【正文】 /hΔH0 ΔH6 總計 ΔH1 ΔH5 總計 該系統(tǒng)與洗滌塔換熱器進(jìn)行的熱量交換Q=H=ΔH1+ΔH4ΔH0ΔH6= kJ/h由于系統(tǒng)熱量太多，僅靠氯水冷卻不能滿足熱量平衡，因此需要在氯水進(jìn)入洗滌塔之前設(shè)置氯水冷卻器帶走多余熱量。=二、氯水箱循環(huán)氯水量計算氯水中氯的含量較少，對于大量的水來說，其可忽略不計，平均熱容用水代替。根據(jù)換熱器的兩流體的情況，熱流體為經(jīng)洗滌塔冷卻后溫度下降為45℃的濕氯氣，控制冷卻器的出口溫度為15℃（指標(biāo)范圍12～18℃），不能過低，堵塞管道。 (1)此設(shè)備混合物各組分的物料： F5 : n5,a= kmol/h ； n5,b= kmol/h； n5,c=n7,c= kmol/h；F6 : n6,a= kmol/h； n6,b= kmol/h ；F7 : n7,a= kmol/h； n7,b= kmol/h； n5,c=n7,c= kmol/h；(2)F5 混合物流比熱容：cm=cs+Xcwcs：絕干物料比熱； cw：所含水分比熱； X：干基含水量查表39，45℃時：cm= += kJ/kg(3)F6 混合物流比熱容該物流中，n6,a= kmol/h；n6,b= kmol/h；氯氣可忽略不計，以15℃液態(tài)水為準(zhǔn)。=(6)冷物流流量計算冷卻物流為質(zhì)量含量為10%的氯化鈉冷凍鹽水，進(jìn)口溫度8℃，冷卻后出口溫度12℃。系統(tǒng)的熱量衡算：△H=∑H出∑H入 即 △H=△H9+△H11△H8△H10(1)查表39可知：T8=15℃時， = kcal/kg ， (g)=則ΔH8=∑mihi≈m8,ah8,a+m8,bh8,b=+=(2)在F10中T10=14℃，以0℃為基準(zhǔn)，定性溫度：=7℃該條件下對應(yīng)的硫酸的平均熱容為：Cp=ΔH10=mCpΔt=(140)=(3)在F11中，T11=20℃時，查表24可知：hCl2=(g)= ΔH11=∑mihi≈m11,ah11,a+m11,bh11,b =+ =(4)在F9中，T9=20℃時，以0℃為基準(zhǔn)，定性溫度：(20+0)/2 =10℃該條件下對應(yīng)的硫酸的平均熱容為：Cp=ΔH9=mCpΔt =(20－0)= kJ/h所以 Q =△H=△H9+△H11△H8△H10 =+ =表311 干燥塔熱量計算表輸入 kJ/h輸出 kJ/hΔH8 ΔH10 總計 ΔH9 ΔH11 總計 說明：被循環(huán)酸冷卻水吸收的熱量Q=ΔH=ΔH10+ΔH11－ΔH8－ΔH9= 干燥過程中，因為硫酸吸水為放熱過程，需要設(shè)置硫酸冷卻器帶走多余熱量，該冷卻器熱熱負(fù)荷Q=247。系統(tǒng)熱量衡算：△H=∑H出∑H入 即 △H=△H13+△H15△H12△H11(1)由對一段干燥塔的衡算可知： ΔH11=(2)在F12中T12=14℃ 以0℃為基準(zhǔn)，定性溫度：=7℃該條件下對應(yīng)的硫酸的平均熱容為：Cp=ΔH12=mCpΔt =(140)=(3)在F15中，T15=20℃時，查表24可知：hCl2=(g)= ΔH15=∑mihi≈m11,ah11,a+m11,bh11,b =+ =(4)在F13中，T13=20℃時，以0℃為基準(zhǔn)，定性溫度：=10℃該條件下對應(yīng)的硫酸的平均熱容為：Cp=ΔH13=mCpΔt =(20－0)= kJ/h所以Q=△H=△H13+△H15△H12△H11 = + =表312 干燥塔熱量計算表輸入 kJ/h輸出 kJ/hΔH11 ΔH12 總計 ΔH13 ΔH15 總計 說明：被循環(huán)酸冷卻水吸收的熱量Q=ΔH=ΔH10+ΔH11－ΔH8－ΔH9= 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 第四章 設(shè)備設(shè)計與選型干燥過程中，因為硫酸吸水為放熱過程，需要設(shè)置硫酸冷卻器帶走多余熱量，該冷卻器熱熱負(fù)荷Q=247。由于所選用設(shè)備多，本說明書中僅對一段干燥塔進(jìn)行詳細(xì)計算說明，其余設(shè)備進(jìn)行主體參數(shù)設(shè)計。相對量比較少，所以認(rèn)為是等溫吸收干燥，本設(shè)計取T=18℃的等溫吸收。 塔徑一、流量計算(1)混合氣的質(zhì)量流量：Wv=＋＋29= kg/h.(2) 混合氣體的體積流量：m3/h .Vh==則混合氣的密度: ρv= Wv/ Vh=(3) 93%硫酸的質(zhì)量流量：WL= kg/h.93%硫酸的密度： ρL=1836kg/m393%硫酸的粘度： μL=30mPa 塔的上部空間高度是為了是隨氣相攜帶的液滴能能從氣流中分離出來而留取的高度，（包括除沫器的高度）。