河南城建学院本科毕业设计 工艺计算
= 1240307.2kJ/h 2）蒸汽消耗量，W4 W4 = Q2/r1
式中 r1 蒸汽的汽化热，kJ/kg，查表得： r1 = 526kcal/kg = 2202.26 kJ/kg
W4 =98281.1/2202.26 =44.6 kg/t NH3 = 563.2 kg/h
2.2.4 熔硫釜热量衡算
1) 熔硫釜热负荷，Q3,
Q3 = C8CSρS(t5 - t6) + 0.5G8ρSCH+ 4MxF6(t5 - t8)
式中，C8 每一釜硫膏量，m3/釜，常用的熔硫釜全容积为6m3，熔硫釜的填装系数为75%； 则 C8 = 6×0.75 = 4.5m3
CS 硫膏的比热容，kJ/（kg.℃），CS = 1.8 kJ/（kg.℃） CH 硫膏的熔融热，kcal/kg，CH = 38.69 kcal/kg
Mx 熔硫釜向周围空间散热系数，kJ/（m2.h.℃），Mx = 12.65 kJ/（m2.h.℃）
F6 熔硫釜表面积，m3，此处F6 = 9.2m3 t5 釜内加热终温，℃，t5 = 135℃ t6 入釜硫膏温度，℃，t6 = 15℃ 0.5 硫膏中含硫50% 4 熔每釜所需时间，h
ρS 硫膏密度，kg/m3，ρS = 1500 kg/m3
Q3 = 1.2×1.8×1500×(135–15) + 0.5×4.5×1600×38.69 + 4×12.56×9.2×(135 - 15 ) = 581297.5kJ/釜
2）蒸汽消耗量，W5
W5 = Q3×r2
式中，r2 蒸汽汽化热，kJ/kg，由表查出：
r2 = 510kcal/kg = 2135.27 kJ/kg
W5 = 581297.5/2135.27 = 272.3 kg/釜
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表9热量衡算汇总
项目
脱硫塔热负荷（反应放热） 半水煤气升温（经验值）
冷却塔热负荷 冷却水消耗量 硫泡沫槽热负荷 蒸汽消耗量 熔硫釜热负荷 蒸汽消耗量
计算理论值 978756.9 kJ/h
5℃ 857070.7kJ/h 40.9m3/h 1240307kJ/h 272.3 kg/h 581297.5kJ/釜 272.3 kg/釜
2.3 脱硫塔工艺计算
塔径计算：
先利用泛点速度计算图求出液泛速度
（L/G）(ρg/ρl)＝0.905 [W02×α×ρ2/（g×ξ3×ρ1）] × μ0.18＝0.020 式中 W0 液泛速度，m/s；
L 液体质量流速，kg/（h×l） = LT×ρ1 =555.3×1050 G 气体质量流速，kg/（h×G） = G0×ρ = 209026.87×1.05 ρ1 气体密度，kg/m3，计算结果1.05 kg/m3
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0.250.125
1
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ρ2 液体密度，kg/m3，取1050 kg/m3 g 重力加速度，m/s2，取9.81 m/s2
α 填料比表面积，m2/m3，此处选用θ50×25×1.5聚丙烯阶梯环，α取114 m2/m3。
ξ 填料空隙率，%，取0.927 μ 溶液粘度，mPa×s，取0.8 mPa×s
W0 = [0.027×9.81×0.9273×1050/（114×1.05×0.80.16）]0.5 W1 = 0.5W0
式中，W1操作气速，m/s W1 = 0.5×1.19 = 0.59 m/s
A、K－关联常数，查相关数据表得A=0.204 ,K=1.75
式中，D 脱硫塔直径，m
?u?1.05.5?1050??1.05??114?14950.2?lg?F????0.8?0.204?1.75???????? 3???15000?1.05??105?0?9.81?0.92710502 lg0.014uF??2.13 得uF=1.75m/s
u对于散装填料，空塔气速=0.5～0.85
uf取安全系数为0.6
则操作气速 u=0.6uF=0.85×1.75 =1.49m/s 根据，
600004VS3600 ? D??u3.14?1.49 =3.8
4?21418圆整取D=4m。
填料高度计算：
吸收过程传质系数KG计算: KG = AW1.3Na0.1B-0.01
式中，KG 传质系数，kg/（m2.h.atm） A 经验数，取20
W 吸收塔操作气速，0.69m/s
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Na 溶液中碳酸钠含量，Na = 5g/L B 吸收过程液气比。
B = 555.3×1000/20926.87= 26.54
KG = 20×0.691.3×50.1×18.99-0.01 = 20×0.617×1.17×0.92 =16.42kg/（m2×h×atm） 吸收过程平均推动力ΔPm计算
ΔPm = [（P1–P1×）-（P2–P2×）]/ln[（P1–P1×）/（P2–P2×）] 式中，P1 吸收塔入口气象H2S分压，atm； P1 = PiCi×22.4/（MH2S×1000） P2 吸收塔出气象H2S分压，atm； P2 = P0C2×22.4/（MH2×1000）
Pi 吸收塔入口压力，atm，Pi = 15.60atm（绝压） P0 吸收塔出口压力，atm，P0 = 15.58atm（绝压） P1 = 15.60×2.7×22.4/（34×1000） = 0.0277atm P2 = 15.58×0.0046×22.4/（34×1000） = 0.00047atm
P1×，P2×,吸收塔入、出口H2S平衡分压，atm，溶液中H2S含量很低，可以忽略,
即：P1× = P2× = 0
ΔPm = （0.0277–0.00047）/ln（0.0277/0.00047）
= 0.00067atm
所需要的传质面积计算： Fp = G1/（KG×ΔPm）
Fp = 55.53/(16.42×0.000175) = 20393.2m2 填料高度计算：
Hp = Fp/（0.785D2×α）
Hp = 20393.2/（0.785×42×114） = 14.2m 取Hp=14.5 填料用量计算： S = Hpπ×D2/4 S = 3.14×42×14.5/4=182.12m3
2.4 压降的计算
采用Eckert通用关联图计算填料层压
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??G?555.3?1050?1.05??= ?? ??20926.87?1.05??1050??L? =0.839
?u2??G0.29981.05()u?0.4382?89???0.80.2 纵坐标为 g?Ll10501050 =0.0016
w横坐标为 LwG0.50.5u－空塔气速，m/s
g－重力加速度，9.81m/s2 ?－填料因子，m-1
?－液体密度校正系数，?=?水/?液 ?L,?G－液体,气体的密度，kg/m3 ?L－液体粘度，mpa?s
WL,WG－液体，气体的质量流量，kg/s 查图得 △P∕Z=10Pa∕m 填料层压降为 △P=10×10=100Pa
D4?1000??100?8 d40所以选填料规格适宜。 塔径与填料尺寸之比：
最小润湿速率取为：(lw)min?0.08m3/m2.h 查附录知at?114.2m2/m3
最小喷淋密度：Umin?(lw)min?at?0.08?114 =9.136m3/m2?h
1495.5操作喷淋密度：U?
??52432 =155.52 m/m?h ?Umin
15000/3600操作空塔气速：u?
??3.524 =0.43m/s
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