【正文】 15kg⑵物料衡算表%NaOH為基準(zhǔn)表26 第二鈦冷卻器物料衡算表名稱進第一鈦冷卻器kg/t100%NaOH出第一鈦冷卻器kg/t100%NaOH氯氣水蒸汽不凝氣1515氯水——總計表27 第二鈦冷卻器總物料衡算表名稱進第二鈦冷卻器kg/t 100％NaOH出第二鈦冷卻器kg/t 100％NaOH氯氣176829400176800800水蒸氣51914001269800不凝氣體30000003000000氯水——3950200總計1850208001850208003．熱量衡算 ⑴氣體帶入熱量若不考慮管道散熱，則物料帶入熱量等于物料出一段鈦冷卻器的熱量，即：Q5=19883kJ：Q6=67099kJ：Q7＝617kJ：Q8＝103＝44kJΣQ=19883+67099+617+44＝87643kJ⑵氣體帶出熱量：q5＝18＝7720kJ：q6＝＝16091kJ：q7＝1518＝273kJ：q8＝20＝1652kJΣq＝7720+16091+273+1652＝25736kJ⑶冷凍水用量冷凍水進口溫度為4℃，出口溫度為8℃，則二段冷卻器冷凍水用量為：WC2= Q/ CPC(t2－t1)==3685㎏冷凍水帶入熱量：36854＝61907kJ冷凍水帶出熱量：36858＝123813kJ⑷第二鈦冷卻器熱量衡算表表28 第二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19883氯氣7720水蒸氣67099水蒸氣16091不凝氣體15617不凝氣體15273溶解熱——44氯水1652冷凍水368561907冷凍水3685123813總計105總計105（三）硫酸干燥塔Ⅰ（填料塔）1．計算依據(jù)⑴入塔硫酸濃度80％，溫度為15℃，出塔硫酸濃度60％，溫度為30℃。2．物料衡算⑴計算中忽略氯氣在硫酸中的溶解損失，設(shè)每千克80％的硫酸吸收的水分為W3kg，則W3＝80/60－1＝設(shè)干燥所需80％硫酸量為W4㎏,則＝ 解得W4＝㎏假定各種因素造成硫酸的損耗為15％，則需硫酸量為：＝㎏填料塔流出的稀酸量為：＋＝㎏干燥后氯氣中含水量：－＝㎏出填料塔氣體組分為：氯氣 ㎏ 水蒸氣 ㎏ 不凝氣體 15㎏⑵物料衡算表 %NaOH為基準(zhǔn)表29 硫酸干燥塔（填料塔）物料衡算表名稱進填料塔kg/t 100％NaOH出填料塔kg/t 100％NaOH氯氣884．004884．004水蒸氣6．3490．085不凝氣體1515硫酸21．61327．877總計926．966926．966 表210 硫酸干燥塔（填料塔）總物料衡算表名稱進填料塔kg/t 100％NaOH出填料塔kg/t 100％NaOH氯氣176800800176800800水蒸氣126980017000不凝氣體30000003000000硫酸43226005575400總計185393200185393200（四）硫酸干燥塔Ⅱ（泡罩塔）⑴進塔硫酸濃度為98％，溫度為13℃；出塔硫酸濃度為75℃，溫度為28℃。2．物料衡算⑴設(shè)每千克98％硫酸吸收的水分為W5㎏,則W5＝－1＝㎏設(shè)干燥所需98％流酸為W6㎏，＝10－5 解得W6=㎏假設(shè)各種因素造成的硫酸損耗為15％，則需硫酸量為：＝㎏泡罩塔流出稀酸的量為：＋＝㎏干燥后氯氣含水量為：－＝㎏出泡罩塔氣體組分為： 氯氣 ㎏ 水蒸氣 ㎏ 不凝氣體 15㎏⑵氯氣純度:100%=96% (V/V) ⑶物料衡算表 %NaOH為基準(zhǔn)表211 硫酸干燥塔（泡罩塔）物料衡算表名稱進泡罩塔kg/t 100％NaOH出泡罩塔kg/t 100％NaOH氯氣884．004884．004水蒸氣0．0850．0083不凝氣體1515硫酸0．28750．3642總計899．3765899．3765 表212 硫酸干燥塔（泡罩塔）總物料衡算表名稱進泡罩塔kg/t 100％NaOH出泡罩塔kg/t 100％NaOH氯氣176800800176800800水蒸氣170001660不凝氣體30000003000000硫酸5750072840總計179875300179875300第一篇 氯氣處理第三章 主要設(shè)備設(shè)計及選型一. 第一鈦冷卻器1．確定設(shè)計方案從電解槽出來的氯氣，一般溫度較高，并伴有大量水蒸氣及鹽霧等雜質(zhì)。所以決定選用鈦材料的列管作換熱管，冷卻水走殼程，濕氯氣走管程，并且采用逆流流向。2．