【正文】 入熱 Q2 入塔酸溫 55℃，濃度 98% H2SO4，熱焓：I=???（3）吸收反應(yīng)熱 Q3 /式中：7013 為 50℃時 98% H2SO4 吸收氣體 SO3 的吸收反應(yīng)熱（ ） 。OHkgJ2/（4）98% H2SO4 濃縮為 % H2SO4 的濃縮熱 Q4??hkQ /?????式中： 及 分別為 98%及 99% H2SO4 的積分稀釋熱（ ） 。OHkgJ2/（5）出塔氣體帶入熱量 Q5（t=60℃ ）SO2 帶入熱量： hkJq/???SO3 帶入熱量： 57232O2 帶入熱量： kJ/...3N2 帶入熱量： hq41398860794???式中 、 分別為 0～60℃溫度時 SOSO O N 2 的熱容（kJ/(kmolK) ） 。 hkJqqQ/???（6）出塔酸帶出熱 Q6 54321?hkJ/.96 ? ???（7）出塔酸溫出塔酸熱焓 ，查表 ，然后通過內(nèi)插法得出塔酸溫為kgJI /?79℃。中間吸收塔熱量衡算如表 所示表 中間吸收塔熱量衡算表項目 進口熱量 kJ/h 項目 出口熱量 kJ/h進塔氣體帶入熱量 Q1 濃縮熱 Q4 入塔酸帶入熱 Q2 出塔氣體帶入熱量 Q5 吸收反應(yīng)熱 Q3 出塔酸帶出熱 Q6 入塔總熱量∑ 出塔總熱量∑ 最終吸收塔熱量衡算（1）進塔氣體帶入熱量 Q1（t=180℃ ）SO2 帶入熱量： hkJq/???SO3 帶入熱量： 5972O2 帶入熱量： kJ/.43..3N2 帶入熱量： hq1728104???式中 、 分別為 0～180℃溫度內(nèi) SOSO O N 2 的平均熱容（kJ/(kmolK) ） 。 hkJqqQ/???（2）入塔酸帶入熱 Q2 入塔酸溫 55℃，濃度 98% H2SO4，熱焓：I=???（3）吸收反應(yīng)熱 Q3 /式中：7013 為 50℃時 98% H2SO4 吸收氣體 SO3 的吸收反應(yīng)熱（ ） 。OHkgJ2/（4）98% H2SO4 濃縮為 % H2SO4 的濃縮熱 Q4??hkJQ /?????式中： 及 分別為 98%及 99% H2SO4 的積分稀釋熱（ ） 。OHkgJ2/（5）出塔氣體帶入熱量 Q5（t=60℃ ）SO2 帶入熱量： hkJq/???SO3 帶入熱量： 972O2 帶入熱量： kJ/N2 帶入熱量： ???式中 、 分別為 0～60℃溫度時 SOSO O N 2 的熱容（kJ/(kmolK) ） 。 hkJqqQ/1380443215???（6）出塔酸帶出熱 Q6 54321?hkJ/ ? ???（7）出塔酸溫出塔酸熱焓 ，查表 ，然后通過內(nèi)插法得出塔酸溫為kgJI /?℃。最終吸收塔熱量衡算如表 所示：表 最終吸收塔熱量衡算表項目 進口熱量 kJ/h 項目 出口熱量 kJ/h進塔氣體帶入熱量 Q1 濃縮熱 Q4 入塔酸帶入熱 Q2 出塔氣體帶入熱量 Q5 1380840吸收反應(yīng)熱 Q3 出塔酸帶出熱 Q6 入塔總熱量∑ 出塔總熱量∑ 吸收循環(huán)槽熱量衡算為簡化計算，先設(shè)吸收塔冷卻器出口溫度為 53℃。（1） 中間吸收塔冷卻器來酸帶入熱 Q1??hkJIQ/378??（2）最終吸收塔冷卻器來酸帶入熱 Q2 53℃（I=）hkJQ/???（3）93% H2SO4→98% H2SO4 串酸帶入熱 Q3 （53℃時 93% H2SO4 的熱焓量I=） hkJ/???（4）93% H2SO4→98% H 2SO4 串酸混合熱 Q4??hkJQ/... ???（5）上塔酸帶出熱 Q5酸溫 55℃，98% H 2SO4，I=。 hkJ/???（6）串去 93%塔酸帶出熱 Q6Q/.（7）產(chǎn)成品酸帶出熱 Q7 hkJ/???（8）吸收塔冷卻器出口溫度 t：熱平衡 出進 7654321 ?????IkgJ/4.查表 ，然后通過內(nèi)插法得吸收塔冷卻器出口溫度為 ℃。