【文章內(nèi)容簡介】 Q= =(+++++++)(7060) =105Q總=105+105=105從一膜出來的冷卻水逆流進入二膜，進口溫度33℃其溫升：Δt=105/(103)=出口水溫：33+=℃3．2．4 中和塔（填料塔）1．計算依據(jù)（1）進塔氣體組成同二膜出口氣體組成（2）用20℃，15%的稀氫氧化鈉溶液吸收,出塔堿濃度4%（質(zhì)量）（3）出塔氣體溫度60℃（4）出口氣體中無氯化氫和二氧化碳氣體入塔氣摩爾流量：WV=惰氣流量：G0==平均分子量：M=%+%+119,%+154%+%+44%+16%+28% =則入塔氣質(zhì)量流量：=入塔氣密度：ρV=()=15%和4%的氫氧化鈉溶液化為摩爾濃度：15%（質(zhì)量）=100%=%（摩爾）4%（質(zhì)量）=100%=%（摩爾）氫氧化鈉溶液耗用量：Wl=(+2)/(%%)=出塔氣中無氯化氫氣體和二氧化碳氣體，但帶出3Kmol/h的水蒸氣，則總量為G0=各氣體含量：CH3Cl 100%=%CH2Cl2 100%=%CHCl3 100%=%CCl4 100%=%N2 100%=%CH4 100%=%第四章 主要設(shè)備的工藝計算及選型4．1 空冷器 本過程傳熱量大，一般的換熱器不能達到換熱效果?？绽淦鲹Q熱效果好，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)約水資源，沒有水污染等問題，比水冷更經(jīng)濟，故選用空冷器。1． 計算依據(jù)（1）進出空冷器的流量和組成：組分 CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 CO2 N2 HClKmol/h %(kmol/h) （2）設(shè)計溫度 40℃（3）進空冷器溫度420℃，出空冷器溫度80℃（4）（表壓）（5）換熱量Q=106KJ/h2． 設(shè)計計算 查《化工裝置的工藝設(shè)計》表931得輕有機物的傳熱系數(shù)為10英熱單位/. 換算為國際單位制：K=10=℃℃按逆流：△t1==℃ △t2=8040=40℃ △tm1=℃取溫差校正系數(shù)Φ=△tm=△==℃則所需普通光管的表面積：A0=Q/K.△tm （4—1）=106/(=由(T2T1)/K=《化工裝置的工藝設(shè)計》圖9120得：最佳管排數(shù)為n=6又由n=6查表933得迎面風速FV=165米/分表面積/迎風面積=A0/F2=則：F2=A0/=由F1= Q/(t2t1) （4—2）式中Q—換熱量,Kcal/h (t2t1)—空氣溫升 FV—迎面風速，米/分代入數(shù)據(jù) F1=106/(165=取ξ=F2F1===≤ξ即空氣出口溫度假設(shè)合理由于資料有限，無法查到標準空冷器系列及翅片規(guī)格。因此無法校核傳熱系數(shù)及確定翅片面積參考鴻化廠選φ37712的換熱管管長L=4/π=1010米管內(nèi)流速u=4/π=u=—30米/秒，故換熱管選擇合理空冷器規(guī)格及型號：φ3771010 F=4．2第一膜式吸收器 降膜式吸收器在吸收過程中不斷的將反應(yīng)熱移走，其傳熱傳質(zhì)效果好，吸收效率高，在吸收系統(tǒng)內(nèi)壓力降低，所生產(chǎn)的酸溫度低，不需有后冷，且設(shè)備耐腐蝕，維修方便，使用壽命長，可制成較大規(guī)格。用于處理量較大的吸收過程。因此選用降膜式石墨吸收器吸收氯化氫氣體。1． 計算依據(jù)（1）進出口組成同空冷器出口組成（2）進口溫度80℃，出口溫度70℃（3）吸收水溫42℃，冷卻水溫25℃,溫升8℃（4）%，出口酸濃度16%（5）（表壓）（6）換熱量Q=106KJ/h（7）2． 計算換熱面積（逆流）冷卻水由25℃升到33℃，氣體由80℃降到70△t1=8033=47℃ △t2=7025=45℃ △tm=45℃從《氯堿工業(yè)理化常數(shù)手冊》查得K=3000KJ/.℃S=Q/K.△tm=106/300045=3． 