【文章內(nèi)容簡介】 4萬噸重量流量kg/h體積流量m3/h空塔氣速Vg/ VL =lg[(uF2/g] x(α/ε3) x (Vg/VL)x() ]= lg[uF 2/]= lg[ uF2 ]（）1/4（）1/8=lg（ uF 2 ）= 2= uF =()應(yīng)用Echert關(guān)聯(lián)圖，計(jì)算Y軸:()=X軸：=查圖得:每m阻力170Pa，6m共計(jì)1020Pa比負(fù)壓流程的阻力降少300Pa,全塔阻力降（包括連接管路）可取2KPa。（按負(fù)壓流程計(jì)算）,20176。C時(shí)硫酸吸收水分的平衡線液相氣相硫酸濃度%X水蒸汽分壓PaYx104908580127570 表55 硫酸吸收水分的平衡線 操作線將填料塔、泡罩塔視為一個(gè)整體，并設(shè)定填料塔除去氯氣中所含水分的60%，泡罩塔除去其余的40%，干燥后氯氣含水50ppm.① 氣相組分變化y1=y2=y3=② 液相變化x1=(24/18)/(76/98)= 填料塔出口x2=(12/8)/(88/98)= 填料塔進(jìn)口x3=(2/18)/(98/98)= 泡罩塔進(jìn)口將平衡線及操作線繪于圖上。填料層高度Z=HOG*NOG式中: Z——填料層高度，m；HOG——傳質(zhì)單元高度，m；NOG——傳質(zhì)單元數(shù)；① HOG的計(jì)算HOG=G/M /KGa= G/M /（KG//pa）式中：G/M——?dú)庀噘|(zhì)量流速kg/m2*h；G/M=GM/（）GM——?dú)庀噘|(zhì)量流量kg/h；K//G——以分壓表示的氣相總傳質(zhì)系數(shù)（kg/m2*h*mmHg）；P——系統(tǒng)壓力mmHg，P==724mmHg；a——；查＜1＞P285硫酸對水的吸收速度：K//G =K0*WmK0—— 常數(shù)，80%；W——空塔氣速m/s；m——（湍流）；代入，12萬噸時(shí)：K//G ==HOG=（）=其他規(guī)模的傳質(zhì)單元高度計(jì)算如下表56 傳質(zhì)單元高度HOG 單位：m規(guī)模 參數(shù)12萬噸14萬噸GM,kg/hG/M kg/m2*hW,m/sKG″HOG,m② 傳質(zhì)單元數(shù)NOG 的求取從操作線平衡線圖上查得y1*=，y2*=Δy1=y1 y1*==Δy2=y2 y2*==Δym=Δy1Δy2/ln（Δy1/Δy2）=()/ln（）= 傳質(zhì)單元數(shù)NOG=（y1y2）/Δym =③ 填料層高度Z= HOG*NOG==取全塔效率80%，Z/=正壓流程的傳質(zhì)單元高度，從公式HOG= G/M /（ KG″P*a）可以看出，處在分母上的總壓P大于負(fù)壓流程，故計(jì)算可得的HOG小于負(fù)壓流程，填料層高度也小于負(fù)壓流程，故不再計(jì)算。不同規(guī)模時(shí)的填料層高度見表57表57 填料層高度 單位：m規(guī)模 填料高度12萬噸14萬噸ZZ/現(xiàn)有設(shè)備填料層高度為6m,符合要求。① 98%的濃硫酸自泡罩塔頂加入，76%的稀硫酸自填料塔底部排出。每公斤98%的濃硫酸稀釋到76%，所吸收的水量為：（）1=每生產(chǎn)1噸100%,：。由于各種原因，如氯氣夾帶水霧，,=,除飽和水蒸氣外的水霧夾帶量為:=。② 泡罩塔自塔頂加98%的濃硫酸到塔底即稀釋為88%，每千克硫酸（98%）在泡罩塔中吸收水分為：（）1=；：=,占總水量的比值為：()x100%=%，此值與設(shè)定的40%相近。由于硫酸的濃度在泡罩塔中發(fā)生了明顯的變化，所以泡罩塔中硫酸的稀釋熱應(yīng)采用“積分稀釋熱”計(jì)算公式：ΔHs=（n0+）Kcal/molH2SO4= n0/(n0+）Kcal/kgH2SO4 式中：n0 為稀釋終了時(shí)H2O與H2SO4的mol比。 對于98%的硫酸：n0=（2/18）/（98/98）= ΔH98=()/()=對于88%的硫酸：n0=(12/18)/(88/98)=ΔH88= (+)=硫酸自98%稀釋到88%的積分稀釋熱ΔH== Kcal/kgH2SO4 q1== Kcal/噸堿③與泡罩塔不同，在填料塔中硫酸的循環(huán)量與所吸收的水分量相比，可視為無窮大，即吸收水分量對硫酸的濃度變化影響甚微。在此條件下，應(yīng)用硫酸的“微分溶解熱”計(jì)算更符合實(shí)際情況。