【正文】 。（ ） = m2 采用此換熱面積的換熱器 ,則需要過程的總傳熱系數(shù)為 （ m2178。 179。 2 公稱壓強(qiáng) MPa 管長 m 3 公稱面積 m2 管子總數(shù) 99 管程數(shù) 1 管子排列方法 正方形斜轉(zhuǎn) 45176。 = 假設(shè) K= 則 S=Q/(K△ tm)=60259/（ 179。（ 11030） =60259W 按單殼程多管程來計(jì)算平均溫度差為 △ tm’=(△ t2△ t1)/ln(△ t2/△ t1)=（ 8310） / ln（ 83/10） =℃ P=(t2t1)/(T1 t1)=（ 2720） /（ 11120） = R=(T1T2)/(t2t1)=（ 11130） /（ 2720） = 查得φ △ t= △ tm=△ tm’178。 44179?！妫?。 179。 a 實(shí)際傳熱面積 S0=nπ dL=88179。 ） = Tmtm=(127+40)/2(27+20)/2=℃＞ 50℃ 因此需要考慮熱補(bǔ)償 , 據(jù)此由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn) (參見《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》下 4339) 中選定固定板式換熱器 ,有關(guān)參數(shù)見下 : 殼徑 mm 325 管子尺寸 mm φ 19179。 = 29 假設(shè) K=（ m2178。（ 12740） =65532W 按單殼程多管程來計(jì)算平均溫度差為 △ tm’=(△ t2△ t1)/ln(△ t2/△ t1)=（ 10020） / ln（ 100/20） =℃ P=(t2t1)/(T1 t1)=（ 2720） /（ 12720） = R=(T1T2)/(t2t1)=（ 12740） /（ 2720） = 查得φ △ t= △ tm=△ tm’178。 44179。℃）。 179。 2 公稱壓強(qiáng) MPa 管長 m 公稱面積 m2 管子總數(shù) 164 管程數(shù) 2 管子排列方法 正方形斜轉(zhuǎn) 45176。 =℃ 假設(shè) K= S=Q/(K△ tm)=84582/(179。（ ） =84582W 逆流時(shí)平均溫差為：（按單殼程、多管程進(jìn)行計(jì)算） △ tm’=(△ t2△ t1)/ln(△ t2/△ t1) =()/ln（ ） =℃ P=(t2t1)/(T1 t1)=(3020)/(8020)= R=(T1T2)/(t2t1)=()/(2720)= 查得φ △ t= △ tm=△ tm’178。 二級(jí) 粗 脫硫后冷卻器 熱流體 ℃→ 30℃ 冷流體 27℃← 20℃ △ t2=℃ △ t1=10℃ Q=WhCph（ T1T2） =179。（ ） = 采用此換熱面積的換熱器 ,則需要過程的總傳熱系數(shù)為 （ m2178。 179。 2 28 公稱壓強(qiáng) MPa 管長 m 6 公稱面積 m2 管子總數(shù) 174 管程數(shù) 1 管子排列方法 正方形斜轉(zhuǎn) 45176。 = 假設(shè) K=73 則 S=Q/(K△ tm)=158633/（ 73179。（ 12430） =158633W 按單殼程多管程來計(jì)算平均溫度差為 △ tm’=(△ t2△ t1)/ln(△ t2/△ t1)=（ 9710） / ln（ 97/10） =℃ P=(t2t1)/(T1 t1)=（ 2720） /（ 12420） = R=(T1T2)/(t2t1)=（ 12430） /（ 2720） = 查得φ △ t= △ tm=△ tm’178。 熱流體 124℃→ 30℃ 冷流體 27℃← 20℃ △ t2=97℃ △ t1=10℃ Q=WhCph（ T1T2） =179。（ ） = 采用此換熱面積的換熱器 ,則需要過程的總傳熱系數(shù)為 w/（ m2178。 179。 2 公稱壓強(qiáng) MPa 管長 m 6 公稱面積 m2 管子總數(shù) 174 管程數(shù) 1 管子排列方法 正方形斜轉(zhuǎn) 45176。 =℃ 假設(shè) K= S=Q/(K△ tm)=141757/(179。