【正文】 0 1 0 0 . 0 4 2 4 1 . 3 5 5 0on k m o l h k g h? ? ? ? 進(jìn)合成爐 2N 的量 ⑴ 原料 2H 帶入 2N 的量 2 39。 查水和水蒸氣表得： 30 c。 反應(yīng)： 完成： 0 合成爐物料衡算總結(jié) 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 物料衡算 19 表 32 進(jìn)出合成爐物料數(shù)據(jù)表 成分 進(jìn)入量 kmol h 進(jìn)入量 kmol h 離開量 kmol h 離開量 kmol h HCl 0 0 2Cl 0 0 2H CO 0． 0794 2CO 2O 0 0 2N 2HO 表 33 一段模式吸收塔物料衡算 成分 進(jìn)入量 kmol h 進(jìn)入量 kmol h 離開量 kmol h 離開量 kmol h HCl 2Cl 0 0 0 0 2H CO 0． 0794 2CO 2O 0 0 0 0 2N 2HO 0 0 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 物料衡算 20 表 34 二段模式吸收塔物料衡算 成分 進(jìn)入量 kmol h 進(jìn)入量 kmol h 離開量 kmol h 離開量 kmol h HCl 2Cl 0 0 0 0 2H CO 0． 0794 2CO 2O 0 0 0 0 2N 2HO 0 0 0 0 鹽酸產(chǎn)品質(zhì)量核算驗(yàn)證 鹽酸濃度計(jì)算 稀酸（有三段進(jìn)入二段塔）濃度： 3 12 .9 36 1W % 2. 21 %58 4. 25 66?? 稀酸（有二段進(jìn)入一段塔）濃度： 2 % 6%?? 濃酸（有一段塔入儲(chǔ)存罐）濃度： 1 % 7%?? 產(chǎn)品 酸 質(zhì)量核驗(yàn) 從一段塔流入儲(chǔ)罐鹽酸濃度為 %大于設(shè)計(jì)要求的 31%，故所以設(shè)計(jì)合理。因此，熱量衡算的目的就在于確定必須供給或除去這些熱量，從而可以確定傳熱劑用量及換熱設(shè)備的 傳熱面積。 統(tǒng)一基準(zhǔn)焓法：由于反映熱是隨溫度變化的，任意溫度下的反應(yīng)熱應(yīng)該有標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱加上從 298K 到溫度 T 之間的焓變來取得，本設(shè)計(jì)規(guī)定 25℃ （ 298K） 100KPa 的焓為零做基準(zhǔn)。 進(jìn)口各股氣體能量計(jì)算 ⑴ 合成爐進(jìn)口 Cl2能量計(jì)算 由摩爾定壓比熱容： 2p,mC p = a+ bT + cT，查某些氣體的摩爾定壓比熱容與溫度的關(guān)系表 [12] 中 Cl2的： a 3 1 .6 9 6 k J k m o l K?? 3b 1 0 .1 4 4 1 0 k J k m o l K?? ? ? 6c = 4 .0 3 8 1 0 k J k m o l K?? 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 能量衡算 22 物料不發(fā)生相變時(shí)，由溫度升高或降低到某一溫度所吸收或放出的熱量。 對(duì)于氣體的基本條件：進(jìn)口溫度 120℃ （ 393K），出口溫度 40℃ （ 313K） 對(duì)于鹽酸的基本條件：稀酸進(jìn)口溫度 30℃ （ 303K），產(chǎn)品酸出口溫度 40℃ （ 313K） 對(duì)于冷卻水基本條件：冷卻水進(jìn)口溫度 20℃ （ 293K），出口溫度 28℃ （ 301K） 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 能量衡算 25 一段塔進(jìn)口能量計(jì)算 ⑴ 進(jìn)口 HCl 能量計(jì)算 同合成爐進(jìn)口 Cl2焓計(jì)算原理：查得 3298H 92 .3 07 10 kJ km ol? ? ? 由 2cTbTaCp ??? 得， HCl 的 a kJ km ol K?? 3b 1 .8 1 0 1 0 k J k m o l K?? ? ? 6c 1 .5 4 7 1 0 k J k m o l K?? ? ? 由 dTCH 393298 p???得 393393 2 2 3298 29811H ( a + bT + c T ) dT a T + bT + c T 89 62 2. 24 03 kJ km ol23? ? ? ?? 33 9 3 2 9 8H H H 9 2 . 3 0 7 1 0 8 9 6 2 2 . 2 4 0 3 8 9 6 2 2 . 2 4 0 3 k J k m o l = 6 3 5 9 4 1 . 4 9 2 4 k J h? ? ? ? ? ? ? ? ⑵ 進(jìn)口 H2能量計(jì)算 查得 373H 2 1 9 3 .9 8 8 k J k m o l? 423H 3 6 5 5 .2 5 1 0 k J k m o l? 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 393H = 2 7 7 8 . 4 9 3 2 k J k m o l = 1 4 5 1 . 2 0 7 0 k J h ⑶ 進(jìn)口 CO 焓計(jì)算 查得 373H 1 0 8 4 4 7 .4 8 7 0 k J k m o l?? 423H 1 0 6 9 8 6 .2 2 4 0 k J k m o l?? 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 393H = 1 0 7 8 6 2 . 9 8 1 8 k J k m o l = 3 0 2 . 0 1 6 3 k J h ⑷ 進(jìn)口 CO2能量計(jì)算 查得 373H 3 9 0 8 4 8 .0 7 6 0 k J k m o l? 423H = 3 8 8 7 7 9 .6 9 8 0 k J k m o l 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 393H = 3 9 0 0 2 0 . 7 2 4 8 k J k m o l = 1 0 5 6 9 . 5 6 1 6 k J h 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 能量衡算 26 ⑸ 進(jìn)口 N2能量計(jì)算 查得 373H 2 1 5 6 .3 0 5 0 k J k m o l? 423H 3 6 0 9 .1 9 4 0 k J k m o l? 