yhong 发表于 2010-6-6 15:09:20

钛冷却器的换热面积

本帖最后由 sunjl1981 于 2013-1-7 00:13 编辑
20万吨/a离子膜烧碱，钛冷却器一台，面积290m2，冷却水采用溴化锂机组供给（7°C）。该换热面积是否够用？请大家多指教。




， ， -

阿杜 发表于 2010-6-6 16:22:07

我们的规模15万吨，两台240m2的太冷却器

huawei 发表于 2010-6-6 16:42:49

20万吨规模，如果只有这么一台290m2的钛冷器，肯定是不够的，而且相差很远。
估计你们的设计院不会出现这样的低级错误。
是不是前级在电解工序有一个盐水换热器，用氯气给盐水预热？把氯气温度降到60度左右然后送到氯氢工序，先用氯水洗涤塔进行降温，而后才送到这个钛冷器的？
如果是这样的工艺，最后一级采用290m2的钛冷器，用冷冻水来进行冷却，差不多够了。关键是看前两级的冷却效果，这样其实也算是两段钛冷的。

yhong 发表于 2010-6-6 17:05:41

电解没有盐水冷却器。只是简单流程，氯气到洗涤塔，钛冷，水雾扑集器，采用7°C水冷却。感觉不够用。最好有高手给个计算。我不是学工艺的。谢谢！

阿杜 发表于 2010-6-6 20:42:11

肯定是面积小了，算法是根据能量守恒定律和物料衡算

quhongxing80 发表于 2010-6-7 12:46:43

氯水洗涤塔循环氯水是采用什么冷却，如果也用7度冷水，出洗涤塔氯气温度温度要在25度以下应该可以满足要求，估计楼主厂家不能这样设计吧，能耗太高了，再弄个290平方米的吧

我和木子园 发表于 2010-6-7 18:15:12

本帖最后由 huawei 于 2010-6-7 21:19 编辑
如果氯气洗涤塔的出口温度是40度以下，钛冷却器的设计面积是能满足冷却要求的。我已经简单进行核算。20万吨钛冷却器只需要131.613平方米的换热面积。所以290平方米已经足够了啊。具体如下：冷水机组负荷计算表   
冷水机组负荷计算表





