(j)循环冷却器的冷却水用量W
设循环冷却器循环水上水温度32℃，排水温度36℃。 W=1.957×108/[4.184(36-32)]=1.16934×107kg/h=11693.4t/h
e.求循环液量m
30℃循环液的比热容为3.368kJ/（kg·K），循环液与新鲜吸收液混合后的喷淋液比热容为3.364 kJ/（kg·K）。
设循环液流量为m kg/h，循环冷却器出口循环液温度t℃。 对新鲜吸收剂与循环液汇合处列热平衡方程得：
m×3.368t+556170.95=(m+11565.21) ×3.364×70 (3-1) 对循环冷却器列热平衡方程得：
m×3.347×81-m×3.368t= Q9=1.957×108 (3-2) 解析（3-1）和（3-2）得
m=5.492×106kg/h
t=70.04℃
3.1.5 换热器物料衡算和热量衡算
气体来自氨中和塔 76°C 换热器 气液混合物去水吸收塔 40°C AN溶液去精制 AN溶液来自水吸收塔 (1)计算依据 进口气体76℃，组成和流量与氨中和塔出口气相同
出口气体温度40℃，操作压力115.5kPa
(2)物料衡算 出口气体温度40℃，40℃饱和蒸汽压力为 P?H2O=55.32mmHg=7.375kPa
设出口气体中含有xkmol/h的蒸汽，根据分压定律有：
x?115.5?7.375
(10994.28?32739.46)?x解得 x=1053.03kmol/h=18954.54kg/h
蒸汽的冷凝量为 117976.428-18954.54=99021.888kg/h (3)热量衡算
a.换热器入口气体带入热Q1=5.677×107kJ/h
b. 蒸汽冷凝放热Q2 Q2=99021.888×2401.1=2.378×108kJ/h c.冷凝液带出热Q3 Q3?99021.888?4.184(40?0)?1.657?107kJ/h
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d.出口气体带出热Q4
表3-10 出口气体各组分在0～40℃的平均摩尔热容
物质 CP
C3H6 61.92
C3H8 72.38
O2 29.46
N2 29.29
H2O
AN
ACN HCN ACL
CO2
36.75 63.35 52.09 62.76 65.61 38.66
出口气体各组分在0~40℃的平均比热容如下： Q4=2,223×107kJ/h e.热衡算求换热器的热负荷 热平衡方程：Q1+Q2=Q3+Q4+Q5 解得 Q5=2.558×108kJ/h 3.1.6 水吸收塔物料衡算和热量衡算
(1)计算依据
a.入塔气流量和组成与换热器出口气相同
b.入塔气温度40℃,压力112kPa。出塔气温度10℃，压力101 kPa c.入塔吸收液温度5℃
d.出塔AN溶液中含AN1.8%（wt） （2）物料衡算
a.进塔物流流量和组成与换热器出口相同 b.出塔气量和组成
设入塔气中的AN、HCN、ACL、CAN等组分全部被水吸收，
C3H6，C3H8，O2，N2，CO2等组分不溶于水，则出塔气中含有水蒸气的量：
1228?70749.58?1041.62kmol/h?18749.16kg/h
101325?1228出塔气总量为：2504875.5kg/h c.塔顶加入的吸收水量
（a）出塔AN溶液总量 45535.83/0.018=2529768.333 kg/h （b）塔顶加入的吸收水量 作水吸收塔的总质量衡算得： 入塔吸收液量=塔底AN溶液量+出塔气体总量-入塔气量-凝水量
=2529768.333+417402.56-496655.38-99026.55=2351488.963 kg/h d.塔底AN溶液的组成和量
AN溶液中的水=塔顶加入的水+进塔气液混合物中带入的水-出塔气中带出的水==2351488.963+18954.54+99026.55-3123.88=2466341.511 kg/h (3)热量衡算
AN溶液中各组分的液体摩尔热容如下：
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组 分 CP/[kJ/(kmol· k)]
H2O 75.3
AN 121.1
ACN 107.3
HCN 71.55
ACL 123.8
a.入塔气带入热Q1 Q1=2.195×107kJ/h b.入塔凝水带入热Q2
Q2=99026.55×4.184(40-0)=1.657×107kJ/h c.出塔气带出热Q3 Q3=4.314×106kJ/h d.吸收水带入热Q4 Q4=4.920×106kJ/h e.出塔AN溶液带出热Q5 Q5=10458780.04t f.水冷凝放热Q6
水冷凝量=18954.54-3123.88=15830.66kg/h 水的冷凝热为 2256kJ/kg.
