北京化工大学毕业设计（论文）
2.5氢气处理工艺流程简图
氢气处理工艺流程图见下，据此进行物料衡算和热量衡算：
一二缓段段除湿氢气冲洗洗雾罐涤涤器塔塔
图7 氢气处理工艺流程图
2.6氢气处理中的工艺指标
（1）氢气纯度指标：﹥98％ （2）冷却水温度；25℃
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第3章 工艺计算 3.1一段洗涤塔的物料衡算
3.1.1一段洗涤塔的物料衡算基准 （1）以生产5万吨100％NaOH为基准
有化学方程式：2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 2×40 2 5×10 m 计算可得：
7
2?5?1077
m==0.125×10（Kg）
2?40m—生产5万吨烧碱的H2的质量
（2）经处理后的氢气纯度为98％。 （3）出电解槽后的氢气温度按80℃计算。 （4）查相关数据得：
进入冷却塔的氢气温度为80℃是饱和水蒸气分压为0.483Kgf/cm2，为50℃时饱和水蒸气分压为0.1258 Kgf/cm2，为30℃时饱和水蒸气分为0.0433 Kgf/cm2 （5）由于氢气在水中的溶解度很小，故氢气在水的溶解度忽略不计。 （6）饱和水蒸气含量及水量计算：按道尔顿分压定律计。 3.1.2一段洗涤塔的出槽氢气（80℃）中的水汽含量
设出槽氢气（80℃）中的水汽含量为X； 据道尔顿分压定律：
yA?nAPA?得 nBPB
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X0.48318?1X0.125?107?182?0.98?X?X0.125?107????0.483??0.483??18?182?0.98?0.0556X?0.0268X?308035.7 0.0288X?308035.7X?1.07?107Kg则出槽气体组成：
氢气：0.625×106Kmol 0.125×107Kg 水汽：0.594×10Kmol 1.07×10Kg 其他气体：12755Kmol 369895Kg 3.1.3一段洗涤塔的物料衡算计算 （1）据公式：n=
6
7
m得 M1250000=0.625×106(Kmol ) nH2?212500000.02??12755（kmol） 其他气体组成：
20.98（2）根据道尔顿分压定律计算水量：设管路中（由80℃降至50℃）的冷凝水量为W 这时气体中水的分子为：（1.07×107-W）/18 气体的分子总数为：
1.25?1061.07?107?W?
2?0.9818据道尔顿分压定律：
yA?nAPA? nBPB
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1.07?107?W0.125818?1?0.12580.125?1072?0.981.07?107?W0.125818?6377550.78428390940?1444132?0.7842W
6946808W?0.7842W?8.86?106Kg则出他气体组成：
氢气：0.625×106（kmol） （1.25×106 Kg）
水气：0.102×106（kmol） （1.07×107-8.86×106=1.84 ×106 Kg） 其他气体：12755（kmol）（12755×29=369895 Kg）
表3-1 第一段洗涤塔总物料衡算表
名称 氢气 水汽 其他气体 氢气冷凝水量 进一段洗涤冷却塔（kg） 1.25×10 1.07×10 369895 76出一段洗涤冷却塔（kg） 1.25×10 1.84×10 369895 8.86×10 666年产5万吨100%烧碱氢气处理中 氢气：0.625×106（kmol）
一段进塔氢气中含水汽含量：0.594×106（kmol） 一段出塔氢气中含水总量：0.102×106（koml） 其它气体：12755（kmol）
3.2一段洗涤塔热量衡算
查相关数据得：相关热力数据表
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3-2 相关热力数据
温度（℃） 物料与项目 单位 80 氢气比热容 水蒸气比焓 4.187KJ/（Kg·K） KJ/Kg 3.439 2642.4 0.244 0.483 50 3.421 2587.6 0.243 0.1258 30 3.409 2549.5 0.242 0.0433 其他气体比焓（空气） 4.187KJ/（Kg·K） 水的饱和蒸汽压(绝压) Kgf/cm2
3.2.1入塔气体带入热量
Q1=(80+273)×1.25×106×3.439×4.187 =6.354×109 KJ
Q2=1.07×107×2642.4=2.827×1010 KJ Q3=(80+273)×369895×0.244×4.187 =1.334×108 KJ
3.2.2冷却水带出热量
设冷却水量为W2 kg,温度25℃，冷却水出塔温度为35℃；此时出塔冷却水比热熔约为1×4.187 KJ/（Kg·K）。
则出塔水量： W2+W1=W2+8.86×106
冷却水带入热量：Q4=W2×(273+25) ×1×4.187
冷却水带出热量：Q5=(W2+8.86×106)×(273+35)×1×4.187 3.2.3出塔气体带出热量
Q6=(273+35)×1.25×106×3.421×4.187=5.783×109 KJ
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