发布时间 : 星期四 文章烧碱装置氯气、氢气处理工序初步设计更新完毕开始阅读368764d733d4b14e85246810
第一篇 氯气处理
（四）硫酸干燥塔Ⅱ（泡罩塔）
1.计算依据
⑴进塔硫酸浓度为98％，温度为13℃；出塔硫酸浓度为75℃，温度为28℃。
⑵干燥后氯气含水量1.0×10－5
。 2．物料衡算
⑴设每千克98％硫酸吸收的水分为W5㎏,则
W5＝0.98/0.75－1＝0.3067㎏
设干燥所需98％流酸为W6㎏，
0.085?0.3067W6.004?15?0.085?0.3067W6＝1.0×10－5884
解得W6=0.25㎏
假设各种因素造成的硫酸损耗为15％， 则需硫酸量为：0.25×1.15＝0.2875㎏
泡罩塔流出稀酸的量为：0.25×1.3067＋0.25×0.15＝0.3642㎏ 干燥后氯气含水量为：0.085－0.3067×0.25＝0.0083㎏ 出泡罩塔气体组分为：
氯气 884.004㎏ 水蒸气 0.0083㎏ 不凝气体 15㎏
884.004⑵氯气纯度:71884.004×100%=96% (V/V)
71?0.008318?1529 ⑶物料衡算表
a.以生产1t100%NaOH为基准
表2-11 硫酸干燥塔（泡罩塔）物料衡算表 名称 进泡罩塔 出泡罩塔 kg/t 100％NaOH kg/t 100％NaOH 氯气 884．004 884．004 水蒸气 0．085 0．0083 不凝气体 15 15 硫酸 0．2875 0．3642 总计 899．3765 899．3765 b.总物料衡算
13
表2-12 硫酸干燥塔（泡罩塔）总物料衡算表 名称 进泡罩塔 出泡罩塔 kg/t 100％NaOH kg/t 100％NaOH 氯气 176800800 176800800 水蒸气 17000 1660 不凝气体 3000000 3000000 硫酸 57500 72840 总计 179875300 179875300
14
第一篇 氯气处理
第三章 主要设备设计及选型
一. 第一钛冷却器
1．确定设计方案
从电解槽出来的氯气，一般温度较高，并伴有大量水蒸气及盐雾等杂质。这种湿氯气对钢铁及大多数金属有强烈的腐蚀作用，只有某些金属材料或非金属材料在一定条件下，才能耐湿氯气的腐蚀。所以决定选用钛材料的列管作换热管，冷却水走壳程，湿氯气走管程，并且采用逆流流向。
氯气进口温度80℃，出口温度46℃； 冷却水进口温度20℃，出口温度30℃。
2．确定物性数据
⑴流体平均温度Tm和tm
Tm1＝（Ti＋To）/2＝（80＋46）/2＝63℃ tm1＝（ti＋to）/2＝（20＋30）/2＝25℃ ⑵平均温度下的物性数据
表3-1 物性数据 物料 项目 单位 数据 物料 项目 单位 数据 密度 g/cm3 0.99708 密度 Kg/m3 57.84 粘度 pa?s 0.0008937 粘度 p 1516.8 氯 ×10-7 水 气 导热系Kcal/(m?0.00819 导热W/(m?℃) 0.60825 系数 数 h?℃) 比热J/(g?℃) 4.1796 比热容 Cal/(mol8.324 容 ?℃) 密度 Kg/m3 0.1506 密度 Kg/m3 1.016 不 粘度 Kgf?s/m2 1.075×粘度 Kgf?s/m2 2.059 水 凝 10-6 蒸 气 导热系W/(m?℃) 0.02917 导热Kcal/(m?0.01895 气 体 系数 h?℃) 数 比热Kcal/(kg0.459 比热容 Kcal/(kg0.243 容 ?℃) ?℃) μ平＝1516.8×10－7×0.1×80.97％+1.075×10－6×9.81×17.66％+2.019×10－6×9.81×1.37％＝14.42×10－6pa?s
ρ平＝57.84×80.97％+0.1506×17.66％+1.01×1.37％＝46.874㎏/m3 λ平＝0.819×10－2×80.97％+1.895×10－2×17.66％+2.425×10－2×1.37％＝1.33×10－2kcal/(m?h?℃)＝1.547×10－2w/(m?℃)
Cp平＝8.324/1000×71×80.97％+0.459×17.66％+0.243×1.37％＝0.563kcal/(kg?℃)=2.357J/(g?℃)
15
3．设计计算
⑴计算依据：由《氯碱工业理化常数手册》中查知，第一钛冷却器的总传热系数范围在350—550 kcal/(m2?h?℃)，即407.05—639.65 w/(m2?℃) ⑵热负荷Q
Q =(546268-126927)×200000/7920 =10589419kJ/h =2941.7kw
⑶假设k=500 w/(m2?℃)
则估算的传热面积为
A=Q/KΔtm (3-1)
其中，Q——换热器热负荷，W
2
K——总传热系数，W/(m?℃) Δtm——对数平均温差，℃.
Δtm‘=
?t1??t2 ?t1ln?t2(80?30)?(46?20)
80?30ln46?20＝
＝36.7℃
则由式（3-1）有
A =2941.7×103/(500×36.7) =160.3㎡
考虑10％的面积裕度，则所需传热面积为：
A0 =1.1A
=1.1×160.3 ?177㎡
⑷选用Φ19.05×2㎜，6m长的Ti－0.3Mo－0.8Ni钛钢管，则所需管数
N=
A0 (3-2) ?dl其中， A0——传热面积，㎡ d——换热管外径，m l——换热管长度，m 。
N =
177
3.14?0.01905??6?0.1?=502根
参考碳钢Φ19排管图, 确定排管总数为518根，Dg 700mm，Ⅵ管程，管子采用三角形排管, 管心距 24㎜ ⑸折流板
16