【導讀】本設計是以氯化氫為產(chǎn)品，年產(chǎn)10萬噸氯堿車間氯化氫合成工段的初步設計。其次介紹了本設計的設計依據(jù)，廠址選擇，原材料及產(chǎn)品規(guī)格。確定工藝路線，工。藝流程的簡述，以及整個生產(chǎn)過程的物料和熱量衡算。對氯化氫合成爐、吸收器以及解。析塔等主要設備進行了計算以及相應的選型，并綜合各方面因素對車間布置，自動控制，安全和環(huán)境保護工程以及公用工程進行了合理的設計。完成了20xx0字的設計說明書，同時對生產(chǎn)流程圖，車間平立面布置圖以及主體設備圖進行了繪制。

　　

【正文】 ? ? ? ? ? ? ??? 計算燈頭溫度 [9]及反應放出的熱量 39。rrQ Q Q??總 ① ? ?32523 5 2( 2 3 0 . 0 1 2 7 . 2 9 2 9 . 9 5 ) ( 2 1 0 . 7 2 3 . 2 5 4 . 1 7 1 02 0 . 3 2 2 0 . 5 0 1 1 . 6 6 1 02 4 . 5 1 1 0 . 7 3 1 0 1 . 2 9 8 1 0PmCTTTT??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?2 ）齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 19 3 6 2 22 3 6 2227 2 3 82 9 7 .6 2 1 0 [ 9 2 .3 1 2 .3 0 5 1 0 1 .3 4 9 1 0 3 .8 1 94 .4 9 8 1 0 / 2 9 8 .1 5 ] 3 .0 6 4 1 0 [ 2 4 1 .8 2 5 .3 6 1 02 .7 7 2 1 0 7 .7 8 7 1 .3 2 6 1 0 / 2 9 8 .1 5 ]2 .8 9 1 0 0 .7 0 2 4 .0 9 1 0 1 .3 4 4 1 0 / 2 9 8 .1 5TTTTT T T????? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?（ ）（ ）（ ） 燈頭溫度有如下關(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， ℃ 混合氣體的 C’P 可用下面的式子算得： 2 2 2 2 2 2 2 239。P H C l H C l H H H O H O C O C O N NC y C y C y C y C y C? ? ? ? ? 合成氣出口溫度為 350℃ ，由定壓比熱容的計算式計算得各物質(zhì)在出口溫度下的 表 28 各物質(zhì)在 350℃下的比熱容 物質(zhì) 氯化氫 氫氣 氮氣 二氧化碳 水 PC （ kJ kmol/k? ） 各物質(zhì)在合成氣中的含量： 2 9 7 .6 2 0 .9 5 43 1 1 .9 7H C lH C l Gy G? ? ?合 224 .8 9 7 0 .0 1 5 73 1 1 .9 7HH Gy G? ? ?合 227 . 3 1 6 0 . 0 2 3 53 1 1 . 9 7HOHO Gy G? ? ?合 220 . 3 2 1 6 0 . 0 0 1 0 33 1 1 . 9 7COCO Gy G? ? ?合 221 .8 1 1 2 0 .0 0 5 83 1 1 .9 7NN Gy G? ? ?合 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 20 ∴ 39。 = 0 . 9 5 4 2 9 . 9 2 0 . 0 1 5 7 2 9 . 4 6 0 . 0 2 3 5 3 7 . 40 . 0 0 1 0 3 4 7 . 5 5 0 . 0 0 5 8 3 0 . 8 3PC ? ? ? ? ?? ? ? ?合 =℃ 將 G 合 ， C’P， t 代 入 ② 式并聯(lián) 立 ① 、 ② 可得： 1 25 3 1 1 .9 7 3 0 .0 9Qt ?? ?總 2 9 8 .1 53 1 1 .9 7 3 0 .0 9QT ?? ?總 解之 ,得 T=， 即合成爐燈頭溫度為 。 