【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)生蒸汽量 MPa的飽和蒸汽量為G=107/()=14590kg/h 空氣飽和塔物料衡算和熱量衡算(1) 計算依據(jù)a. ，b. 空壓機入口空氣溫度30℃，相對濕度80%，空壓機出口氣體溫度170℃c. 飽和塔氣、（體積比），d. 塔頂噴淋液為乙腈解吸塔釜液，溫度105℃，組成如表5所示：表5 塔頂噴淋液各組成組分ANACN氰醇ACLH2O合計%(wt)100e. 塔頂出口濕空氣的成分和量按反應(yīng)器入口氣體的要求為O2 H2O N2 (2) 物料衡算a. 進塔空氣量進塔干空氣量=(+)=查得30℃，相對濕度80%，因此，進塔空氣帶入的水蒸汽量為90420=1990kg/hb. 進塔熱水量，故進塔噴淋液量為(+)(273+170)/2731/=塔頂噴淋液（105℃）的密度為958kg/m3,因此進塔水的質(zhì)量流量為958=285000 kg/hc. 出塔濕空氣量出塔氣體中的ONH2O的量與反應(yīng)器入口氣體相同，因而O2 H2O N2 ,2kg/hd. 出塔液量塔內(nèi)水蒸發(fā)量==∴ 出塔液流量==271530kg/h e. 飽和塔物料如下表6表6 飽和塔物料平衡表成分入塔氣出塔氣入塔噴淋液塔釜排出液kmol/hkg/h%(mol)%(wt)kmol/hkg/h%(mol)%(wt)kg/h%(wt)kg/h%(wt)210722107200006936269362000016580285960271489AN00000000ACN00000000氰醇00000000ACL00000000合計100100100100285000100271530100(3) 熱衡算a. 空氣飽和塔出口氣體溫度從物料平衡表得知，空氣飽和塔出口氣體中，根據(jù)分壓定律，蒸汽的實際分壓為pH2O=yH2Op==，所以飽和蒸汽分壓應(yīng)為查飽和蒸汽表得到對應(yīng)的飽和溫度為90℃，因此須控制出塔氣體溫度為90℃，才能保證工藝要求的蒸汽量 b. 入塔熱水溫度 入塔水來自精制工段乙腈解吸塔塔釜，105℃ c. 由熱衡算求出塔熱水溫度t 熱衡算基準(zhǔn)：0℃氣態(tài)空氣，0℃液態(tài)水 (a)170℃進塔空氣帶入熱量Q1 170℃，干空氣在0～170℃(kgK)。 Q1=(21072+69362 )(1700)+1658=107kJ/h (b)出塔濕空氣帶出熱量Q2 90℃蒸汽焓2660kJ/kg，(kgK)。 Q2=(21072+69362)(900)+154602660=107kJ/h (c)105℃入塔噴淋液帶入熱量Q3Q3=285000(1050) =108kJ/h (d)求出塔熱水溫度t 出塔熱水帶出熱量 Q4=27350=1136080t 熱損失按5%計，則 Q5=(107+107)=106kJ/h 熱平衡方程 Q 1+ Q 3= Q 2+ Q4+Q5代入數(shù)據(jù)：+=++106解得t=79℃因此，出塔熱水溫度為79℃。 氨中和塔物料衡算和熱量衡算(1) 計算依據(jù)a. 入塔氣體流量和組成與反應(yīng)器出口氣體相同。b. 在中和塔內(nèi)全部氨被硫酸吸收，生成硫酸銨。c. 新鮮硫酸吸收劑的含量為93%（wt）。d. 塔底出口液體（即循環(huán)液）的組成如表6：表7 塔底出口液體的組成組分H2OANACNHCNH2SO4(NH4)SO4合計%(wt)100e. 進塔氣溫度180℃，出塔氣溫度76℃，新鮮硫酸吸收劑溫度30℃。f. MPa， MPa。(2) 物料衡算a. 排除的廢液量及其組成，在塔內(nèi)被硫酸吸收生成硫酸銨，氨和硫酸反應(yīng)的方程式如下：2NH3 + H2SO4 (NH4)SO4(NH4)SO4的生成量，即需要連續(xù)排出的(NH4)SO4流量為： 132/(217)=2836kg/h塔底排出液中，(NH4)%（wt），因此，排放的廢液量為：2836/=9178kg/h 排放的廢液中，各組分的量： H2O 9178=6290kg/h AN 9178=ACN 9178=HCN 9178=H2SO4 9178= 9178=2836kg/hb. 需補充的新鮮硫酸吸收劑（93% H2SO4）的量為：(9178+98/34)/=2312kg/hc. 出塔氣體中各組分的量 1659kg/h 2223kg/h 5066kg/h 69362kg/hAN =9103kg/hACN =1231kg/hHCN =1505kg/h 4530kg/h H2O 出塔氣中的水=入塔氣中帶入水+新鮮吸收劑帶入水廢液排出的水 =29720+2312=23592kg/h(3) 熱衡算a. 