10萬噸硫酸干燥系統(tǒng)工藝的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-03 17:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 10～15℃5．出口氣溫度：50～60℃ △t氣=15～20℃6．進(jìn)口酸濃：95～96% 出口酸濃：94～% △c酸=%～%7．干燥率（除水率）：99% 或出口水含量≤8．空氣組成組成 N2 O2 其他含量% 78 21 1 9．每生產(chǎn)1噸成品酸（98%）消耗新鮮干氣量用SO2 轉(zhuǎn)化為SO3的成酸率按98%～99%計(jì)算10．干燥塔選型：填料塔 11．填料選擇：拉西環(huán)，階梯環(huán)，矩鞍環(huán)（特性數(shù)據(jù)）填料尺寸自選12．堆積方式：自選13．進(jìn)口干氣密度：㎏/ m3 硫酸密度；1800㎏/ m33．1工藝流程經(jīng)凈化出去雜質(zhì)的試爐氣及補(bǔ)加空氣，在干燥塔內(nèi)與塔頂噴淋的濃硫酸逆流接觸，氣相中的水分被濃硫酸吸收，經(jīng)除沫器除去氣體夾帶的酸沫后進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。干燥酸吸收水分后，溫度升高，經(jīng)酸冷卻器冷卻后進(jìn)入酸儲槽，再由蹦送入到塔頂噴林。為維持干燥酸濃度，必須將吸收系統(tǒng)98%硫酸引入酸貯槽中，貯槽中酸由循環(huán)酸泵出口引出，作為產(chǎn)品酸送入酸庫或引入回收塔循環(huán)酸槽。3．2主要設(shè)備—填料塔填料塔不僅廣泛用于爐氣的干燥，也用于爐氣的洗滌和三氧化硫的吸收。它具有操作穩(wěn)定，壓降低，對生產(chǎn)負(fù)荷變化適宜性 強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于腐蝕性介質(zhì)，在低阻力條件下，可在廣泛范圍內(nèi)選擇結(jié)構(gòu)材料。通常干燥塔上部為進(jìn)料口及酸分布裝置，中部為填料層，下部為進(jìn)氣口及分布裝置。分氣裝置可采用耐酸材料砌成拱行格柵，上面放箅子板作為填料的支架，亦可以放置尺寸較大的瓷環(huán)，瓷環(huán)直徑由上往下逐漸減小。在有些干燥塔的頂部還設(shè)有捕沫層。影響填料塔效率的因素除本身的結(jié)構(gòu)和操作管理等因素外，選擇良好的填料至關(guān)重要。目前硫酸生產(chǎn)中用的填料類型甚多，有矩鞍型填料，階梯型及異鞍型填料等，大都具有良好的流體力學(xué)特性。矩鞍型填料具有較多優(yōu)點(diǎn)：破碎率低；壓力降低，僅為拉西喚的1/4左右；泛點(diǎn)氣速高，所以已被中國硫酸廠廣泛應(yīng)用。階梯環(huán)的氣體通過能力和異鞍型填料相當(dāng)，傳質(zhì)效率高，抗污性能交好，也被廣泛采用。新型異鞍型填料在機(jī)械強(qiáng)度和通氣能力高于一般矩形填料。為除去氣體夾帶的酸沫和酸霧，在干燥塔上部設(shè)置一除沫器。除沫器多采用絲網(wǎng)除沫器。絲網(wǎng)除沫器可除去小于5微米的液滴，效率可達(dá)9899%，絲網(wǎng)用不銹鋼絲，耐酸合金鋼，聚四氟乙烯絲，聚全氟乙丙烯等材料編織，外行有帶狀和網(wǎng)狀兩種。 條件進(jìn)塔原料氣組成組成 SO2 SO3 O2 N2 Ar 總計(jì)V％（干基） 9 11 79 1004．2 選擇計(jì)算數(shù)據(jù) 原料氣 進(jìn)塔溫度T1＝38℃ 出塔溫度T2=℃ 表壓P=300mmH2O 干燥硫酸 進(jìn)塔溫度t1 =℃ 質(zhì)量濃度W1=95%，摩爾濃度d1=% 出塔溫度t2 質(zhì)量濃度W2=%,摩爾濃度d1=%ρH2SO4 =1800Kg/m3 ρ干氣= Kg/m3 物料衡算 原料氣的流量按年產(chǎn)10萬噸98%的成品硫酸計(jì)，每小時(shí)生產(chǎn)能力為 Q＝（1010310498％）/ （3002498）= kmol/h由二氧化硫生成硫酸得：每小時(shí)消耗二氧化硫?yàn)椋海ㄒ阎伤崧蕿?8%）Q1=Q/98%=由干氣中二氧化硫的組成可得干氣量為G干氣= Q1/9%= kmol/h/9%= kmol/hT=38℃時(shí)。查表得水得飽和蒸汽壓P*水＝ Pa,算得原料氣進(jìn)塔絕壓為P= y=P*/P=P干=PP*水== KPaG水= G干氣P*水/ P干=SO2的組成：P干9%/P=9%/=%SO3的組成：P干%/P=%/=%O2的組成：P干11%/P=11%/=%N2的組成：P干79%/P=79%/=% Ar的組成：P干%/P=%/=%組成 SO2 SO3 O2 N2 Ar H2O 總計(jì)V％（濕基） 100 氣體總量計(jì)算流量：G干氣＝ kmol/h 進(jìn)口濕氣量：G1＝G干氣+ G水=+= kmol/h吸收的水分量：(干燥率以99%計(jì)) △G= G水99%=99%= kmol/h出口濕氣量：G2= G1△G= = 由物料守恒計(jì)算進(jìn)口酸L1和出口酸L2 ： L1d1=(L1+△G) d2L1%=(L1+) %計(jì)算得 L1= L2=L1+△G= 物料平衡表入料 Kmol/h出料 Kmol/h原料干氣干燥氣水汽113．582水汽貧液富液總計(jì) 總計(jì) Kmol/h，誤差為▽=（）/= % 原料氣帶入熱量低壓時(shí)，真實(shí)氣體可近似為理想氣體，此時(shí)，=，查表得：組成 SO2 SO3 O2 N2 Ar ％（干基） 9 11 79 （KJ/） 查自《物理化學(xué)》（高等教育出版社）=（*9+*+*11+*79+*）/100 =38℃時(shí)，水蒸氣的焓H1＝ KJ/Kg入塔處干氣帶入熱 Q1= 1T1 =**(+38)= KJ/h 入塔處水氣帶入熱 Q2= G水*H*M=**18= KJ/h 原料氣帶出熱量 T2=℃時(shí)干氣的定壓摩爾熱容如下：組成 SO2 SO3 O2 N2 Ar
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