3.2低溫熱回收水量計算

1）低溫熱回收系統(tǒng)需求總水量

前文設置場景，一轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化率為95%，總轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率為99.8%，一轉(zhuǎn)三氧化硫全部在低溫熱回收吸收，生成硫酸濃度為99.6%。

低溫熱回收吸收生成100%濃度硫酸質(zhì)量=100/98/99.8%*95%*98=95.19t/h

需要加水量=95.19/98*18+95.19/99.6%-95.19=17.87t/h

2）加水量分布

二級酸帶水：為保證煙氣在高溫吸收塔中完全吸收，高溫吸收塔設置二級吸收，二級酸既要保證吸收效率而又不腐蝕設備，一般酸濃控制在98.5%左右，還需控制高溫吸收塔出口煙氣溫度，溫度過高燒壞除霧器，溫度過低轉(zhuǎn)化四段溫度得不到控制，二級酸量也需要控制，80萬噸/年的裝置，一般控制在114m3/h左右，溫度60℃。

計算二級酸帶入水量=114*1.7968-114*1.7968*98.5%/99.6%=2.26t/h

稀釋器加水：同理，低溫熱回收上塔酸濃和循環(huán)酸槽液位是一個動態(tài)的平衡，在干燥串稀釋器酸閥不開的前提下，水的來源只有二級酸和稀釋器加水。

稀釋器加水量=17.87-2.26=15.61t/h

低溫熱回收系統(tǒng)的產(chǎn)酸由二級串酸和吸收生產(chǎn)的酸組成

  低溫熱回收產(chǎn)酸量=114*1.7968*98.5%/99.6%+95.19/99.6%=298t/h

若在前文提到極端天氣38℃，濕度80%,為保證干燥酸濃98%，干燥需向稀釋串酸218.5t/h

計算干燥串稀釋器帶入水量=218.5-218.5*98%/99.6%=3.51t/h

此種情況下稀釋器加水量=17.87-2.26-3.51=12.1t/h

3.3二吸加水量計算

二吸循環(huán)酸槽承接干燥串酸，低溫熱回收產(chǎn)酸，以及二吸吸收產(chǎn)酸等多個環(huán)節(jié)，可單獨計算，此種方式較為復雜，我們可以總體考慮整個系統(tǒng)，計算較為簡單。

裝置總共加水量=100/98*18+100/98.5%-100=19.89t/h

二吸加水量=裝置總加水量-空氣帶入水量-稀釋器加水量=19.89-3-15.61=1.28t/h

通過計算可以看出，在正常工況條件下，二吸仍有少量加水維持酸濃的穩(wěn)定。但我們看在上述極端天氣下。

計算稀釋器加水量與空氣帶水量的總和=12.1+8.38=20.48t/h，此時兩處的加水量已大于裝置的總加水量，二吸不但不用加水還保不住酸濃。若保持原本干燥酸濃和相應串酸量

簡單計算二吸酸濃=100/(20.48-100/98*18+100)=97.94%(忽略低溫熱回收二級酸濃變化)

此時二吸不加水的情況也只能維持98%左右。此時的酸濃以二級酸的形式進入高溫吸收塔，會腐蝕設備，減短設備使用壽命，因此我們還必須采用手段提升其酸濃。

3.4酸平衡的調(diào)整計算

在干燥串低溫熱回收稀釋器串酸量無法增加的前提下，我們只有降低干燥的酸濃，讓更多的水進入低溫熱回收稀釋器，減少稀釋的加水來維持整個二吸酸濃的穩(wěn)定。

首先確定在上述極端條件下低溫熱回收稀釋器的最大加水量=系統(tǒng)總加水量-空氣帶水量=19.89-8.38=11.48t/h

干燥串稀釋器水量=低溫熱回收需要加水量-二級酸帶入水量-稀釋器的最大加水量=17.87-2.26-11.48=4.13t/h

若保持上述稀釋器最大串酸量，計算干燥酸濃的最低濃度

酸濃=（218.5-4.13）*99.6%/218.5=97.58%

通過計算可知，干燥酸濃控制97.58%以下，保持上述稀釋器串酸量即可維持整個系統(tǒng)酸濃，但增大稀釋器串酸量的同時也增大了低溫熱回收系統(tǒng)產(chǎn)酸量，此方法會降低低溫熱回收熱能利用率，不利用裝置整體的熱能回收，因此需減小裝置干燥串稀釋器的串酸量，這時候就需要降低干燥酸濃來維持串水量的不變。

若把串酸量將至115t/h以下，計算在極端條件下干燥的最低酸濃

酸濃=（115-4.13）*99.6%/115=96%

干燥96%以上的酸濃能滿足裝置的需求，也能保證在極端條件下低溫熱回收系統(tǒng)有較高的產(chǎn)汽率。

酸濃是裝置運行的關(guān)鍵，也是設備使用壽命的保證，目前通過酸濃儀單一變量控制，若儀表出現(xiàn)故障，酸濃大幅度波動，嚴重者造成環(huán)保事故，設備損壞。引入水平衡多變量控制，即使在儀表失真、天氣多變、負荷波動等多種因數(shù)下，也能達到預判效果，為裝置長周期穩(wěn)定運行保駕護航。

（前文水平衡計算公式（一）中，計算工況氣量引用溫度數(shù)據(jù)有誤，但為維持計算統(tǒng)一性，本文仍應用前文數(shù)據(jù)）