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氯气洗涤塔的计算培训课件D

氯气洗涤塔的计算1.本装置采用40×40×4.5的瓷拉西环,堆放形式采用底部整砌上部乱堆,因此采用Eckert通用关联图计算泛点气速及填料层压降,即按气液负荷计算横坐标L/G(γg/γL)1/2,由此值查到图中的泛点线,得到纵坐标μF2Φψ/g (γg/γL)μL0.2,然后求得μF值。

μF:泛点空塔气速 m/sg:重力加速度m/s2a/ε3:干填料因子m-1γg:气相重度kg/m3γL:液相重度kg/m3μL:液相粘度cpL:液相流量kg/hG:气相流量kg/hε:填料空隙率 m3/ m3σL:液相表面张力dyn/cmde:填料通道的当量直径m2.现有6万吨/年离子膜氯气洗涤塔g=9.81 m/s2,a/ε3=305 m-1,γg=1.989 kg/m3,γL=995 kg/m3,L=88000 kg/h ,G=γgV,V=4121 m3/ h,Φ=350 m-1,ψ=γ水/γL=1(近似),μL=1cp则L/G(γg/γL)1/2=[88000/(1.989×4121)](1.989/995)1/2=0.48查图:得纵坐标为:0.045则μF2Φψ/g(γg/γL)μL0.2=0.045μF=[(0.045 gγL)/ (ΦψγgμL0.2)]1/2=0.79m/s空塔气速取:μ=70%μF=70%×0.79=0.55 m/s则:初估塔径:D=[V/(0.785μ)]1/2=1628mm根据容器圆整后取:1700 mm则实际空塔气速为:V/(0.785D2)=4121/(0.785×1.72×3600)=0.50m/s3. 7万吨/年离子膜氯气洗涤塔V=4877 m3/ h,L=100000kg/h,则L/G(γg/γL)1/2=[100000/(1.989×4877)](1.989/995)1/2=0.46查图:得纵坐标为:0.046则μF2Φψ/g(γg/γL)μL0.2=0.046μF=[(0.046 gγL)/ (ΦψγgμL0.2)]1/2=0.80m/s空塔气速取:μ=70%μF=70%×0.80=0.56 m/s则:初估塔径:D=[V/(0.785μ)]1/2=1755mm根据容器圆整并考虑一定的余量后取:2000 mm则实际空塔气速为:V/(0.785D2)=4877/(0.785×22×3600)=0.43m/s填料层高度同6万吨/年离子膜取:6m。

横坐标:L/G(γg/γL)1/2=[100000/(1.989×4877)](1.989/995)1/2=0.46 纵坐标:μF2Φψ/g(γg/γL)μL0.2=(0.432×350/9.81)×(1.989/995)×1=0.0132查得:压降ΔP/Z=15mmH2O/m填料则填料层总压降为:15×6=90mmH2O,即:900pa 。

干燥系统硫酸单耗计算假设:电解氯气出口86度1. 经过钛冷之后温度在15度2.设氯中含水指标为100PPM3.设1#干燥塔排出浓度为75%4.硫酸初始浓度为98%5.设1千克氯气需要M克硫酸查表可知此15度时含水为4.3克/千克氯气计算可的 4.2克水分需要由浓硫酸来吸收可的方程:MX98%=(M+4.2)X75%M=13.7克折成1千克100%碱是 12.3克所以可知:吨100%碱消耗硫酸理论为12.3千克可能有部分浪费或者其他原因算10%则硫酸单耗指标也就在14KG/TNAOH盐酸解读作计算目的:对比不同酸浓的蒸汽消耗工艺:采用浓盐酸,连续解读,稀酸和浓酸换热后,用冷却水冷却后去吸收低纯氯化氢。

假设:解读塔出口气相和进入浓酸平衡,气相冷凝酸为38%盐酸。

常压操作。

32%时,查盐酸溶液的沸点图,沸点80℃,气相含氯化氢92%。

查焓浓度80℃时液相焓75cal/g,气相焓488cal/g。

蒸汽氯化热取539 cal/g每吨氯化氢理论蒸汽耗:{(1+ (1-0.98)*0.38} (488-75)/(0.92*539)=0.839吨27%时,查查盐酸溶液的沸点图,沸点100℃,气相含氯化氢67%。

查焓浓度100℃时液相焓82cal/g,气相焓530cal/g。

蒸汽氯化热取539 cal/g每吨氯化氢理论蒸汽耗:{(1+ (1-0.67)*0.38} (530-82)/(0.67*539)=2.12吨可见蒸汽消耗差很多。

电解性能保证考核期间,电解槽出口的烧碱日产量(按100%NaOH计)应通过成品烧碱的数量、NaOH浓度和温度进行计算。

该计算值应与以下保证值进行比较: M烧碱= V阴极液* C烧碱*ρ阴极液*24时/天/t考核M烧碱:烧碱日产率(100%NaOH,吨/天)V阴极液:性能保证考核期间电解槽所产生的阴极液总量(m3)C烧碱:性能保证考核期间电解槽所产生的阴极液平均NaOH浓度(kg.NaOH/kg) ρ阴极液:性能保证考核期间电解槽所产生的阴极液平均密度(kg/m3)t考核:性能保证考核时间:72小时(a)性能保证考核期间电解槽产生的阴极液平均NaOH浓度C烧碱每2小时从烧碱泵出口处取样品,采用中和滴定法分析取其平均值。

