【正文】 umax =（ ） ^ ＝ ＝ 去空塔氣速為泛點(diǎn)氣速的70%，即 u= umax = ＝ m/s則D＝ m 圓整后塔徑D= ，再計(jì)算空塔氣速，即：u＝ ＝ ＝ m/s(3) 吸收塔塔高的計(jì)算填料層的高度計(jì)算尾吸塔的反應(yīng)溫度為20 ℃，通過(guò)查化工原理手冊(cè)得知：HCl在20℃時(shí)，其亨利系數(shù)為E=106mmHg ；經(jīng)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(cè)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(cè)表25查出相對(duì)應(yīng)的數(shù)值可得：HG=（ ）^（）^（）^=則kYa= =247。18247。=(m2?s)WORD 資料 下載可編輯 專(zhuān)業(yè)技術(shù)插附錄可得，20℃時(shí)水的密度ρ=998kg/m 3，粘度μ=10 5pa?S；又查得20℃時(shí)氯化氫在水中（稀溶液）的擴(kuò)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(cè)表26得到相應(yīng)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(guān)系可知：= + = ＋ ＝1KYa 1Kya mKxaKYa= ＝ kmol/(m 3?s)= kmol/(m3?h）對(duì)于吸收操作，則用傳質(zhì)單元法計(jì)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(zhuān)業(yè)技術(shù)NOG= ㏑ ((1S) +S) ＝1247。(1－) ㏑((1－)11S Y1 Y2Y2 Y2*＋)＝Z= H OG ?N OG＝＝實(shí)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(nèi)表面的利用率。噴淋裝置有很多不同結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)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(guò)拉西環(huán)填料塔后出來(lái)的氣體中不含有大量的霧沫夾帶，所以不需考慮除霧問(wèn)題。但在一些情況下，例如操作過(guò)程中空塔氣速過(guò)大、工藝過(guò)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(chǎn)生濺液現(xiàn)象比較嚴(yán)重，這時(shí)則需要考慮除霧裝置，此設(shè)計(jì)選擇折板除霧器。查化工原理手冊(cè)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(shè)備選型因?yàn)槲膊克諡槠胀ǖ奈者^(guò)程，所以其設(shè)備為普通的填料吸收塔。吸收塔的尺寸為Φ5001650，其內(nèi)部襯酚醛樹(shù)脂，填料高度為1200mm，內(nèi)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?xún)?nèi)。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(chǔ)數(shù)據(jù)及條件WORD 資料 下載可編輯 專(zhuān)業(yè)技術(shù)在一段塔中不能被吸收的氣體由塔底部排出，經(jīng)過(guò)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(nèi)并流向下流動(dòng)吸收，該過(guò)程中制得的稀酸由底部流出并進(jìn)入一段塔頂部。氣體：進(jìn)口溫度40℃（313K），出口溫度30℃（303K）鹽酸：稀酸進(jìn)口溫度37℃（310K），稀酸出口溫度 30℃（303K ）冷卻水：冷卻水進(jìn)口溫度20℃（293K），出口溫度 28℃（301K ）2．二段吸收塔的進(jìn)口熱量計(jì)算進(jìn)口HCl 熱量計(jì)算：與合成爐中進(jìn)口Cl 2焓計(jì)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(duì)T積分得△H＝H313＝H 298＋△H＝10^3＋＝＝進(jìn)口H 2的熱量計(jì)算:查得H 298＝0kJ/kmol H323＝由內(nèi)插法,計(jì)算可得：H 313＝＝進(jìn)口CO 2的熱量計(jì)算:查得H 298＝＝由內(nèi)插法計(jì)算可得： H313＝＝進(jìn)口N 2的熱量計(jì)算：查得 H298＝0kJ/kmol H323＝由內(nèi)插法計(jì)算可得：H 313＝＝WORD 資料 下載可編輯 專(zhuān)業(yè)技術(shù)∑進(jìn)口＝＋－－＋＝出口HCl 的熱量計(jì)算：與合成爐進(jìn)口Cl 2焓計(jì)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(duì)T積分可得△H＝H313＝H298＋△H＝10^3＋＝＝出口H 2的熱量計(jì)算:查得H 298＝0kJ/kmol H323＝由內(nèi)插法計(jì)算可得：H 303＝＝出口CO 2熱量計(jì)算：查得H 298＝＝由內(nèi)插法,計(jì)算得： H303＝＝ 出口N 2的熱量計(jì)算:查得 H298＝0kJ/kmol H323＝由內(nèi)插法,計(jì)算可得：H 303＝＝二段吸收塔出口總熱量計(jì)算∑出口＝ ＋＋－－＝Q1＝∑出口－∑進(jìn)口＝－（）＝WORD 資料 下載可編輯 專(zhuān)業(yè)技術(shù)稀酸帶入設(shè)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(shè)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?yàn)槎嗡章剩?