氯气洗涤塔的计算培训课件D
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1万风量洗涤塔高度计算
(1)塔径
洗涤塔采用填料塔,其设计气速为1.0~2.0m,设计气速取1.8m/s,则,计算可知,洗涤塔塔径为:
洗涤塔,已知,项目工况烟气量为21000m3/h,计算如下:
(2)塔高
洗涤塔采用内循环形式,即循环碱液贮存于塔内。
对于采用NaOH碱液吸收酸性气体的项目,一般设计液气比L≧2L/m3,考虑本项目废气组分基本为SO2,反应性良好,因此,项目拟选用液气比为2,则项目碱液循环量为:
取浆液停留时间为6min,则塔内浆液量为:
v=32×(6÷60)=3.2m3
则,计算可知:
洗涤塔碱液液位高度为:
洗涤塔碱液液位高度为:
已知洗涤塔工况烟气量为21000m3/h,取管道气速为15m/s,则进气口径为:
洗涤塔:
考虑施工便捷,洗涤塔进气口均采用直径0.5m。
取进气口底部距塔内液位高度为0.8m,进气口顶部距离底部喷淋层0.6m,则,吸收塔中部区域高度为:
洗涤塔h2=0.8+0.5+0.6=1.9m;
洗涤塔为填料塔,采用空心球填料,双层布置,单层填料1.2m,层间距0.6m,并设置0.6m的球形填料除雾器,取除雾器底部与顶层喷淋的间距为0.6m,除雾器顶部距离塔顶0.3m,则喷淋除雾区高度为:
洗涤塔h3=1.2+0.6+1.2+0.6+0.6+0.3=4.5m;
综上,则吸收塔总高度为:
洗涤塔H=h1+h2+h3=7.4m
则洗涤塔规格参数为:2.0×7.4m。
洗涤塔水量计算公式
洗涤塔水量计算公式如下:
1. 确定洗涤塔的尺寸,包括高度和直径。
计算公式为:尺寸系数K =
(8×H)/(π×D^2),其中H为洗涤塔的高度,D为直径,K为尺寸系数。
2. 根据洗涤塔的设计参数,计算出洗涤塔的体积。
计算公式为:V = Q/K,其中Q为设计流量,K为尺寸系数,V为洗涤塔体积。
3. 计算循环水泵的流量。
计算公式为:Qpump=V/τpump,其中τpump
为循环时间,Qpump为循环水泵的流量,V为洗涤塔的体积。
需要注意的是,洗涤塔的体积不能太小,否则会导致循环水流速过快或者不均匀,影响洗涤效果。
同时,循环时间应足够长,以保证循环稳定且效率高。
在计算过程中还需考虑洗涤塔装填材料的影响、水质问题等因素。
如需了解更多信息,建议咨询工业设备方面的专家或查阅相关文献资料。
弯头计算即是计四分之一圆环的体积吗?圆环的体积/4=(1/4)*(2πR)*(πr^2)=π^2r^2Rr--圆环横截面圆的半径R--圆环回转半径(圆环环绕中心点至圆环横截面圆心距离)πr^2--圆环横截面面积2πR--圆环回转半径画一圈的周长π^2--表示圆周率pi的平方面积换算1平方公里(km2)=100公顷(ha)=247.1英亩(acre)=0.386平方英里(mile2)1平方米(m2)=10.764平方英尺(ft2)1平方英寸(in2)=6.452平方厘米(cm2)1公顷(ha)=10000平方米(m2)=2.471英亩(acre)1英亩(acre)=0.4047公顷(ha)=4.047×10-3平方公里(km2)=4047平方米(m2)1英亩(acre)=0.4047公顷(ha)=4.047×10-3平方公里(km2)=4047平方米(m2)1平方英尺(ft2)=0.093平方米(m2)1平方米(m2)=10.764平方英尺(ft2)1平方码(yd2)=0.8361平方米(m2)1平方英里(mile2)=2.590平方公里(km2)体积换算1美吉耳(gi)=0.118升(1) 1美品脱(pt)=0.473升(1)1美夸脱(qt)=0.946升(1) 1美加仑(gal)=3.785升(1)1桶(bbl)=0.159立方米(m3)=42美加仑(gal) 1英亩·英尺=1234立方米(m3)1立方英寸(in3)=16.3871立方厘米(cm3) 1英加仑(gal)=4.546升(1)10亿立方英尺(bcf)=2831.7万立方米(m3) 1万亿立方英尺(tcf)=283.17亿立方米(m3)1百万立方英尺(MMcf)=2.8317万立方米(m3) 