將燈頭溫度帶入 ① 式，可得反應放出的總的熱量 所以，反應放出的總的熱量為： 87 2 3 1 . 3 4 4 1 02 . 8 9 1 0 0 . 7 0 2 2 7 3 6 . 8 6 4 . 0 9 1 0 2 7 3 6 . 8 62 7 3 6 . 8 6 2 9 8 . 1 522909394. 16 K J / hQ?? ? ? ? ? ? ? ???總 計算冷卻水用量 合成氣入口溫度 25℃，出口溫度 350℃，在平均溫度 ℃，查氣體比熱容共線圖可得混合氣中各組分的比熱容 表 29 各物質(zhì)在 ℃下的比熱容 物質(zhì) N2 CO2 H2O HCl H2 PC （ kJ kmol/k? ） 所以，合成氣帶走的熱量計算如下： 2 2 232 9 .3 1 .8 1 1 2 ( 3 5 0 2 5 )1 7 .2 5 1 0 k J/hdN N NQ C G t? ? ? ? ? ? ? ??? 2 2 233 6 .8 2 0 .3 2 1 6 ( 3 5 0 2 5 )3 .8 5 1 0 k J/hdC O C O C OQ C G t? ? ? ? ? ? ? ??? 2 2 233 3 .9 7 .3 1 5 7 ( 3 5 0 2 5 )8 0 .6 1 0 k J/hdH O H O H OQ C G t? ? ? ? ? ? ? ??? 32 9 . 0 2 2 9 7 . 6 2 ( 3 5 0 2 5 )2 8 0 7 1 0 k J / hdH C l H C l H C lQ C G t? ? ? ? ? ? ? ??? 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 21 2 2 232 8 .3 4 .8 9 7 ( 3 5 0 2 5 )4 5 .0 4 1 0 k J/hdH H HQ C G t? ? ? ? ? ? ? ??? 所以，合成氣帶走的總熱量為： 2 2 2 23( 17 .2 5 3. 85 80 .6 28 07 45 .0 4) 1029 53 74 0 kJ / hd d d d d dN C O H O H C l HQ Q Q Q Q Q? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??總 冷卻水移走的熱量 1 ( 7 0 8 9 8 1 . 3 2 2 9 0 9 3 9 4 . 1 8 2 9 5 3 7 4 0 ) k J / h 2 0 6 6 4 6 3 5 . 4 6 k J / hdQ Q Q Q? ? ? ? ?? 總 總 取冷卻水的溫差為 25℃ ，查得 pC水 =℃ 冷卻水的用量為 20664635. 46= 1 9 7 7 4 7 . 7 k g / h2 5 4 . 1 8p QG Ct ??? ? ?水 水 表 210 合成爐的熱量衡算表 輸入 kJ/h 輸出 kJ/h 原料氣帶入的熱量 合成氣帶走的熱量 2953740 合成反應放出的熱量 冷卻水帶走的熱量 總計 石墨冷卻 器 的熱量衡算 石墨冷卻器合成氣冷卻水上水冷卻水回水合成氣 石墨冷卻 器 合成氣體入口溫度 1 350t ? ℃ ，出口溫度為 1 170t ? ℃ 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 22 各物質(zhì)進石墨冷卻 器 帶入的熱量 表 211 各物質(zhì)在 350℃下的比熱容 物質(zhì) N2 CO2 H2O HCl H2 PC （ kJ kmol/k? ） 所以，各物質(zhì)進石墨冷卻 器 帶入的熱量分別為： 2 2 239。 39。 39。33 0 . 4 6 1 . 8 1 1 2 3 5 01 9 . 3 1 1 0 /dN N NQ C G tK J h? ? ? ? ? ? ??? 2 2 239。 39。 39。34 8 .7 9 0 .3 2 1 6 3 5 05 .4 9 1 0 /dC O C O C OQ C G tKJ h? ? ? ? ? ? ??? 2 2 239。 39。 39。33 5 .4 7 .3 1 5 7 3 5 09 0 .6 4 1 0 /dH O H O H OQ C G tKJ h? ? ? ? ? ? ??? 39。 