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计算题1:氮甲醇气氛的CO%计算你会吗?

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发表于 2013-5-3 16:13:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 aaron01 于 2013-5-3 16:20 编辑

前一个星期,给我的工程师复习了这个问题,发现还是有人不会算,不妨拿到论坛上来看看,有人能算出来吗?
某型号多用炉使用氮甲醇气氛载气,氮气流量是4.6立方米/小时,甲醇流量是4.2升/小时,假定通入多用炉后,在900C温度下,甲醇完全分解,求:
此时的气氛里的CO的含量是多少? 其他气体组分的含量是多少?最好把计算过程一起写出来。

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发表于 2013-5-3 16:33:56 | 显示全部楼层
我怕说错了,2.3个立方?
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 楼主| 发表于 2013-5-3 16:37:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-5-3 16:40 编辑


此题的答案应该是在炉气混合气体里,CO的体积百分比是多少?
氮气的百分比是多少?其他气体的百分比是多少?
请继续。
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发表于 2013-5-3 16:44:42 | 显示全部楼层
我是按氮氢一氧化碳比例442来计算的,理论上1升甲醇分解出1.66m³气体。
坐等楼下解答
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发表于 2013-5-3 16:44:52 | 显示全部楼层
氮气含量:39.72% ,CO含量:20.09%, 氢气:40.19%  总气量:11.58立方米每小时。

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发表于 2013-5-3 16:45:50 | 显示全部楼层
CH3OH——CO+2H2
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 楼主| 发表于 2013-5-3 16:46:04 | 显示全部楼层
wy913625 发表于 2013-5-3 16:44
氮气含量:39.72% ,CO含量:20.09%, 氢气:40.19%  总气量:11.58立方米每小时。 ...

能不能给我们讲解一下推算的过程呢?
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 楼主| 发表于 2013-5-3 16:47:18 | 显示全部楼层
tom 发表于 2013-5-3 16:44
我是按氮氢一氧化碳比例442来计算的,理论上1升甲醇分解出1.66m³气体。
坐等楼下解答 ...

这个1升甲醇分解出1.66立方米的气体,这个数据是怎么出来的呢?
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发表于 2013-5-3 16:53:11 | 显示全部楼层
4.6 (N2)  + 2.32(co)+4.65(H2)
标准比例  20 40 40 

(1.66 =1L)

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发表于 2013-5-3 16:53:58 | 显示全部楼层
气化成标准状态下的气体
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 楼主| 发表于 2013-5-3 16:56:54 | 显示全部楼层
为什么1升甲醇会裂解成1.66升气体呢?
这个问题还是没有人回答出来哦,提示一下,这个数据是厂家给你们的近似数据,需要小小推导一把的。
请大家继续。。。
有奖的哦
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发表于 2013-5-3 17:00:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-5-3 17:22 编辑

根据CH3OH——CO+2H2反应方程式得出:1单位体积甲醇可以分解为 1单位体积的一氧化碳和2单位体积的氢气。
再根据密度换算为体积。甲醇密度:0.791克每毫升 在25度, CO密度为 1.250克每升,氢气密度为0.0899克每升,如果以一升甲醇为例(791克)可以分解为692.125克CO和98.875克的氢气。换算为体积分别是553.7升的CO和1099.833升的氢气。假设甲醇100%裂解,可以通过以上数据算出各气氛的百分比了。

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发表于 2013-5-3 17:00:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 tom 于 2013-5-3 17:03 编辑
aaron01 发表于 2013-5-3 16:56
为什么1升甲醇会裂解成1.66升气体呢?
这个问题还是没有人回答出来哦,提示一下,这个数据是厂家给你们的近 ...


这个就根据442可以推导,或者相互推导都可以。
当然,从本质上可能要从化学反应式吧?
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发表于 2013-5-3 17:01:10 | 显示全部楼层
1升甲醇应该分解出1099.833+553.7升的气体。
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发表于 2013-5-3 17:04:00 | 显示全部楼层
甲醇密度 0.793kg/l,4.2l甲醇就是4.2*0.793=3.33Kg,甲醇的分子量为32, 也就是3330/32*22.4=2331L,也就是2.331立方,气氛中总量为:
4.6+2.33+4.66=11.59立方,
CO%=2.331/11.59=20.11%
H2%=4.66/11.59=40.21%
余量为N2
指点一下! 其实理论上就是4:4:2!

