采用石墨降膜吸收器吸收氯化氢量的工艺计算及设备选型

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1、采用石墨降膜吸收器吸收HC量的工艺计算及设备选型摘要：氯化氢气体的吸收为盐酸合成重要的单元操作，本文介绍了采用石墨降膜吸收器吸收HCl的工艺计算方法及设备选型中应注意的问题。关词：石墨降膜吸收器吸收HCI工艺计算设备选型氯化氢气体的吸收为盐酸合成最重要的单元操作之一。氯碱厂对氯化氢气体的吸收一般都采用石墨降膜吸收器，其工艺特点：水和氯化氢气体顺流从上而下，水吸收效果较好。吸收塔的材质是石墨，其防腐效果与传热效果均较好，其结构大体上分为两种，一种是列管式，一种是圆块孔式。冷却水走管间。以便带走氯化氢的溶解热，并有强

2、化吸收效果的作用。下面谈一谈石墨降膜吸收器计算及选型的问题。1、计算依据(1)年产1.5万吨盐酸，则每小时吸收氯化氢646kg。(2)设氯化氢气体先经过石墨换热器，温度降低到40℃。再经过浓酸吸收器，在浓酸吸收器中吸收氯化氢气体中的6O％，生成3l％的浓盐酸。最后经过稀酸吸收器，在稀酸吸收器中吸收氯化氢气体中的4O％，生成22％的稀盐酸。(3)查阅资料得知氯化氢气体在35℃的温度下溶解于水生成2O％-25％的稀盐酸，其溶解热为67.55kJ／mol。在35℃的温度下，氯化氨气体溶于稀盐酸，生成3O％-32％的浓盐

3、酸，其溶解热为62.7kJ／mol。(4)氯化氢气体的恒压热容Cp为0.80kJ／kg℃。2、工艺计算2.1石墨换热器换热面积计算氯化氢气体先经过石墨换热器，气体温度从95℃降低到4O℃。Q=Cpm(t1-t2)=0.80kJ／kg℃×646kg／h×(95-40)℃=28217.90kJ／h式中Q为每小时放出的热量；Cp为氯化氢气体的恒压热容；m为氯化氢气体的质量流量；(t1-t2)为氯化氢气体换热前后的温度差。平均换热温度差△tm的计算：循环水25℃→45℃氯化氢气体4O℃→95℃△tl=l5℃△t2=50℃

4、△tm=(50-15)／In(5O／l5)=29.O7℃查《氯碱工业理化常数手册》取K=125.4kJ／m2h℃S=Q／K△Atm=282l7.9／(125.4×29.O7)=7.74m2在此取换热面积为11m2式中S为所需要的换热面积；Q为每小时放出的热量；K为石墨换热器的总传热系数；△tm为平均换热温度差2.2浓酸石墨降膜吸收器换热面积计算氯化氢气体温度从4O℃降低到35℃放出的热量Q=Cpm(t1-t2)=0.80kJ／kg℃×646kg／h×(40-35)℃=2565.3kJ／hQ溶解=62.7kJ／mo

5、l×646kg／h×0.6／0.0365kg／mol=665822.6kJ／hQ总=2565.3+665822.6=668387.85kJ／h式中Q为每小时放出的热量；Cp为氯化氢气体的恒压热容；m为氯化氢气体的质量流量；(t1-t2)为氯化氢气体通过石墨降膜吸收器前后的温度差。Q溶解为溶解热；Q总为放出的总热量。平均温度差△tm的计算循环水25℃→30℃氯化氢气体35℃→4O℃△t1=l0℃△t2=l0℃△tm=l0℃查《氯碱工业理化常数手册》取K=2090kJ／m2h℃S=Q／KAtm=668387.85／(

6、2090×10)=32m2在此选取S=40m2式中S为所需要的换热面积；Q为每小时放出的热量；K为石墨降膜吸收器的总传热系数；△tm为平均温度差。2.3稀酸石墨降膜吸收器换热面积计算Q溶解=67.55kJ／mol×646kg／h×0.4／0.0365kg／mol=478208.7kJ／h式中Q溶解为溶解热。换热温度差△t的计算：循环水25℃→30℃氯化氢气体35℃→35℃△tl=l0℃△t2=5℃△tm=(10-5)／In(10／5)=7.2℃查《氯碱工业理化常数手册》取K=2090kJ／m2h℃S=Q／K△tm

7、=478208.7／(2090×7.2)=31.7lm2在此选取S=40m2式中s为所需要的换热面积；Q为每小时放出的热量；K为石墨降膜吸收器的总传热系数：△tm为平均温度差。3、选型中的有关问题分析目前在我国合成盐酸生产厂家普遍采用的吸收器是石墨降膜吸收器，它分为两种，一种是列管式，一种是圆块孔式。列管式壳体为碳钢，列管和上下管板均为不透性石墨制成，上下封头为钢衬胶。在上管板上还粘有吸收液分配头，这是上面开有斜槽的石墨短管。这种分配头安装的好坏及吸收器总体安装的垂直度，对于吸收液在管内成膜是否均匀，吸收效率的高

8、低是伞关重要的。只有分配头安装得一样高，一样正，才能使各石墨管内有均匀的液膜，才能避免有的管内液多，有的管内液少的现象。圆块孔式吸收器，其外先亦为碳钢，内件为高约300mm的圆柱形石墨块。在石墨块上沿轴向钻有中18mm的竖孑L，沿径向钻行中8mm的横向孔。每个石墨块的上端面刻有同心圆的沟槽和径向槽。几个石墨块叠放在一起，中间用O型橡胶圈密封，这样轴向孔上下贯通，而每个端面