【正文】 口水溫 25℃，出口水溫 35℃。(1)冷卻水用量 G (61)水tCQ??式中：Q—熱負荷，kJ/h； C—水的比熱容，kJ/(kgK)； —水溫差， ℃。水t?由式(61) 得： ??hkgG/.????(2)冷卻排管的排列進口酸量 sm/0./?擬采用 ；壁厚 ；管長 L=2m 的鑄鐵管。?m?假設：每排 6 層，每層 6 根管。則：直管總長 ，每排有 彎頭 5 個，每個相當直管長度為：7??直L?18??D702????每排管總長 ?總每排換熱面積為： ??總DL?假設干燥塔冷卻器共排 18，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 F (62)tKQ???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 t酸側 →40℃， ℃???H水側 25→35℃， ℃34?Kt平均溫差 (63)KHtt?ln由式(73) 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)：密度： 3/???粘度： )(35s???導熱系數(shù)： )/. KJ??比熱容： /4kCp? ， kJ/(m2sK) (64)211???????RK管式中： —管內(nèi)、外的傳熱分系數(shù)，kJ/(m 2sK)2—管內(nèi)、外的污垢系數(shù)，(kJ/m 2sK)1；( 取 )R、 01?02R—管壁厚度，m(忽略不計)；?—管的導熱系數(shù)，kJ/(m 2sK)。管? ，kJ/(m 2sK) (65).??Bd??，kJ/(m 2sK) (66).??????LGH上兩式中： —硫酸導熱系數(shù)，kJ/(msK)；? —管的內(nèi)外直徑，m ；HBd、 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。 (67??udB?Re (68)?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)； —硫酸導熱系數(shù)，kJ/(msK)。?由式(67) 和式(68)得： ?? 3???????將以上計算結果代入式(65)和式 (66)得： kJ/（m 2sK）??. ??????? kJ/(m2sK).. ???????將 的計算結果代入式(64)得： kJ/(m2sK)????K將 K= kJ/(m2sK)代入式(62)得：冷卻面積 ..6mF?其中，冷卻面積 ＜冷卻排管總換熱面積 ，故此裝置合格。 鼓風機的選擇 塔頂出口氣鼓風機 在干燥工段，鼓風機是將干燥塔出來的氣體送到吸收塔。已知出塔頂出氣量為qn,v2=,該風量下選擇風機的參數(shù)如表 所示：表 單吸入離心式鼓風機型號 介質(zhì) 操作流量 m3/min 進口壓力 kPa 溫度℃ 主軸轉速 r/min 軸功率 kW 電動機型 號 配電機功 率 kWD700—13 二氧化硫 700 50 2975 370 JK134—2 440注：摘自《硫酸工藝設計手冊》工藝計算篇 P303 塔底進口氣鼓風機 在干燥工段，鼓風機是將上一工段來的原料氣體送到干燥塔。已知出塔底進氣量為qn,v1=33987m3/h=, 該風量下選擇風機的參數(shù)如表 所示表 單吸入離心式鼓風機型號 介質(zhì) 操作流量 m3/min 進口壓力 kPa 溫度 ℃ 主軸轉速 r/min 軸功率 kW 電動機型 號 配電機功 率 kWD700—13 二氧化硫 700 50 2975 370 JK134—2 440注：摘自《硫酸工藝設計手冊》工藝計算篇 P303 酸泵選用 FY 型液下泵，其具有不占地、安裝和維修簡便、不會泄露液體到工作場地等特點。選用液下泵，除根據(jù)所需揚程、揚程的大小外，還需著重注意輸送硫酸的濃度、溫度和雜質(zhì)的含量來選擇。