1.硫磺制酸装置水的来源

1）空气带入的水份

这部分水通常经过干燥塔98%左右浓硫酸吸收进入系统。空气中的水份含量会因为不同地区，不同温度和不同空气湿度有明显不同，水的总量也和装置控制的气浓息息相关，加水量的多少差异很大，基本是整个硫磺制酸系统很难控制的点。

2）低温热回收工段加水

低温热回收工段吸收一转过来的三氧化硫气体，在一转转化率固定，低温热回收塔二级酸浓固定和产酸酸浓固定的前提下，低温热回收工段的加水量是相对固定的，是硫磺制酸系统加水量最多的点也是最易控制的点。

3）干吸工段加水

干吸承担二转转化三氧化硫的吸收，同时平衡干燥串酸和低温热回收产酸酸浓，此处加水量相对较少，受干燥串酸影响较大。

2.设定场景

已知某地区当地气压为97KPa，当时气温为25℃，湿度为60%，该地区有一套80万吨/年硫磺制酸装置，其满负荷控制气浓为11.0%，为简化计算流程，焚硫炉不考虑三氧化硫，设定干燥出口空气含水量为零，装置一转转化率为95%，总转化率为99.80%。该装置配置低温余热回收系统，低温热回收产酸酸浓控制99.6%，串干燥循环酸控制干燥酸浓在98%。剩余产酸进二吸循环酸槽。干燥酸槽液位通过干燥串二吸循环酸槽阀门控制。

3.各部分含水量计算

3.1干燥水量计算

1）空气含水量计算

空气中水分的含量可以通过不同的方法和公式来计算。

方法一：使用绝对湿度和相对湿度的概念。绝对湿度是指单位体积空气中所含的水汽质量，通常用克/立方米（g/m³）来表示。相对湿度则是指空气中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱和水蒸汽密度的百分比值。绝对湿度可以从下表中查得（表格数据来源于网络，与实际数据可能会有出入），相对湿度可以从手机中天气查得

从上表查得25度时绝对湿度为23.03g/m³，

计算可得空气含水量为23.03*60%=13.818g/m³，

该装置在满负荷状态下需要气量为100/98/99.8%*22.4/11%=208208Nm³/h，

根据理想气体状态方程P1V1/T1=P2V2/T2，

求得工况下所需气量为V2=101.325*208208*(298.15)/（97*298.15）=217491m³/h。

可计算空气带入水分为217491m3/h*13.818g/m³=3t/h

方法二：使用饱和蒸汽压计算，公式如下

HS-----空气中含水量，kg/m³

n-----相对湿度

Ps---某一温度下水的饱和压力，Pa

P----当地当时大气压力

从上表可查得25℃水的饱和压力为3167Pa

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

可计算空气带入水量为217491m3/h*0.01191kg/m³=2.6t/h

上表为网络查找数据，与实际数据可能会有变差，在常温下计算数据基本接近，在高温下数据可能会有偏差。

通过以上计算可以看出，在温度较低的环境中，空气带入系统的水量较少，干燥酸浓很容易维持，若在高温极端的天气下，比如某地气温达38℃，湿度达80%。根据上表可查的绝对湿度为46.16g/m³

计算空气量=101.325*208208*(311.15)/（97*298.15）=226974m³/h

装置满负荷空气带水量=46.16g/m3*80%*226974m³/h=8.38t/h

此时干燥酸浓就不容易维持，对整个系统的水平衡也影响很大，我们不得不采用其他措施控制酸浓平衡。

2）干燥酸浓平衡计算

   空气带水量以方法一计算3t/h为依据。

   因干燥循环是一个动态平衡的过程，在运行中，干燥上塔酸浓及循环酸槽液位保持不变，我们只需计算低温热回收系统串干燥循环酸槽酸（99.6%）吸收空气中水分稀释成98%酸串二吸循环酸槽。

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

根据计算，HRS产酸串183.75t/h即可保持干燥酸浓。低温热回收产酸量能满足需求（后续计算低温热回收产酸量约298t/h）。

若在38℃极端天气下空气带水8.38t/h

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

此时保持干燥98%酸浓，低温热回收系统串干燥循环酸槽酸量需513t/h，已经超过低温热回收产酸总量，我们只能采取降低干燥酸浓或者干燥串稀释器的措施来实现。

若计算低温余热回收系统全部产酸进干燥循环酸槽，

干燥酸浓只能达到=298*99.6%/(298+8.38)=96.9%

若要满足98%酸浓，还需通过干燥串低温热回收稀释器，增大低温热回收产酸量

计算干燥串低温热回收稀释器酸量=（513-298）*99.6%/98%=218.5t/h

空气的温度和湿度受天气影响较大，特别是昼夜温差较大区域，还有天气阴晴变化较快区域，酸浓的控制就由为艰难。

计算内容较多，水平衡计算需通过几次发布完成。下期见低温热回收和二吸水平衡计算。