（ 11632） =141757W 逆流時(shí)平均溫差為：（按單殼程、多管程進(jìn)行計(jì)算） △ tm’=(△ t2△ t1)/ln(△ t2/△ t1) =（ 8912） /ln（ 89/12） =℃ P=(t2t1)/(T1 t1)=(2720)/(11620)= R=(T1T2)/(t2t1)=(11632)/(2720)=12 查得φ △ t= △ tm=△ tm’178。 二、 其它冷卻器選型 : 下表為原料氣壓縮機(jī)進(jìn)口組成：單位 mol/s CO2 CO N2 O2 ∑ 查得氣 體平均溫度（ 116+32） /2=74℃下的各氣體 Cpm，列表如下：單位 KJ/Kmol CO2 CO N2 O2 ∑ Cpm 27 熱流體 116℃→ 32℃ 冷流體 27℃← 20℃ △ t 89 12 Q=WhCph（ T1T2） =179。 故前選擇得換熱器是合適的，安全系數(shù)為（ ） /179。為 w/（ m2178?！妫? 由前面得計(jì)算可知，選用該型號(hào)換熱器時(shí)要求過程得總傳熱系數(shù)為 （ m2178。 +1/179。 /（α i178。 d。（管壁熱阻可忽略） K?！?/w Rs0= m2178。 =1851 w/（ m2178。 179。 103/= 殼程中水被加熱，?。é?/μ w） = α 0=179。 103179。 996179。 ） = Re= deu0ρ /μ =179。（ 179。（ ） = U0=Vs/A=（ 996179?！妫? （ 2）管程對(duì)流傳熱系數(shù)α 0 α 0=（λ /de）（ deu0ρ /μ） （ CPμ /λ） 1/3（μ /μ w） 取換熱器列 管之中心距 t=32mm A=hD（ 1d0/t） =179。 104） 179。 179。 179。 104 Pri=CPμ /λ =179。 179。 996179。（ 179。 996179。 12179。 991/2=12 26 取折流擋板間距 h= NB=L/h1=3/=9 殼程流通面積 A0=h（ D ncd0） =（ ） = u0=（ 996 ） =Re=d0u0p/μ = 996/（ 103） =9426＞ 500 f0= = = 所以△ P1’=179。 179。ρ178。 104（湍流） 設(shè)管壁粗糙度 ε =，ε /di=由λ Re 關(guān)聯(lián)圖查得：λ = 所以 △ P1=λ178。 （ 179。 管程流通面積 Ai= m2 ui=Vs/Ai=Re=d uiρ /μ =179。 179。 2 3 99 實(shí)際傳熱面積 S0=n∏ dl=99179。 ） = 由于 Tmtm=(127+40)/2(33+25)/2=℃＞ 50℃， 因此需要考慮熱 補(bǔ)償。（ 3325） ]=1959Kg/s ②△ tm=（△ t2△ t1） /ln（△ t2/△ t1） =（ 9415） /ln(94/15)=℃ P=（ t2t1） /(T1t1)=（ 3325） /（ 12725） = R= (T1T2)/（ t2t1） =（ 12740） /（ 3325） = 查得△φ =，φ △ tm=179。（ 12740） =65532W Wc = Q/[CP178。 44179。 CPh178。 106 水 996 ①氣體從 127℃→ 40℃ Vs=179。 103 = 氨的用量： 根據(jù) m179。 28179。 103+179。 179。 179。 44179。 179。（ ）179。 44179。 C，其中 CO2由氣相變液相 ∑ Q=QCO2（ → 5℃） +QCO2潛 + QCO2（ 5→ 10℃） +QN2（ → 10℃） =179。 C CpmN2=CO2的汽化潛熱 574 KJ/Kg NH3的汽化潛熱 574 KJ/Kg 經(jīng)過氨冷器時(shí)氣體溫度由 。 C Cpm(CO2)（ L） =N2 20。 C Cpm(CO2)=CO2 10。 C 八 .氨冷器 下 CO2 5。 C 即從 40。 179。（ 1+10） = 3. 再沸器的熱源是 由出干燥氣體利用自身的溫降為塔釜提供的。 103179。（ 3+10） ]+179。 179。 179。 44 179。 mHWO=VH2O= 七 . 提純塔： 1. 