发布时间 : 星期一 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
3．热量衡算
⑴气体带入热量
a.氯气带入热量：Q1=884.74/71×8.364×80×4.1868=34909kJ b.水蒸气带入热量：Q2=192.903×631.4×4.1868=509948kJ c.不凝气体带入热量：Q3＝15×0.244×4.1868×80＝1226kJ d.氯气溶解热：Q4＝0.593/71×22090＝185kJ ΣQ=34909+509948+1226+185=546268kJ ⑵气体带出热量
a.氯气带热量：q1＝884.147/71×8.2902×46×4.1868＝19883kJ b.水蒸气带热量：q2＝25.957×617.42×4.1868＝67099kJ c.不凝气体带出热量：q3＝15×0.2426×4.1868×46＝701kJ d.氯水带出热量：q4＝167.539×4.1828×56＝39244kJ Σq＝19883＋67099＋701+39244＝126927kJ ⑶冷却水用量
冷却水采用工业上水，设进口温度t1＝20℃，出口温度t2＝30℃。 定性温度:
T =（t2＋t1）/2 =（20＋30）/2 =25℃
Q =WCCPC(t2－t1) (2—1)
其中，Q——传热速率，W
WC——流体质量流量，kg/s
CPC——流体比热容，kJ/(kg?℃) t——温度，℃。 则第一钛冷却器用水量为：
WC1=Q/ CPC(t2－t1)
=
546268?126927
4.1796(30?20)=10032 kg/t100％NaOH
冷却水带入热量：10032×4.1796×20＝838595kJ 冷却水带出热量：10032×4.1796×30＝1257892kJ ⑷第一钛冷却器热量衡算表
表2-5 第一钛冷却器热量衡算表 输入 输出 物料名称 数量 kg 热量 kJ 物料名称 数量 ㎏ 热量 kJ 氯气 884.74 34909 氯气 884.147 19883 水蒸气 192.903 509948 水蒸气 25.957 67099 不凝气体 15 1226 不凝气体 15 701 溶解热 —— 185 氯水 167.539 39244 冷却水 10032 838595 冷却水 10032 1257892 总计 11224.643 1.385×106 总计 11124.643 1.385×106 9
（二）第二钛冷却器
1．计算依据
⑴电解氯气经二段洗涤塔冷却，温度从46℃降至18℃。 ⑵氯水温度为20℃。
⑶出口氯气总压力为-100×9.81pa（－100 mmH2O）。 ⑷由资料查得相关热力学数据如下：
氯气在水中溶解度：20℃: 0.00729 kg/kgH2O 氯气比热容：18℃: 8.227 kcal/(mol·℃) 水蒸气分压：18℃: 2.0776kPa 水蒸气热焓：18℃: 605.34kcal/kg
不凝气体比热：18℃: 0.2418kcal/(kg·℃) 水的比热： 6℃: 4.1999 J/（g?℃） 2．物料衡算
⑴设在第二钛冷却器总冷凝水量为W3kg，其阻力降为60×9.81pa（60 mmH2O）， P总=100.933－60×9.81×10-3=100.344 kpa
25.957?W32.077618则由道尔顿定律有： ?884.147-0.00729W31525.957?W3100.344??712918解得W3=19.608kg
溶解氯气量：19.608×0.00729=0.143kg 氯水总量：19.608+0.143=19.751kg 因此出第二钛冷却器的气体组分为：
氯气 884.147－0.143=884.004kg 水蒸气 25.957－19.608=6.349kg 不凝气 15kg ⑵物料衡算表
a.以生产1t100%NaOH为基准
表2-6 第二钛冷却器物料衡算表 名称 进第一钛冷却器出第一钛冷却器kg/t100%NaOH kg/t100%NaOH 氯气 884.147 884.004 水蒸汽 25.957 6.349 不凝气 15 15 氯水 —— 19.751 总计 925.104 925.104 b.总物料衡算