吸收循環(huán)槽熱量衡算如表 所示：表 吸收循環(huán)槽熱量衡算表項目 進口熱量 kJ/h 項目 出口熱量 kJ/h中吸塔冷卻器來酸帶入熱 Q1 上塔酸帶出熱 Q5 二吸塔冷卻器來酸帶入熱 Q2 串去 93%塔酸帶出熱 Q6 串酸帶入熱 Q3 產(chǎn)成品酸帶出熱 Q7 串酸混合熱 Q4 ∑ ∑ 第 4 章 主要設(shè)備的工藝計算 冷卻器計算 干燥塔冷卻器的計算熱負荷 hkJQ/???進口酸溫 ℃，出口酸溫 ℃；進口水溫 30℃，出口水溫 36℃。（1）冷卻水用量 G （）水tCQG???式中：Q—熱負荷，kJ/h； C—水的比熱容，kJ/(kgk)； —水溫差，℃。水t?由式（）得： 或（=299m 3/h）??hkJG/????（2）冷卻排管的排列進口酸量 或（= 3/s）hm/.擬采用 ；壁厚 ；管長 L=2m 的鑄鐵管。???假設(shè)：每排 6 層，每層 6 根管。則：直管總長 ，每排有 彎頭 5 個，每個相當(dāng)直管長度為：32?直L?180mD78021????每排管總長 ??總每排換熱面積為： 假設(shè)干燥塔 冷卻器共 5 排，總換熱面積：?總L???酸在排管內(nèi)流速 （合格，可以采用）sm/?（3）冷卻面積 F （）tKQF???式中： Q—熱負荷，kJ/h；K—傳熱系數(shù)，kJ/(m 2sk)；—平均溫差，℃。t?①平均溫差酸側(cè) →℃， ℃???Ht水側(cè) 36→30℃， ℃8704?K平均溫差 （）KHtt?由式（）得：平均溫差 ℃?t②傳熱系數(shù) K℃??酸在此溫度下的物性數(shù)據(jù)（查《硫酸物性手冊》 ）：密度： 3/??粘度： )(843s????導(dǎo)熱系數(shù)： )/2. kJ??比熱容： )/(651kgCp? ， kJ/(m2sk) ()211???????RK管式中： —管內(nèi)、外的傳熱分系數(shù)，kJ/(m 2sk)；21?、 —管內(nèi)、外的污垢系數(shù)， （kJ/m 2sk） 1；（取 ）21R、 10?R20—管壁厚度，m；（忽略不計）?—管的導(dǎo)熱系數(shù)，kJ/(m 2sk)。管? ，kJ/(m 2sk) （）.??Bd?? ，kJ/(m 2sk) （）???????LGdH?上兩式中： —硫酸導(dǎo)熱系數(shù)，kJ/(msk)；? —管的內(nèi)外直徑，m；Bd、 Re—雷諾系數(shù)； Pr—普蘭特常數(shù)； G—冷卻水量，kg/h； L—管的長度，m。 （）??udB?Re （）?pCPr上兩式中： —硫酸密度，kg/m 3；? —管內(nèi)直徑，m；Bd u—酸在排管內(nèi)流速，m/s； —硫酸的粘度，pas；? Cp—硫酸的熱容量，kJ/(kgk)； —硫酸導(dǎo)熱系數(shù)，kJ/(msk)。?由式（）和式（）得： ??140361084. ?????.???將以上計算結(jié)果帶入式（）得： kJ/(m2sk)??.. ??????? kJ/(m2sk) ???????將 的計算結(jié)果帶入式（）得： kJ/(m2sk)???K將 K= kJ/(m2sk)帶入式（）得：冷卻面積 ???其中，冷卻面積 ＜冷卻排管總換熱面積 193m2，故此裝置合格。 中間吸收塔冷卻器的計算熱負荷 ??hkJQ/????進口酸溫 79℃，出口酸溫 ℃；進口水溫 20℃，出口水溫 40℃。（1）冷卻水用量 G由式（）得： 或（= 3/h）??hkg/..309????（2）冷卻排管的排列進口酸量 或（= 3/s）m/.1079. 3擬采用 ；壁厚 ；管長 L=2m 的鑄鐵管。5?2??假設(shè)：每排 6 層，每層 7 根管。則：直管總長 ，每排有 彎頭 5 個，每個相當(dāng)直管長度為：84?直L?180mD8021????每排管總長 ??總每排換熱面積為： ??總L?