4.2 Тепловой расчет сушильно-абсорбционного отделения
4.2.1 Тепловой расчет сушильной башни
Приход тепла:
1) С газом из промывного отделения приходит тепла – 1 159 113 ккал/ч
2) Тепло, выделяющееся при абсорбции водяных паров серной кислотой определяется по дифференциальной теплоте растворения воды в серной кислоте (Од).
Qд93%
=
385, 7 ккал/кг Н2О
[4,
таблица II-76,
стр. 127]
385,7 × 3 992 = 1 539 714 ккал/ч
3) Тепло смешения 98 %-ной и 93 %-ной кислоты определяется по теплоте образования кислот:
,
где
1404 и 1669 – теплота образования 93% и 98 % серной кислоты из
газообразной SO3 и воды, ккал/кг Н2О [4, таблица II-73, стр. 124]
4) Тепло с 98 %-ной серной кислотой из цикла моногидратного абсорбера:
150 995 × 67 × 0,362 = 3 662 233 ккал/ч,
где
0,362 ккал/кг·град – теплоемкость 98 % -ной серной кислоты при 67°С [4, таблица II-64, стр. 113]
5) С орошающей серной кислотой:
530 × 1,8279 × 1000 × 45 × 0,3827 = 16 683 965 ккал/ч,
где
1,8279 кг/см3 – плотность 93 %-ной серной кислоты
0,3827 ккал/кг·град. – теплоемкость 93 %-ной серной кислоты при 45°С [4, таблица II-73, стр. 124]
Всего приход тепла:
1 159 113+ 1 539 714+ 3 391 301+ 3 662 233+ 16 683 965=26 436 326 ккал/ч
Расход тепла:
Таблица 4.7 - Объем и состав газа на выходе из сушильной башни при 45 °С
Компоненты |
нм3/ч |
%об. |
кг/ч |
Ср, ккал/кг·град [4, стр. 18, 84] |
Количество тепла при 45ºС, ккал/ч |
SO2 |
7313 |
7,7 |
20894 |
0,16 |
146864 |
O2 |
13100 |
13,7 |
18714 |
0,22 |
185732 |
N2 |
75000 |
78,6 |
93750 |
0,25 |
1039711 |
ИТОГО: |
95413 |
100 |
|
|
1372307 |
1) С газом в компрессорное отделение – 1 372 307 ккал/ч
2) с 93 %-ной серной кислотой в цикл моногидратного абсорбера и на склад:
159 113 × 0,391 × 58 = 3 608 365 ккал/ч
Тепло орошающей жидкости на выходе из башни определяется из уравнения:
26 436 326 = 1 372
307 + 3 608 365 +
= 26 436 326 - 1 372 307 - 3 608 365 = 21 455 654 ккал/ч
Количество серной кислоты в сборнике сушильной башни, поступающее на холодильники:
968 787 + 150 995 + 4 126 – 33 714 – 125 399 = 964 795 кг/ч
Температура серной кислоты, поступающей на холодильники:
t
=
=
57 °С
Количество тепла, снимаемого в холодильниках:
964 795 × (57 – 45) × 0,39 = 4 515 241 ккал/ч,
где 0,39 ккал/кг·°С – теплоемкость серной кислоты [4, таблица II-64, стр. 113]
4.2.2 Тепловой расчет моногидратного абсорбера
Приход тепла:
Таблица 4.8 - Объем и состав газа на входе в моногидратный абсорбер
Компоненты |
нм3/ч |
%об. |
кг/ч |
Ср, ккал/кг·град [4, стр. 18, 84] |
Количество тепла при 45ºС, ккал/ч |
SO3 |
7167 |
7,8 |
25596 |
0,16 |
537721 |
SO2 |
146 |
0,16 |
417 |
0,18 |
9541 |
O2 |
9517 |
10,4 |
13596 |
0,26 |
450884 |
N2 |
75000 |
81,7 |
93750 |
0,25 |
3017625 |
ИТОГО: |
91830 |
100 |
|
|
4015771 |
1) С газом из ангидридного холодильника – 4 015 771 ккал/ч