(b)性能保证考核期间电解槽生产的阴极液平均密度ρ阴极液按上述(a)项的烧碱浓度C烧碱和TR—274所指示的碱液温度,在由卖方提供国际通用的烧碱温度—浓度—密度关系图上来求出密度。

(c)性能保证考核期间电解槽生产的阴极液量V阴极液由设置在成品碱液管道上经校正并由双方认可的积累式流量仪FIQ-274测定,由性能保证考核开始时FIQ-274流量仪所指示的数与性能保证考核结束时指示数之间的差值,求出阴极液量。

(d) NaCl含量分析按规定的分析方法进行。

注:烧碱电流效率按下述公式计算η=M烧碱×10&sup3。

÷(1.492×∑Ii×N单元槽i)×24时/天×10&sup2。

(∑上面是 N电解槽下面是n-1)电流效率曲线之间的关系η离子膜=η烧碱+η泄漏(0.43%)6.3.2电解直流电耗性能考核期间每吨烧碱的电解电耗按下述公式计算并与保证值比较。

直流电解电耗计算公式Φ平均=N÷ M总×24时/天÷t考核Φ平均:平均电解电耗DC-KWH/MT-NaOH N:性能保证考核期间的电解直流电总耗量DC-KWH M总:性能保证考核期间烧碱生产量(按100%NaOH计)吨/天t考核:性能保证考核(小时)在性能保证考核期间,每2小时测定一次供给电解槽的电流和电解槽两端之间的差值,求得直流电的消耗量。

公式表示如下:N电解槽 N次数N=∑∑(Ei.j×Ii.j)×2(由于版本太低∑ 头和脚上的符号只能用上下两行表示) i-1 j-1N :性能保证考核期间的电解直流电总耗量DC-KWHE:电解槽两端之间的差值(v)I:单槽电流(DC-kA)N电解槽:电解槽数(=6)N次数:测量次数(=36)6.3.3氯气纯度(1)氯气纯度按下式计算G CL2= VCL2÷(VCL2 +VO2+VH2-0.268 VN2) ×100G:氯气纯度(干基,不含CO2)VOL%VCL2,VO2,VH2,VN2:规范状态下氯气、氧气、氢气、氮气的体积(2)氯气的分析用烧碱吸收氯气以取得氯气总量,并将所得数值换算成规范状态。

(3)未吸收气体将烧碱液未吸收的气体用气相色谱仪分析其O2,N2,H2的相对比率,再与烧碱未吸收气体的容积相乘,算出VO2,VN2,VH2。

6.3.4氢气纯度氢气纯度按下式计算:GH2= CH2÷(CH2+ CO2-0.268 CN2) ×100GH2:氢气纯度(%)CH2,CO2,CN2:用气相色谱仪分析的分析值(%)电解槽的物料衡算一、精盐水规格NaC1,315g/L,密度=1190kg/m3,精盐水中杂质忽略不计.二、电解液规格NaOH:125g/L,NaC1,180g/L,密度=1185kg/m3,电解碱液中由于副反应产生的杂质忽略不计。

三、以生产1吨100%NaOH成品计2NaCI+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑2×58﹒52×182×40 271生产1吨100%NaOH可制得氯气,氢气的重量及消耗氯化钠及水的重量分别为:电解槽的物料平衡如图所示-、进入电解槽的精制盐水量的计算进入电解槽的NaCl重量=己转化为NaOH的NaCl重量+未转化的NaCl重量二、输出电解槽的电解碱液计算电解碱液的体积V2=1000/125=8M3电解碱液的重量G2=8×1185=9480KG其中:NaOH,1000(kg), NaCl:1440〈kg), H2O:7040(kg)三、湿氯气的计算湿氯气中含水量的计算:根据气体分压定律,湿氯气中氯气和水蒸气的分压应与它们的摩尔数成正比, 四、湿氢气的计算湿氢气中含水量的计算:因此,离开电槽的湿氢气总重量G4=25+264.3=289.3㎏电解槽总的物料平衡见表物料平衡表化盐工序物料平衡计算以生产1吨100%烧碱为计算基准。

盐水精制方法采用烧碱-纯碱法。

物料平衡公式推导一、采用符号二、化盐工序物料平衡:化盐工序物料平衡如图所示(1)NaCl的衡算在NaCl的输入计算中,除了原盐和回收盐水外,在盐水精制时还有NaCl生成.MgCL2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl(a)CaCL+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl(b)MgS04+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO3(c)(3〉盐水精制剂的计算三,计算依据〈1〉原盐组成:C1=95%,C2=0.2%,C3=0.15%,C4=0.2%,C5=0.3%,不溶物=0.65%,C7=3.5%(2〉回收盐水的组成及数量G2=4.8m3/t·100%NaOH,.x,=270g/L,X2=2g/L,X3=913g/L,d1=1.185〈3〉精制盐水的组成X4=315g/L, X5=0.3g/L, d2=1.203g/L〈4〉废泥的组成及数量G7=0.7m3/t100%NaOH X12=log/L,d3=1.02 四,输入〈1〉原盐消耗量的计算五,输出六、补充水量计算化盐工序物料平衡见表:扬程计算泵的扬程计算是选择泵的重要依据,这是由管网系统的安装和操作条件决定的。

计算前应首先绘制流程草图,平、立面布置图,计算出管线的长度、管径及管件型式和数量。

一般管网如下图所示,(更多图例可参考化工工艺设计手册)。

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