武汉工程大学本科毕业设计
酸浓度：92.5%
干燥塔吸水量=1721.16-2.14=1719.02kg/h 由物料平衡得
X?1.7974?1000?93%?(X?1.7974?1000?1719.02)?92.5% 解得X=176.93m3/h 采用180m3/h的酸泵。 干燥塔循环酸槽物料衡算如表3.2所示： 表3.2 干燥塔循环酸槽物料衡算表
进物料 kg/h 从干燥塔冷却器来92.5%H2SO4 318014 98%硫酸—93%硫酸串酸量 31873
∑ 349887
出物料 kg/h 上塔循环93%H2SO4 319733 93%硫酸—98%硫酸串酸量 33594
∑ 353327
3.2.2 干燥塔及其循环槽的热量衡算
（1） 干燥塔的热量衡算（以0℃气态水为基准） ①炉气带入热量Q1（t=40℃）
SO2带入热量：q1?101.2?40?41.57?168275.36kJ/h O2带入热量：q2?60.62?40?29.37?71222.3kJ/h N2带入热量：q3?794.33?40?28.45?903941.9kJ/h H2O带入热量：q4?95.62?40?32.716?125125.6kJ/h
式中41.57、29.37、28.45、32.716分别为0～40℃时SO2、O2、N2及H2O的摩尔热容（kJ/(kmol·K)）。
Q1?q1?q2?q3?q4?1268565.16kJ/h
②水的冷凝热Q2 水在40℃时冷凝热为2406kJ/kg
Q2?1719.02?2406?4135962.12kJ/h
③入塔酸带入热Q3 50℃93% H2SO4的热焓I1=78.7kJ/kg
Q3?176.93?1.7974?1000?78.7?25027700.38kJ/h
④93%酸稀释热Q4
17
武汉工程大学本科毕业设计
Q'?n?17860?4.186 8 （3.4）
n?1.7983式中：Q'—稀释热，kJ/kmol H2SO4； n—对于1molH2 O所用水的摩尔水。
对于浓度为C1的硫酸，当稀释到浓度为C2时，放出的热量按下式计算：
?n?17860n1?17860?Q2'?Q1'??2???4.1868 （3.5）
?n2?1.7983n1?1.7983?式中：Q2'?Q1'—每mol H2SO4放出的热量，kJ/kmol；
n2、n1—浓度分别为C2、C1时每mol H2SO4所含水的摩尔数。 93% H2SO4→92.5% H2SO4
7/18?0.41 93/980.41?17860Q1'??4.1868?13883kJ/kmol
0.41?1.79837.5/18n2??0.44
92.5/980.44?17860Q2'??4.1868?14699kJ/kmol
0.44?1.7983n1?Q2'?Q1'?14699?13883?816kJ/kmol
Q4?319733?0.93?816?2475907.95kJ/h
98⑤炉气带出热Q5（t=45℃）
SO2带出热量：q1?101.2?45?41.64?189628.56kJ/h O2带出热量：q2?60.62?45?29.295?79913.83kJ/h N2带出热量：q3?794.33?45?28.5?1018728.23kJ/h H2O带出热量：q4?(2.14/18)?45?32.74?175.16kJ/h
式中41.64、29.295、28.5、32.74分别为0～45℃时SO2、O2、N2及H2O的摩尔热容（kJ/(kmol·K)）。
Q5?q1?q2?q3?q4?1288445.78kJ/h ⑥出塔酸带出热Q6和酸温
Q6?Q1?Q2?Q3?Q4?Q5
18
武汉工程大学本科毕业设计
?1268565.16?4135962.12?25027700.38?2475907.95?1288445.78
?31619689.83kJ/h则：出塔酸的热焓I?31619689.83?98.37kJ/kg
319733?1719.02查表3.3通过内插法得：92.5% H2SO4 I=98.37 kJ/kg时的温度为t=61.95℃。 硫酸的热含量表如表3.3所示： 表3.3硫酸的热含量表
硫酸浓度%（质量）
40℃
92 93 98 99
