【正文】 ℃ /W （ 7）總傳熱系數(shù) 由式（ 312）得：21K =o?1 + Rso+mwodbd? + Rsiiodd+iiodd? = + ? + + ? = K2= （ 8）校核有效平均溫差 R2=iooi tt TT?? ＝ 48 1846?? ＝ 7 P2=iiio tT tt ?? ＝ 44648?? ＝ 由式（ 313）得： φ Δ t。 ℃ )，即 Rw =??b = ＝ m2 ℃ /W 管內(nèi)側(cè)污垢熱阻： Rsi＝ m2 ℃ ) （ 5）管程結(jié)熱系數(shù) α i Si ＝pi NNd 24? ＝ ㎡ ui=Vs/Si＝ 80000)( ?? ??? ＝ Rei＝??ieud＝ 0 0 0 0 1 3 7 6 ?? ＝ 28308 Pr＝ ??pc ＝ 0 0 8 6 1 0 0 0 0 1 3 7 6 ?? ＝ 則由式 （ 311） 得： α i＝ ＝ W/(m2從車間布置、設(shè)備維修等多方面的考慮，第二鈦冷卻器與第一鈦冷卻器選取同種型號，進(jìn)行核算即可。2 uDhNP B ???? (318) =12 （ － ? ） 2 2? = ∑Δ Po=（ +） =19587Pa 殼程和管程的壓力降都能滿足要求。1 uNNFfP Bco ???? (317) 其中， F—— 管子排列方式對壓強(qiáng)降的校正因數(shù) fo—— 殼程流體的摩擦系數(shù)，當(dāng) Re500， f= Nc—— 橫過管束中心線的管子數(shù) 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 27 NB—— 折流擋板數(shù) 管子為三角形排列， F=， NB=12， Nc= N = 328 =， So= ㎡ ,uo=， Re=500， 所以 9 3 ???of = 由式（ 317），得： 2 4 0 9 7)112( 5 239。239。 （ 7）流體的流動阻力 ： ∑Δ PI=(Δ P1+Δ P2)FTNPNS (315) 其中， Δ P1， Δ P2—— 分別為直徑及回彎管中因摩擦阻力引起的壓強(qiáng)降， pa FT—— 結(jié)垢校正因數(shù)，無因次，取 NP—— 管程數(shù) NS—— 串連的殼程數(shù) 管程流通面積 SI= ㎡，流速 ,雷諾準(zhǔn)數(shù) 318827（湍流）。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 26 （ 6）傳熱面積裕度 [18] Sn＝39。 ℃ /W Rw —— 管壁熱阻， m2 ℃ ) hi —— 管程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， W/(m2 ℃ /W （ 4）總傳熱系數(shù) 11K ＝o?1 + Rso+mwodbd? + Rsiiodd+iiodd? (312) ＝ 32151 ++ ? + + ? ＝ K1=400 W/(m2?℃ ) 其中 Kc —— 計(jì)算傳熱系數(shù)， W/(m2 ℃ )，即 Rw =??b = ＝ m2 ℃ /W 管內(nèi)側(cè)污垢熱阻： Rsi＝ m2 ℃ ) （ 2）管內(nèi)傳熱膜系數(shù) α i α i＝ id? (311) 面積 Si＝ 24 i PNd N?＝ 328/6＝ ㎡ ui=Vs/Si = ? ??? 0 0 0 ????? ＝ Rei＝??ieud＝ 0 0 0 0 1 4 4 ?? ＝ 318927 Pr＝ ??pc ＝ 0 1 9 0 0 0 0 1 4 4 0 0 03 5 ?? ＝ 則由式（ 311）， 得： α i＝ ＝ 724 W/(m2 s Pr＝ ??pc (310) ＝ 6 0 8 2 1 0 0 00 0 0 8 9 3 7 9 ?? ＝ 其中， Cp—— 流體比熱， kJ/(kg ℃ ) de—— 公稱直徑， m Re—— 雷諾準(zhǔn)數(shù)，無因次 Pr—— 普蘭特準(zhǔn)數(shù)，無因次 ： de＝ooddt?? )423(4 22 ? (36) ＝ )3(4 22???? ＝ 其中， t—— 管間距， m do—— 換熱管外徑， m So ＝ BD(1 tdo ) (37) ＝ （ 1－ ） ＝ 2m 其中， B—— 折流板間距， m D—— 殼體公稱直徑， m uo＝ Vs/So (38) ＝ ?? 