，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(jì)算平均換熱溫度差△tm的計(jì)算：循環(huán)水 20℃→28℃鹽酸 35℃←30℃△t 1＝15℃△t 2＝2℃由公式得 △tm＝＝℃假設(shè)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(hào)為GX1000100。WORD 資料 下載可編輯 專(zhuān)業(yè)技術(shù) 一段降膜吸收塔的熱量衡算1一段吸收塔的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及條件經(jīng)過(guò)自然空氣冷卻到393K后的氣體進(jìn)入一段塔，經(jīng)過(guò)石墨吸收冷水去冷卻之后離開(kāi)二段塔出口溫度313K。對(duì)于氣體的基本條件：進(jìn)口溫度120℃（393K），出口溫度 40℃（311K ）對(duì)于鹽酸的基本條件：稀酸進(jìn)口溫度30℃（303K），產(chǎn)品酸出口溫度 40℃（311K）對(duì)于冷卻水基本條件：冷卻水進(jìn)口溫度20℃（293K ），出口溫度28℃（303K）2一段吸收塔進(jìn)口熱量計(jì)算進(jìn)口HCl 熱量計(jì)算：同合成爐進(jìn)口Cl 2焓計(jì)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(duì)T積分得△H＝H313＝H298＋△H＝10^3＋ ＝ ＝進(jìn)口H 2熱量計(jì)算:查得H 373＝＝由內(nèi)插法,計(jì)算得:H 393＝＝進(jìn)口CO 2熱量計(jì)算:查得H 373＝＝由內(nèi)插法,計(jì)算得 H393＝＝進(jìn)口N 2熱量計(jì)算:WORD 資料 下載可編輯 專(zhuān)業(yè)技術(shù)查得 H373＝＝由內(nèi)插法,計(jì)算得H 393＝＝∑進(jìn)口＝ ＋－＋－＝出口HCl 熱量計(jì)算:同合成爐中進(jìn)口Cl2焓計(jì)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(duì)T積分得△H＝H313＝H 298＋△H＝10^3＋＝＝出口H 2熱量計(jì)算:查得H 298＝0kJ/kmol H323＝由內(nèi)插法,計(jì)算得:H 313＝＝出口CO 2熱量計(jì)算:查得H 298＝＝由內(nèi)插法,計(jì)算得 H313＝＝出口N 2熱量計(jì)算:查得 H298＝0kJ/kmol H323＝由內(nèi)插法,計(jì)算可得H 313＝＝一段吸收塔出口總熱量計(jì)算∑出口＝ ＋－＋＝WORD 資料 下載可編輯 專(zhuān)業(yè)技術(shù)Q1＝∑出口－∑進(jìn)口＝－（）＝稀酸帶入設(shè)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(shè)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?yàn)橐欢嗡章蕿椋?，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(jì)算平均換熱溫度差△t m的計(jì)算：循環(huán)水 20℃→28℃鹽酸 40℃←30℃△t 1＝20℃△t 2＝2℃由公式得 △tm＝℃假設(shè)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(hào)為GX1000100。WORD 資料 下載可編輯 專(zhuān)業(yè)技術(shù)第五章設(shè)計(jì)結(jié)果與總結(jié) 主要設(shè)備表表 51 主要設(shè)備一覽表設(shè)備代號(hào) 設(shè)備名稱(chēng)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(jié)論目前國(guó)內(nèi)高純鹽酸的主要生產(chǎn)工藝是集合成、冷卻、吸收等工序?yàn)橐惑w化的生產(chǎn)方法。近年來(lái)，全國(guó)各地鹽酸生產(chǎn)企業(yè)都在不斷加強(qiáng)技術(shù)改造，裝置設(shè)備的優(yōu)化升級(jí)，以適應(yīng)更激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。序、二段吸收工序，得出主要結(jié)論如下：（1）對(duì)生產(chǎn)高純鹽酸的生產(chǎn)裝置及工藝進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)，使其能達(dá)到。優(yōu)化了鹽酸酸霧處理技術(shù)。調(diào)整了點(diǎn)火操作，節(jié)約了時(shí)間。對(duì)不合格氯氣進(jìn)行處理，增設(shè)了不合格鹽酸儲(chǔ)槽，有利于提高生產(chǎn)效率。（2）對(duì)比分析了不同的吸收裝置及其特點(diǎn)，提出在不同的階段采用不同的吸收器進(jìn)行吸收，這樣可大幅提高氯化氫的吸收效率（可達(dá)到99%以上）。（3）在傳統(tǒng)的吸收工藝中補(bǔ)加了回流等環(huán)節(jié)，對(duì)吸收塔的用料，結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算。提出了吸收效率的評(píng)估方法。為增大吸收率，鹽酸裝置的穩(wěn)定高效運(yùn)行提供了一定的技術(shù)支持。WORD 資料 下載可編輯 專(zhuān)業(yè)技術(shù)參考文獻(xiàn)[1] ，化學(xué)工業(yè)出版社，1997。[2] ，上冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社，1999。[3] ，大連理工大學(xué)出版社，2022。[4] ，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2022。[5] ，化學(xué)工業(yè)出版社，2022。[6] ，中國(guó)石化出版社，1992。[7] ，化學(xué)工業(yè)出版社，1982。[8] 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