支座一般均選用圓筒形或圓錐形的裙座。[10]填料塔的附屬內(nèi)件主要包括：填料支承裝置、液體分布及再分布裝置、氣體進(jìn)口分布裝置及出口除沫裝置等。一、塔封頭本工藝精餾塔是受內(nèi)壓的塔器設(shè)備器，選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，形狀系數(shù)K=1，則。最終確定橢圓形封頭外徑為1210mm，壁厚為5mm，圓邊高度為300mm，直邊高度為25mm。裙座上開設(shè)圓形人孔方便檢查，裙座高度三、接管氯氣出料管取塔頂氯氣流速，氣相體積流量V=，則塔頂蒸汽管徑：圓整后選取管子規(guī)格為。硫酸進(jìn)料管取液體流速，液相體積流量V= m3/h，則回流管徑為：圓整后取管子規(guī)格為。/h，則塔底出料管徑為：圓整后取管子規(guī)格實際流速：四、填料支承裝置 填料支承裝置的作用是支承塔內(nèi)的填料。(1)足夠的機(jī)械強(qiáng)度以承受設(shè)計載荷量，支承板的設(shè)計載荷主要包括填料的重量和液泛 狀態(tài)下持液的重量。(2)足夠的自由面積以確保氣、液兩相順利通過。開孔率過小可導(dǎo)致液泛提前發(fā)生。對于散裝填料，通常選用孔管型、駝峰型支承裝置；對于規(guī)整填料，通常選用柵板型支承裝置。本設(shè)計中選用駝峰型支承板。填料壓緊裝置分為填料壓板和床層限制板兩大類，每類又有不同的型式。它適用于陶瓷、石墨等制成的易發(fā)生破碎的散裝填料。床層限制板要固定在塔壁上，為不影響液體分布器的安裝和使用，不能采用連續(xù)的塔圈固定，對于小塔可用螺釘固定于塔壁，而大塔則用支耳固定。本設(shè)計中選用壓緊網(wǎng)板。液體分布器的性能主要由分布器的布液點密度、各布液點均勻性、布液點上液相組成的均勻性決定，設(shè)計液體分布器主要是決定這些參數(shù)的結(jié)構(gòu)尺寸。液體分布器種類較多，一般多以液體流動的推動力或按結(jié)構(gòu)形式分。多空型液體分布器又分為：蓮蓬式噴灑器、直管式、排管式、雙排管式；溢流型又分為：盤式液體分布器和槽式液體分布器。圖44二級槽式液體分布器布液孔數(shù)應(yīng)依據(jù)所用填料所需的質(zhì)量分布要求覺得，噴淋點密度應(yīng)遵循填料效率越高所需噴淋點密度越大的規(guī)律：分布點密度計算：按照?？颂亟ㄗh值：D≥，噴淋點密度取42點/m2塔截面積；總布液孔數(shù)n=42=取布液孔數(shù)為48點布液計算：由 L==取開孔系數(shù)：Φ=，開孔上方液位高度：ΔH=160mmd0==，取d0=18mm；最終確定，布液點數(shù)取48點，布液孔徑d0=2mm；選取正三角形排列分布。為此，當(dāng)填料層較高時，需要進(jìn)行分段，中間設(shè)置液體再分布裝置，液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器，上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后送到液體再分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料的上方。八、除沫器本設(shè)計中，由于后續(xù)工藝采用透平壓縮輸送氯氣，氯氣中不能夾帶酸霧，根據(jù)工藝過程要求，應(yīng)設(shè)置除沫器。折板除沫器結(jié)構(gòu)簡單，但耗用金屬多，造價大，在大塔中尤為明顯，逐漸為絲網(wǎng)除沫器所代替。使用面積的計算，若絲網(wǎng)除沫器為圓形，可按下式確定其直徑：D0= Vs為氣體處理量；m3/s u為設(shè)計氣速；m/s則 D0==本設(shè)計中絲網(wǎng)除沫器安裝于塔頂，回流液與進(jìn)塔料液無閃蒸，所需塔頂空間高度H4=1200mm，填料頂部至絲網(wǎng)除沫器底板高度h=900mm。氯水洗滌塔選用填料塔，本設(shè)計填料采用Ф73273梅花環(huán)CPVC（亂堆）填料，塔體材料選用全鈦材質(zhì)。由于氯水中含氯氣量比較少，故以35℃水的密度計氯水密度：ρL=35℃水的粘度：μL=105Pa因為H≧hmax=4m,所以填料層分為二段，. 填料層壓降利用?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計算填料層壓降：當(dāng)縱標(biāo)=, 橫標(biāo)（）=查圖可知塔內(nèi)操作條件下的壓強(qiáng)降為Δp/z=200Pa/m.