假設(shè)干燥塔冷卻器共 5 排，總換熱面積： 酸在排管內(nèi)流速 （合格，可以采用）??s/??（3）冷卻面積 F①平均溫差 t?酸側(cè) 79→℃， ℃39407??Ht水側(cè) 40→20℃， ℃由式（）得：平均溫差 ℃?t②傳熱系數(shù) K（計算過程同干燥塔）℃??酸在此溫度下的物性數(shù)據(jù)（查《硫酸物性手冊》 ）：密度： 3/??粘度： )(1683s????導(dǎo)熱系數(shù)： )/24. kJ??比熱容： )/(95kgCp?由式（）和式（）得： ?? ?????.???將以上計算結(jié)果帶入式（）得： kJ/(m2sk)??.. ???????kJ/(m2sk)...2 ???????將 的計算結(jié)果帶入式（）得： kJ/(m2sk)???K將 K= kJ/(m2sk)帶入式（）得：冷卻面積 ..49mF???其中，冷卻面積 ＜冷卻排管總換熱面積 ，故此裝置合格。 最終吸收塔冷卻器的計算熱負荷 hkJQ/???進口酸溫 ℃，出口酸溫 ℃；進口水溫 30℃，出口水溫 36℃。（1）冷卻水用量 G由式（）得： 或（= 3/h）??hkgG/????（2）冷卻排管的排列進口酸量 或（= 3/s）m/..73擬采用 ；壁厚 ；管長 L=2m 的鑄鐵管。50?2??假設(shè)：每排 4 層，每層 6 根管。則：直管總長 ，每排有 彎頭 3 個，每個相當(dāng)直管長度為：48?直L?180mD78021????每排管總長 ??總每排換熱面積為： ??總L?假設(shè)干燥塔冷卻器共 5 排，總換熱面積： 18F酸在排管內(nèi)流速 （合格，可以采用）s/.??（3）冷卻面積 F①平均溫差 t?酸側(cè) →℃， ℃??Ht水側(cè) 36→30℃， ℃105?K由式（）得：平均溫差 ℃.?t②傳熱系數(shù) K（計算過程同干燥塔）℃??酸在此溫度下的物性數(shù)據(jù)（查《硫酸物性手冊》 ）：密度： 3/??粘度： )(439s????導(dǎo)熱系數(shù)： /.3kJ??比熱容： )/(81kgCp?由式（）和式（）得： ???????????將以上計算結(jié)果帶入式（）得： kJ/(m2sk)??. ???? kJ/(m2sk). ?????????將 的計算結(jié)果帶入式（）得： kJ/(m2sk)??K將 K= kJ/(m2sk)帶入式（）得：冷卻面積 ..45mF???其中，冷卻面積 ＜冷卻排管總換熱面積 128m2，故此裝置合格。 填料塔的工藝計算 干燥塔的工藝計算進塔氣溫：40℃，出塔氣溫 45℃；進塔氣體壓力：，出塔氣體壓力： 。進塔氣量： 3/h，出塔氣量： ；大氣壓hm/??。（1）塔徑的計算平均氣體流量： ??smV /. 3????????現(xiàn)取空塔速度 w，則塔徑 D：sm/8.?? （取塔徑 ）???則實際空塔速度 塔橫截面積為：s/78.? 2?????????（2）填料面積 F （）PKGF???式中：G—需吸收的水量，kg/h； K—干燥速度系數(shù)，kg/(m 2hkpa)； —干燥推動力，kpa。P?①干燥水量： ??hkg/..3???②干燥速度系數(shù)： kg/(m2hkpa)020.?③干燥推動力 ：入塔壓力==，出塔壓力==入塔氣體水蒸氣分壓： ????出塔氣體水蒸氣分壓： 174..2 ???????將以上計算結(jié)果帶入式()得：填料面積 ??（3）填料高度 填H選用尺寸為 50mm 的瓷質(zhì)矩鞍形填料為干燥層。 （）???填式中： F—填料面積， m2； —填料的比表面積，m 2/m3；? D—塔徑，m。由式（）得： ???填（4）壓力降 P? .. ???????????????? ???LGLg?????查《化工工藝設(shè)計手冊計算篇》 [1]， 圖 填料層壓降的通用關(guān)聯(lián)圖得：2