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aaron01 + 20 你也对,比别人慢了1分钟

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发表于 2013-5-3 17:04:35 | 显示全部楼层
4200*.8/32*22.4*3=

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aaron01 + 20 这个我也看懂了,正确,比12楼慢了几分钟.

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发表于 2013-5-3 17:09:00 | 显示全部楼层
iamspiderman 发表于 2013-5-3 17:04
甲醇密度 0.793kg/l,4.2l甲醇就是4.2*0.793=3.33Kg,甲醇的分子量为32, 也就是3330/32*22.4=2331L,也就是2.3 ...

这个问题应该属于基本功,只要知道原理就好了,呵呵,anyway,接受你的指点,不过我没看别人的哦!~
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 楼主| 发表于 2013-5-3 17:10:19 | 显示全部楼层
iamspiderman 发表于 2013-5-3 17:09
这个问题应该属于基本功,只要知道原理就好了,呵呵,anyway,接受你的指点,不过我没看别人的哦!~ ...

是啊,这个是基本功,不过我现在的手下不会算!

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他们不会算,如果基本的442 ,1.1:1知道,也能勉强接受,呵呵,现在的孩子不能要求太高!  发表于 2013-5-3 17:12
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发表于 2013-5-3 17:11:11 | 显示全部楼层
汗,我把2.33四舍五入到2.3离标准答案就差一步哦。
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 楼主| 发表于 2013-5-3 17:13:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-5-3 17:18 编辑
tom 发表于 2013-5-3 17:11
汗,我把2.33四舍五入到2.3离标准答案就差一步哦。


此题重要的不是小数点后的近似值,是想让大家看看,是怎么推导出来的。
以后如果需要拿到25%的CO比例,也可以很方便地用这个方法进行计算。
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发表于 2013-5-3 17:24:57 | 显示全部楼层
1.66*4.2=6.972
6.972+4.6=11.572
N=H=11.572*0.4=4.629
CO=11.572*0.2=2.314
嗯,还是稍有差异
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 楼主| 发表于 2013-5-3 17:38:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-5-3 17:39 编辑

1.66怎么来的?
甲醇密度是0.79,
1升甲醇的重量是790克,  甲醇的分子量是32
790除以32,算出的是1升甲醇的摩尔数=24.6875摩尔,
转换到气体的体积还要再乘以22.4,变成553升,
也就是说1升液体甲醇变成了553升气体甲醇了,甲醇完全裂解,总体积变成3倍,所以553乘以3,就变成了1.66立方米了!

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发表于 2013-5-3 17:51:51 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-5-3 17:38
1.66怎么来的?
甲醇密度是0.79,
1升甲醇的重量是790克,  甲醇的分子量是32

看来我不止把大学基础课忘了,连高一化学都忘了。
不过个人认为,工作中知道几个理论支点:如1=1.66,4:4:2,貌似也能解决问题。现在看来,不能够做到十分精确。

点评

建议tom发几个正火或退火的基本计算题,大家祝个兴。  发表于 2013-5-3 20:00
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 楼主| 发表于 2013-5-3 19:25:03 | 显示全部楼层
提起这道题来,还真是让我印象深刻,92年我毕业后进单位,我的师傅给我上的第一课就是这题,一模一样我今天是照搬的,这是我第一次接触渗碳方面知识的专门培训,以后就再不会忘记了。
刚才接到师傅电话,很开心,也很感慨,祝福他。
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发表于 2013-5-3 20:11:17 | 显示全部楼层
12楼和15楼是通过气体密度来计算的,计算相当精准。
另外还有个方法可以用气体含量百分比来计算,即使不知道各组分的气体密度也能算出CO含量。这个方法只要记住甲醇裂解方程式和气化指数1.66就能快速计算出任何配比的氮甲醇气氛的CO含量。
甲醇裂解:CH3OH → 33.3% CO+ 66.7% H2
考虑甲醇的气化指数1.66,
1升液体CH3OH → 1.66(33.3% CO+ 66.7% H2)m3  → 0.553m3 CO + 1.1m3 H2 气体
4.2升CH3OH气化后→ 4.2(0.553m3 CO + 1.1m3 H2 )→ 2.322m3 CO + 4.62m3 H2  
加入4.6m3 N2后各气体组份组成体积 = 2.322m3 CO + 4.62m3 H2  +4.6m3 N2, 总体积 = 11.542m3
再通过计算可以算出气氛组成百分比 = 20.11% CO + 40.0% H2 +39.8% N2


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wanggong + 20 很给力!