6 0 07 9 2 08 0 0 0 0 0 2 0 ??? ＝ 其中， Vs—— 流體在殼體的體積流量， m3/h。 （ 7）接管 取接管內(nèi)流體流速為 u1＝ 2m/s，則接管內(nèi)徑為： D1=uV?4 (34) 其中， V—— 流體的體積流量， m3/s u—— 流體在接管中的流速 ， m/s D1＝ )( ? ????＝ 取接管內(nèi)流體流速為 u2＝ 10 m/s 則接管內(nèi)徑為： D2 =uV?4 = ? ??? 6 0 07 9 2 08 0 0 0 0158 4 9 27 3 8 44 ? ?????? = 圓整后，取殼程流體進(jìn)出口接管規(guī)格為： Ф 140 6mm ，管程流體進(jìn)出口接管規(guī)格為Ф 100 6mm 。 氯氣進(jìn)口溫度 80℃，出口溫度 46℃ 冷卻水進(jìn)口溫度 20℃，出口溫度 30℃ 相關(guān)物性數(shù)據(jù) ⑴流體平均溫度 Tm1 和 tm1 Tm1＝ ? ? ? ?2 8 0 4 6 2ioTT? ? ?＝ 63℃ tm1＝ ? ? ? ?iot + t 2 2 0 3 0 2??＝ 25℃ ⑵平均溫度下的物性數(shù)據(jù) [17] 表 物性數(shù)據(jù) 物料 項(xiàng)目 單位 數(shù)據(jù) 物料 項(xiàng)目 單位 數(shù)據(jù) 密度 g/cm3 密度 Kg/m3 水 粘度 pa?s 氯 粘度 pa?s 107 導(dǎo)熱系數(shù) W/(m?℃ ) 氣 導(dǎo)熱系數(shù) Kcal/(m?h?℃ ) 比熱容 J/(g?℃ ) 比熱容 Cal/(mol?℃ ) 水 蒸 氣 密度 Kg/m3 不 凝 氣 體 密度 Kg/m3 粘度 Kgf?s/m2 106 粘度 Kgf?s/m2 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 20 導(dǎo)熱系數(shù) Kcal/(m?h?℃ ) 導(dǎo)熱系數(shù) W/(m?℃ ) 比熱容 Kcal/(kg?℃ ) 比熱容 Kcal/(kg?℃ ) 表 物性數(shù)據(jù) （續(xù)） 其中 W2cl%=%， W不凝氣體%=%， W2Ho%=%. μ 平 ＝ 10－ 7 ％ + 10－ 6 ％ + 10－ 6 ％＝ 10－ 6pa?s ρ 平 ＝ ％ + ％ + ％＝ ㎏ /m3 λ 平 ＝ 10 － 2 ％ + 10 － 2 ％ + ％＝ 10－ 2kcal/(m?h?℃ )＝ 10－ 2w/(m?℃ ) Cp 平 ＝ 71 ％ + ％ + ％＝ (kg?℃ )=(g?℃ ) 確定物性數(shù)據(jù) 定性溫度 對于一般氣體和水等低粘度流體，其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。這種濕氯氣對鋼鐵及大多數(shù)金屬有強(qiáng) 烈的腐蝕作用，只有某些金屬材料或非金屬材料在一定條件下，才能耐濕氯氣的腐蝕。 ⑵干燥后氯氣含水量 10－ 5。 ⑵干燥后的氯氣含水量為 100ppm。 ℃ ) 水蒸氣分壓： 18℃ : 水蒸氣熱焓： 18℃ : 不凝氣體比熱： 18℃ : (kg 定性溫度 ： ? ? ? ?12T = t + t 2 2 0 3 0 2 2 5? ? ?℃ Q =WCCPC(t2－ t1) (2—1) 其中， Q—— 傳熱速率， W WC—— 流體質(zhì)量流量 ， kg/s CPC—— 流體比熱容， kJ/(kg?℃ ) t—— 溫度，℃ 則第一鈦冷卻器用水量為： WC1=Q/ CPC(t2－ t1) =)2030(1 7 9 6 8 2 7 3 0 09 0 4 6 1 0 1 ??