1千立方英尺(mcf)=28.317立方米(m3)1立方英尺(ft3)=0.0283立方米(m3)=28.317升(liter)1立方米(m3)=1000升(liter)=35.315立方英尺(ft3)=6.29桶(bbl)长度换算1千米(km)=0.621英里(mile) 1米(m)=3.281英尺(ft)=1.094码(yd)1厘米(cm)=0.394英寸(in) 1英寸(in)=2.54厘米(cm)1海里(n mile)=1.852千米(km) 1英寻(fm)=1.829(m)1码(yd)=3英尺(ft) 1杆(rad)=16.5英尺(ft)1英里(mile)=1.609千米(km) 1英尺(ft)=12英寸(in)1英里(mile)=5280英尺(ft) 1海里(n mile)=1.1516英里(mile)质量换算1长吨(long ton)=1.016吨(t) 1千克(kg)=2.205磅(lb)1磅(lb)=0.454千克(kg)[常衡] 1盎司(oz)=28.350克(g)1短吨(sh.ton)=0.907吨(t)=2000磅(lb)1吨(t)=1000千克(kg)=2205磅(lb)=1.102短吨(sh.ton)=0.984长吨(long ton)密度换算1磅/英尺3(lb/ft3)=16.02千克/米3(kg/m3)API度=141.5/15.5℃时的比重-131.51磅/英加仑(lb/gal)=99.776千克/米3(kg/m3)1波美密度(B)=140/15.5℃时的比重-1301磅/英寸3(lb/in3)=27679.9千克/米3(kg/m3)1磅/美加仑(lb/gal)=119.826千克/米3(kg/m3)1磅/(石油)桶(lb/bbl)=2.853千克/米3(kg/m3)1千克/米3(kg/m3)=0.001克/厘米3(g/cm3)=0.0624磅/英尺3(lb/ft3)运动粘度换算1斯(St)=10-4米2/秒(m2/s)=1厘米2/秒(cm2/s)1英尺2/秒(ft2/s)=9.29030×10-2米2/秒(m2/s)1厘斯(cSt)=10-6米2/秒(m2/s)=1毫米2/秒(mm2/s)动力粘度换算动力粘度 1泊(P)=0.1帕·秒(Pa·s) 1厘泊(cP)=10-3帕·秒(Pa·s)1磅力秒/英尺2(lbf·s/ft2)=47.8803帕·秒(Pa·s)1千克力秒/米2(kgf·s、m2)=9.80665帕·秒(Pa·s)力换算1牛顿(N)=0.225磅力(lbf)=0.102千克力(kgf)1千克力(kgf)=9.81牛(N)1磅力(lbf)=4.45牛顿(N) 1达因(dyn)=10-5牛顿(N)温度换算K=5/9(°F+459.67)K=℃+273.15n℃=(5/9·n+32) °F n°F=[(n-32)×5/9]℃1°F=5/9℃(温度差)压力换算压力 1巴(bar)=105帕(Pa) 1达因/厘米2(dyn/cm2)=0.1帕(Pa)1托(Torr)=133.322帕(Pa) 1毫米汞柱(mmHg)=133.322帕(Pa)1毫米水柱(mmH2O)=9.80665帕(Pa) 1工程大气压=98.0665千帕(kPa)1千帕(kPa)=0.145磅力/英寸2(psi)=0.0102千克力/厘米2(kgf/cm2) =0.0098大气压(atm)1磅力/英寸2(psi)=6.895千帕(kPa)=0.0703千克力/厘米2(kg/cm2)=0.0689巴(bar)=0.068大气压(atm)1物理大气压(atm)=101.325千帕(kPa)=14.696磅/英寸2(psi)=1.0333巴(bar)传热系数换算1千卡/米2·时(kcal/m2·h)=1.16279瓦/米2(w/m2)1千卡/(米2·时·℃)〔1kcal/(m2·h·℃)〕=1.16279瓦/(米2·开尔文)〔w/(m2·K)〕1英热单位/(英尺2·时·°F)〔Btu/(ft2·h·°F)〕=5.67826瓦/(米2·开尔文)〔(w/m2·K)〕1米2·时·℃/千卡(m2·h·℃/kcal)=0.86000米2·开尔文/瓦(m2·K/W)热导率换算1千卡(米·时·℃)〔kcal/(m·h·℃)〕=1.16279瓦/(米·开尔文)〔W/(m·K)〕1英热单位/(英尺·时·°F)〔But/(ft·h·°F) =1.7303瓦/(米·开尔文)〔W/(m·K)〕比容热换算1千卡/(千克·℃)〔kcal/(kg·℃)〕=1英热单位/(磅·°F)〔Btu/(lb·°F)〕=4186.8焦耳/(千克·开尔文)〔J/(kg·K)〕热功换算1卡(cal)=4.1868焦耳(J) 