【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 行抽吸排空。水資源豐富的地區(qū)可采用水噴射泵來(lái)代替甩氣鼓風(fēng)機(jī)。陶瓷制的尾氣鼓風(fēng)機(jī)耐腐蝕、運(yùn)行穩(wěn)定，是較為可靠的鼓風(fēng)抽吸設(shè)備。在其進(jìn)口配有調(diào)節(jié)蝶閥或閘板以調(diào)節(jié)風(fēng)量；另外還可以在進(jìn)出口管間裝上回流管。其結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)右圖所示。其外殼 為鋼制，內(nèi)襯陶瓷，葉輪同過(guò)去的陶瓷改為玻璃鋼。前端有塑料壓蓋，并有八顆壓蓋螺絲固定；機(jī)身置于支座上，用底腳螺栓固定住；葉輪用止動(dòng)螺栓固定在懸臂梁上。 湖南工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第三章 工藝計(jì)算 合成系統(tǒng) 物料衡算 進(jìn)合成爐的各物料的量 原料氫氣的量： 含氮?dú)猓?%=含水分： %=含氧氣： %=原料氯氣的量： 含氫氣： %=含氮?dú)?： %=含氧氣： %=含水分： %=含二氧化碳： =各物料總進(jìn)料： 氫氣： ΣH2(mol)= += ΣH2(m)= 2=氮?dú)猓?ΣN2(mol)= += ΣN2(m)= 28=氧氣： ΣO2(mol)= += ΣO2(m)= 32=CO2： ΣCO2(mol)= ΣCO2 (m)= 44=水： ΣH2O(mol)= += ΣO2(m)= 18=氯氣： ΣCl2(mol)= ΣO2(m)= 71=總進(jìn)料： 總進(jìn)料 (mol)= +++++ =湖南工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 總進(jìn)料 (m)= +++++ = kg/h 出合成爐的各物料的量 合成爐內(nèi)的兩個(gè)反應(yīng)： H 2+ C l2 2 H C l 2H 2 + O 2 2H 2O 生成的氯化氫的量為： 摩爾量： 2= 質(zhì)量： =氧氣燃燒所消耗的氫氣及生成的水的量為： 2H2 + O2 2H2O 2* 2* 生成水的量為： 2=水的總摩爾量 ： +=水的總質(zhì)量： 18=剩余的氫氣的量為： 總氫氣量 生成氯化氫用的 氧氣燃燒所用的量 ==二氧化碳、氮?dú)鉀](méi)有參與反應(yīng)量不變，所以總出料 總出料 (mol)= ++++ =總出料 (m)= ++2++ = kg/h 因總進(jìn)料量 (m)=總出料量 (m)，所以物料 守衡 + Cl 2 2HCl H 2 2* 湖南工業(yè)大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 則每合成爐臺(tái)： 合成氣進(jìn)料 kmol/h kg/h HCl H2 H2O N2 CO2 總量 熱量衡算 合成爐內(nèi)兩個(gè)反應(yīng)反的相關(guān)計(jì)算 合成爐內(nèi)兩個(gè)反應(yīng) 反應(yīng)熱的計(jì)算式 H2 +Cl2 2HCl mo lKJH /?? 2H2+O2 2H2O mo lKJH / 4 1?? 合成反應(yīng)放出的熱量計(jì)算式為： Qr=GHCl[?H0m1()+(∫TK ?CPm1dt) 103] ]10)()([ 20 239。 2 ??????? ? dTCKHGQ TK K PmmOHr 39。rr Q ??總 式中： Qr—— 合成氯化氫的反應(yīng)熱、 KJ/h GHCl—— 反應(yīng)生成氯化氫氣體氣摩爾流量、 kmol/h T—— 合成爐燈頭溫度、 K ΔH0m1()—— 氯化氫合成反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熱焓、 KJ/h ΔCPm1—— 氯化氫合成反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物與原料的摩 爾比熱容系數(shù)差值、J/ Q’r—— 氧氣燃燒的反應(yīng)熱、 KJ/h G 水 — — 反應(yīng)生成的水蒸汽的摩爾流量、 kmol/h ΔH0m2()—— 水蒸汽合成反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熱焓、 KJ/mol ΔCPm2—— 水蒸汽合成反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物與原料的摩爾比熱容系數(shù)差值、J/ 合成爐內(nèi)兩個(gè)反應(yīng)的摩爾反應(yīng)熱 恒壓比熱容的計(jì)算式為： CP=a+bT+cT2，式中： a、 b、 c 為常數(shù)，由文獻(xiàn) [3]湖南工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 查得各物質(zhì)的 a、 b、 c 見(jiàn)表。 各物質(zhì)恒壓比熱容常數(shù)表 物質(zhì)名稱 a b c 適用溫度 氫氣 ? 310? ? 510 2982500 氯氣 ? 310? ? 510 2983000 氯化氫 ? 310? ? 510 2982500 水 ? 310? ? 510 2982500 氧氣 ? 310? ? 510 2983000 因?yàn)?ΔCP 為生成物 CP 與反應(yīng)物 CP 之差，所以兩個(gè)反應(yīng)的 ΔCP 計(jì)算如下： 生成氯化氫反應(yīng)： )()()(1222 ClPHPHC lPPm CCCC ???? 2 3 5 2() 2 7 .2 8 3 .2 6 1 0 0 .5 0 2 1 0PHCT??? ? ? ? ? 2 3 5 2() 3 6 .9 0 0 .2 5 1 0 ( 2 .8 2 ) 1 0P Cl ? ? ? ? ? ? 3 5 2() 2 6 .0 3 4 .0 6 1 0 1 .0 9 1 0P H C l ??? ? ? ? ? 