【正文】 umax =（ ） ^ ＝ ＝ 去空塔氣速為泛點氣速的70%，即 u= umax = ＝ m/s則D＝ m 圓整后塔徑D= ，再計算空塔氣速，即：u＝ ＝ ＝ m/s(3) 吸收塔塔高的計算填料層的高度計算尾吸塔的反應溫度為20 ℃，通過查化工原理手冊得知：HCl在20℃時，其亨利系數(shù)為E=106mmHg ；經換算E=。所以相平衡系數(shù)：m= = = =由化工原理附錄查得，在20℃，=10 5pa?S、密度為 ρ=。又由化工原理下冊查得0℃，散系數(shù)為： D=Do( )( )^2/3=1051( )^2/3=105 m2/s因此ScG= = =G=ωv/Ω=247。36004247。247。()^ 2=(m2?s)W=ωL/Ω=247。36004247。247。()^ 2= kg/ (m2?s)HG=αGβWγ(ScG)由化工原理下冊表25查出相對應的數(shù)值可得：HG=（ ）^（）^（）^=則kYa= =247。18247。=(m2?s)WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術插附錄可得，20℃時水的密度ρ=998kg/m 3，粘度μ=10 5pa?S；又查得20℃時氯化氫在水中（稀溶液）的擴散系數(shù)D=109m 2/s。所以：ScL= =(105 )247。(998109 )=同樣，將各值代入式HL=α( )β(ScL)^查化工原理下冊表26得到相應數(shù)值帶入式中，得：HL=10^3( )^()^ =則kXa= =247。18247。= kmol/(m2?s)LHlΩ根據(jù)吸收總系數(shù)和膜系數(shù)的關系可知：= + = ＋ ＝1KYa 1Kya mKxaKYa= ＝ kmol/(m 3?s)= kmol/(m3?h）對于吸收操作，則用傳質單元法計算填料層高度： V=＋＋＋ ＝L＝ ＝Ω＝ D^2＝247。4＝S＝mv247。L＝247。＝則H OG = =247。247。＝VKYaΩWORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術NOG= ㏑ ((1S) +S) ＝1247。(1－) ㏑((1－)11S Y1 Y2Y2 Y2*＋)＝Z= H OG ?N OG＝＝實裝填料高度Z’===。液相噴淋裝置填料塔的液相噴淋裝置非常重要，其直接影響塔內表面的利用率。噴淋裝置有很多不同結構。本設計所選的為蓮蓬式噴灑器。蓮蓬高度為：y=（~）D ，此，所以y=500=400mm 。除霧器通常情況下，通過拉西環(huán)填料塔后出來的氣體中不含有大量的霧沫夾帶，所以不需考慮除霧問題。但在一些情況下，例如操作過程中空塔氣速過大、工藝過程中不允許出現(xiàn)霧沫夾帶，或者位于塔頂?shù)囊后w噴淋裝置產生濺液現(xiàn)象比較嚴重，這時則需要考慮除霧裝置，此設計選擇折板除霧器。查化工原理手冊而得知除霧板由50503的角鋼組成，所以除霧器高50mm，所以吸收塔高度為：H=Z+y+50=1200+400+50=1650mm。(4)尾部吸收塔設備選型因為尾部塔吸收為普通的吸收過程，所以其設備為普通的填料吸收塔。吸收塔的尺寸為Φ5001650，其內部襯酚醛樹脂，填料高度為1200mm，內部填料為25mm25mm，以亂堆方式堆積，操作壓力為常壓，操作溫度在108℃以內。H=Z+y+50=1200+400+50=1650mm。 二段降膜吸收塔的熱量衡算1．二段吸收塔基礎數(shù)據(jù)及條件WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術在一段塔中不能被吸收的氣體由塔底部排出，經過上升管的作用引至二段塔頂部，與尾部吸收塔流出的稀酸在管內并流向下流動吸收，該過程中制得的稀酸由底部流出并進入一段塔頂部。氣體：進口溫度40℃（313K），出口溫度30℃（303K）鹽酸：稀酸進口溫度37℃（310K），稀酸出口溫度 30℃（303K ）冷卻水：冷卻水進口溫度20℃（293K），出口溫度 28℃（301K ）2．