功1924043. 741KJ,从系统吸收热量

1703011. 026KJ, CO?恰变 1924043.741-1703011. 026=221032. 715 KJ 系统

焰变:-221032.715 KJ,既系统冷损 221032. 715 KJ。

参考文献：《大型氨厂合成氨生产工艺（坯类蒸汽转化法）》，大连理工 学院编，袁一曾宪龙修订

——任何参考使用该文档的您，请不要严重据为己有，谢谢！一一

崔静思

2012年2月17日