内容发布更新时间 : 2024/12/23 0:44:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
H2 ： n0,d=n8,d=0.0457 其他杂质（M）：n0,m=n8,m=1.1731
表2-1 氯气的溶解度数据
S/g 1.46 t/℃
0
0.980 10
0.716 20
0.562 30
0.451 40
[10]
0.386 50
0.324 60
0.274 70
0.219 80
0.125 90
查饱和蒸汽压表[8]可知：T=15℃时，水的饱和蒸汽压为：Ps=1.7053kPa.
psn8,b由道尔顿分压定律得： =
Pn8,i即
n8,b1.7053= …………………③
101.325n8,a?n8,b?1.0664?0.0457?1.17310.324?0.274=0.299g/100gH2O.
2查表2-1可知：T=65℃时，氯气的溶解度S=则
0.299/70.91n1,a= …………………④
100/18.02n1,b解①～④方程可得：
n1,a=0.0996, n1,b=131.1992, n8,a=149.9629, n8,b=2.6032
在前面的理想假设中忽略了氧气、氢气、杂质的溶解度，所以在F1中不存在这些组分的含量,全部在F8中.则洗涤塔至湿氯除雾器总的物料衡算数据如下表所示：
表2-2 洗涤塔至湿氯除雾器的物料衡算数据
输入（F0）
组分 Cl2: H2O: O2 : H2 : 杂质M 总计：
物质的量/（kmol/h） 150.0625 133.8024 1.0664 0.0457 1.1731 286.1501
组分 Cl2: H2O: O2 : H2 : 杂质M 总计：
输出（F1、F8）
物质的量/（kmol/h） 0.0996+149.9629=150.0625 131.1992+2.6032=133.8024
1.0664 0.0457 1.1731 286.1501
从物料计算数据中可见，水的饱和蒸汽压与温度是成正比关系的，冷却后的温度越低，含水量就越少，含水量少对氯气干燥越有利，同时对降低硫酸消耗量也有利.但温度不能过低，当低于9.6℃时，氯气和水形成Cl2.8H2O水合结晶，导致管道堵塞，
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温度控制指标范围为：12～18℃[11].
2.2.1 湿氯除雾器的物料衡算
F7(15℃)
湿 氯 除 雾 器 ℃ ) F8 (15
图2-2 湿氯除雾器物料衡算系统
此过程为等温除雾，它主要的目的就是除去混合气中少量的水雾，减少混合气体
中水雾的夹带，降低氯气中含水率，从而降低干燥塔中硫酸的用量.它的工作原理是：管式过滤器材质经过特殊浸渍工艺处理上网超细玻璃棉为滤芯纤维除雾器，湿氯气由外至内通过过滤器，其夹带的水雾截留在玻璃棉中，达到降低含水率的目的.在前面的计算中，按理想状态下，忽略了混合气体中夹带的少量泡沫和水雾，经过冷却器出来的各组分全部以气体的形式存在，则经过湿氯除雾器后可忽略各组分的微小变化.
则湿氯除雾器的物料衡算： ∑ni,入=∑ni,出 即：F7,i=F8,i ； Cl2: n7,a= n8,a=149.9629 ； H2O:
n
7,b
= n8,b=2.6032 ；
O2 : n7,c=n8,c=1.0664 ； H2: n7,d=n8,d=0.0457；
其它杂质（M）：n7,m=n8,m=1.1731；
2.2.2冷却器的物料衡算
F5（45℃） F7（15℃）
冷却器
F6 （15℃）
图2-3 冷却器物料衡算系统
在氯碱工业中，冷却器是不可缺少的设备，有着相当高的地位，此设备被广泛推广使用.冷却器的主要作用是降低混合气的温度，即可降低水蒸气的饱和蒸汽压，使
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水蒸气形成液态水排除出，从而降低混合气中水的含量.
本设计中控制冷却器的出口温度为15℃（指标范围12～18℃）.不能过低，防止形成Cl2.8H2O水合结晶，堵塞管道.
此设备混合物各组分的物料衡算： ∑ni,入=∑ni,出
Cl2: n5,a=n7,a+n6,a 即 n5,a=149.9629+n6,a …………………① H2O: n5,b=n7,b+n6,b 即n5,b= 2.6032+n6,b …………………② O2 : n5,c=n7,c=1.0664
H2 : n5,d=n7,d=0.0457 ； 其它杂质（M）：n5,m=n7,m=1.1731
查饱和蒸汽压表[1]可知：T=45℃时，水的饱和蒸汽压为：Ps=9.5837kPa. 由道尔顿分压定律得：
psn5,b= Pn5,i即
n5,b9.5837= …………………③
101.325n5,a?n5,b?1.0664?0.0457?1.17310.980?0.716=0.848g/100gH2O
2查表2-1可知：T6=15℃时,氯气的溶解度S=
0.848/70.91n6,a则 = …………………④
100/18.02n6,b解①～④方程可得：
n5,a=149.9730 ； n5,b=15.9075 ； n6,a=0.0101 ； n6,b=13.3043
表2-3 冷却器的物料衡算数据
输入（F5）
组分 Cl2: H2O: O2: H2: 杂质M 总计：
物质的量/（kmol/h）
149.9730 15.9075 1.0664 0.0457 1.1731 168.1657
组分 Cl2: H2O: O2: H2: 杂质M 总计：
输出(F6、F7)
物质的量/（kmol/h） 0.0101+149.9629=149.9730 13.3043+2.6032=15.9075
1.0664 0.0457 1.1731 168.1657
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2.2.3分离器的物料衡算
等温过程（45℃）
F4 分离器 F5
图2-4 分离器物料衡算系统
分离器的作用是除去洗涤塔出来的混合气中少量的泡沫.前面假设理想状态时，忽略了混合气中少量的泡沫，物料中只能有纯气体存在.此过程是等温过程，因此分离器前后物料各组分的量不变.
物料衡算为： ∑ni,入=∑ni,出 即F4,i=F5,i
Cl2 ： n4,a= n5,a=149.9730 ； H2O : n4,b= n5,b=15.9075 ；
O2 : n4,c=n5,c=1.0664 ； H2 : n4,d=n5,d=0.0457 ；
其它杂质（M）：n4,m=n5,m=1.1731 ；
2.3 洗涤塔及氯水箱的能量衡算及循环氯水量的计算
F4 （45℃）
F0（80℃） F2
氯水箱 F3 F1（65℃） 洗涤塔 F6（15℃）
图2-5 洗涤塔及氯水箱系统
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