【文章內(nèi)容簡介】 （1）進轉化器第四段氣體帶入熱量（以每小時氣量計算） ，進四段觸媒層氣體溫度為 420℃SO2的平均摩爾熱容： )/()(2340 382622 KmolkJdTTCPSO ????????? ??O2的平均摩爾熱容： )/()(2340 22 KolkJdTTCPO ????????N2的平均摩爾熱容： )/()(27340 62 KmolkJdTTCPN ???????? ?進四段氣體每升高 1℃所需熱量： SO2所需熱量 ＝O2所需熱量 ＝N2所需熱量 ＝∑所需總熱量 帶入熱量= 420＝ （2）出轉化器第四段氣體溫度預計反應后溫度 4 (.92) C??????反應時平均溫度 ??SO2的平均摩爾熱容： 247326283()()47PSOTTdC kJmolK???????? ???SO3的平均摩爾熱容：武漢工程大學本科畢業(yè)設計18)/()(2734 383 KmolkJdTTTCPSO ?????????? ??O2的平均摩爾熱容： 2473262()()47POTdTkJol????? ???N2的平均摩爾熱容： )/()(734 2622 KmolkJdTTCPN ???????? ?出四段氣體每升高 1℃所需熱量：SO2所需熱量 ＝SO3所需熱量 ＝O2所需熱量 ＝N2所需熱量 ＝∑所需總熱量 （3）反應熱摩爾反應熱:Q＝24205－﹙＋ ﹚=總反應熱 Q＝ ＝ 四段出口溫度 C??????氣 體 帶 入 熱 反 應 熱出 口 氣 體 平 均 熱 容（4）四段出口氣體帶出熱量 ＝＝ kJ/h各換熱器的溫度與熱量如表（）所示武漢工程大學本科畢業(yè)設計19表 換熱器各段溫度與熱量表氣體進口 氣體出口段數(shù)溫度 ℃ 熱量 kJ反應熱量 kJ溫度 ℃ 熱量 kJ一段 430 二段 480 三段 440 四段 420 ∑ 換熱器工藝計算由于轉化器、換熱器以及管道的散熱損失，SO 2和 SO3側都有溫度降，為簡化計算，現(xiàn)設定各溫度降如表（）所示表 換熱器溫降表熱交換器序號 一 二 三 四SO2側 4 4 5 5SO3側 4 6 3 3（1）第一換熱器SO3氣體出第一段觸媒層溫度為：℃，所帶熱量 Q＝SO3氣體在換熱器進口溫度為：℃，所帶熱量 Q＝熱損失 Q 損 ＝SO3氣體在換熱器出口溫度為：482℃，所帶熱量 Q＝SO3氣體在到達第二段層的溫度為：480℃，所帶熱量 Q＝熱損失 Q 損 ＝熱交換器交換熱量 Q＝－ ＝SO2氣體在換熱器出口：424℃,Q＝SO2氣體在到達第四段觸媒層：420℃，Q＝熱損失 Q 損 ＝∑Q 損 ＝武漢工程大學本科畢業(yè)設計20預計 SO2氣體在換熱器進口溫度為 250℃左右，則：SO2的平均摩爾熱容： O22607326283()()PSOTTdC kJmolK???????? ???的平均摩爾熱容： 26073262()()6POTdTC kJolK????? ???N2的平均摩爾熱容： 26073262()()6PNTTdC kJmolK?????? ???氣體每升高 1℃所需熱量： SO2所需熱量 ＝O2所需熱量 ＝N2所需熱量 ＝∑所需總熱量 SO2氣體在換熱器進口處的溫度為： C????32:..SOC????????換熱器的傳熱系數(shù)，在實際生產(chǎn)中一般為 ～(m 2K)之間，新型換熱器在上限，舊型換熱器在下限，現(xiàn)取 K= 計算，則換熱面積： () m?????（2）第二換熱器SO3氣體出第二段觸媒層溫度為：℃，所帶熱量 Q＝SO3氣體在換熱器進口溫度為：℃，所帶熱量 Q＝熱損失 Q 損 ＝武漢工程大學本科畢業(yè)設計21SO3氣體在換熱器進口溫度為：442℃，所帶熱量 Q＝SO3氣體在到達第三段層的溫度為：440℃，所帶熱量 Q＝熱損失 Q 損 ＝熱交換器交換熱量 Q＝－ ＝SO2氣體在換熱器出口：436℃,Q＝SO2氣體在到達第一段觸媒層：430℃，Q＝熱損失 Q 損 ＝∑Q 損 ＝預計 SO2氣體在換熱器進口溫度為 350℃左右，則：SO2的平均摩爾熱容： )/()(2350 382622 KmolkJdTTCPSO ????????? ??O2的平均摩爾熱容： )/()(230 222 KolkJdTTCPO ????????N2的平均摩爾熱容： )/()(2730 622 KmolkJdTTCPN ???????? ?