∴ Q6 =15830.66×2256=3.571×107kg/h AN、ACN、ACL、HCN等气体的溶解放热Q7 溶解热=冷凝热
AN、ACN、ACL、HCN的冷凝热
表3-11 AN、ACN、ACL、HCN的冷凝热
组 分 冷凝热(kJ/kg)
AN 610.9
ACN 765.7
ACL 493.7
HCN 937.2
Q7=45535.83×610.9+6164.76×765.7+562.24×493.7+7539.21×937.2 =3.987×107kJ/h h.热衡算求出塔液温度
热平衡方程 Q1+Q2+Q3+Q4+Q6+Q7=Q3+Q5 代入数据解得
t=15.20℃ 3.1.7 空气水饱和塔釜液槽
（1）空气饱和塔液体进出口流量和液体的温度由空气饱和塔物料和热衡算确定；去水吸收塔的液体流量由水吸收塔物料衡算的确定，排污量按乙腈解析塔来的塔釜液量的15%考虑；乙腈解析塔塔釜液量和去萃取解析塔的液体量由精致系
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统的物料衡算确定。
（2）物料衡算
进料：
a. 乙腈解析塔釜液入槽量=3399000-1425210=1973790 kg/h b. 空气饱和塔塔低液入槽量=1357650-510000=847650 kg/h c. 入槽软水量 x kg/h 出料：
a.去水吸收塔液体量 2354880 kg/h b.去萃取解析塔液体量 900000 kg/h 做液体釜的总质量平衡得
1973790+847650+x=2354880+900000 解得 x=433440 kg/h （3）热量衡算
a.入槽乙腈解析塔釜液带入热Q1
Q1=1973790×4.184(105-0)=8.671×108 kJ/h b.入槽软水带入热Q2
Q2=433440×4.184(30-0)=5.441×107 kJ/h c.空气饱和塔底液带入热Q3
Q3=847650×4.184(79-0)=2.802×108 kJ/h d.去吸收塔液体带出热Q4
Q4=2354880×4.184(t-0)=9852817.92t kJ/h e.去萃取解析塔带出热Q5
Q5=900000×4.184(t-0)=3765600t kJ/h f.热衡算求槽出口液体温度t 热损失按5%算，热平衡方程为 0.95（Q1+Q2+Q3）=Q4+Q5
代入数据解得 t=83.23℃ 3.1.8 丙烯蒸发器热量衡算
（1）计算依据 蒸发压力0.405Mpa；加热剂用0℃的冷盐水，出口温度-2℃；丙烯蒸发量360840kg/h
（2）有关资料
a. 0.405Mpa下丙烯的沸点为-13℃，汽化热410KJ/kg b. 0.405Mpa下丙烷的沸点为-5℃，汽化热376.6KJ/kg （3）热衡算秋丙烯蒸发器的热负荷和冷冻盐水用量 a. 丙烯蒸发吸收的热Q1
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Q1=59386.32×410=2.435×107kJ/h b.丙烷蒸发吸收的热Q2
Q2=11118.80×376.6=4.187×106kJ/h c.丙烯蒸发器的热负荷Q 冷损失按10%考虑
Q=1.1×(2.435×107+4.187×106)=3.139×107kJ/h 冷冻盐水用量
平均温度（-1℃）下，冷冻盐水比热容3.47KJ/(kg.K) 冷冻盐水用量为
W?4569150kg/h
3.1.9 丙烯过滤器热量衡算
（1）计算依据 丙烯进口温度-13℃，出口温度65℃，用0.405Mpa蒸汽为加热剂。
（2）热衡算求丙烯过热器热负荷和加热蒸汽量
丙烯气的比热容为1.464KJ/(kg.K)，丙烷气比热容1.715KJ/(kg.K)，热损失按10%考虑，需要加热蒸汽提供的热量为
Q=1.1×(59386.32×1.464+11118.80×1.715)[65-（-13）]=8.341×106kJ/h 加热蒸汽量为
8.341?106W==3901.31kg/h
2138上式中2138KJ/kg是0.405Mpa蒸汽的冷凝热 3.1.10 氨蒸发器热量衡算
（1）计算依据 a.蒸发压力0.405Mpa。
b.加热剂用0.405Mpa饱和蒸汽，冷凝热为2138 KJ/h
（2）有关资料 0.405Mpa下氨的蒸发温度为-7℃，汽化热为1276KJ/kg （3）热衡算求氨蒸发器的热负荷和加热蒸汽用量 冷损失按10%考虑，氨蒸发器的热负荷Q
Q?25560.52?1276?1.1?3.588?107kJ/h 加热蒸汽量
3.588?107W==16782.04kg/h
21383.1.11 气氨过热器
（1）计算依据
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