計算吸收面積（并流） 由于有大量的冷卻水帶走熔解熱，將此過程保持等溫，因此簡化為等溫吸收，在42℃下查得HCl—H2O平衡數(shù)據(jù)如下：x 0 y 0 x y 并流高濃度吸收操作的操作線方程由式（3—5）：即在y1—y2之間分為10個相等的小區(qū)間，對應(yīng)一個y求出一個x ，所得x，y如下：x y x y 在同一直角坐標系中作出操作線和平衡線如圖一： 圖一對高濃度吸收一般用諾曼法：從圖上量出塔兩端和操作范圍的中點xc(x=)處的濃度差△y1= △y2= △yc=算出△yc/△y1=, △yc/△y2=查《化工過程及設(shè)備設(shè)計》圖3—18得：f=△ym/△yc= 即△ym= 進口端kG的查取：在t=80℃下查得各物質(zhì)μ( ) CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl CO2 N2 CH4 平均粘度：μ=%+%+%+%+%+%+%+% = =平均分子量： M=50%+85%+%+154%+%+44%+16%+28% = ，按《石墨制化工設(shè)備設(shè)計》表3—26初選換熱器規(guī)格：公稱直徑450mm，吸收管61根，φ223的吸收管 入口氣體質(zhì)量流速： G0=(4)/(π61)=105Kg/則：DG0/=(105)/)= （4—3）D—管內(nèi)徑，mG0—入口氣體質(zhì)量流速,kg/μ—入口氣體粘度，Kg/M—平均分子量查《氯堿工業(yè)理化常數(shù)手冊》圖15—6—1得：kG=200106Kmol/由于HCl氣體易溶于水，屬氣膜控制，總傳質(zhì)系數(shù)1/Ky=1/ky+m/kx中可忽略液膜阻力m/kx ，即Ky=ky又因為氣相總壓不高，則ky= （4—4）所以Ky==105200106=出口端kG的查取：查得t=70℃的μ()CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl CO2 N2 CH4 平均分子量： μ=%+%+%+%+%+%+%+% =平均粘度：M=%+85%+%+154%+%+44%+28%+16% =出口氣體質(zhì)量流速： G0=(4)/(π61)=105Kg/ DG0/=(105)/()= kG=205106Kmol/出口端的壓力P=()= Ky==205106105=HCl被吸收一半時（即xc處）的查取 氣體總量：剩余HCl的量 ：各氣體的含量：CH3Cl 100%=% CH2Cl2 100%=% CHCl3 100%=% CCl4 100%=% HCl 100%=% CO2 100%=% N2 100%=% CH4 100%=%查得t=(80+70)/2=75℃下的μ(181。pa..S)CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl CO2 N2 CH4 平均粘度： μ=%+%+%++%+% +%+% =平均分子量：M=%+85%+%+154%+%+44%+16%+28% =氣體質(zhì)量流速： G0=(4)/(π61)=105Kg/ DG0/=(105)/)=查得KG=196106Kmol/ P=()= Ky=kGP=196106105= Kmol/則對應(yīng)于y1,y2和yc的Ky分別為： Ky1= Kmol/ ,Ky2= Kmol/ ,Kyc= Kmol/ Kyc/Ky= Kyc/Ky2=查《化工過程及設(shè)備設(shè)計》圖3—18 f=Kym/Kyc= 即Kym=Kyc=由《化工過程及設(shè)備設(shè)計》式（3—19）F=W/Kym△ym （4—5）式中F—吸收面積，W—單位時間內(nèi)吸收的溶質(zhì)的量，Kmol/h△y—吸收過程中的平均推動力Kym—吸收系數(shù)，Kmol/代入數(shù)據(jù)F==，按《石墨制化工設(shè)備設(shè)計》3—26選換熱器公稱直徑450mm，固定管 板厚度140mm，吸收管數(shù)量61根，換熱面積15m2，管程數(shù)1換熱面積裕度：()/100%=%吸收面積裕度：()/100%=%4．3第二膜式吸收器1． 計算依據(jù)（1）進口氣體組成同一膜出口處 （2）進口溫度70℃，出口溫度60℃（3）吸收水溫42℃，冷卻水溫33，℃（4）（表壓）（5）換熱量Q=106KJ/h（6）進口清水，%（7）2． 計算換熱面積冷卻水由33℃℃，氣體由70℃降到60℃則△t1==℃ △t2=6033=27 △tm=28℃S=Q/K△tm=106/300028=9m2操作線方程：即在y1y2之間分為10個相等的小區(qū)間,對應(yīng)一個y求出一個x,所得x,y如下：x y x 0y 平衡線第一膜已作出，同一坐標下作出操作線如圖一，同樣用諾曼法量得：△y1= △y2= △yc=算出△yc/△y1=,△yc/△y2=查得 f=△ym/△yc=,△ym=進口端的kG查?。阂蚨?膜進口端與一膜出口端的溫度和物質(zhì)組成相同，故粘度和平均分子量同一膜出口端 μ=,M=由換熱面積S=9m2，按《石墨制化工設(shè)備設(shè)計》表3—26初選換熱器規(guī)格：公稱直徑500mm，吸收管數(shù)量85根，φ223的吸收管入口氣體質(zhì)量流速：G0=(4)/(π85)=105Kg/DG0/=(105)/()=查得kG=15010