氣體每升高 1℃所需熱量： SO2所需熱量 ＝O2所需熱量 ＝N2所需熱量 ＝∑所需總熱量 SO2氣體在換熱器進口處的溫度為： C????32:.???武漢工程大學本科畢業(yè)設計22 C?????換熱面積： () m???（3）第三換熱器SO3氣體出第三段觸媒層溫度為：℃，所帶熱量 Q＝SO3氣體在換熱器進口溫度為：℃，所帶熱量 Q＝熱損失 Q 損 ＝SO2氣體進換熱器溫度為：60℃，則：SO2的平均摩爾熱容： )/()(2360 38222 KmolkJdTTCPSO ?????????? ??O2的平均摩爾熱容： )/()(2360 2622 KolkJdTTCPO ???????? ?N2的平均摩爾熱容： )/()(27360 622 KmolkJdTTCPN ???????? ?氣體每升高 1℃所需熱量： SO2所需熱量 ＝O2所需熱量 ＝N2所需熱量 ＝∑所需總熱量 所帶熱量 Q＝60＝SO2氣體在出換熱器的溫度為：℃（+5℃） ，則：SO2的平均摩爾熱容： )/()(234 382622 KmolkJdTTCPSO ????????? ??武漢工程大學本科畢業(yè)設計23O2的平均摩爾熱容： )/()(234 222 KmolkJdTTCPO ????????N2的平均摩爾熱容： )/()(2734 622 KolkJdTTCPN ???????? ?氣體每升高 1℃所需熱量： SO2所需熱量 ＝O2所需熱量 ＝N2所需熱量 ＝∑所需總熱量 所帶熱量 Q==熱損失 Q 損 ＝5＝∑Q 損 ＝交換熱量 Q＝－＝預計第三換熱器出口溫度為 200℃，則：SO2的平均摩爾熱容： )/()(230 38262 KmolkJdTTCPSO ????????? ??SO3的平均摩爾熱容： )/()(273 383 KolkJdTTTCPSO ?????????? ??O2的平均摩爾熱容： )/()(30 22 KmolkJdTTCPO ????????N2的平均摩爾熱容：武漢工程大學本科畢業(yè)設計24 )/()(730 62 KmolkJdTTCPN ???????? ?氣體每升高 1℃所需熱量： SO2所需熱量 ＝SO3所需熱量 ＝O2所需熱量 ＝N2所需熱量 ＝∑所需總熱量 SO2氣體在換熱器進口處的溫度為： C????32:47..SOC????????換熱面積： () m???（4）第四換熱器SO3氣體出第四段觸媒層溫度為：℃，所帶熱量 Q＝SO3氣體在換熱器進口溫度為：℃，所帶熱量 Q＝熱損失 Q 損 ＝SO2氣體進換熱器溫度為：60℃，則：∑所需總熱量 所帶熱量 Q＝60＝SO2氣體在出換熱器的溫度為：℃（+5） ，則：SO2的平均摩爾熱容： )/()( 3822 KmolkJdTTCPSO ????????? ??O2的平均摩爾熱容： 武漢工程大學本科畢業(yè)設計25 )/()( 262 KmolkJdTTCPO ????????N2的平均摩爾熱容： )/()( 62 KolkJdTTCPN ???????? ?氣體每升高 1℃所需熱量： SO2所需熱量 ＝O2所需熱量 ＝N2所需熱量 ＝∑所需總熱量 所帶熱量 Q==熱損失 Q 損 ＝5＝∑Q 損 ＝交換熱量 Q＝－＝預計第四換熱器出口溫度為 250℃，則：SO2的平均摩爾熱容： )/()(2350 38262 KmolkJdTTCPSO ????????? ??SO3的平均摩爾熱容： )/()(2735 383 KolkJdTTTCPSO ?????????? ??O2的平均摩爾熱容： )/()(30 22 KmolkJdTTCPO ????????N2的平均摩爾熱容：武漢工程大學本科畢業(yè)設計26 )/()(730 62 KmolkJdTTCPN ???????? ?