二段吸收塔的進口熱量計算進口HCl 熱量計算：與合成爐中進口Cl 2焓計算原理相同：查得H 298＝10179。kJ/mol由 CP ＝a＋bT＋cT ^2 得HCl的a＝＝10^3kJ/kmolK c＝10^6kJ/kmolK△H＝ 對T積分得△H＝H313＝H 298＋△H＝10^3＋＝＝進口H 2的熱量計算:查得H 298＝0kJ/kmol H323＝由內插法,計算可得：H 313＝＝進口CO 2的熱量計算:查得H 298＝＝由內插法計算可得： H313＝＝進口N 2的熱量計算：查得 H298＝0kJ/kmol H323＝由內插法計算可得：H 313＝＝WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術∑進口＝＋－－＋＝出口HCl 的熱量計算：與合成爐進口Cl 2焓計算原理相同：查得H 298＝10179。kJ/mol由 CP＝a ＋bT＋cT ^2 得HCl的a＝＝10^3kJ/kmolK c＝10^6kJ/kmolK△H＝ 對T積分可得△H＝H313＝H298＋△H＝10^3＋＝＝出口H 2的熱量計算:查得H 298＝0kJ/kmol H323＝由內插法計算可得：H 303＝＝出口CO 2熱量計算：查得H 298＝＝由內插法,計算得： H303＝＝ 出口N 2的熱量計算:查得 H298＝0kJ/kmol H323＝由內插法,計算可得：H 303＝＝二段吸收塔出口總熱量計算∑出口＝ ＋＋－－＝Q1＝∑出口－∑進口＝－（）＝WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術稀酸帶入設備的熱量查得35℃，6％的鹽酸比熱C p＝KQ2＝W△H＝ W ＝(308 －298) ＝稀酸帶出設備的熱量查得30℃，22%的鹽酸比熱C p＝KQ3＝W△H＝ W ＝(303 －298) ＝從氯化氫在水中的溶解熱圖可知，溶解熱為445kcal/kgHCl，因為二段塔吸收率％，故溶解熱Q 4＝%455＝∑總放熱＝ Q1＋（Q 2－Q 3）＋Q 4＝ 二段降膜吸收塔換熱面積計算平均換熱溫度差△tm的計算：循環(huán)水 20℃→28℃鹽酸 35℃←30℃△t 1＝15℃△t 2＝2℃由公式得 △tm＝＝℃假設K=1450W/( m2. ℃)Q＝KA△tm 可知A＝Q/K△t m＝ ＝178。圓整取87㎡,所以二段降膜吸收塔的換熱面積為87㎡。所選型號為GX1000100。WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術 一段降膜吸收塔的熱量衡算1一段吸收塔的基礎數(shù)據(jù)及條件經過自然空氣冷卻到393K后的氣體進入一段塔，經過石墨吸收冷水去冷卻之后離開二段塔出口溫度313K。對于氣體的基本條件：進口溫度120℃（393K），出口溫度 40℃（311K ）對于鹽酸的基本條件：稀酸進口溫度30℃（303K），產品酸出口溫度 40℃（311K）對于冷卻水基本條件：冷卻水進口溫度20℃（293K ），出口溫度28℃（303K）2一段吸收塔進口熱量計算進口HCl 熱量計算：同合成爐進口Cl 2焓計算原理：查得H 298＝10179。kJ/mol由 CP ＝a＋bT＋cT ^2 得HCl的a＝＝10^3kJ/kmolK c＝10^6kJ/kmolK△H＝ 對T積分得△H＝H313＝H298＋△H＝10^3＋ ＝ ＝進口H 2熱量計算:查得H 373＝＝由內插法,計算得:H 393＝＝進口CO 2熱量計算:查得H 373＝＝由內插法,計算得 H393＝＝進口N 2熱量計算:WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術查得 H373＝＝由內插法,計算得H 393＝＝∑進口＝ ＋－＋－＝出口HCl 熱量計算:同合成爐中進口Cl2焓計算原理：查得H298＝10179。