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发表于 2013-5-3 20:17:32 | 显示全部楼层
jasen 发表于 2013-5-3 20:11
12楼和15楼是通过气体密度来计算的,计算相当精准。
另外还有个方法可以用气体含量百分比来计算,即使不知 ...

大叔,还是举个实例来说明,娃娃听的更明白些。
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发表于 2013-5-3 20:22:43 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-5-3 20:17
大叔,还是举个实例来说明,娃娃听的更明白些。

娃娃想要什么实例,上面的计算就是根据艾论出的题算出的结果。
要不您随意说个甲醇和氮气的流量再算一题。
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发表于 2013-5-3 20:58:03 | 显示全部楼层
jasen 发表于 2013-5-3 20:22
娃娃想要什么实例,上面的计算就是根据艾论出的题算出的结果。
要不您随意说个甲醇和氮气的流量再算一题 ...

瞎说一个:880度加热,氮气4.8、甲醇4.4。
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发表于 2013-5-3 21:01:19 | 显示全部楼层
个人认为这些知识都属于基本知识,大拿们就不要再讨论了,网上,书本上都有的!
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发表于 2013-5-3 21:05:19 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-5-3 20:58
瞎说一个:880度加热,氮气4.8、甲醇4.4。

4.4升CH3OH气化后→ 4.4(0.553m3 CO + 1.1m3 H2 )→ 2.43m3 CO + 4.84m3 H2  
加入4.8m3 N2后气氛组成体积 = 2.43m3 CO + 4.84m3 H2  +4.8m3 N2, 各组份的总体积 = 12.07m3
通过计算可知气氛组成百分比 = 20.13% CO + 40.0% H2 +39.7% N2

这个题也是 1:1.1,所以也是标准的442气氛。
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发表于 2013-5-3 21:07:48 | 显示全部楼层
jasen 发表于 2013-5-3 21:05
4.4升CH3OH气化后→ 4.4(0.553m3 CO + 1.1m3 H2 )→ 2.43m3 CO + 4.84m3 H2  
加入4.8m3 N2后气氛组成 ...

不开玩笑了。大叔,温度有高低,是否要考虑温度系数呢。
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 楼主| 发表于 2013-5-3 21:08:04 | 显示全部楼层
iamspiderman 发表于 2013-5-3 21:01
个人认为这些知识都属于基本知识,大拿们就不要再讨论了,网上,书本上都有的! ...

此题就是给大家复习一下基础知识的,希望大家共同参与的,当然像氮化那样的计算题,你是不应该答了,你可以做总结的。

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抱歉抱歉,不懂规矩,不懂!!!  发表于 2013-5-3 21:09
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吉祥如意 发表于 2013-5-3 21:07
不开玩笑了。大叔,温度有高低,是否要考虑温度系数呢。

计算题高温下假设甲醇100%完全裂解,不考虑温度系数。娃娃说到的话题又要讨论渗碳过程中CO分析仪的好处了。
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发表于 2013-5-3 21:15:27 | 显示全部楼层
jasen 发表于 2013-5-3 21:13
计算题高温下假设甲醇100%完全裂解,不考虑温度系数。娃娃说到的话题又要讨论渗碳过程中CO分析仪的好处了 ...

是的。娃娃想CO分析仪的用法,应该向大家宣传一下。提高一下大家的兴趣。
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发表于 2013-5-3 21:20:34 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-5-3 21:15
是的。娃娃想CO分析仪的用法,应该向大家宣传一下。提高一下大家的兴趣。 ...

国内有相当多的企业渗碳炉不配置CO分析仪,认为对加工产品质量没有影响,实际上是好处多多。艾论应该也有体会的。
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 楼主| 发表于 2013-5-3 21:23:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-5-3 21:25 编辑

这要看什么气氛了,我可以说超级渗碳气氛的话,必须配。
氮甲醇气氛,只要不做很低温工艺,不配问题不大的。
还有我用的是endo gas,完全没有必要配CO分析仪。
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发表于 2013-5-3 21:33:24 | 显示全部楼层
非常赞同艾论的观点!
包括超级渗碳在内的所有直渗式气氛应该配置CO分析仪,氮甲醇气氛是建议配置。
三人行必有我师焉,择其善者而从之,其不善者而改之。
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发表于 2013-5-4 23:52:01 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-5-3 05:23
这要看什么气氛了,我可以说超级渗碳气氛的话,必须配。
氮甲醇气氛,只要不做很低温工艺,不配问题不大的 ...

endo gas 是否为吸热型气氛?
为成功找方法,不为失败找借口。
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 楼主| 发表于 2013-5-5 00:00:40 | 显示全部楼层
村长 发表于 2013-5-4 23:52
endo gas 是否为吸热型气氛?