計算得酸的流量為 m3/h 其基本參數(shù)如表 所示。表 FY 型液下泵基本參數(shù)型號 流量 m3/h 揚程 m 轉速 r/mim 效率% 電機所需功率 Kw150FY35A 1480 80 40注：摘自《硫酸工藝設計手冊》工藝設計篇 P263 表 45337 主要設備設計結果匯總 干燥塔設計結果干燥塔計算結果如表 所示。表 填料塔主要計算結果項目 項目進塔氣溫℃ 36 推動力 kPa 出塔氣溫℃ 55 填料面積 m2 進塔壓力 kPa 填料高度 m 出塔壓力 kPa 淋灑密度 m3/m2?h 1800進塔氣量 m3/h 33987 壓力降 Pa 出塔氣量 m3/h 填料層持酸量 m3 平均氣體流量 m3/s 塔高 m 空塔速度 m/s 填料類型 50mm 瓷質(zhì)矩鞍型填料塔徑 m 3 排列形式 堆放速度系數(shù) kg/m2?h?kPa 酸冷卻器設計結果酸冷卻器計算結果如表 所示。表 冷卻器主要計算結果和結構尺寸項目 項目進口酸溫(℃) 冷卻器形式 鑄鐵排管出口酸溫(℃) 40 管徑(mm) 150進口水溫(℃) 35 管長(m) 2出口水溫(℃) 25 排數(shù) 18熱負荷(kJ/h) 6991297 每排層數(shù) 6冷卻水用量(kJ/h) 每層根數(shù) 6進口酸量(m 3/h) 總換熱面積(m 2) 傳熱系數(shù)(kJ/m 2sk) 酸在排管內(nèi)流速(m/s) 冷卻面積(m 2) 設備一覽表設計中主要設備選型如 所示。表 主要設備選型序號 設備位號 設備名稱 型號規(guī)格 數(shù)量 材料1 T301 干燥塔 1403??1 臺 Q235A2 E301 干燥塔酸冷卻器 F= m2 1 臺 HT1003 C301 干燥塔出氣風機 D700—13 1 臺 0Cr18Ni94 P301 干燥塔循環(huán)酸泵 150FY35A 1 臺 A38 設計體會課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，也是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。隨著科學技術發(fā)展的日新日異，硫酸生產(chǎn)工藝已也在不斷的發(fā)展，在化工生產(chǎn)中可以說得是無處不在。對于化工專業(yè)的學生對硫酸生產(chǎn)過程作一定的了解很有必要。經(jīng)歷了三個星期的努力，我終于順利完成了此次的專業(yè)課程設計?？粗约旱脑O計成果，再回想起這三個星期的辛苦與努力，我明白了成功是多么的來之不易，同時也感到無比自豪。這次的設計過程，有太多辛酸和幸福的回憶，我相信，它對我以后的人生一定受益匪淺。我的設計題目是年產(chǎn) 8 萬噸硫酸車間干吸工段的工藝設計，采用接觸法制硫酸的工藝流程和兩轉兩吸的生產(chǎn)工藝，主要包括工藝過程計算，主要設備工藝計算及選型等。在剛拿到設計任務書時，我一頭霧水，不知道從何入手。在圖書館及網(wǎng)上查閱了很多資料后，以及在同學的熱心幫助下，我們開始一起慢慢地摸索，尋找切入點。起初對于計算部分毫無頭緒，我們便一起研究了干吸工段的工藝流程。在我們對整個設計流程有了一個大致的了解之后，我們便著手開始進行工藝計算。通過物料恒算和熱量恒算，我們逐步完成干吸工段中對干燥塔、中間吸收塔及最終吸收塔的工藝計算。而這個計算過程進展的并不順利。例如有時候我們沒有弄清楚公式的使用范圍而盲目套用，導致最后要從頭算起，這個過程浪費的時間較多，同時，由于計算中涉及的數(shù)據(jù)過多，每一次出現(xiàn)錯誤再重新計算都令人非常頭疼。此外，許多物性參數(shù)需要借助物性手冊使用內(nèi)插法求出相關條件下的數(shù)據(jù)，由于涉及到的數(shù)據(jù)較多，使得這個任務顯得非常繁瑣。