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 393H = 2 7 3 7 . 4 6 0 6 k J k m o l = 9 7 4 . 8 0 9 7 k J h ⑹ 進(jìn)口 H2O 能量計(jì)算 查得 373H 2 3 9 4 8 3 .8 3 9 0 k J k m o l?? 423H 2 3 7 7 6 7 .1 6 9 0 k J k m o l?? 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 393H 2 3 8 7 9 7 . 1 7 1 0 k J k m o l = 6 7 8 6 6 . 1 5 6 0 k J h? 一段塔進(jìn)口總能量計(jì)算 6 3 5 9 4 1 . 4 9 2 4 1 4 5 1 . 2 0 7 0 3 0 2 . 0 1 6 3 1 0 5 6 9 . 5 6 1 6 9 7 4 . 8 0 9 7 6 7 8 6 6 . 1 5 6 0? ? ? ? ? ? ?? 進(jìn) 口 7 1 2 2 5 3 . 2 0 9 7 k J h?? 一段塔出口能量計(jì)算 ⑴ 進(jìn)口 HCl 能量計(jì)算 同合成爐進(jìn)口 Cl2焓計(jì)算原理：查得 3298H 92 .3 07 10 kJ km ol? ? ? 由 2cTbTaCp ??? 得， HCl 的 a kJ km ol K?? 3b 1 .8 1 0 1 0 k J k m o l K?? ? ? 6c 1 .5 4 7 1 0 k J k m o l K?? ? ? 由 dTCH 313298 p???得 313313 2 2 3298 29811H = ( a + b T + c T ) d T = a T + b T + c T = 4 2 2 .6 8 6 2 k J k m o l23? ? 33 1 3 2 9 8H = H + H = 9 2 . 3 0 7 1 0 + 4 2 2 . 6 8 6 2 = 9 1 8 8 4 . 3 1 3 8 k J k m o l = 3 2 5 9 9 6 . 1 1 1 5 k J h?? 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 能量衡算 27 ⑵ 進(jìn)口 H2能量計(jì)算 查得 298H 0 kJ kmol? 323H 7 3 2 .7 2 5 0 k J m o l? 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 313H = 4 3 9 . 6 3 5 0 k J k m o l = 2 2 9 . 6 2 1 4 k J h ⑶ 出口 CO 能量計(jì)算 查得 298H 1 1 0 6 0 3 .7 9 2 0 k J k m o l?? 323H 1 0 9 8 8 7 .8 1 5 0 k J k m o l?? 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 313H = 1 1 0 1 7 4 . 2 0 5 8 k J k m o l = 3 0 8 . 4 8 7 8 k J h ⑷ 出口 CO2能量計(jì)算 查得 298H 3 9 3 7 9 5 .7 2 4 0 k J k m o l?? 323H 3 9 2 8 3 6 .9 0 1 0 k J k m o l?? 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 313H = 3 9 3 2 2 0 . 4 3 0 2 k J k m o l = 1 0 6 5 6 . 2 7 3 7 k J h ⑸ 出口 N2能量計(jì)算 查得 298H 0 kJ kmol? 323H 7 1 5 .9 7 7 0 k J k m o l? 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 313H = 4 2 9 . 5 8 6 2 k J k m o l = 1 5 2 . 9 7 5 6 k J h 一段塔出口總能量計(jì)算 3 2 5 9 9 6 . 1 1 1 5 2 2 9 . 6 2 1 4 3 0 8 . 4 8 7 8 1 0 6 5 6 . 2 7 3 7 1 5 . 9 7 5 6 3 3 6 5 7 8 . 2 7 6 0 k J h? ? ? ? ? ? ? ?? 出 口 一段塔進(jìn)出口能量計(jì)算 1Q 3 3 6 5 7 8 . 2 7 6 0 ( 7 1 2 2 5 3 . 2 0 9 7 ) 3 7 5 6 7 4 . 9 3 3 7 k J h? ? ? ? ? ? ???出 口 進(jìn) 口 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 能量衡算 28 一段塔 稀酸的能量計(jì)算 ⑴ 稀酸帶入設(shè)備的能量 查得 [13] 30℃ ， %的鹽酸比熱 _ pC 2 .9 7 5 9 k J k g K?? 由熱力學(xué)公式 Q=WH? 得 3032 298Q W H W 58 3. 66 04 2. 97 59 ( 30 3 29 8 ) 86 84 .4 80 4 kJ hpC dT?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ⑵ 稀酸帶出設(shè)備的 能量 查得 40℃ ， 31％的鹽酸比熱 _ pC 2 .5 0 3 2 k J k g K?? 由熱力學(xué)公式 Q=WH? 得 3133 298Q W H W 69 1. 46 13 2. 50 32 ( 31 3 29 8 ) 25 96 3. 40 38 kJ hpC dT?? ? ? ? ? ? ? ? ?? 一段塔 溶解熱計(jì)算 ⑴ 溶解熱概念 溶解熱是指在一定溫度及壓力下（通常是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），一摩爾的溶質(zhì)溶解在大體積的溶劑中吸收或發(fā)出的熱量。 ⑵ 溶解熱計(jì)算 從氯化氫在水中的溶解熱圖知，溶解熱為 400kcal/KgHCl，因?yàn)橐欢嗡章蕿?0％，故溶解熱 4Q = 1 0 7 . 8 0 0 9 4 0 0 4 . 1 8 7 1 8 0 5 4 4 . 9 4 7 3 k J h? ? ? 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論