取填料塔硫酸平均濃度為82%，此濃度下微分溶解熱為750 Kcal/kg水汽，對于每噸燒堿q2=750x（）=1770 Kcal/噸堿。①進(jìn)入熱量CL2 =1228KcalH2O = Kcal雜氣 = Kcal硫酸稀釋放熱： 1770 Kcal循環(huán)酸帶入熱量： Kcal泡罩塔來酸： =102 Kcal Σ入： +10G②排出熱量CL2 = H2O = Kcal雜氣 =循環(huán)酸帶走熱量： Kcal排放稀酸： =102 Kcal Σ出： +解方程Σ入=Σ出 +10G=+ G=③填料塔的熱平衡表和物料平衡表表58 填料塔的熱平衡表 單位：Kcal進(jìn)入排出1 CL2 12282 H2O 3雜氣 4循環(huán)酸 5泡罩塔來酸 1026稀釋熱 17701 CL2 2 H2O 3雜氣 4循環(huán)酸 5排放酸 合計(jì)： 表59填料塔的物料平衡進(jìn)入排出1CL2 2H2O 3雜氣 5泡罩塔來酸15kg1CL2 2 H2O 3雜氣 4循環(huán)酸 5排放酸 kg 合計(jì)： kg kg④ 循環(huán)酸的熱交換量q== Kcal/噸堿（E703）①硫酸冷卻器的冷卻溫度T2設(shè)經(jīng)硫酸冷卻器冷卻的酸量占10%，經(jīng)旁路直接進(jìn)塔的酸量占90%?！?，填料塔進(jìn)酸溫度為25℃。列方程：+ T2=25 解得，T2=℃ 于是得到溫度分布，如下圖： ℃ ℃冷水13℃ 10℃圖52 硫酸冷卻器熱交換示意圖Δt1=℃ Δt2=℃ Δtcp=(+)/2=℃②傳熱面積已知：熱負(fù)荷q= Kcal，取傳熱系數(shù)K=650 Kcal/m2*h*℃?zhèn)鳠崦娣e：F=()/()= m2/噸堿硫酸冷卻器的傳熱面積如下表：表510 E703的傳熱面積規(guī)模12萬噸/年14萬噸/年傳熱面積，m2現(xiàn)有硫酸冷卻器的傳熱面積為5 m2，尚可應(yīng)付14萬噸規(guī)模。6泡罩塔 、液相組成 ①氣相進(jìn)塔組成CL2 H2O 雜氣 Σ ②氣相出塔組成CL2 H2O 雜氣 Σ ③液相組成進(jìn)塔硫酸濃度98%（W），出塔硫酸濃度88%（W），平均濃度93%（W）。、溫度及氣液相負(fù)荷A負(fù)壓流程① 氣相進(jìn)塔壓力 KPa（ KPa，A）出塔壓力 KPa（ KPa，A）平均壓力 （A）② 氣相進(jìn)口溫度 20℃出口溫度 20℃平均溫度 20℃③ 氣相體積流量及重度V進(jìn)=(293/273)x()=V出=(293/273)x ()=平均流量(+)/2= m3④ 氣相負(fù)荷 表61 負(fù)壓流程氣相負(fù)荷序號項(xiàng)目噸堿12萬噸14萬噸1氣相重量G，kg/h 2氣相體積V，m3/h3 體積流量Vs,m3/hB正壓流程①氣相進(jìn)塔壓力 KPa（114KPa，A）出塔壓力 KPa（ KPa，A）平均壓力 109KPa（A）② 氣相進(jìn)口溫度 20℃出口溫度 20℃平均溫度 20℃③ 氣相體積流量及重度V進(jìn)=(293/273)x()=V出=(293/273)x ()=平均流量(+)/2=④ 氣相負(fù)荷 表62 正壓流程氣相負(fù)荷序號項(xiàng)目噸堿12萬噸14萬噸1氣相重量G，kg/h 2氣相體積V，m3/h3 體積流量Vs,m3/h因?yàn)檎龎毫鞒痰臍庀嗔髁啃∮谪?fù)壓流程，所以在下面的計(jì)算中，作為設(shè)備能力核算，凡是負(fù)壓流程能夠適應(yīng)的設(shè)備，正壓流程必定能夠適應(yīng)（不考慮設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度、受壓等級等），故對正壓流程的情況不再單列計(jì)算。C液相負(fù)荷及其物性① 液相負(fù)荷取硫酸實(shí)際消耗量：。在平均濃度下的重量為：GL=()/= VL= 表63 液相負(fù)荷序號項(xiàng)目噸堿12萬噸14萬噸1液相重量G，kg/h 2152液相體積V，m3/h3 體積流量Vs,m2/s② 液相溫度及物性硫酸進(jìn)塔溫度：20℃（塔頂） 循環(huán)酸進(jìn)塔溫度：15℃（底層）循環(huán)酸出塔溫度：17℃ 表64液相溫度及物性項(xiàng)目循環(huán)酸塔酸液相操作溫度，℃1620平均濃度,%86