【導(dǎo)讀】盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包。含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢。獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由。申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。將獲得的的理論知識(shí)和實(shí)際知識(shí)加以系統(tǒng)化；培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力，從而提高分析問題解決問題的能力；了解化工建設(shè)中的相關(guān)方針、政策、法令和規(guī)章制度；培養(yǎng)全面性化工過程系統(tǒng)的初步擬定能力。統(tǒng)的干燥塔與空氣混合稀釋后進(jìn)行制酸。本套硫酸裝置是為了有效處理煙氣脫硫系統(tǒng)。回收的SO2量，而脫硫裝置回收的SO2量又取決于燃煤中硫的含量。SO2尾氣吸收工藝，該工藝能有效的控制尾氣排放不超標(biāo)。為了更好地適應(yīng)煙氣量和濃度的波動(dòng)，干燥塔的功能是利用95%H2SO4. 吸收塔的功能則是利用98%H2SO4吸收轉(zhuǎn)化系統(tǒng)生成的氣態(tài)SO3，一是危害人體健康，二是危害生態(tài)環(huán)境，三是腐蝕金屬材料和設(shè)備。

　　

【正文】 mmD 78880221 ???? 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 每排管總長 8 ????總L 每排換熱面積為： ????總DL? 假 設(shè)干燥塔冷卻器共 5排，總換熱面積： 2 mF ??? 酸在排管內(nèi)流速 sm / 2 ???? （合格，可以采用） （ 3）冷卻面積 F ①平均溫差 t? 酸側(cè) 79→ ℃， 394079 ???? Ht ℃ 水側(cè) 40→ 20℃， ???? Kt ℃ 由式（ ）得：平均溫差 35??t ℃ ②傳熱系數(shù) K （計(jì)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(cè)》）： 密度： 33 / mkg??? 粘度： )/( 3 smkg ??? ?? 導(dǎo)熱系數(shù)： )/(103 2 4 3 ksmkJ ???? ?? 比熱容： )/( kkgkJC p ?? 由式（ ）和式（ ）得： ? ? 3 33 ?? ??????? ? ? 33 ????? ?? 將以上計(jì)算結(jié)果帶入式（ ）得： ? ? 16010122150 1032 ?????? ??? ??? kJ/(m2 s k) 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 59 ??????? ???? kJ/(m2 s k) 將 21 ??、 的計(jì)算結(jié)果帶入式（ ）得： 7 0 112 0 0 011 0 0 11 ?????K kJ/(m2 s k) 將 K=(m2 s k)帶入式（ ）得： 冷卻面積 mF ???? 其中，冷卻面積 ＜冷卻排管總換熱面積 ，故此裝置合格。 熱負(fù)荷 hkJQ / 9 9 5 2 2 2 6 2 6 9 7 6 6 2 2 1 9 2 ??? 進(jìn)口酸溫 ℃，出口酸溫 ℃；進(jìn)口水溫 30℃，出口水溫 36℃。 （ 1）冷卻水用量 G 由式（ ）得： ? ? hkgG / ???? 或（ =160m3/h） （ 2）冷卻排管的排列 進(jìn)口酸量 hm / 0800 84 8 3??? 或（ =） 擬采用 150? ；壁厚 mm12?? ；管長 L=2m 的鑄鐵管。 假設(shè)：每排 4層，每層 6根管。 則：直管總長 m48642 ????直L ，每排有 ?180 彎頭 3 個(gè)，每個(gè)相當(dāng)直管長度為： mmD 7 8880221 ???? 每排管總長 8 ????總L 每排換熱面積為： ????總DL? 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 假設(shè)干燥塔冷卻器共 5排，總換熱面積： mF ??? 酸在排管內(nèi)流速 sm / 2 ???? （合格，可以采用） （ 3）冷卻面積 F ①平均溫差 t? 酸側(cè) → ℃， ???? Ht ℃ 水側(cè) 36→ 30℃， ???? Kt ℃ 由式（ ）得：平均溫差 ??t ℃ ②傳熱系數(shù) K （計(jì)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(cè)》）： 密度： 33 / mkg??? 粘度： )/( 3 smkg ??? ?? 