253253110)(10)()(?????????????????????????TTTTC Pm 所以摩爾反應(yīng)熱： 322632533 110)]([10)(10)(?????????????????????????TTTdTTTdTCTKKTKK Pm 生成水的反應(yīng)： )()()(22222 ClPHPOHPPm CCCC ???? 2 3 5 2() 3 0 .0 0 1 0 .7 1 1 0 0 .3 3 1 0P H OC T T??? ? ? ? ? 2 3 5 2() 2 9 .9 6 4 .1 8 1 0 1 .6 7 1 0POC T T??? ? ? ? ? 253253210)(10)()(?????????????????????????TTTTC Pm 所以摩爾反應(yīng)熱： 352332533 210)]([10)(10)(?????????????????????????TTTdTTTdTCTKKTKK Pm 湖南工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 計(jì)算燈頭溫度及反應(yīng)放出的熱量 合成爐內(nèi)放出總的熱量為兩反應(yīng)放出的熱量之和： ）（）（）（總][][( 1 ) 5262263226339。???????????????????????????????????TTTTTTTTTQ rr 此時(shí)得到一個(gè)熱量與合成爐燈頭溫度的關(guān)系試，而燈頭溫度有下面的關(guān)系式： 1 39。 PQtt GC?? ?總合 合 (2) 式中： G 合 —— 合成氣的摩爾流量、 kmol/h C’p 合 —— 合成氣的恒壓摩爾比熱容、 J/ t—— 合成氣入口溫度 （ ） 、℃ t1—— 燈頭溫度、 ℃ 由 文獻(xiàn) [3]查得各物質(zhì)定性溫度下的 CP 見(jiàn)表 23?；旌蠚怏w的 C’P 可用下面的式子算得： 22222222 NNCOCOOHOHHHHC lHC lP CyCyCyCyCyC ?????‘ 定性溫度下各物質(zhì)的 CP 物質(zhì) 氯化氫 氫氣 氮?dú)? 二氧化碳 水 PC （ ℃） 各物質(zhì)在合成氣中的含量： ??? 合GGy H C lH C l 02 03 22 ???合GG HH ??? 合GGy OHOH 22 ??? 合GG COCO 00 18 ???合GGy NN 湖南工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 ∴ C’p 合 =++ ++ =./kmol.℃ 將 G 合 ， C’P， t 代入 (2)式并聯(lián)立 (1)、 (2)可得： (T﹣ ) =106+﹣ ﹣ 105/(T﹣ ) 解之得 T=℃ ， 則合成爐燈頭溫度為 ℃ 。 所以反應(yīng)放出的總的熱量為： 39。1 ????? ）（）（ 合合總 PCGQ = h/106 KJ? 計(jì)算冷卻水的用量 設(shè)定合成氣出口溫度為 350℃， T 出 =+350=，則合成氣帶走的熱量如下計(jì)算： 氮?dú)猓? ? ?? ? ? ?KJ / m o 10][323 2 3 9 532?????????????????? dTTQ KKN ∴ K J / 33222 ??????? NNNd QnQ 二氧化碳： K J / m o 10)(10)]([3152332????????????????????????? dTTTKKCO ∴ K J / 33222 ??????? COCOCOd QnQ 水蒸汽： K J / m o 10)(10)(315232532???????????????????????? dTTTQ KKOH ∴ K J / 33222 ??????? OHOHOHd QnQ 氯化氫： KJ / m o l3 7 9 10)( )(315233253???????????????????????? dTKK TTQ H C l K J / 33 ??????? H C lH C ldH C l QnQ 湖南工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 氫氣 : K J / m o 10)(10)(315232532???????????????????????? dTTTQ KKH ∴ K J / h7 1 0 8 4 2 3222 ?????? HHHd QnQ 所以合成爐混合氣體帶走的熱量為各物質(zhì)帶走的熱量之和： ? ?K J / 632222????????????? COdOHdNdHC ldHdd 總 合成爐移出的熱量為 = d?總 總=()106=106 KJ/h 冷卻水用量計(jì)算 冷卻水用量計(jì)算公式： 水水 PCtqG ??? 式中： G 水 —— 冷卻水的質(zhì)量流量、 kg/h q—— 合成爐移出的熱量、 KJ/h Δt—— 冷卻水進(jìn)出口的溫差、℃ C P 水 —— 冷卻水比熱容、 KJ/kg.℃ 考慮到 冷卻水的性質(zhì)，取冷卻水溫差為 10℃，查得水的比熱容為℃ kg / h62 1025 6 ?? ??水G 冷卻系統(tǒng) 已知：合成氣流量 冷卻段 合成氣體入口溫度 1t =350℃ ，出口溫度 2t =170℃ 稀鹽酸氯化氫含量較少作純水計(jì)算 ,冷卻水入口溫度 27℃ ，溫差 4℃ ，冷卻水的比熱容為 計(jì)算合成氣帶走的總熱量 氮?dú)?： K J / m 10)(10)(3323339。2????????????????? dTTQ NKJ/mol 湖南工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 氮?dú)鈳ё叩臒崃繛椋?K J / 3339。2 ?????dNQ 二氧化碳 ： KJ / m o 10)(10)(31523 4 3 9 8339。2???????????????????????? dTTTQ KKCO 二氧化碳帶走的熱量為： K J / h104 2 5 3 2 3339。2 ?????dCOQ 水 ： K J / m o 10)(3152339。2????????????????????????）（dTTTQ KKOH 水蒸汽帶走的熱量為： K J / h108 6 5 3 1 332 ?????d OHQ ‘ 氯化氫 ： K J / m o 10)(10)(3523 4 3 9 85339。???