计算题1：氮甲醇气氛的CO%计算你会吗？

aaron01 · 发表于 2013-5-3 16:13:12

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。

tom · 发表于 2013-5-3 16:33:56

我怕说错了，2.3个立方？

aaron01 · 发表于 2013-5-3 16:37:12

本帖最后由 aaron01 于 2013-5-3 16:40 编辑

tom 发表于 2013-5-3 16:33

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我怕说错了，2.3个立方？

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。

tom · 发表于 2013-5-3 16:44:42

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

wy913625 · 发表于 2013-5-3 16:44:52

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。

wy913625 · 发表于 2013-5-3 16:45:50

CH3OH——CO+2H2

aaron01 · 发表于 2013-5-3 16:46:04

wy913625 发表于 2013-5-3 16:44

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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？

aaron01 · 发表于 2013-5-3 16:47:18

tom 发表于 2013-5-3 16:44

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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？

dqy · 发表于 2013-5-3 16:53:11

4.6 （N2) + 2.32(co)+4.65(H2)
标准比例　　２０　４０　４０　

（1.66 =1L）

Adam · 发表于 2013-5-3 16:53:58

气化成标准状态下的气体

aaron01 · 发表于 2013-5-3 16:56:54

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

wy913625 · 发表于 2013-5-3 17:00:28

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。

tom · 发表于 2013-5-3 17:00:52

本帖最后由 tom 于 2013-5-3 17:03 编辑

aaron01 发表于 2013-5-3 16:56

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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？

wy913625 · 发表于 2013-5-3 17:01:10

1升甲醇应该分解出1099.833+553.7升的气体。

iamspiderman · 发表于 2013-5-3 17:04:00

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!

dqy · 发表于 2013-5-3 17:04:35

4200*.8/32*22.4*3=

iamspiderman · 发表于 2013-5-3 17:09:00

iamspiderman 发表于 2013-5-3 17:04

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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!~

aaron01 · 发表于 2013-5-3 17:10:19

iamspiderman 发表于 2013-5-3 17:09

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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！

tom · 发表于 2013-5-3 17:11:11

汗，我把2.33四舍五入到2.3离标准答案就差一步哦。

aaron01 · 发表于 2013-5-3 17:13:58

本帖最后由 aaron01 于 2013-5-3 17:18 编辑

tom 发表于 2013-5-3 17:11

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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。

tom · 发表于 2013-5-3 17:24:57

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

aaron01 · 发表于 2013-5-3 17:38:13

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！

tom · 发表于 2013-5-3 17:51:51

aaron01 发表于 2013-5-3 17:38

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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。

aaron01 · 发表于 2013-5-3 19:25:03

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。

Jasen · 发表于 2013-5-3 20:11:17

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

吉祥如意 · 发表于 2013-5-3 20:17:32

jasen 发表于 2013-5-3 20:11

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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。

Jasen · 发表于 2013-5-3 20:22:43

吉祥如意发表于 2013-5-3 20:17

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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。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-3 20:58:03

jasen 发表于 2013-5-3 20:22

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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。

iamspiderman · 发表于 2013-5-3 21:01:19

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!

Jasen · 发表于 2013-5-3 21:05:19

吉祥如意发表于 2013-5-3 20:58

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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。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-3 21:07:48

jasen 发表于 2013-5-3 21:05

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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。

aaron01 · 发表于 2013-5-3 21:08:04

iamspiderman 发表于 2013-5-3 21:01

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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。

Jasen · 发表于 2013-5-3 21:13:29

吉祥如意发表于 2013-5-3 21:07

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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。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-3 21:15:27

jasen 发表于 2013-5-3 21:13

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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。

Jasen · 发表于 2013-5-3 21:20:34

吉祥如意发表于 2013-5-3 21:15

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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。

aaron01 · 发表于 2013-5-3 21:23:48

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。

Jasen · 发表于 2013-5-3 21:33:24

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。

村长 · 发表于 2013-5-4 23:52:01

aaron01 发表于 2013-5-3 05:23

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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？

aaron01 · 发表于 2013-5-5 00:00:40

村长发表于 2013-5-4 23:52

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endo gas 是否为吸热型气氛？

是的，吸热式发生气。

pjh24123 · 发表于 2013-5-5 14:19:10

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

aaron01 · 发表于 2013-5-5 14:34:40

本帖最后由 aaron01 于 2013-5-5 14:37 编辑

pjh24123 发表于 2013-5-5 14:19

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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。

microsoft · 发表于 2013-5-6 22:44:30

aaron01 发表于 2013-5-3 17:13

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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。

Jasen · 发表于 2013-5-7 21:30:45

microsoft 发表于 2013-5-6 22:44

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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。

落水残阳 · 发表于 2013-11-11 09:17:25

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。

aaron01 · 发表于 2013-11-11 10:12:46

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。。。

aaron01 · 发表于 2013-11-11 10:16:14

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。

搬运工 · 发表于 2013-11-11 12:16:50

这里有一个学习资料
http://wenku.baidu.com/link?url= ... ariV-WOwA6NLgfyLvE3

aaron01 · 发表于 2013-11-11 12:24:56

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。

搬运工 · 发表于 2013-11-11 12:42:40

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！

aaron01 · 发表于 2013-11-11 12:46:26

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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