= kg/t100％ NaOH 冷卻水帶入熱量： 20= 冷卻水帶出熱量： 30= 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 ⑷第一鈦冷卻器熱量衡算表 表 第一鈦冷卻器熱量衡算表 輸入 輸出 物料名稱 數(shù)量 kg 熱量 kJ 物料名稱 數(shù)量 ㎏ 熱量 kJ 氯氣 氯氣 水蒸氣 水蒸氣 不凝氣體 15 不凝氣體 15 氯水 —— 氯水 冷卻水 冷卻水 1256404 總計(jì) 106 總計(jì) 106 第二鈦冷卻器 1．計(jì)算依據(jù) ⑴電解氯氣經(jīng)二段洗滌塔冷卻，溫度從 46℃降至 18℃。由于系統(tǒng)總壓為－ ，所以計(jì)算時可視為 。℃ ) 表 相關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù) 物料與項(xiàng)目 單 位 溫 度 ℃ 80 46 氯氣比熱容 Kcal/(mol ⑶由資料查知相關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)： 氯氣 在水中溶解度： 80℃ : ℃ : 水蒸汽分壓： 80℃ : 46℃ : 水的比熱： 50℃ : (g 生產(chǎn)規(guī)模： 80kt/a100%NaOH； 年生產(chǎn)時間（按年工作日 330 天計(jì)算）： 330 24=7920 小時； 計(jì)算基準(zhǔn)：以生產(chǎn) 1t100%NaOH 為基準(zhǔn)； 來自電解工序濕氯氣的工藝數(shù)據(jù)見下表 表 來自電解工序濕氯氣的溫度、壓力和組成 項(xiàng)目 氯氣 備注 項(xiàng)目 氯氣 備注 溫度，℃ 85 —— 氯氣 kg/t100%NaOH 885 總壓（表）， Pa 10 —— 不凝性氣體（假設(shè)為空 氣 下 同 ）kg/t100%NaOH 15 水蒸汽，kg/t100%NaOH 310 —— 成分， %（干基）（ v/v） 96 —— 氣 體 總 量 ，kg/t100%NaOH 1187 —— 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 第一鈦冷卻器 1．計(jì)算依據(jù) [16] ⑴假設(shè)濕氯氣經(jīng)電解到氯處理室，溫度由 85℃降至 80℃，進(jìn)入氯處理系統(tǒng)。在產(chǎn) 10 萬噸 PVC 同時，可生產(chǎn) 8 萬噸燒堿。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第 2 章 氯氣工藝計(jì)算 氯氣處理工藝流程 氯氣處理工藝流程見下，據(jù)此進(jìn)行物料衡算和熱量衡算。進(jìn)入第一鈦冷卻器冷卻至 46℃，再經(jīng)過二鈦冷卻器冷卻至18℃。此工藝效果好，氯氣輸送壓力大，設(shè)備少，系統(tǒng)阻力小，操作穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越。管式、絲網(wǎng)式填充過濾器是借助具有多細(xì)孔通道的物質(zhì)作為過濾介質(zhì)，能有效地 去除水霧或酸霧，凈化率可達(dá) 94％－ 99％ ，而且壓力降較小，可用于高質(zhì)量的氯氣處理。 經(jīng)過對以往經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)、比較， 氯氣干燥時均以濃硫酸為干燥劑，分為填料塔串聯(lián)硫酸循環(huán)流程和泡 罩 塔干燥流程。 泡 罩 塔干燥流程：此流程設(shè)備體積小，臺數(shù)少，流程簡單，投資及操作費(fèi)用低。 填料塔串聯(lián)硫酸循環(huán)流程：該流程對氯氣負(fù)荷波動的適應(yīng)性好，且干燥氯氣的質(zhì)量穩(wěn)定，硫酸單耗低，系統(tǒng)阻力小 ,動力消耗省。 國內(nèi)采用最多的是填料塔和泡沫塔組合，這是兩種典型的塔。缺點(diǎn)是熱交換器所用冷卻水溫度要求低于 15℃，因此需要消耗冷凍量并需增設(shè)氯水泵、氯水循環(huán)槽使流程復(fù)雜化。冷卻后氯氣的含水量可低于 ％。