q2?c1?M??T?0.74?1.139?103?24?25?526.785?103kcal?2201.96?103kj
4.2.2单位制冷量
设每天为4个处理周期,每个处理周期为3h,则按量完成的制冷量应为:
q3?q2?(3?4)?2201.96?103?12?183.499?103kj/h
4.2.3冷却剂(25êCL2盐水)
(1)设冷却剂进入结晶器的温度为-15℃,出口温度为10℃。
q3?c2?M2??T183.499?103?2.89?2.3884?10?4?103?M2
所需制冷剂的质量:M2=24.244×103 kg (2)又因为M2=ρ2×V2
ρ2---25êCL2盐水密度 V2---盐水体积 所以所需的制冷剂的体积:V2=24.244×103/1228=19.74m3 (3)每天为4个处理周期，则每个处理周期需要的制冷剂质量为：
M3=M2/4=24.244/4=6.061×103 kg (4)每个处理周期需要的制冷剂体积为：
V3=19.74/4=4.9m3
第五章 主体设备计算
5.1冷却沉降池(废酸池) 5.1.1作用:
用以水量,酸量调节和水质均合，主要起到对酸洗废液进行加酸调节浓度的作用，并对较大的颗粒物有自然沉降的作用，减轻水质水量变化对后续反应构筑物的冲击。 5.1.2设计原则
(1)冷却沉降池的容积可根据废水的浓度和流量变化规律与要求调节均匀程度来计算。
(2)在计算冷却池时，要按最不利的情况，即浓度和流量在高峰时的区间来计算。
(3)调节时间越长，废水水质越均匀，要根据当地具体情况和处理要求选择合适的冷却沉降时间。 5.1.3设计参数
设计最大流量:Q=20m3/d 5.1.4设计计算
涉及1座冷却沉降池，因有浓度和流量的变化，对比吉林气标厂的经验数据，确定自然沉降时间取24h，自然冷却至30℃。 (1)冷却沉降池的容积
表6 计算中所选取的数据
进水 出水 硫酸含量 10% 25%
因为:10%V1+V2=(V1+V2)25% 2+V2=(20+V2)25% V32=4m
V1---废酸液体积20m3 V2---需要加酸体积 总体积:V=V1+V32=20+4=24m (2)冷却沉降池的面积 设溶液水高为2m A=V/h=24/2=12m2 (3)冷却沉降池的长,宽
在池内设折流隔墙,间距为1m，取n=4，则长=A/L=12/4=3m,则只有1个廊道L=4m (4)结构示意图
L=1×4=4m，b 宽
综上所述，取整数，则V=24m3。 5.2冷却结晶器 5.2.1作用
通过夹层中盐水的冷却作用，使搅拌釜内的废酸液冷却至5℃左右，设有搅拌器使釜内液体充分搅拌各处温度匀一，FeSO4.7H2O析出。 5.2.2设计原则
(1)设夹套内各处温度相同,釜内液体充分搅拌各处温度均一； (2)此反应为简单的非定态传热过程； (3)换热量不小于所需制冷量；
(4)釜的有效容积不小于每个周期处理量； (5)计算时按最不利的情况来计算,即温差最大是。 5.2.3计算参数
设废液进入结晶釜时温度为30℃，出口温度为5℃。 5.2.4设计计算 1.结晶器容积
选择结晶器，因为有换热面积，有效容积的制约，所以首要的是确定容积。 (a)总体需要完成的换热量:(见3.2.1)
q2?c1?M??Tq2?0.74?1.139?103?24?25q2?505.716?103kcal?2113.89?103kj
则每个周期需要的换热量:q2/4=528.47×103 kj
(b)设每天有4个处理周期，则每个处理周期处理量为V/4=24/4=6m3,不考虑
备用,选用2台容积为5000L的搪玻璃反应罐,初步选用QFK160型。
表7 各项主要数据如下：
型号 公称容积 设计压力 (L) 罐体 夹套 (MPa) (MPa) QFK160 5000 0.2 0.4 换热面积 (m2) 13 罐体内加套内径 径 (mm) (mm) 1600 17500 入孔尺寸 (mm) 300×400 减速机轴封 2.每小时需要的换热量(见3.2.2)
设每天为4个处理周期,每个处理周期为3h,则每小时需要的换热量应为:
q3?q2502.716?103??41.8?103kcal/h 3?4123.换热面积
为便于计算,此过程可看为定态传热过程。
q3??1?Am?Am?q3?t1?t2??1(t1?t2)41.8?4.18?0.15?103Am?0.38??30?5?26.208?103Am??2.76?103m20.38?25
λ---硫酸的导热系数,0.41w.m-1.k-1, δ---D1-D2=1750-1600=150mm 因为Ａｍ<2×103 m2,所以传热面积符合QFK160型反应罐,选择合理。 4.冷却剂
选用25êCL2盐水作为冷却剂。
?T1?T2q3??2?Am??q3??Am??2?(T1?T2)41.8?4.18?0.15?103Am??1.39?103m20.57?25T1-----冷却剂进入温度，-15℃ T2---冷却剂流出温度，10℃
λ2---25êCL2盐水的导热系数，0.57 w.m-1.k-1
因为Am<2 ×103 m2，所以传热面积符合QFK160型反应罐,选择合理。 5.3制冷机 5.3.1作用
冷却从结晶器中流出的盐水的作用,使盐水的温度在1h内达到-15℃的条件。 5.3.2选型原则
冷冻机的产量不小于冷却剂在结晶罐中所放出的热量。
单位时间内冷却剂所放出的热量q3=41.8×103kcal/h(计算见3.2.2)。 查资料选用8AS17型冷冻机,其产量为440×103kcal/h.>q3，所以选型合适。