提純塔的塔頂壓力為 （絕） tD=3℃ 塔釜壓力為 （絕） tW=1℃ 在這樣的壓強(qiáng)下， CO2是以液態(tài)的形式存在，其余都為氣相或溶于液態(tài) CO2中 Cpm(CO2)(10℃→ 3℃ )（ L） = Cpm(CO2)(10℃→ 1℃ )（ L） = Cpm(CO2)(10℃→ 3℃ )（ g） = 2. 再沸器提供的熱量即為塔內(nèi)熱量的增值。 (3325)179。 179。 mHWO= VH2O= 24 ③ 三級(jí)壓縮進(jìn)口溫度為 303K，壓強(qiáng)為 ,出口壓強(qiáng)為 t3=303179。 (3325)179。 179。 mH2O=VH2O=② 壓縮機(jī)進(jìn)口溫度為 313K，壓強(qiáng) (絕 ) 出口壓強(qiáng)為 （絕） t2=303179。（ 400313） =mH2O*(3325)179。 ()=400k 一級(jí)壓縮后冷卻器使氣體冷卻到 313K 進(jìn)入產(chǎn)品氣壓縮機(jī)的物質(zhì)的量為 ，水出口溫度為 33℃ 179。 K ， Cvm= J/mol178。 () MH2O=V=m/p= 四 .產(chǎn)品氣壓縮 進(jìn)入壓縮機(jī)得的三段出口壓力分別為 Mpa， ， Mpa 壓縮機(jī)進(jìn)口壓強(qiáng)仍為 Mpa。 =179。 179。 179。 103179。 179。 (3325) 179。 ()= 冷料損失為 5% MH2O179。 179。 (3325) 179。 (278/)= 冷料損失為 5% MH2O179。 t2=t1(p2/p1)k1/k K=Cp/Cv=, 則 (K1)/K= ① 一段壓縮進(jìn)口溫度為 298K,壓力為 (絕 ),出口壓力為 278Kpa,水的 出口溫度為 33℃ ,查的水的平均比熱容為 (Kg178。 K,Cv= J/mol178。（ 3525） = Q 放總 =+=Q 吸 即 二 .原料氣壓縮 1. 熱量恒算依據(jù) 壓縮機(jī) 入 口的溫度為 25℃ ,即 298K。 () 179。 18179。 18179。 (t25)℃ = t=30℃ =30℃ 即假設(shè)成立。 179。179。 179。 18g/ mol179。+179。 + 179。)/103(4025) 179。 + 179。 ( 179。 (平均每秒的熱量 ) 22 ①設(shè)水的進(jìn)口溫度為 25℃，水的出口溫度為 30℃。 第四章 熱量衡算 一 .洗滌塔 氣體出口溫度不超過 40℃ ,該塔 40℃。 %+D179。 根據(jù) CO2守恒得 : F179。 12%+Y179。其組 成為 : CO2 78% ，N2 19%，其余約 3%。其組成為 : CO2 12% ， N2 82% ，其余約 6%。 106 179。 106 179。 104= 6. 2） 工序后各組分流量 單位 mol/s CO2 CO N2 O2 SO2 179。 103+179。 103mol 5. 原料干燥器 ①采用硅膠干燥劑 出口 H2O≤ 20PPM ②取出口 H2O（ g）為 15PPM，即 179。 103 mol 三級(jí)脫硫出口含 H2S 179。 179。 106=179。 179。 106 則吸收的 H2S 的量為 179。 104=179。 108＜ ③過程中所產(chǎn)生的組分增量：（平均每秒的量） nH2S(增 )=nCOS(耗 )+2nCS2（耗） =179。 106+179。 106+179。（ 160%） 3=179。 106 CS2的轉(zhuǎn)化率為 60%，則剩余為 179。 103179。 104mol ⑦ 其余的組份可參見進(jìn)口的流速。 XSO2=179。 106XSO2 (1) 再根據(jù)摩爾量守恒 nSO2(余 )+179。 106Pa 則有 101325179。 =④ 對(duì) CO2的吸收 : 洗滌塔的出口溫度為 30℃ (計(jì)算見熱量衡算 ) 查得 CO2在該溫度下的溶解度為 (水 ) 20 吸收 CO2的量為 :179。 ) 179。 103 179。 104 179。 40%/=單位 :mol/s CO2 CO N2 O2 SO2 NOx CS2 H2S COS ∑ 179。 100% （式中 ， 273K 下 CO2的密度為 ） 解的 X= 100工序的各組分