氣體每升高 1℃所需熱量： SO2所需熱量 ＝SO3所需熱量 ＝O2所需熱量 ＝ N2所需熱量 ＝∑所需總熱量 SO2氣體在換熱器進口處的溫度為： C????32:..5SOC????????換熱面積： () m???（5）各換熱器的進口溫度和出口溫度如表 表 、出口溫度表第一換熱器 第二換熱器 第三換熱器 第四換熱器項目管程 殼程 管程 殼程 管程 殼程 管程 殼程進口（℃） 60 60出口（℃）482 424 442 436 （6）實際采用傳熱面積，因要考慮氣體濃度的變化和生產(chǎn)的可能性等，比計算傳熱面積要大 10%～15% 。考慮各換熱器對轉化系統(tǒng)熱平衡的影響大小，Ⅰ、Ⅱ換熱器分別增大 10%左右， Ⅲ、Ⅳ換熱器分別增大 15%左右。各換熱器的換熱量及換熱面積如表 武漢工程大學本科畢業(yè)設計27表 項目 交換熱量（kJ/h） 損失熱量（kJ/h） 計算傳熱面（m 2） 采用傳熱面（m 2）Ⅰ 640Ⅱ 922Ⅲ 1970Ⅳ 781∑ 4313（1）換熱器的傳熱系數(shù) K 值： （23）???aRa21式中： ——管內(nèi)給熱分系數(shù)(W/(m 2K))。 ——管外給熱分系數(shù)(W/(m 2K))。2a ——總污垢系數(shù)，包括管外污垢、管內(nèi)污垢及管子本身的熱阻。 aR1　管內(nèi)傳熱系數(shù) ：1 （24） ?????????????????????????????????3231321 ????2　管隙傳熱系數(shù) ：2 （25）. ?????????????dagm（2）換熱器的壓降 21P??①管內(nèi)壓降: （26）???式中：G i——氣體的質量速度，kg/(m 2s)； L——管長度，m；武漢工程大學本科畢業(yè)設計28 ——鋼管內(nèi)徑，m；id② 總壓降 （27）???式中 Gi——氣體的質量速度，kg/(m 2s)；Go ——氣體的質量速度，kg/(m 2s)；L——管長度，m；——鋼管內(nèi)徑，m；id③ 管隙壓降 21P???（3）第一換熱器計算管內(nèi)：℃→482℃ ，管外： ℃→424℃選用換熱列管 φ 51，管子 d=44mm，n 根 =887，L=，Pt=75mm，m=39F 傳 =8876= 管子總截面積 F=887=1　管內(nèi)給熱系數(shù) a1的計算 .(/)86Gkgms????內(nèi)，取 D=??器 （ 9）.(/)(5)c kJgC??????爐氣的平均溫度：℃表 爐氣成份 SO2 SO3 O2 N2V(%) μ 武漢工程大學本科畢業(yè)設計29???????.15.()9mPas?用虛臨界常數(shù)法求 SO3混合氣體的導熱系數(shù) K，如表 所示表 第一換熱器 SO3側氣體導熱系數(shù)項目 Tc(K) Pc μc Kc V(%) miKi(W/(mhK)SO2 SO3 O2 N2 Σ 100 虛臨界溫度： K??????????溫度： ?查《化工算圖集》 [7]第二集 19 頁對比導熱系數(shù) .7P??(/)WmhK??????????????????13 .. A???????????????????2313231 (W/).dGCda LmK???????????????????????????????????按管外徑計算：武漢工程大學本科畢業(yè)設計30.(/)1aWmK????2　管隙給熱系數(shù) a2 20().5().486SAcPsDndm????????外折流板切去 25% 222 m????????器 外1863gmm???2..(/)20Gkgs???(/) kJgC????爐氣的平均溫度：℃表 爐氣成份 SO2 O2 N2V(%) μ ??????)(?用虛臨界常數(shù)法求 SO3混合氣體的導熱系數(shù) K，如表 所示