【正文】 2003/6/2 。[3]北京石油化工工程公司編，《氯堿工業(yè)理化常數(shù)手冊》，化學(xué)工業(yè)出版社，1988[4]姚玉英主編《化工原理》新版（上、下冊），天津大學(xué)出版社，1999[5]化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會，《換熱器設(shè)計(jì)》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1988[6]化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會，《塔設(shè)備設(shè)計(jì)》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1988[7]化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會，《鈦制化工設(shè)備設(shè)計(jì)》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985[8]國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編，《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》（上、下冊），化學(xué)工業(yè)出版社，1989[9]涂偉萍，陳佩珍，程達(dá)芳編《化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2000[10]陳聲宗主編，《化工設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2001[11]天津大學(xué)物理化學(xué)教研室編，《物理化學(xué)》第三版（上冊），高等教育出版社，1992[12]黃璐，王保國編，《化工設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2001[13]王德祥，新式氯氣處理工藝簡介，《氯堿工業(yè)》2000年1月第一期[14]王樹楹主編，《現(xiàn)代填料塔技術(shù)指南》，中國石化出版社，1998致謝致謝：本次設(shè)計(jì)能得以順利完成，我們的指導(dǎo)老師給予了我們很多的指導(dǎo)和幫助，特此致謝。由于本人的能力有限，加之資料的欠缺，這次設(shè)計(jì)中一定還有好些不足的地方，望評審老師多多包涵，提出寶貴意見。在此次設(shè)計(jì)過程中，由于資料及數(shù)據(jù)的欠缺，在填料塔和泡罩塔的設(shè)計(jì)中存在著許多的不足，尤其是在塔高的計(jì)算方面，簡直是無從著手。氯水是氯處理中的主要副產(chǎn)物，由于氯水中溶解有大量的氯，工業(yè)上大多都將其中的氯解吸出來回收再利用。在整個設(shè)計(jì)過程中，（80%）（98%）；，；。該工藝采用填料塔和泡罩塔串聯(lián)工藝，雙塔串聯(lián)工藝具有以下特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積較小；②塔壓差小；③105。在本次設(shè)計(jì)中，氯氣的處理工藝參照了《氯堿工業(yè)》2000年1月第一期29頁的一篇《新式氯氣處理工藝簡介》中的工藝流程。4．塔高的確定噴嘴分7層排布，下層50個朝上噴嘴，上層35個朝下噴嘴，中間5層，每層60個噴嘴，與上下各層錯開排列，朝下噴水，管間距800mm，上部考慮除沫室等為1000mm,下部有進(jìn)氣口等為2000mm,則整個塔高為：H=1000+2000+7800=8600mm5．管徑的選擇 取管內(nèi)氣體流速為5m/s 入塔氣體的流量為： 故進(jìn)塔氣體管徑d1=1200mm 同理：出塔管徑計(jì)算 出塔氣體流量: d2== d2=850mm 冷卻水進(jìn)口計(jì)算，取流速2m/s,由物料衡算： d3== 取d3=150mm二．二段洗滌塔1．塔氣體流量 V=出塔氣體體積：出塔氣體溫度為30℃，操作壓力約1大氣壓，則出塔氣體總摩爾數(shù)：（++）= kmol/hV2=1=== 2．