武汉工程大学本科毕业设计
46.52?G?2
?2?s·k) （4.6） ?，kJ/(m·0.6?0.4dH?2L?上两式中：?—硫酸导热系数，kJ/(m·s·k)；
dB、dH—管的内外直径，m； Re—雷诺系数； Pr—普兰特常数； G—冷却水量，kg/h； L—管的长度，m。 Re??dBu? Pr??Cp? 上两式中：?—硫酸密度，kg/m3； dB—管内直径，m； u—酸在排管内流速，m/s； ?—硫酸的粘度，pa·s； Cp—硫酸的热容量，kJ/(kg·k)； ?—硫酸导热系数，kJ/(m·s·k)。 由式（4.7）和式（4.8）得：
Re?1.7905?103??150?2?12??10?3?0.548.84?10?3?14036
8.84?10?3Pr??1.6250.3332?10?3?43.1
将以上计算结果带入式（4.5）得：
?0.3332?10?30.80.41?0.023??150?2?12??10?3?14036?43.1?0.57 kJ/(m2·s·k) 0.4??46.52???299274.5?20.150.6?2?2???12929.7 kJ/(m2·
s·k) 将?1、?2的计算结果带入式（4.4）得：
K?1111?0.57 kJ/(m2·s·k)
0.33?1000?2000?112929.732
4.7） 4.8） （（武汉工程大学本科毕业设计
将K=0.33 kJ/(m2·s·k)带入式（4.4）得： 冷却面积 F?7518014.5?170.4m2
0.57?21.5?3600其中，冷却面积170.4m2＜冷却排管总换热面积193m2，故此装置合格。 4.1.2中间吸收塔冷却器的计算
热负荷Q?39346433.24?331788?75.47?14306392.88?kJ/h? 进口酸温79℃，出口酸温51.2℃；进口水温20℃，出口水温40℃。 （1）冷却水用量G 由式（4.1）得：
G?14306392.88?170851.15kg/h 或（=170.85m3/h）
4.1868??40?20?（2）冷却排管的排列 进口酸量?331788?185.15m3/h 或（=0.05m3/s）
1.7919?1000拟采用?150；壁厚??12mm；管长L=2m的铸铁管。 假设：每排6层，每层7根管。
则：直管总长L直?2?6?7?84m，每排有180?弯头5个，每个相当直管长度为：
1?D?2?80?788mm 2每排管总长L总?84?5?0.788?87.94m
每排换热面积为：?DL总?3.14?0.162?87.94?44.7m2 假设干燥塔冷却器共5排，总换热面积：F?44.7?5?223.5m2 酸在排管内流速?（3）冷却面积F ①平均温差?t
酸侧 79→51.2℃，?tH?79?40?39℃ 水侧 40→20℃，?tK?51.2?20?31.2℃ 由式（4.2）得：平均温差?t?35℃ ②传热系数K（计算过程同干燥塔）
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0.05?0.55?m/s? （合格，可以采用） 20.78?0.15?5武汉工程大学本科毕业设计
t酸?79?51.2?65.1℃ 2在此温度下的物性数据（查《硫酸物性手册》）： 密度：??1.7919?103kg/m3 粘度：??8.16?10?3kg/(m?s)
导热系数：??0.3242?10?3kJ/(m?s?k) 比热容：Cp?1.495kJ/(kg?k) 由式（4.7）和式（4.8）得：
1.7919?103??150?2?12??10?3?0.55Re??15218 ?38.16?108.16?10?3?1.495Pr??37.6 ?30.3242?10将以上计算结果带入式（4.5）得：
0.3242?10?30.8s·k) ?1?0.023??15218?37.60.4?0.56 kJ/(m2·?3?150?2?12??1046.52?170851.15??2????0.150.6?2?2?0.4s·k) ?10331.7kJ/(m2·
将?1、?2的计算结果带入式（4.4）得：
K?11111???0.561000200010331.7?0.56 kJ/(m2·s·k)
将K=0.56 kJ/(m2·s·k)带入式（4.2）得： 冷却面积 F?14306392.88?202.8m2
0.56?35?3600其中，冷却面积202.8m2＜冷却排管总换热面积223.5m2，故此装置合格。 4.1.3最终吸收塔冷却器的计算
.72?25456932.3?4633506.42kJ/h 热负荷Q?30090438进口酸温62.2℃，出口酸温51.2℃；进口水温30℃，出口水温36℃。 （1）冷却水用量G 由式（4.1）得：
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G?4633506.42?184449kg/h 或（=368.9m3/h）
4.1868??36?30?（2）冷却排管的排列 进口酸量?324975.2?180.5m3/h 或（=0.05m3/s）
1.8008?1000拟采用?150；壁厚??12mm；管长L=2m的铸铁管。 假设：每排4层，每层6根管。
则：直管总长L直?2?4?6?48m，每排有180?弯头3个，每个相当直管长度为：
1?D?2?80?788mm 2每排管总长L总?48?3?0.788?50.36m
每排换热面积为：?DL总?3.14?0.162?50.36?25.6m2 假设干燥塔冷却器共5排，总换热面积：F?25.6?5?128m2 酸在排管内流速?（3）冷却面积F ①平均温差?t
酸侧 62.2→51.2℃，?tH?62.2?36?26.2℃ 水侧 36→30℃，?tK?51.2?30?21.2℃ 由式（4.2）得：平均温差?t?23.6℃ ②传热系数K（计算过程同干燥塔）
t酸?62.2?51.2?56.7℃ 20.05?0.55m/s （合格，可以采用） 20.78?0.15?5在此温度下的物性数据（查《硫酸物性手册》）： 密度：??1.8008?103kg/m3 粘度：??9.438?10?3kg/(m?s) 导热系数：??0.3183?10?3kJ/(m?s?k) 比热容：Cp?1.489kJ/(kg?k) 由式（4.7）和式（4.8）得：
1.8008?103??150?2?12??10?3?0.55Re??13223 ?39.438?1035
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9.438?10?3?1.489Pr??44.2 ?30.3183?10将以上计算结果带入式（4.5）得：
0.3183?10?30.8s·k) ?1?0.023??13223?44.20.4?0.52 kJ/(m2·?3?150?2?12??1046.52?184449??2????0.150.6?2?2?0.4s·k) ?10652.8 kJ/(m2·
将?1、?2的计算结果带入式（4.4）得：
K?11111???0.521000200010652.8?0.52 kJ/(m2·s·k)
将K=0.52 kJ/(m2·s·k)带入式（4.2）得： 冷却面积 F?4633506.42?104.9m2
0.52?23.6?3600其中，冷却面积104.9m2＜冷却排管总换热面积128m2，故此装置合格。 4.2填料塔的工艺计算 4.2.1干燥塔的工艺计算
进塔气温：40℃，出塔气温45℃；进塔气体压力：-5.884kpa，出塔气体压力：-7.06kpa。
.54?0.992?23090.7m3/h；大气压101.3kpa。进塔气量：23559.54m3/h，出塔气量：23559
（1）塔径的计算 平均气体流量：
V?23559.54?23090.7?2?3600273?40?452?273101.3?7.95m3/s
?5.88?7.06?101.3?2现取空塔速度??0.8m/sw，则塔径D：
D?7.95?3.56m （取塔径3.6m）
0.785?0.82?3.6?2则实际空塔速度??0.78m/s 塔横截面积为：S?3.14????10.17m
?2?（2）填料面积F
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