63.2 62.4 58.2 57.4
热含量kJ/kg
60℃ 96.3 95 89.2 87.9
80℃ 130.2 129 121 118.9
（2）干燥塔循环酸槽的热量衡算
①从干燥塔冷却器来的92.5% H2SO4带入热Q1
Q1?318014?IkJ/h
②从98%酸循环系统串来的98.5% H2SO4带入热Q2
Q2?31873?79.34?2528803.82kJ/h 式中：79.34为98.5% H2SO4的热焓kJ/kg。 ③混合热Q3
由98.5% H2SO4、92.5% H2SO4两种浓度的硫酸，混合成93% H2SO4。
7.5/18?0.44
92.5/980.44?17860q1??4.1868?14699kJ/kmol
0.44?1.79831.5/18n2??0.083
98.5/980.083?17860q2??4.1868?3299kJ/kmol
0.083?1.79837/18n3??0.41
93/980.41?17860q3??4.1868?13883kJ/kmol
0.41?1.7983n1?19
武汉工程大学本科毕业设计
1?3001.66kmol/h 981m2?31873?0.985??320kmol/h
98m1?318014?0.925?Q3??m1?m2??q3?m1?q1?m2?q2
??3001.66?320??13883?3001.66?14699?320?3299 ?46114606?44121400?1055680?937526kJ/h④上塔酸带出热Q4
Q4?319733?78.38?25060672.54kJ/h ⑤串往98%酸循环槽的93% H2SO4带出热Q5
Q5?33594?78.38?2633098kJ/h 式中：78.38为93% H2SO4的热焓kJ/kg。 ⑥从干燥塔冷却器来的硫酸温度 由热量平衡得：
Q1?Q2?Q3?Q4?Q5
318014I?2528803?937526?25060672?2633098
318014I?24227441I=76..18 kJ/kg 查表3.3通过内插法得：92.5% H2SO4的温度为t=47.68℃ 即干燥塔冷却器出口酸温为47.68℃，进口酸温61.95℃ 干燥塔热量衡算如表3.4所示： 表3.4干燥塔热量衡算表
干燥塔进口热量
项目
kJ/h
炉气带入热Q1 水的冷凝热Q2 入塔酸带入热Q3 93%硫酸稀释热Q4
入塔总热量∑
1268565.16 4135962.12 25027700.38 2475907.95 32908135.61
炉气带出热Q5 出塔酸带出热量Q6
出塔总热量∑
项目
kJ/h 1288445.78 31619689.83
干燥塔出口热量
36908135.61
20
武汉工程大学本科毕业设计
干燥塔循环酸槽的热量衡算如表3.5所示： 表3.5干燥塔循环酸槽的热量衡算表
带入热
项目
kJ/h
92.5% H2SO4带入热Q1 98.5% H2SO4带入热Q2
混合热Q3 带入总热量∑
24227441 2528803 937526 27693770
上塔酸带出热Q4 93% H2SO4带出热Q5
带出总热量∑ 项目
kJ/h 25060672 2633098
带出热
27693770
3.3吸收塔及其循环槽的物料衡算 3.3.1中间吸收塔物料衡算 （1）进塔气体成分
SO2:101.2??1?0.92??8.096kmol/hSO3:101.2?0.92?93.104kmol/h93.104O2:60.62??14.07kmol/h2N2:794.33kmol/h
进中间吸收塔气体成分如表3.6所示： 表3.6进中间吸收塔气体成分
项目 SO2 SO3 O2 N2 ∑
kmol/h 8.096 93.104 14.07 794.33 909.6
kg/h 518.08 7448.4 450.4 22241.1 30315.96
m3/h 181.33 85.55 315.28 17792.88 20375.04
（2）吸收SO3量（吸收率为99%）
93.104?0.99?92.17kmol/h
（3）出塔SO3量
93.104?92.17?0.931kmol/h
出塔气体成分如表3.7所示：
21