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第一篇 氯气处理
表2-7 第二钛冷却器总物料衡算表 名称 进第二钛冷却器 出第二钛冷却器 kg/t 100％NaOH kg/t 100％NaOH 氯气 176829400 176800800 水蒸气 5191400 1269800 不凝气体 3000000 3000000 氯水 —— 3950200 总计 185020800 185020800
3．热量衡算
⑴气体带入热量
若不考虑管道散热，则物料带入热量等于物料出一段钛冷却器的热量，即 a.氯气带入热量：Q5=19883kJ b.水蒸气带入热量：Q6=67099kJ c.不凝气体带入热量：Q7＝617kJ
d.氯气溶解热：Q8＝22.09×103×0.143/71＝44kJ ΣQ=19883+67099+617+44＝87643kJ ⑵气体带出热量
a.氯气带出热量：q5＝884.004/71×8.227×18×4.1868＝7720kJ b.水蒸气带出热量：q6＝6.349×605.34×4.1868＝16091kJ c.不凝气体带出热量：q7＝15×0.2418×4.1868×18＝273kJ d.氯水带出热量：q8＝19.751×4.1819×20＝1652kJ Σq＝7720+16091+273+1652＝25736kJ ⑶冷冻水用量
冷冻水进口温度为4℃，出口温度为8℃，则二段冷却器冷冻水用量为：
WC2= Q/ CPC(t2－t1)
=
87643?25736
4.1999(8?4)=3685㎏
冷冻水带入热量：3685×4.1999×4＝61907kJ 冷冻水带出热量：3685×4.1999×8＝123813kJ ⑷第二钛冷却器热量衡算表
表2-8 第二钛冷却器热量衡算表 输入 物料名称 数量 kg 热量 kJ 物料名称 氯气 884.147 19883 氯气 水蒸气 25.957 67099 水蒸气 不凝气体 15 617 不凝气体 溶解热 —— 44 氯水 冷冻水 3685 61907 冷冻水 总计 4610.104 1.496×105 总计
输出 数量 ㎏ 884.004 6.349 15 19.751 3685 4610.104 热量 kJ 7720 16091 273 1652 123813 1.496×105 11
（三）硫酸干燥塔Ⅰ（填料塔）
1．计算依据
⑴入塔硫酸浓度80％，温度为15℃，出塔硫酸浓度60％，温度为30℃。 ⑵干燥后的氯气含水量为100ppm。 2．物料衡算
⑴计算中忽略氯气在硫酸中的溶解损失，设每千克80％的硫酸吸收的水分为W3kg，则W3＝80/60－1＝0.3333
设干燥所需80％硫酸量为W4㎏,则
6.349?0.3333W4884.004?15?6.349?0.3333W4＝0.0001
解得W4＝18.794㎏
假定各种因素造成硫酸的损耗为15％， 则需硫酸量为：18.794×1.15＝21.613㎏
填料塔流出的稀酸量为：18.794×1.3333＋18.794×0.15＝27.877㎏干燥后氯气中含水量：6.349－0.3333×18.794＝0.085㎏ 出填料塔气体组分为：
氯气 884.004㎏ 水蒸气 0.085㎏ 不凝气体 15㎏ ⑵物料衡算表
a.以生产1t100%NaOH为基准
表2-9 硫酸干燥塔（填料塔）物料衡算表 名称 进填料塔 出填料塔 kg/t 100％NaOH kg/t 100％NaOH 氯气 884．004 884．004 水蒸气 6．349 0．085 不凝气体 15 15 硫酸 21．613 27．877 总计 926．966 926．966 b.总物料衡算
表2-10 硫酸干燥塔（填料塔）总物料衡算表 名称 进填料塔 出填料塔 kg/t 100％NaOH kg/t 100％NaOH 氯气 176800800 176800800 水蒸气 1269800 17000 不凝气体 3000000 3000000 硫酸 4322600 5575400 总计 185393200 185393200
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