是的,吸热式发生气。
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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发表于 2013-5-5 14:19:10 | 显示全部楼层
氮甲醇气氛,通常的40%氮气+60%的甲醇,算出来也不是4
+4+2啊 ?1:1.1也不是4+4+2
招待费更健康客家话
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 楼主| 发表于 2013-5-5 14:34:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-5-5 14:37 编辑
pjh24123 发表于 2013-5-5 14:19
氮甲醇气氛,通常的40%氮气+60%的甲醇,算出来也不是4
+4+2啊 ?1:1.1也不是4+4+2 ..


不要忘了甲醇要分解哦,1个甲醇分子分解成1个CO和2个H2分子哦。

能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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发表于 2013-5-6 22:44:30 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-5-3 17:13
此题重要的不是小数点后的近似值,是想让大家看看,是怎么推导出来的。
以后如果需要拿到25%的CO比例,也 ...

我搞氮甲醇气氛不按照比例,尽量让氮气多点,降低成本,至于多到什么程度一切以金相检验结果为准。
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发表于 2013-5-7 21:30:45 | 显示全部楼层
microsoft 发表于 2013-5-6 22:44
我搞氮甲醇气氛不按照比例,尽量让氮气多点,降低成本,至于多到什么程度一切以金相检验结果为准。 ...

不按比例也是可以的,就是要注意碳势控制器中的CO参数设置问题,需要按实际使用的比例计算后的数据来配置,如果系统有CO分析仪就没有关系了。

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三人行必有我师焉,择其善者而从之,其不善者而改之。
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发表于 2013-11-11 09:17:25 | 显示全部楼层
铁匠这个帖子好的很,还是该多普及普及这些知识。残阳学到了。呵呵。
这个帖子里,还有几个问题:
1)为什么要通入这个比例的气氛呢?根据这个4:4:2,能计算出碳势氧势么?
2)蜘蛛侠的计算方法更好些,由于密度测定值有误差,因此CO和H2的密度带入计算后会出现误差。甲醇密度是液态测定的,相对准确。
是非天天有,不听自然无。
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 楼主| 发表于 2013-11-11 10:12:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-11-11 10:14 编辑
落水残阳 发表于 2013-11-11 09:17
铁匠这个帖子好的很,还是该多普及普及这些知识。残阳学到了。呵呵。
这个帖子里,还有几个问题:
1)为什 ...


没有一种算法可以绕开甲醇密度问题,也没有一种算法需要气体的密度,蝙蝠侠和其他人的计算方法是一样的,这个题目里只有一种算法。
为什么要通入这个比例的气体?最初是因为发生气的成分是2:4:4的,所以大家把碳控设备的COF都按照这个比例调了,后来出现了氮甲醇,为了不改变碳控的设置,就也按照这个比例来配气了。没有为什么,习惯而已,就像用右手吃饭是习惯,用左手也可以,绝大多数人右手拿筷,但是如果右手骨折了,改成左手拿筷好啦。。。
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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 楼主| 发表于 2013-11-11 10:16:14 | 显示全部楼层
CO%大约20%, N2%大约40%,H2大约40%, 这样的气氛能知道碳势是多少吗?
大家考虑下这个问题。
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发表于 2013-11-11 12:16:50 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2013-11-11 12:24:56 | 显示全部楼层
搬运工 发表于 2013-11-11 12:16
这里有一个学习资料
http://wenku.baidu.com/link?url=FWq_BtDIwkz7Rmh4C1xjMaKDKSX8YlygMrJmZwJyHH-aI-h2e ...

呵呵,朱永新,我的徒弟
氮甲醇气氛比例这个问题是我师父给我上的第一课,也是我给小朱上的第一课。
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发表于 2013-11-11 12:42:40 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-11-11 12:24
呵呵,朱永新,我的徒弟
氮甲醇气氛比例这个问题是我师父给我上的第一课,也是我给小朱上的第一课。 ...

那你去给这篇文章纠个错!
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 楼主| 发表于 2013-11-11 12:46:26 | 显示全部楼层
搬运工 发表于 2013-11-11 12:42
那你去给这篇文章纠个错!

纠错?哪里错了?

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小错误总是有的吧?  发表于 2013-11-11 12:52
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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