則全塔填料壓降Δp=200=1020Pa 鈦列管冷卻器換熱器是化工廠最常用的主要設(shè)備之一，它主要的作用就是進(jìn)行熱量的交換。冷流體為進(jìn)口溫度8℃冷凍鹽水，由于濕氯氣具有一定的腐蝕性，為了保證設(shè)備使用的安全性，則濕氯氣走管程，冷凍鹽水走殼程，選用耐氯腐蝕的太作為換熱管制造材料，如圖47所示。 Wc =(2)計算兩流體的平均溫度差 暫按單殼程、多管程、逆流時的平均溫度差： = ==℃校正系數(shù)R===P===由R、P值，查圖得Δt= =Δt==℃(3)選K值，估算傳熱面積根據(jù)兩流體的性質(zhì)，查閱《化工原理》傳熱系數(shù)K取35～175 w/（m2℃）?！妫?1)管程對流傳熱系數(shù)αi計算公式 ：αi=(適用范圍Re104,Pr120,L/di60)查閱《氯堿工業(yè)理化常數(shù)手冊》10℃時10%NaCl溶液=()； Rei=104.Pri===L/di=60管程流通截面積: Ai= 則 αi=（）（）= w/（m2℃)(3)污垢熱阻Rso、Rsi查閱《化工原理》管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻取為：Rs0=Rsi=℃)確定污垢熱阻Rso和Rsi后，總傳熱系數(shù)K計與K實的比較，換熱器富余量K計/K選=～[17,18]， 本設(shè)計中K計/K實== ，所以鈦列管換熱器設(shè)計合理。Ns Fs=， Ns=1 式中——流體橫過管束的壓強(qiáng)降，Pa；——流體通過折流擋板的壓強(qiáng)降，Pa；Fs ——殼程的壓強(qiáng)降的給垢校正系數(shù)，無量綱. =F fo nc (NB+1)=NB(－)F——管子排列方法對壓強(qiáng)降的校正系數(shù). fo——殼程流體的摩擦系數(shù)，當(dāng)Re500時fo=；nc——橫過管束中心顯得管子數(shù)；NB——折流擋板數(shù)； z——折流擋板間距。以上計算表明，管程和殼程的壓強(qiáng)都能滿足要求. 其他設(shè)備選型 泵一、泵選型基本原則泵在化工裝置中具有很重要的地位，裝置中的原料、產(chǎn)品、溶劑等液體都要用泵來輸送。 (2) 必須滿足介質(zhì)特性的要求。對輸送腐蝕性介質(zhì)的泵，要求對流部件采用耐腐蝕性材料，如AFB不銹鋼耐腐蝕泵，CQF工程塑料磁力驅(qū)動泵。 (3) 機(jī)械方面可靠性高、噪聲低、振動小。 二、氯水循環(huán)泵(P0401)選型 對氯水洗滌塔中氯水回流泵P0401的選型。s；。(1)管道阻力計算根據(jù)已有的管道的數(shù)據(jù)，可以算出流速：計算管的相對粗糙度：計算雷諾數(shù)：由計算可知，流體的流動狀態(tài)為完全湍動狀態(tài)。表42氯水循環(huán)泵(P0401)選型結(jié)果表水泵型號轉(zhuǎn)速n(r/min)單泵運行參數(shù)水泵運行方式流量Q(L/s)揚程 H(m)軸功率P(kw)電機(jī)功率(kw)效率η(%)臺數(shù)方式總軸功率P(kw)IX18065125A2900204601單泵由于氯水具有強(qiáng)腐蝕性，泵材質(zhì)選用鈦合金材料。s；。采用同樣方法算得泵揚程H=；由于泵的輸送介質(zhì)為93%濃硫酸，對泵材質(zhì)要求防腐蝕性能良好，本設(shè)計選擇江南泵閥廠生產(chǎn)的氟塑料離心泵；最終選擇得到泵參數(shù)如表43。表42硫酸循環(huán)泵(P0402) 選型結(jié)果表水泵型號轉(zhuǎn)速n(r/min)單泵運行參數(shù)水泵運行方式流量Q(L/s)揚程 H(m)軸功率P(kw)電機(jī)功率(kw)效率η(%)臺數(shù)方式總軸功率P(kw)IHF40250125290021351單泵一、壓縮機(jī)選型原則(1) 由工藝要求確定進(jìn)出口壓力，計算總壓力比，得到壓縮機(jī)的級數(shù)。 (3) 對于腐蝕性氣體，選擇抗腐蝕材料。二、壓縮機(jī)詳細(xì)選型下面是壓縮機(jī)(C0401)的選型過程，本設(shè)計選擇了型號為LLY3700氯氣壓縮機(jī)，工藝要求將由二段干燥塔中出來的干燥氯氣經(jīng)酸霧除霧器捕集酸霧后從P1==。 則壓縮機(jī)實際排氣量：V== m3/h，選擇Ⅲ級壓縮，本設(shè)計選擇的型號為LLY3700氯氣壓縮機(jī)，其規(guī)格如下：排氣量3700m3/h，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ。一、除霧原理在氯氣干燥流程中，有兩處需要除霧器，即水霧除霧器和酸霧除霧