冷却净化系统工艺计算示例

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根据本节沸腾焙烧炉工艺计算示例，沸腾炉出口炉气温度850℃，组成为：

(1)泡沫塔出口水温

泡沫塔出口水温，若达到对应于炉气进口条件下的湿球温度，则用水量为最小。实际达不到此要求。计算定进水温度为30℃，并假定出水温度为50℃。

炉气带入热：108710千卡／时(见文氏管计算)。

假定溶解于水中的二氧化硫量为14公斤，则干炉气量：1326．3－14=1312．3公斤／时。

炉气带出热：Ⅰ₄₀=37．18千卡／公斤干炉气

1312．3×37．18=48800(千卡／时)

炉气释出热：108710－48800=59910(千卡／时)

出口炉气含水量：1314．3×0．0463=60．9(公斤／时)

冷凝水量：183．2－60．9≌122(公斤／时)

用水量：59910=(50－30)W+50×122

排水量：2690+122=2812(公斤／时)

(2)排水中二氧化硫溶解量

近似取进口SO₂浓度，压力取塔内平均操作压力。

tw=50℃，P_s0。=68毫米汞柱，水中二氧化硫饱和溶解量为0．56克／100克水，实际取饱和量的85%。溶解于水中的SO₂量：

(3)出泡沫塔炉气成分

(4)泡沫塔设备核算

❶ 塔板数：在图6－2－27上作操作线AB，A点为进水温度．出气的热焓；B点为出口水温，进气的热焓。由梯级法求得理论塔板数为2块，实际采用3块。

❷ 空塔速度和塔内径：塔内平均气量：

塔内平均气温：(65+40)／2=52．5℃

塔内平均压力：719毫米汞柱

操作气量：

塔截面积：即空塔气速为1．6米／秒。

F=0．373／1．6=0．233(米²)

塔内径：

❸ 淋洒密度：2．690／0．233=11．52(米³／米²·时)

❹ 气液比：1341∶2．69≌500∶1

❺ 塔板参数：本示例计算为一小塔，为了简化设备结构，全部采用淋降板。

上层塔板(分布板)，取孔速为8米／秒。

塔板自由截面积：0．373／8=0．0467(米2)

S₀==0．0467／0．233×100=20%

根据表6－2－46，取孔径为7．0毫米，孔中心距为15毫米，等边三角形排列，S₀=19．74%。

中，下层塔板，取孔速11米／秒。

塔板自由截面积：0．373／11=0．0338(米²)

S₀=O．0338／0．233×100=14．5%

根据表6－2－46取孔径为6毫米，孔中心距为15毫米，等边三角形排列，S₀=14．5%。

孔中心距t／孔径d之比值，对于气液两相的混合程度具有决定意义。对于上层塔板，主要起分布作用，要求阻力低，液体泄漏快，t／d应在2以下，本示例为15／7=2．01，基本接近要求。中下层塔板t／d要求在2～2．5之间比较合适，本示例为15／6=2．5。

自由截面率S₀在10～18%之间，孔速在6～15米／秒之间均可获得较好结果。

❻ 板间距：泡沫层高度H取200毫米，分离空间H空间取150毫米，附加高度h_附加取0．25H即50毫米，则塔板间距；

H_T=200+150+50==400(毫米)

❼ 阻力计算：干塔板阻力ΔP₁，假定塔板厚δ=15毫米，K_c=1．5，γ_气≌1．0公斤／米³，中、下层塔板孔速W_孔=11米／秒，上层塔板孔速W_孔′=8米／秒。

泡沫层阻力取决于泡沫层高度，淋降板泡沫层高度可按下式估算：

式中 W_气——空塔气速，1．6米／秒；

L——液流强度，2690公斤／时：

G——气流强度，1441公斤／时。

(取塔出入口平均值)

因此泡沫层阻力ΔP₂：

ΔP₂=325×0．078－23×1．6+43．5=32．1(毫米水柱)

三层塔板的阻力共计：

2×13．4+7．1+3×32．1=130．2(毫米水柱)

加上塔的进出口，总阻力为

130．2×1．1≌145(毫米水柱)