導(dǎo)熱系數(shù)： )/(103 1 8 3 ksmkJ ???? ?? 比熱容： )/( kkgkJC p ?? 由式（ ）和式（ ）得： ? ? 3 33 ?? ??????? ? ? 33 ?? ??? ?? 將以上計(jì)算結(jié)果帶入式（ ）得： ? ? 26110122150 1031 ?????? ??? ??? kJ/(m2 s k) 10 004 122 904 ??????? ???? kJ/(m2 s k) 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 將 21 ??、 的計(jì)算結(jié)果帶入式（ ）得： 1 0 0 4 112 0 0 011 0 0 11 ?????K kJ/(m2 s k) 將 K=(m2 s k)帶入式（ ）得： 冷卻面積 22 2 mF ???? 其中，冷卻面積 ＜冷卻排管總換熱面積 128m2，故此裝置合格。 冷卻器設(shè)計(jì)結(jié)果 冷卻器設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果見下表。 表 冷卻器主要計(jì)算結(jié)果和結(jié)構(gòu)尺寸 項(xiàng)目 干燥塔 吸收塔 進(jìn)口酸溫 /℃ 79 出口酸溫 /℃ 進(jìn)口水溫 /℃ 30 20 出口水溫 /℃ 36 40 熱負(fù)荷 /(kJ/h) 冷卻水用量 /(kJ/h) 進(jìn)口酸量 /(m3/h) 傳熱系數(shù) /(kJ/m2 s k) 冷卻面積 /m2 冷卻器形式 鑄鐵排管 鑄鐵排管 管徑 /mm 150 150 管長 /m 2 2 排數(shù) 5 5 每排層數(shù) 6 6 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 41 每層根數(shù) 6 7 總根數(shù) 180 420 總換熱面積 /m2 193 酸在排管內(nèi)流速 /(m/s) 第 節(jié) 干燥 塔的工藝計(jì)算 進(jìn)塔氣溫： 40℃，出塔氣溫 45℃；進(jìn)塔氣體壓力： ，出塔氣體壓力： 。 進(jìn)塔氣量： ，出塔氣量： hm / 9 7 8 0 1 9 0 32 ?? ；大氣壓。 （ 1）塔徑的計(jì)算 平均氣體流量： ? ? hmV /22732454027336002 78 19 0 3???????? ?? 現(xiàn)取空塔速度 sm/?? ，則塔徑 D： mD ??? （取塔徑 ） 則實(shí)際空塔速度 sm/?? 塔橫截面積為： 22 mS ????????? （ 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/(m2 h kpa)； P? — 干燥推動(dòng)力， kPa。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 42 ①干燥水量： hkgG / 4 7 4 7 5 ??? ②干燥速度系數(shù)： ???K kg/(m2 h kpa) ③干燥推動(dòng)力 P? ： 入塔壓力 ==，出塔壓力 == 入塔氣體水蒸氣分壓： k paP 1 ???? 出塔氣體水蒸氣分壓： k paP 2 ???? k p aPPPPP 6 6 0 0 0 1 0 8 5 0 0 0 1 1 8 5 2121 ????????? 將以上計(jì)算結(jié)果帶入式 ()得： 填料面積 73 mF ??? （ 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。 / DFH ?? ?填 （ ） 式中： F— 填料面積， m2； ? — 填料的比表面積， m2/m3； D— 塔徑， m。 由式（ ）得： mH 120/2 ???填 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 43 （ 4）壓力降 P? 7 2 6 6 60 0 4 3 6 22??????????????????????????LGLLGGLg???????? 查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算篇》 二 ， 239P 圖 填料層壓降的通用關(guān)聯(lián)圖得： 填料層壓力降 填料mOmm HP /5 2?? pa295 3????? ? （ 5）填料塔阻力 阻P? ①填料層阻力 1P? 查《接觸法硫酸工藝設(shè)計(jì)常用參考資料選編》 44P ，圖 得： 當(dāng) 時(shí)sm /?? ， 填料干 mOmmHP / 2?? 填料層阻力： ? ?’干 LPP ????? 11 ， 填料mOmmH /2 （ ） 式中： 干P? — 干填料阻力， 填料mOmmH /2 ； ? — 校正系數(shù)， 93%～ 98%酸取 ； L’ — 淋灑密度， m3/m2 h。 淋酸密度 : hmmsVL L ???? ?23 / 39。 