单位

单位






进塔









1吨烧碱
千克
886.729







含水量
千克
148.151


80℃水蒸气饱和蒸汽压

47.4
Kpa

进塔氯气组成









干基氯气
千克
886.729
kmol
12.48914398





其他气体
千克
13.503
kmol
0.46563761





水分
千克
148.151
kmol
8.230593321





换成20万吨
千克/小时
25.000
kmol/h
0.625





干基氯气
千克/小时
22168.231
kmol/h
312.2285995





其他气体
千克/小时
337.587
kmol/h
11.64094026





水分
千克/小时
3703.767
kmol/h
205.764833





洗涤塔进气量


kmol/h
529.6343728





出塔




35℃水蒸气饱和蒸汽压

5.62
Kpa

含水量
千克
11.210







出塔气体组成









干基氯气
千克
886.729
kmol
12.48914398





其他气体
千克
13.503
kmol
0.517241379





含水量
千克
11.210
kmol
0.517241379















水蒸气冷却
千克/小时
3423.522







50℃氯气的溶解度
kg/kg
0.004







损失的氯气
kg/h
13.437







出洗涤塔气体组成









干基氯气
千克/小时
22154.793
kmol/h
312.0393414





其他气体
千克/小时
337.587
kmol/h
11.64094026





含水量
千克/小时
280.245
kmol/h
15.56918264









339.2494643





进洗涤塔气相带进热量：









80℃时氯气的比热为
千卡/kmol. ℃
8.364
kJ/mol·k
35.0183952





80℃时水蒸气的热焓
千卡/千克
631.400
KJ/kg
2643.54552





80℃时其他气体的比热
千卡/kmol. ℃
6.900
KJ/mol·k
28.88892





干基氯气带入的热量
千卡
208918.400
kJ
874699.5591





湿氯气含水带入热量
千卡
2338558.480
kJ
9791076.645





其他气体带进的热量
千卡
6425.799
kJ
26903.53535





气相带进的总热量
千卡
2553902.680
kJ
10692679.74





出洗涤塔带出的热量









35℃时氯气的比热为
千卡/kmol. ℃
8.276
kJ/mol·k
34.6499568





35℃时水蒸气的热焓
千卡/千克
611.200
KJ/kg
2558.97216





35℃时其他气体的比热
千卡/kmol. ℃
6.900
KJ/mol·k
28.88892





干基氯气带出的热量
千卡
90385.316
kJ
378425.2395





湿氯气含水带出热量
千卡
171285.920
kJ
717139.8886





其他气体带出的热量
千卡
2811.287
kJ
11770.29671





氯水带出的热量
千卡
171847.951
kJ
719493.0033





气相带出总热量
千卡
436330.474
kJ
1826828.428





氯水喷淋带走的的热量
千卡
2117572.206
kJ
8865851.312





氯水喷淋量的计算
kg/h
162890.170
m3
162.8901697





循环氯水管的直径
m
0.196







圆管的管径为DN125
m
0.125








三、氯水板式换热器的计算

















1、氯水板式换热器面积计算









板式换热器的平均温差
℃
5.279







取k

2500.000

10467





换热器的面积
m2
160.441

160.4412079





循环水的量
kg
529393.051
m3
529.3930515





循环水的管径
m
0.353







取管径为DN219
m
0.200








钛冷却器的计算



















1、热量衡算









进冷却器的温度40℃，出冷却器的温度12℃，氯水温度为15℃，







气相组分带进冷却器的热量
千卡
264482.522
kJ
1107335.425





12℃时水的饱和蒸汽压是1.71KPa








吨烧碱氯气含水量
kg
3.325







五万吨氯气含水量
kg/h
83.124







氯气在15℃时的溶解度
千克/千克
0.008







氯气的损失量为
千克/时
1.675
kmol/h
0.02358513





氯水生成量
kg/h
198.796







气相出冷器带出的热量是









12℃时氯气的比热
千卡/Kmol.℃
8.214
kJ/mol·k
34.3903752





水蒸汽的热焓千卡/千克
602.600
KJ/kg
2522.96568





其他气体的比热
千卡/Kmol.℃
6.900
kJ/mol·k
28.88892





出钛冷气的气体









干基氯气
千克/小时
22153.119
kmol/h
312.0157563





其他气体
千克/小时
337.587
kmol/h
11.64094026

323.6566965



含水量
千克/小时
83.124
kmol/h
4.618007223





干基氯气带出的热量
千卡
30754.769
kJ
128764.0671

51.15366254



湿氯气含水带出热量
千卡
50090.601
kJ
209719.3272





其他气体带出的热量
千卡
963.870
kJ
4035.530302

20.46146502



氯水带出的热量
千卡
2981.936
kJ
12484.76766

2.557683127



气相带出总热量
千卡
84791.175
kJ
355003.6923

62.663



冷东水带出的热量
千卡
179691.347
kJ
752331.7325

折合
208.981
KW
114.6627
干燥塔硫酸稀释热









喷淋量
m3/h
50.000
KG/H
114.662665





硫酸稀释放出的热量
kcal/h
114662.665
kw
133.1997958

55.55555556






kw
89.41082058

47619.04762



总的负荷


kw
431.5916532

561.0691492



冷却器的换热面积计算





133.3271988



冷冻水的上水温度
℃
7.0



89.41082058



回水温度11
℃
11.0



208.9810368



钛冷却器的进口氯气温度
℃
40.0



431.7190562



出口温度为
℃
12.0

123.3119009

561.234773



平均温差
℃
13.65298057





69.90378

取K

100

6.568709054





换热器的面积

131.613







冷却器冷冻水用量的计算









冷东水用量
kg/h
44922.837
m3/h
44.9228368





冷东水管径为
0.102944199




678.4426456



圆整管径为
0.8








酸管径计算









酸流量
m3/h
50.000







管径
m
0.109







圆整管径为
m
0.125







补充酸量
dm3/h
100.000







管径
m
0.005

0.108605869





圆整管径为
m
0.025








硫酸换热器计算



















1、1硫酸干燥塔硫酸换热量
千卡/时
136733.286
千焦/时
574279.8025





冷冻水的进口
℃
8.0







出口温度
℃
11.0







水的比热
千卡/Kg.℃
1.0







冷却水的量
kg/h
45577.8
m3/h
45.57776211





冷东水的流速
m/s
1.5







冷冻水管直径
m
0.104







圆整管径为
m
0.065







Ⅰ填料干燥塔硫酸板式换热器的面积计算








硫酸的进口温度
℃
16.0







出口温度
℃
12.0







平均温差
℃
4.481







取传热系数K

1500







换热器的面积
m2
20.341







进氯气洗涤塔的氯气管径计算









气体在标准状态下（1atm、0℃），1千克分子等于22.4m3气体，每小时进塔氯气的摩尔数为，





洗涤塔的标准进气量
m3/h
11863.810







洗涤塔前氯气温度
℃
80.000







压力
kpa
-0.5







洗涤塔的实际进气量
m3/h
15414.540







氯气的流速
m/s
12.000







氯气总管的直径
m
0.674







取DN
m
350.000







八、洗涤塔出口管径的计算









出塔气体标准流量
m3/h
7599.188







出口温度
℃
40.000







压力
kpa
-1.5







实际流量
m3/h
8842.920







流速
m/s
10.000







管径
m
0.559







圆整管径为
m
0.300

gy_cool 发表于 2010-6-9 13:04:00

前面有洗涤塔，面积够用了。就是余量小点。

君艺 发表于 2010-6-9 14:39:52

楼主的钛冷面积是小了点，就你们那套干燥装置，20万吨的规模应该在330平方米左右。
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