1.硫磺制酸裝置水的來(lái)源

1）空氣帶入的水份

這部分水通常經(jīng)過(guò)干燥塔98%左右濃硫酸吸收進(jìn)入系統(tǒng)?？諝庵械乃莺繒?huì)因?yàn)椴煌貐^(qū)，不同溫度和不同空氣濕度有明顯不同，水的總量也和裝置控制的氣濃息息相關(guān)，加水量的多少差異很大，基本是整個(gè)硫磺制酸系統(tǒng)很難控制的點(diǎn)。

2）低溫?zé)峄厥展ざ渭铀?/p>

低溫?zé)峄厥展ざ挝找晦D(zhuǎn)過(guò)來(lái)的三氧化硫氣體，在一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率固定，低溫?zé)峄厥账?jí)酸濃固定和產(chǎn)酸酸濃固定的前提下，低溫?zé)峄厥展ざ蔚募铀渴窍鄬?duì)固定的，是硫磺制酸系統(tǒng)加水量最多的點(diǎn)也是最易控制的點(diǎn)。

3）干吸工段加水

干吸承擔(dān)二轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化三氧化硫的吸收，同時(shí)平衡干燥串酸和低溫?zé)峄厥债a(chǎn)酸酸濃，此處加水量相對(duì)較少，受干燥串酸影響較大。

2.設(shè)定場(chǎng)景

已知某地區(qū)當(dāng)?shù)貧鈮簽?7KPa，當(dāng)時(shí)氣溫為25℃，濕度為60%，該地區(qū)有一套80萬(wàn)噸/年硫磺制酸裝置，其滿負(fù)荷控制氣濃為11.0%，為簡(jiǎn)化計(jì)算流程，焚硫爐不考慮三氧化硫，設(shè)定干燥出口空氣含水量為零，裝置一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率為95%，總轉(zhuǎn)化率為99.80%。該裝置配置低溫余熱回收系統(tǒng)，低溫?zé)峄厥债a(chǎn)酸酸濃控制99.6%，串干燥循環(huán)酸控制干燥酸濃在98%。剩余產(chǎn)酸進(jìn)二吸循環(huán)酸槽。干燥酸槽液位通過(guò)干燥串二吸循環(huán)酸槽閥門(mén)控制。

3.各部分含水量計(jì)算

3.1干燥水量計(jì)算

1）空氣含水量計(jì)算

空氣中水分的含量可以通過(guò)不同的方法和公式來(lái)計(jì)算。

方法一：使用絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度的概念。絕對(duì)濕度是指單位體積空氣中所含的水汽質(zhì)量，通常用克/立方米（g/m³）來(lái)表示。相對(duì)濕度則是指空氣中實(shí)際所含水蒸汽密度和同溫度下飽和水蒸汽密度的百分比值。絕對(duì)濕度可以從下表中查得（表格數(shù)據(jù)來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，與實(shí)際數(shù)據(jù)可能會(huì)有出入），相對(duì)濕度可以從手機(jī)中天氣查得

從上表查得25度時(shí)絕對(duì)濕度為23.03g/m³，

計(jì)算可得空氣含水量為23.03*60%=13.818g/m³，

該裝置在滿負(fù)荷狀態(tài)下需要?dú)饬繛?00/98/99.8%*22.4/11%=208208Nm³/h，

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程P1V1/T1=P2V2/T2，

求得工況下所需氣量為V2=101.325*208208*(298.15)/（97*298.15）=217491m³/h。

可計(jì)算空氣帶入水分為217491m3/h*13.818g/m³=3t/h

方法二：使用飽和蒸汽壓計(jì)算，公式如下

HS-----空氣中含水量，kg/m³

n-----相對(duì)濕度

Ps---某一溫度下水的飽和壓力，Pa

P----當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)大氣壓力

從上表可查得25℃水的飽和壓力為3167Pa

空氣中含水量=60%*18/22.4*3167/(97000-3167)=0.01191kg/m³

可計(jì)算空氣帶入水量為217491m3/h*0.01191kg/m³=2.6t/h

上表為網(wǎng)絡(luò)查找數(shù)據(jù)，與實(shí)際數(shù)據(jù)可能會(huì)有變差，在常溫下計(jì)算數(shù)據(jù)基本接近，在高溫下數(shù)據(jù)可能會(huì)有偏差。

通過(guò)以上計(jì)算可以看出，在溫度較低的環(huán)境中，空氣帶入系統(tǒng)的水量較少，干燥酸濃很容易維持，若在高溫極端的天氣下，比如某地氣溫達(dá)38℃，濕度達(dá)80%。根據(jù)上表可查的絕對(duì)濕度為46.16g/m³

計(jì)算空氣量=101.325*208208*(311.15)/（97*298.15）=226974m³/h

裝置滿負(fù)荷空氣帶水量=46.16g/m3*80%*226974m³/h=8.38t/h

此時(shí)干燥酸濃就不容易維持，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的水平衡也影響很大，我們不得不采用其他措施控制酸濃平衡。

2）干燥酸濃平衡計(jì)算

   空氣帶水量以方法一計(jì)算3t/h為依據(jù)。

   因干燥循環(huán)是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程，在運(yùn)行中，干燥上塔酸濃及循環(huán)酸槽液位保持不變，我們只需計(jì)算低溫?zé)峄厥障到y(tǒng)串干燥循環(huán)酸槽酸（99.6%）吸收空氣中水分稀釋成98%酸串二吸循環(huán)酸槽。

計(jì)算串酸量m1*99.6%/(m1+3t/h)=98%     m1=183.75t/h

根據(jù)計(jì)算，HRS產(chǎn)酸串183.75t/h即可保持干燥酸濃。低溫?zé)峄厥债a(chǎn)酸量能滿足需求（后續(xù)計(jì)算低溫?zé)峄厥债a(chǎn)酸量約298t/h）。

若在38℃極端天氣下空氣帶水8.38t/h

計(jì)算串酸量m2*99.6%/(m2+8.38t/h)=98%   m2=513t/h

此時(shí)保持干燥98%酸濃，低溫?zé)峄厥障到y(tǒng)串干燥循環(huán)酸槽酸量需513t/h，已經(jīng)超過(guò)低溫?zé)峄厥债a(chǎn)酸總量，我們只能采取降低干燥酸濃或者干燥串稀釋器的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。

若計(jì)算低溫余熱回收系統(tǒng)全部產(chǎn)酸進(jìn)干燥循環(huán)酸槽，

干燥酸濃只能達(dá)到=298*99.6%/(298+8.38)=96.9%

若要滿足98%酸濃，還需通過(guò)干燥串低溫?zé)峄厥障♂屍?，增大低溫?zé)峄厥债a(chǎn)酸量

計(jì)算干燥串低溫?zé)峄厥障♂屍魉崃?（513-298）*99.6%/98%=218.5t/h

空氣的溫度和濕度受天氣影響較大，特別是晝夜溫差較大區(qū)域，還有天氣陰晴變化較快區(qū)域，酸濃的控制就由為艱難。

計(jì)算內(nèi)容較多，水平衡計(jì)算需通過(guò)幾次發(fā)布完成。下期見(jiàn)低溫?zé)峄厥蘸投胶庥?jì)算。