kJ/mol由 CP＝a＋bT＋cT ^2 得 HCl的a ＝＝10^3kJ/kmolK c＝10^6kJ/kmolK△H＝ 對T積分得△H＝H313＝H 298＋△H＝10^3＋＝＝出口H 2熱量計算:查得H 298＝0kJ/kmol H323＝由內插法,計算得:H 313＝＝出口CO 2熱量計算:查得H 298＝＝由內插法,計算得 H313＝＝出口N 2熱量計算:查得 H298＝0kJ/kmol H323＝由內插法,計算可得H 313＝＝一段吸收塔出口總熱量計算∑出口＝ ＋－＋＝WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術Q1＝∑出口－∑進口＝－（）＝稀酸帶入設備的熱量查得30℃，22％的鹽酸比熱Cp＝KQ2＝W△H＝ W ＝(303 －298) ＝稀酸帶出設備的熱量查得40℃，32%的鹽酸比熱Cp＝KQ3＝W△H＝ W ＝(313 －298) ＝從氯化氫在水中的溶解熱圖知，溶解熱為400kcal/kgHCl，因為一段塔吸收率為％，故溶解熱Q 4＝%400＝∑總放熱＝ Q1＋（Q 2－Q 3）＋Q 4＝ 一段降膜吸收塔換熱面積的計算平均換熱溫度差△t m的計算：循環(huán)水 20℃→28℃鹽酸 40℃←30℃△t 1＝20℃△t 2＝2℃由公式得 △tm＝℃假設K=1450W/( m 2 ℃)Q＝KA△tm 可知A＝Q/K△tm ＝ ＝178。圓整取88m 2，所以一段降膜吸收塔的換熱面積為88m 2，所選型號為GX1000100。WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術第五章設計結果與總結 主要設備表表 51 主要設備一覽表設備代號 設備名稱R101～106 合成爐P101 水泵P102 水泵V104 水槽E101（1—6） 空氣冷卻器E110（1—6） 急冷水空冷器T101（1—6） 一段降膜吸收器T102（1—6）T103（1—6）二段降膜吸收器尾部吸收塔V101（1） 緩沖罐V101（2） 緩沖罐R103A, 成品酸貯罐 結論目前國內高純鹽酸的主要生產工藝是集合成、冷卻、吸收等工序為一體化的生產方法。近年來，全國各地鹽酸生產企業(yè)都在不斷加強技術改造，裝置設備的優(yōu)化升級，以適應更激烈的市場競爭。序、二段吸收工序，得出主要結論如下：（1）對生產高純鹽酸的生產裝置及工藝進行了優(yōu)化改進設計，使其能達到。優(yōu)化了鹽酸酸霧處理技術。調整了點火操作，節(jié)約了時間。對不合格氯氣進行處理，增設了不合格鹽酸儲槽，有利于提高生產效率。（2）對比分析了不同的吸收裝置及其特點，提出在不同的階段采用不同的吸收器進行吸收，這樣可大幅提高氯化氫的吸收效率（可達到99%以上）。（3）在傳統(tǒng)的吸收工藝中補加了回流等環(huán)節(jié)，對吸收塔的用料，結構等進行了相關計算。提出了吸收效率的評估方法。為增大吸收率，鹽酸裝置的穩(wěn)定高效運行提供了一定的技術支持。WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術參考文獻[1] ，化學工業(yè)出版社，1997。[2] ，上冊，化學工業(yè)出版社，1999。[3] ，大連理工大學出版社，2022。[4] ，遼寧科學技術出版社，2022。[5] ，化學工業(yè)出版社，2022。[6] ，中國石化出版社，1992。[7] ，化學工業(yè)出版社，1982。[8] 天津大學物理化學教研室編。物理化學上冊，高等教育出版社，2022。[9] 李作政．鹽酸裝置與管理技術［M ］．北京：中國石化出版社，1992：812[10] 陳濱．鹽酸［M］．北京：化學工業(yè)出版社，1997：3150[11]. 北京：化學工業(yè)出版社 [12]化工設備設計全書編輯委員會，上?？茖W技術出版社，1988[13]北京化工研究院“板式塔”專題組．浮閥塔［M ］．北京：燃料化學出版社， 1972．195197 [14], 中國石化出版社，1994。[15]石油部設計院合編。石油化工設計參考資料二,工藝計算圖表（內部資料），燃料化學工業(yè)部石油化工設計院出版，1972。WORD 資料 下載可編輯