2) Тепло смешения 98 %-ной и 93 %-ной кислот определяется по теплоте образования кислот:
=
8 006 836 ккал/ч,
где
1404 и 1669 – теплота образования 93% и 98 % серной кислоты из газообразной SO3 и воды, ккал/кг Н2О [4, таблица II-73, стр. 124]
3) С 93 %-ной серной кислотой из цикла сушильной башни:
125 399 × 0,39 × 57 = 2 787 620 ккал/ч
4) С орошающей кислотой:
690 × 1,8361 × 1000 × 0,354 × 45 = 20 181 860 ккал/ч
Всего приход тепла:
4 015 771 + 8 006 836 + 2 787 620 + 20 181 860 = 34 992 087 ккал/ч
Расход тепла:
Таблица 4.9 - Объем и состав газа на выходе из моногидратного абсорбера при 65°С
Компоненты |
нм3/ч |
% об. |
кг/ч |
Ср, ккал/кг·град [4, стр. 18, 84] |
Количество тепла при 45ºС, ккал/ч |
SO3 |
- |
- |
- |
- |
- |
SO2 |
146 |
0,16 |
417 |
0,16 |
4371 |
O2 |
9517 |
10,4 |
13596 |
0,22 |
195660 |
N2 |
75000 |
81,7 |
93750 |
0,25 |
1502719 |
ИТОГО: |
95413 |
100 |
|
|
1702750 |
1) С газом из абсорбера – 1 702 750 ккал/ч
2) С 98 %-ной серной кислотой в цикл сушильной башни:
150 995 × 65 × 0,362 = 3 552 912 ккал/ч
Тепло орошающей жидкости на выходе из башни определяется из уравнения:
34 992 087 = 1 702 750 + 3 552 912 +
= 34 992 087 - 1 702 750 - 3 552 912 = 29 736 425 ккал/ч
Количество серной кислоты в сборнике моногидратного абсорбера, поступающее на холодильники:
1 266 909 + 125 399 + 25 596 – 150 995 = 1 266 909 кг/ч
Температура серной кислоты, поступающей на холодильники:
t
=
=
64,8 °С
Количество тепла, снимаемого в холодильниках:
1 266 909 × (64,8 – 45) × 0,362 = 9 080 697 ккал/ч,
где 0,362 ккал/кг·°С – теплоемкость серной кислоты[4, таблица II-64, стр. 113]
Результаты расчета теплового баланса сушильно-абсорбционного отделения представлены в таблице 4.10.
Таблица 4.10 – Тепловой баланс сушильно-абсорбционного отделения
Приход тепла |
Расход тепла |
||
Статьи прихода |
Количество тепла, ккал/ч |
Статьи расхода |
Количество тепла, ккал/ч |
Сушильная башня |
|||
1. С газом из промывного отделения 2.Тепло, выдедяющееся при абсорбции водяных паров серной кислоты 3. Тепло смешения кислот 4. С 98%-ной серной кислотой из цикла моногидратного абсорбера 5. С орошающей кислотой |
1159113
1 539 714
3 391 301
3 662 233
16 683 965 |
1. С газом в компрессорное отделение 2. С 93%-ной серной кислотой в цикл моногидратного абсорбера и на склад 3. С орошающей жидкостью |
1372307
3 608 365
21 455 654 |
Итого: |
26436326 |
Итого: |
26436326 |
Моногидратный абсорбер |
|||
1. С газом из ангидридного холодильника 2. Тепло смешения кислот 3. С 93%-ной серной кислотой из сушильной башни 4. С орошающей кислотой |
4 015 771
8 006 836
2 787 620
20 181 860
|
1. С газом из абсорбера 2. С 98%-ной серной кислотой в цикл сушильной башни 3. С орошающей кислотой |
1702 750
3 552 912
29 736 425 |
Итого: |
34992087 |
Итого: |
34992087 |