塔徑的確定取生產(chǎn)實(shí)測值，則D==取塔徑3500mm 3．噴嘴數(shù)的確定,考慮到水垢的阻塞，噴嘴直徑d=, 查表及噴水量為280kg/h.由物料衡算數(shù)=考慮分布及可能的阻塞，取350個 4．塔高的確定 噴嘴分7層，上層30個朝下噴嘴，中間5層，每層55各噴嘴，與上下各層錯開排列，朝下噴水，下層45個朝上噴嘴，管間距取800mm，上部考慮除沫室等為1000mm，下部有進(jìn)氣口等為2000mm,則整個塔高為： H=1000+2000+7800=8600mm 5．管徑選擇 氣體進(jìn)口管 d1=d2=850mm 出塔氣體管 ds== m 取d5=800mm 冷卻水進(jìn)口管徑計(jì)算： 取流速2m/s,由物料衡算 d6== 取 d6=130mm三．主要管徑計(jì)算 1．來系統(tǒng)氫氣管 D1=d1=1200mm2．經(jīng)壓縮送出氫氣管，取流速12m/s則D2==圓整 D2=530mm 3．入系統(tǒng)25℃水總管D3== 取D3=200mm4．送出系統(tǒng)冷卻水總管D4==取D4=200mm四．氫氣輸送設(shè)備,效率以80%計(jì)，,用三臺并聯(lián)運(yùn)行，效率為60%，—207m3/min,—196Kpa.五．水輸送泵循環(huán)水池送出水量為（+）=設(shè)送出位差和阻力損失為20m(實(shí)際以管路實(shí)際阻力而定)，則從《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》P172查知，150F35型耐腐蝕離心泵參數(shù)為：流量：234m3/h,揚(yáng)程：,電機(jī)功率30KW，.鑒于在電解來的氫氣中含一定量的堿霧，在洗滌后，使循環(huán)水顯堿性，故選擇防腐蝕泵150F35型泵兩臺，開一備一。則出塔氣體組成 氫氣： kmol （25kg）水汽： kmol （205172=33kg）其它氣體： kmol ()⑵物料衡算表 a．以1000kg100%NaOH產(chǎn)氫作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)表22 一段洗滌冷卻塔物料衡算表名稱進(jìn)一段洗滌冷卻塔（kg）出一段洗滌冷卻塔（kg）氫氣2525水汽20533其他氣體7．397．39水172總計(jì)237．39237．39 表23 一段洗滌冷卻塔總物料衡算表名稱進(jìn)一段洗滌冷卻塔（kg）出一段洗滌冷卻塔（kg）氫氣50000005000000水汽410000006600000其他氣體14780001478000水34400000總計(jì)4747800047478000 3. 熱量衡算 ⑴ 入塔氣體帶入熱量：Q1=8025=6878 kcalQ2=205=129437 kcalQ3=80=144 kcal ⑵ 冷卻水帶出熱量： 設(shè)冷卻水量為WL2 kg,溫度25℃，出塔溫度為50℃，出塔水量： WL2+WL1=WL2+172 冷卻水帶入熱量：Q4=WL225 冷卻水帶出熱量：Q5=(WL2+172)50⑶ 出塔氣體帶出熱量： Q6=5025=4276 kcal Q7=33=20430 kcal Q8=50=90 kcal⑷ 忽略熱損失： 則Q進(jìn)=Q出 ∴ Q1+Q2+Q3+Q4 = Q5+Q6+Q7+Q8 6878+129437+144+25WL2=(WL2+172)50+4276+20430+90 ∴WL2= kg 即：進(jìn)入系統(tǒng)水量為： kg ,出系統(tǒng)冷卻水量為：+172= kg冷卻水帶入熱量：25=103063 kcal冷卻水帶出熱量：(+172)50=214726 kcal⑸熱量衡算表 表24 一段洗滌冷卻塔熱量衡算表輸入輸出物料名稱數(shù)量 kg熱量 kcal物料名稱數(shù)量 kg熱量 kcal氫氣256878氫氣254276水汽205129437水汽3320430其他氣體7．39144其他氣體7．3990冷卻水4122．52103063冷卻水4294．52214726總計(jì)4359．91239522總計(jì)4359．91239522（二） 二段洗滌冷卻塔1．