1大卡=4186.75焦耳(J)1千克力米(kgf·m)=9.80665焦耳(J)1英热单位(Btu)=1055.06焦耳(J)1千瓦小时(kW·h)=3.6×106焦耳(J)1英尺磅力(ft·lbf)=1.35582焦耳(J)1米制马力小时(hp·h)=2.64779×106焦耳(J)1英马力小时(UKHp·h)=2.68452×106焦耳1焦耳=0.10204千克·米=2.778×10-7千瓦·小时=3.777×10-7公制马力小时=3.723×10-7英制马力小时=2.389×10-4千卡=9.48×10-4英热单位功率换算1英热单位/时(Btu/h)=0.293071瓦(W)1千克力·米/秒(kgf·m/s)=9.80665瓦(w)1卡/秒(cal/s)=4.1868瓦(W) 1米制马力(hp)=735.499瓦(W)速度换算1英里/时(mile/h)=0.44704米/秒(m/s)1英尺/秒(ft/s)=0.3048米/秒(m/s)渗透率换算1达西=1000毫达西 1平方厘米(cm2)=9.81×107达西地温梯度换算1°F/100英尺=1.8℃/100米(℃/m)1℃/公里=2.9°F/英里(°F/mile)=0.055°F/100英尺(°F/ft)油气产量换算1桶(bbl)=0.14吨(t)(原油,全球平均)1万亿立方英尺/日(tcfd) =283.2亿立方米/日(m3/d)=10.336万亿立方米/年(m3/a)10亿立方英尺/日(bcfd)=0.2832亿立方米/日(m3/d) =103.36亿立方米/年(m3/a)1百万立方英尺/日(MMcfd)=2.832万立方米/日(m3/d)=1033.55万立方米/ 年(m3/a)1千立方英尺/日(Mcfd)=28.32立方米/日(m3/d)=1.0336万立米/年(m3/a)1桶/日(bpd)=50吨/年(t/a)(原油,全球平均)1吨(t)=7.3桶(bbl)(原油,全球平均)气油比换算1立方英尺/桶(cuft/bbl)=0.2067立方米/吨(m3/t)热值换算1桶原油=5.8×106英热单位(Btu)1吨煤=2.406×107英热单位(Btu)1立方米湿气=3.909×104英热单位(Btu)1千瓦小时水电=1.0235×104英热(Btu)1立方米干气=3.577×104英热单位(Btu)(以上为1990年美国平均热值)(资料来源:美国国家标准局)热当量换算1桶原油=5800立方英尺天然气(按平均热值计算)1立方米天然气=1.3300千克标准煤1千克原油=1.4286千克标准煤常用说明及计算1M=100CM=1000MM 1’(尺)=12”(寸)1”=2.54CM=25.4MM1mmHg=133.322pa 1mmH2O=9.80665pa1英尺(ft)=0.3048M 1Lb(磅)=0.45Kg 所以1Kg=2.2Lb CMM(m3/min分钟) CMH(M3/HR小时) CMS(M3/sec秒)CFM(ft3/min) 1CFM=0.0283CMM亦即1CFM=(0.3048)3CMM1mmAq(静压)=9.8pa 1kpa=1000pa 所以1kpa=102mmAq 1ft2 = 0.093 M2 1ft(英尺)=12in(英寸)洗涤塔塔经计算300CMM=3.14*D2/4*2.3M/S*60S/MIN300CMM=3.14*D2/4*138M/MIN8.68M2=3.14*D2D2=2.7 D=1.64M≈1.8M(喷嘴数量计算参数)根据压力和流量就可以算出喷嘴的压力值和安装个数。
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×10³。
÷(1.492×∑Ii×N单元槽i)×24时/天×10²。
(∑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)。