出塔氣體溫度 塔頂氣體中實際蒸汽分壓為pH2O=yH2Op==，則與塔氣體溫度平衡的飽和蒸汽分壓為：P○H2O=入塔噴淋液的硫酸銨含量為100(NH4)2SO4/100g H2O，已知硫酸銨溶液上方的飽和蒸汽壓如下表。根據(jù)入塔噴淋液的硫酸銨含量和p○H2O的值，內(nèi)插得到出塔氣的溫度為76℃。b. 入塔噴淋液的溫度入塔噴淋液溫度比氣體出口溫度低6℃,故為70℃。c. 塔釜排出液溫度表8 硫酸銨溶液上方的飽和蒸汽壓/MPa溫度/℃ (NH4)2SO4含量/g[(NH4)2SO4/gH2O]404550708090d. 熱衡算求循環(huán)冷卻器的熱負荷和冷卻水用量Q1 +Q3+ Q4+ Q5+ Q6+ Q8=Q7+Q2+Q9(a) 入塔氣體帶出熱Q1 入塔氣體帶入熱量與廢熱鍋爐出口氣體帶出熱量相同。Q1=107kJ/h(b)出塔氣體帶出熱Q2，各組分在0～76℃的平均比熱容的值如表10表9 各組分在0～76℃的平均比熱容的值如下：物質(zhì)C3H6C3H8O2N2H2OANHCNACNACLCO2CPQ2=(1659+2223+7295+5066+69362+29720++1233+1507++4530)(760)=107kJ/h (c)蒸汽在塔內(nèi)冷凝放熱Q3蒸汽在塔內(nèi)的冷凝量=進塔氣體帶入蒸汽出口氣帶出蒸汽 =2970023574=6126kg/h kJ/ kg ∴ Q3=612622466=108kJ/h (d)有機物冷凝放熱Q4 Q4=615+728+=4238 kJ/h(e)氨氣和放熱Q5Q5=28361000/132=106kJ/h(f)硫酸稀釋放熱Q6硫酸的稀釋熱為749 kJ/ kg ∴ Q6=2150749=106kJ/h (g)塔釜排放的廢液帶出熱量Q7根據(jù)塔釜排放的廢液中H2O 與(NH4)2SO4的摩爾比， kJ/（kgK）∴ Q7=105kJ/h (h)新鮮吸收劑帶入熱Q830℃、93% kJ/（kgK）?！? Q8=（300）=111200kJ/h (i)求循環(huán)冷卻器熱負荷Q9 因操作溫度不高，忽略熱損失。把數(shù)據(jù)代入平衡方程：解得 Q9=106kJ/h (j)循環(huán)冷卻器的冷卻水用量W 設(shè)循環(huán)冷卻器循環(huán)水上水溫度32℃，排水溫度36℃。 W=106/[(3632)]=106kg/he. 求循環(huán)液量m30℃（kgK）， kJ/（kgK）。設(shè)循環(huán)液流量為m kg/h，循環(huán)冷卻器出口循環(huán)液溫度t℃。對新鮮吸收劑與循環(huán)液匯合處列熱平衡方程得： m+105=(m+2312) 70 (1) 對循環(huán)冷卻器列熱平衡方程得： m81m= Q9=106 (2)解析（1）和（2）得m=1080000kg/ht=℃ 換熱器物料衡算和熱量衡算換熱器AN溶液去精制AN溶液來自水吸收塔氣體來自氨中和塔氣液混合物去水吸收塔76176。C40176。C(1) 計算依據(jù)進口氣體76℃，組成和流量與氨中和塔出口氣體相同；出口氣體溫度40℃。(2) 物料衡算出口氣體溫度40℃，40℃飽和蒸汽壓力為PoH2O== 設(shè)出口氣體中含有x kmol/h 的蒸汽，根據(jù)分壓定律有：x/(+x)=解得 x= ∴蒸汽的冷凝量=7867112638=66033kg/h因此得到換熱氣體殼方的物料平衡如表11：表11 換熱氣體殼方的物料平衡表組分流量和組成入 口 氣 體出 口 氣 體冷凝水Kmol/hKg/h%(mol)%(wt)Kmol/hKg/h%(mol)%(wt)Kg/h%(wt)C3H6 5530 5530C3H8 7410 7410 O2 16890 16890 N2 231210 231210 H2O786711263866033100AN3034830348ACN10041041004104HCN 5018 5018 ACL 374 374 CO2 15100 15100 合計39465510010032862210010066033100(3) 熱衡算a. 換熱器入口氣體帶入熱Q1=105kJ/hb. 蒸汽冷凝放出熱Q240℃Q2=66033=106kJ/hc. 冷凝液帶出熱Q3=66033（400）=105kJ/hd. 出口氣體帶出熱Q4出口氣體各組分在0～40℃的平均摩爾熱容如表12表12 出口氣體各組分在0～40℃的平均摩爾熱容物質(zhì)C3H6C3H8O2N2H2O