確定物性數(shù)據(jù)⑴流體平均溫度Tm和tmTm1＝（Ti＋To）/2＝（80＋46）/2＝63℃tm1＝（ti＋to）/2＝（20＋30）/2＝25℃⑵平均溫度下的物性數(shù)據(jù) 表31 物性數(shù)據(jù)物料項目單位數(shù)據(jù)物料項目單位數(shù)據(jù)水密度g/cm3氯氣密度Kg/m3粘度pa?s粘度p107導(dǎo)熱系數(shù)W/(m?℃)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/m2106粘度Kgf?s/m2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?℃)μ平＝10－7％+10－6％+10－6％＝10－6pa?sρ平＝％+％+％＝㎏/m3λ平＝10－2％+10－2％+10－2％＝10－2kcal/(m??h?℃)＝10－2w/(m?℃)Cp平＝71％+％+％＝(kg?℃)=(g?℃)3．設(shè)計計算⑴計算依據(jù)：由《氯堿工業(yè)理化常數(shù)手冊》中查知，第一鈦冷卻器的總傳熱系數(shù)范圍在350—550 kcal/(m2??h?℃)，— w/(m2?℃)⑵熱負(fù)荷 =(546268126927)200000/7920=10589419kJ/h=⑶假設(shè)k=500 w/(m2?℃)則估算的傳熱面積為A=Q/KΔtm (31)其中，Q——換熱器熱負(fù)荷，W K——總傳熱系數(shù)，W/(m2?℃) Δtm——對數(shù)平均溫差，℃.Δtm‘=＝＝℃則由式（31）有A =103/(500)=㎡考慮10％的面積裕度，則所需傳熱面積為：A0 ==177㎡⑷2㎜，6m長的Ti－－，則所需管數(shù)N= (32)其中， A0——傳熱面積，㎡ d——換熱管外徑，m l——換熱管長度，m 。 D1＝＝取接管內(nèi)流體流速為u2＝20 m/s則接管內(nèi)徑為：D2 ===圓整后，取殼程流體進出口接管規(guī)格為：Ф2738㎜，管程流體進出口接管規(guī)格為Ф1336㎜?！?，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。Reo＝ (39)＝＝11726 其中，uo——流體在殼程的流速，m/s， ρ——流體密度，kg/m3， μ——流體粘度，pa Pr＝ (310)＝＝其中，Cp——流體比熱，kJ/(kg粘度校正（），則由式（35）得：αo＝＝4884 W/(m2℃)（3）污垢熱阻和管壁熱阻管外側(cè)污垢熱阻：Rso＝104 m2℃/WTi－－（s℃），即λw＝102＝ W/(m2Δt= Tm1－tm1＝63－25＝38℃50℃該溫差較小，不需設(shè)溫度補償裝置，因此選用固定管板式換熱器。（7）流體的流動阻力：∑ΔPi=(ΔP1+ΔP2)FtNpNs (315) 其中，ΔP1，ΔP2——分別為直徑及回彎管中因摩擦阻力引起的壓強降，pa Ft——結(jié)垢校正因數(shù)，無因次， Np——管程數(shù)， Ns——串連的殼程數(shù)。設(shè)管粗糙度 , 查關(guān)系圖得 = = =33393 Pa因為沒有彎管，即 則由式（315）得： Pa ： (316) 其中，ΔP1‘——流體橫過管束的壓降，pa ΔP2‘——流體流過折流板缺口的壓強降，pa Fs——殼程壓強降的結(jié)垢正因數(shù)，無因次， Ns——串連殼程數(shù)。二. 第二鈦冷卻器 從第一鈦出來的氯氣需要進一步冷卻，進入第二鈦冷卻器。1．第二鈦冷卻器核算（1）熱負(fù)荷Q Q2=61907200000/（79203600）= KW（2）流體平均溫度及對數(shù)平均溫度差 Tm2=（46+18）/2=32℃ tm2= （4+8）/2 =6℃（3）平均溫度下的物性數(shù)據(jù)見下表 表32 物性數(shù)據(jù)表物料項目單位數(shù)據(jù)物料項目單位數(shù)據(jù)冷凍水密度kg/m3濕氯氣密度Kg/m3粘度cp粘度Pa?s107導(dǎo)熱系數(shù)W/(m?℃)導(dǎo)熱系數(shù)kcal/(m?h?℃)比熱容J/(g?℃)比熱容cal/(mol?℃)（4）殼程結(jié)熱系數(shù)de=，So=㎡，uo＝Vs/So＝＝Reo＝＝＝3694Pr＝＝＝粘度校正（），則由式（35）得：αo＝1=2435 W/(m2℃)（6）污垢熱阻和管壁熱阻管外側(cè)污垢熱阻：Rso＝104 m2℃/WTi－－（s℃），即λw＝102＝ W/(m2（10）流