文丘里洗涤器参考

物料衡算：文丘里洗涤器

1. 操作条件

温度：160～50℃

压力：0.035 MPa

2. 进洗涤器的气体组成

H2S的出口指标按10 mg/m3干气来计算

即摩尔分率为10×22.4/(34×1000000) =0.000006588

设出口尾气水蒸汽的饱和度为80%

查得50℃水的饱和蒸汽压为0.01234 Mpa

则尾气中水蒸气的分压为0.01234×80%=0.009872 MPa

尾气中水蒸气的摩尔分率为0.009872/0.135=0.07313

表2.12出洗涤器的湿气组成（10点）

组分CO2H2S N2 H2O(汽) 总量摩尔流量/kmol/h 422.07590.0033232.858435.8946490.8322摩尔分率/% 87.13550.0006588 5.55137.3126100.0000则在洗涤器中从气相进入液相的水量为39.1149-35.8946=3.2203kmol/h

3. 碱液用量

加入NaOH浓度为0.002 kmol/m3

所需NaOH的量为2×0.008822=0.01764 koml/h

加入碱液体积流量为0.01764/0.002=8.822 m3/h

加入碱液质量流量为8.822×1000=8822 kg/h

加入碱液摩尔流量为8822/18.02=489.5671 kmol/h

碱液中水的摩尔流量为489.5671-0.01764=489.5495 kmol/h

4. 污水排放量

表2.13 污水中各组分的排放量

成分

NaSO 3 H 2O 摩尔流量/kmol/h

0.008822

492.7786

5. 硫磺回收率

17.6665

100%99.9316%17.6786

x =

⨯=

6. H 2S 的净化率

17.6753

100%99.9813%

17.6786x =

⨯=

热量衡算：文丘里洗涤器

1. 操作条件

反应气进160℃，出50℃；碱液进口温度32℃，出60℃；操作压力0.035 MPa

2. 放热 a. 反应气放热

定性温度t 取平均值t = 105℃查得t = 105℃时反应气中各组分的摩尔热熔见下表

表2.24 反应气红各组分摩尔热熔

组分

CO 2 H 2S N 2 总量 摩尔流量G /kmol/h 422.0759 0.00332 32.8584 摩尔热熔C p /kJ/(kmol∙K) 38.2 35.15 29.25 G×C p /kJ/(h∙K)

16123.2994

0.1167

961.1082

17084.5243

1,17084.5243(50160)1879297.671kJ/h i pi Q nC t =∆=⋅-=-∑放

b. SO 2放热 1. 160℃-50℃显热

定性温度t = 105℃，查得此温度下SO 2的摩尔热熔为39.95 kJ/(kmol∙k)，则此过程的显热为 ()2,=0.00882239.955016038.7683kJ/h Q ⨯⨯-=-放 2.

SO 2在50℃时的反应热 假设如下的途径来计算： (1). 50℃反应物-25℃反应物

定性温度取平均值t = 37.5℃，查得此温度下SO 2和NaOH(s)的摩尔热熔见下表

表2.25 SO 2和NaOH(s)的摩尔热熔

组分

SO 2

NaOH(s)

总量 摩尔流量G /kmol/h 0.008822 0.017644 摩尔热熔C p /kJ/(kmol∙K) 38.56 2404 G×C p /kJ/(h∙K)

0.3402

42.4162

42.7564

,42.7564(2550)1068.9088kJ/h i pi i Q nC t =∆=⋅-=-∑放

(2). 25℃反应物-25℃产物 2232S O +2N a O H =N a S O +H O

已知查得

2232(SO )296900kJ/kmol (NaOH)425609kJ/kmol (Na SO )1091080.08kJ/kmol

(H O)285830kJ/kmol f m f m f m f m H H H H ∆=-∆=-∆=-∆=-

则该反应的反应焓为

()228792.08k J /

r m i f m H v H i ∆=∆=-∑ 反应热为 ,=0.0088222018.4037k J /h

r m ii Q H ∆=-放 (3). 25℃产物-50℃产物

定性温度取平均值t = 37.5℃，查得此温度下Na 2SO 3和H 2O 的摩尔热熔见下表

表2.26 Na 2SO 3和H 2O 的摩尔热熔

组分

Na 2SO 3 H 2O 总量 摩尔流量G /kmol/h

0.008822 0.008822 摩尔热熔C p /kJ/(kmol∙K)

252.08 75.132 G×C p /kJ/(h∙K)

2.2238

0.6628

2.8867

,= 2.8867(5025)72.1666kJ/h

i pi iii Q nC t ∆=⋅-=-∑放

于是SO 2总放热为 2,2,,,,3053.9142kJ/h SO i ii iii Q Q Q Q Q =+++=-放放放放放 a. 反应气中水蒸气放热

反应气进口温度160℃，总压0.035 MPa ，其中水蒸气未饱和 进口气相中水蒸汽的摩尔流量为39.1149 kmol/h