同時，在設計過程中，我們也要考慮到實際的生產(chǎn)實踐對計算結果進行相應的調(diào)整。在進行完工藝計算之后的大工程就是畫圖。由于目前對于 CAD 還不是很熟所以選擇了手工繪圖。對以前知識的掌握程度及細心細致的態(tài)度是完成圖紙任務的基礎。之前工藝計算期間走了很多彎路，導致繪圖時間較緊張。因此，我們利用中午和晚上的時間加班繪圖。繪圖過程中也遇到了很多困難，在同學及老師的幫助下，我們都不折不扣的完成了硫酸干吸工段的帶控制點的工藝流程圖及干燥塔的裝配圖。炎炎夏日里，指導老師每天都陪我們一起進行課程設計，為我們解決困難。終于我們都順利完成了這項艱巨的任務，雖然設計中遇到了很多問題，但在各位老師的辛勤指導下，終于游逆而解。通過這段時間的課程設計，忙碌中有收獲，辛苦中有成就。我了解了學好基礎知識的重要性。我明白了知識不是死板硬套，而是有理可循，有數(shù)可依的。我相信，這次課程設計探索的過程，一定會對我以后工作中有很大幫助。符號說明英文字母T—溫度，℃c—質(zhì)量分數(shù)，%qn,v—氣體的摩爾流率，kmol/hqn,L—液體的摩爾流率，kmol/hqv,v—氣體的體積流率，m 3/hG—氣體的質(zhì)量流量，kg/hL—酸的質(zhì)量流率，kg/hP—壓力，kPaρ—密度， kg/m3x—H2SO4 的摩爾分數(shù)， %y—組分在氣相中的摩爾分數(shù)，%V—氣體體積，m 3—稀釋熱，kJ/kmol H 2SO439?！獰嶝摵?，kJ/hr—氣化潛熱，kJ/kgn—溶液中水分子與硫酸分子之比H—物質(zhì)的焓，kJ/kg —塔高，mM—摩爾質(zhì)量，g/mol—摩爾熱容， kJ/kmolI—熱含量，kJ/kga—填料的有效比表面積，m 2/m3—泛點填料因子a/ε3—干填料因子，m 1D—塔徑，mS—塔橫截面積，m 2K—干燥速度系數(shù)，kg/(m 2hkPa)—干燥推動力，kPaP? —壓力降，kPaF—填料面積，m 2 —冷卻面積，m 2L—酸的質(zhì)量流率，kg/hH 填 —填料高度，mRe—雷諾系數(shù)Pr—普蘭特常數(shù)u—流速，m/sR—管的污垢系數(shù)，(kJ/m 2sK)1d—管的直徑，mm希臘字母Φ—壓降填料因子ε—孔隙率，m 3/m3Ψ—液體校正系數(shù)?—操作氣速，m/s—導熱系數(shù)，kJ/(msK)?—粘度，Pas?α—傳熱分系數(shù)，kJ/(m 2sK)—管壁厚度，m?δ—筒體厚度，mm下標1— 進氣2— 出氣*—平衡態(tài)V—氣相的L—液相的參考文獻[1] ： 版[M] .北京：高等教育出版社， 2022.[2] ： 版[M] .北京：化學工業(yè)出版社， 2022.[3] [M] .北京：化學工業(yè)出版社， 2022.[4] 南京化學工業(yè)（集團） .南京：化工部硫酸工業(yè)信息站出版社，1994.[5] 沙業(yè)注，：化工部硫酸工業(yè)科技情報中心出版社， 1990.[6] —硫酸[M] .北京：化學工業(yè)出版社， 1999.[7] 柴誠敬，王軍，[M] .天津：天津科學技術出版社， 2022.[8] 時鈞，汪家鼎，余國琮，：中國石化出版社， 1996.[9] [M] .北京：高等教育出版社， 2022.[10] ：下冊 .北京：化學工業(yè)出版社，2022.[11] 路秀林，[M] . 北京：化學工業(yè)出版社， 2022.[12] [M] .北京：化學工業(yè)出版社，2022.[13] 馬江權，[M] .北京：中國石化出版社， 2022.[14] 李紹芬．硫酸工藝學[M] ．高等教育出版社，1957．[15] 陳五平．無機化工工藝學，硫酸與硝酸[ M]．北京：化學工業(yè)出版社，1989.[16] 黃仲九,[M]. 北京: 高等教育出版社,2022.[17] 鄒蘭，閻傳智．化工工藝工程設計[ M]．成都：成都科技大學出版社，19