39。 39。33 0 . 5 4 2 9 7 . 6 2 3 5 03 1 8 1 . 3 1 0 /dH C l H C l H C lQ C G tK J h? ? ? ? ? ? ??? 2 2 239。 39。 39。32 8 .3 4 .8 9 7 3 5 04 8 .5 1 0 /dH H HQ C G tKJ h? ? ? ? ? ? ??? 所以，進石墨冷卻 器 帶入的熱量為： 39。3= ( 1 9 . 3 1 5 . 4 9 9 0 . 6 4 3 1 8 1 . 3 4 8 . 5 ) 1 03 3 4 5 2 4 0 k J / hQ ? ? ? ? ??總 各物質(zhì)出石墨冷卻 器 帶入的熱量 表 212 各物質(zhì)在 170℃下的比熱容 物質(zhì) N2 CO2 H2O HCl H2 PC （ kJ kmol/k? ） 所以，各物質(zhì) 出 石墨冷卻 器 帶 走 的熱量分別為： 2 2 239。 39。 39。 39。 39。 39。32 9 .3 1 .8 1 1 2 1 7 09 .0 2 2 1 0 /dN N NQ C G tKJ h? ? ? ? ? ? ??? 2 2 239。 39。 39。 39。 39。 39。33 6 .8 2 0 .3 2 1 6 1 7 02 .0 1 1 0 /dCO CO COQ C G tKJ h? ? ? ? ? ? ??? 2 2 239。 39。 39。 39。 39。 39。33 3 .9 7 .3 1 5 7 1 7 04 2 .1 6 1 0 /dH O H O H OQ C G tKJ h? ? ? ? ? ? ??? 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 23 39。 39。 39。 39。 39。 39。32 9 . 0 2 2 9 7 . 6 2 1 7 01 4 6 8 . 3 1 0 /dH C l H C l H C lQ C G tK J h? ? ? ? ? ? ??? 2 2 239。 39。 39。 39。 39。 39。32 8 .3 4 .8 9 7 1 7 02 3 .5 6 1 0 /dH H HQ C G tKJ h? ? ? ? ? ? ??? 所以， 出 石墨冷卻 器 帶 走 的熱量為： 39。 39。 3= ( 9 . 0 2 2 2 . 0 1 4 2 . 1 6 1 4 6 8 . 3 2 3 . 5 6 ) 1 01552154. 22 kJ / hQ ? ? ? ? ??總 冷 卻 水的用量 冷卻水的進口溫度為 27℃，溫差為 10℃，冷 卻 水的比熱容為 ℃ 冷 卻 水移走的熱量為： 39。39。 39。 39。39。 1793085. 78kJ / hQ Q Q? ? ?總 總 所以，冷 卻 的用量為： 39。39。 17953085. 78= 4 2 8 9 6 . 7 9k g / h4 . 1 8 1 0pQG Ct ??? ? ?鹽 水 表 213 石墨冷卻器的熱量衡算表 輸入 kJ/h 輸 出 kJ/h 混合氣帶入的熱量 3345240 混合氣帶走的熱量 冷卻水帶走的熱量 總計 3345240 3345240 吸收 器 的熱量衡算 降膜吸收器合成氣出塔氣35%鹽酸21%鹽酸 進吸收器的液體帶入的熱量 進塔液體為 20%的鹽酸溶液，進塔溫度為 10℃ ，則進吸收器的液體帶入的熱量為 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 24 1 0 .2 0 .7 9 5 + 0 .8 4 .1 7 4 = 3 .4 9 k J/k gPC ? ? ? ?℃ 1 1 1mt= 110 71 10= 386 324 .54 kJ/hPQC? ? ? ??? 進吸收器的 氣 體帶入的熱量 假設從石墨冷卻管 出來 的氣體進入降膜吸收器時沒有熱量損失， 則 39。39。23= = ( 2 6 146 6) 10154 505 2 kJ/ h? ? ? ? ??總 氯化氫溶解 放出的 熱 量 3Q N Q??吸 式中： 3Q —— 溶解所放出的總熱量、 KJ/h N —— 吸收了的氯化氫氣體、 mol/h Q吸 —— 氯化氫的吸收熱、 K