計(jì)算依據(jù)⑴ 電解氫氣經(jīng)二段洗滌冷卻溫度從50℃降至30℃。度0．2440．2430．242水的飽和蒸汽分壓千卡/㎝2（絕）0．4830．12580．04337．進(jìn)入氫氣系統(tǒng)物料（以1000kg100%NaOH作計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)）氫氣： kmol (25kg) 水汽： kmol (205kg) 其他氣體：= kmol ()其它雜質(zhì)不計(jì)。6． 查知相關(guān)數(shù)據(jù)如下：表21 相關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)物料與項(xiàng)目單位溫度℃805030氫氣比熱千卡/kg4． 氫氣純度98%。：1． 計(jì)算基準(zhǔn)：以1000kg100%NaOH產(chǎn)氫作計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)2． 到達(dá)處理氫氣溫度為80℃，每生產(chǎn)1000kg100%NaOH電解液所生產(chǎn)的氫氣為25kg，此時飽和的水蒸汽含量為205kg。其選擇流程為電解來的氫氣經(jīng)緩沖罐后進(jìn)入一段洗滌塔，經(jīng)洗滌冷卻至50℃后經(jīng)二段洗滌塔冷卻至30℃，再經(jīng)絲網(wǎng)除霧器，后用羅茨鼓風(fēng)機(jī)抽送至用戶。第二篇 氫氣處理第二章 工藝計(jì)算 一．氫氣處理工藝流程氫氣處理工藝流程圖見下，據(jù)此進(jìn)行物料衡算和熱量衡算： 圖21 氫氣處理工藝流程圖由電解槽出來的飽和濕氫氣中含有大量的水和其它氣體，一般采用間接和直接法除去，達(dá)到要求。二．氫氣處理工藝流程確定電解槽出來的飽和濕氫氣中含有大量的水和其它氣體，鑒于本次設(shè)計(jì)中不充分考慮熱綜合利用，故采用直接法工藝，以簡化流程和投資。此外還用于煉鎢、生產(chǎn)多晶硅以及有機(jī)化合物的加氫等。而在鎳、鈀和鉑內(nèi)的溶解度很大，一體積能解幾百體積氫。2．計(jì)算部分氣體質(zhì)量流量：， 則 圓整后設(shè)備規(guī)格為Φ700900 V=，中間間插三塊鈦板，板間距為150㎜。五．除沫器管式、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.1．計(jì)算依據(jù)⑴，溫度為18℃。98％硫酸在13℃時的表面張力為＝ mN/m,所以 =最大允許速率：，則空塔氣速：由此得：圓整后取D=，與假設(shè)相符。由動力參數(shù)和HT－h(huán)L查史密斯關(guān)聯(lián)圖得，C20=。1．塔徑的確定入塔濕氯氣溫度18℃，硫酸的加入量為210kg/h，入塔溫度為13℃。4．塔高確定由相關(guān)實(shí)際設(shè)計(jì)，取塔高為10m。濕填料因子120 m1。它的通量大、壓降低，而且耐腐蝕性能較好。 殼體材料為聚氯乙烯纏玻璃鋼（PVC+FRP）。設(shè)管粗糙度 ,查關(guān)系圖得 = = =42578 Pa因?yàn)闆]有彎管，即則 Pa：， 管子為三角形排列，F(xiàn)=，NB=10，Nc===25，So=㎡,uo=，Re=3694，所以 ∴ =5407 Pa =10() =973 Pa∴ ∑ΔPo=（5407+973）1=7337 Pa殼程和管程的壓力降幾乎都能滿足要求?！?（7）總傳熱系數(shù)由式（312）得：=+ Rso++ Rsi+=++++=K2=360 W/(m2?℃)（8）校核有效平均溫差R2=＝＝7 P2=＝＝由式（313）得：φΔt＝ =由式（314）得： Δtm2＝φΔtΔtm2’==℃（9）校核熱負(fù)荷Q‘=K2SΔtm2=360=1511813 WQ‘Q2 所以能完成任務(wù)。cm2℃/W管內(nèi)側(cè)污垢熱阻：Rsi＝ m2℃)（5）管程結(jié)熱系數(shù)αiSi ＝＝518/6＝㎡ ui=Vs/Si＝＝ Rei＝＝＝473167 Pr＝＝＝則由式（311）得：αi＝＝689 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。