由式（ ）得： ? ? 5 ????? P a621 / 2p mOm m H?? 填料 ②除沫層阻力 2P? 除沫層填料采用 ?? mm 陶瓷環(huán)，堆放高度： ?? 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 44 則除沫層阻力： paOmmHP 6 1 22 ????? 。 ③填料塔阻力 ?????? 21 PPP阻 621+618=1239pa （ 6）填料層持酸量 持酸量 =硫酸液膜厚度填料面積 潤濕率 : 39。 ??? ?LL 查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算篇》 二 ， 246P ,圖 潤濕率與液膜厚度的關(guān)系得： 水的液膜厚度為 ，校正系數(shù) 3 ??????? ?????????? ?LL??。 則硫酸的液膜厚度經(jīng)校正后為 。 則填料層持酸量 32 4 3 m???? ? （ 7）塔高 H 在填料層高度確定后，其它部位的高 度均根據(jù)裝配和工作空間高度來決定，具體尺寸為： 下氣室（包括進(jìn)氣、出酸管）：高度 ； 分酸管、槽高度： 2m； 球拱（或磚拱）高度： ； 除沫層與空間高度： ； 填料層高度： ； 布酸層高度： ； 全塔總高度 H=。 第 節(jié) 吸收塔的工藝計(jì)算 進(jìn)塔氣溫： 180℃，出塔氣溫 60℃；進(jìn)塔氣體壓力： ，出塔氣體壓力： 0kPa。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 45 進(jìn)塔氣量： （或 ），其中： SO3： ；吸收率 99%。 出塔氣量： （或 ）， 其中： SO3： ；大氣壓。 （ 1）塔徑的計(jì)算 平均氣體流量： ? ? smV /227326018027336002 3??????? ?? 現(xiàn)取空塔速度 sm/?? w，則塔徑 D： mD ??? （取塔徑 ） 則實(shí)際空塔速度 sm/?? 塔橫截面積為： 22 mS ????????? （ 2）填料面積 F ① SO3吸收量： ? ? hkgG / 8 ???? ②吸收速度系數(shù)： WK ? kg/(m2 h kPa) ? ? smW / 1227326018027336002 ???????? ?? 0 ???K kg/(m2 h kPa) 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 46 ③吸收推動(dòng)力 P? ： 進(jìn)氣分壓： ? ? k paat mP 10336 ????? 出氣分壓： ? ? k paat mP 2 ???? k p aPPPPP 2121 ???????? 將以上計(jì)算結(jié)果帶入式 ()得： 填料面積 mF ??? （ 3）填料高度 填H 同干燥塔，選用尺寸為 50mm 的瓷質(zhì)矩鞍形填料為吸收層。 由式（ ）得： mH 103/23652 ???填 （ 4）壓力降 P? 22??????????????????????????LGLLGGLg???????? 查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算篇》 二 ， 239P 圖 填料層壓降的通用關(guān)聯(lián)圖得： 填料層壓力降 填料mOm mHP / 2?? pa291 3????? ? 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 47 （ 5）填料塔阻力 阻P? ①填料層阻力 1P? 查《接觸法硫酸工藝設(shè)計(jì)常用參考資料選編》 44P ，圖 得： 當(dāng) 時(shí)sm /?? ， 填料干 mOm mHP /10 2?? 淋酸密度 : hmmsVL L ???? ?23 / 39。 由式（ ）得： ? ? 5 ????? P pa959 / 2?? 填料mOm m H ②除沫層阻力 2P? 除沫層填料采用 ?? mm 陶瓷環(huán)，堆放高度： ?? 則除沫層阻力： paOmmHP 6 1 22 ????? 。 ③填料塔阻力 ?????? 21 PPP阻 959+618=1577pa （ 6）填料層持酸量 持酸量 =硫酸液膜厚度填料面積 潤濕率 : 39。 ??? ?LL 查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算篇》 二 ， 246P ,圖 潤濕率與液膜厚度的關(guān)系得： 硫酸的液膜厚度為 。 則填料層持酸量 32 3 6 5100 9 m???? ? （ 7）塔高 H 在填料層高度確定后，其它部位的高度均根據(jù)裝配和工作空間高度來決定，具體尺寸北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 48 為： 下氣室（包括進(jìn)氣、出酸管）：高度 ； 分酸管、槽高度：