3.2低温热回收水量计算

1）低温热回收系统需求总水量

前文设置场景，一转化转化率为95%，总转转化率为99.8%，一转三氧化硫全部在低温热回收吸收，生成硫酸浓度为99.6%。

低温热回收吸收生成100%浓度硫酸质量=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

二级酸带水：为保证烟气在高温吸收塔中完全吸收，高温吸收塔设置二级吸收，二级酸既要保证吸收效率而又不腐蚀设备，一般酸浓控制在98.5%左右，还需控制高温吸收塔出口烟气温度，温度过高烧坏除雾器，温度过低转化四段温度得不到控制，二级酸量也需要控制，80万吨/年的装置，一般控制在114m3/h左右，温度60℃。

计算二级酸带入水量=114*1.7968-114*1.7968*98.5%/99.6%=2.26t/h

稀释器加水：同理，低温热回收上塔酸浓和循环酸槽液位是一个动态的平衡，在干燥串稀释器酸阀不开的前提下，水的来源只有二级酸和稀释器加水。

稀释器加水量=17.87-2.26=15.61t/h

低温热回收系统的产酸由二级串酸和吸收生产的酸组成

  低温热回收产酸量=114*1.7968*98.5%/99.6%+95.19/99.6%=298t/h

若在前文提到极端天气38℃，湿度80%,为保证干燥酸浓98%，干燥需向稀释串酸218.5t/h

计算干燥串稀释器带入水量=218.5-218.5*98%/99.6%=3.51t/h

此种情况下稀释器加水量=17.87-2.26-3.51=12.1t/h

3.3二吸加水量计算

二吸循环酸槽承接干燥串酸，低温热回收产酸，以及二吸吸收产酸等多个环节，可单独计算，此种方式较为复杂，我们可以总体考虑整个系统，计算较为简单。

装置总共加水量=100/98*18+100/98.5%-100=19.89t/h

二吸加水量=装置总加水量-空气带入水量-稀释器加水量=19.89-3-15.61=1.28t/h

通过计算可以看出，在正常工况条件下，二吸仍有少量加水维持酸浓的稳定。但我们看在上述极端天气下。

计算稀释器加水量与空气带水量的总和=12.1+8.38=20.48t/h，此时两处的加水量已大于装置的总加水量，二吸不但不用加水还保不住酸浓。若保持原本干燥酸浓和相应串酸量

简单计算二吸酸浓=100/(20.48-100/98*18+100)=97.94%(忽略低温热回收二级酸浓变化)

此时二吸不加水的情况也只能维持98%左右。此时的酸浓以二级酸的形式进入高温吸收塔，会腐蚀设备，减短设备使用寿命，因此我们还必须采用手段提升其酸浓。

3.4酸平衡的调整计算

在干燥串低温热回收稀释器串酸量无法增加的前提下，我们只有降低干燥的酸浓，让更多的水进入低温热回收稀释器，减少稀释的加水来维持整个二吸酸浓的稳定。

首先确定在上述极端条件下低温热回收稀释器的最大加水量=系统总加水量-空气带水量=19.89-8.38=11.48t/h

干燥串稀释器水量=低温热回收需要加水量-二级酸带入水量-稀释器的最大加水量=17.87-2.26-11.48=4.13t/h

若保持上述稀释器最大串酸量，计算干燥酸浓的最低浓度

酸浓=（218.5-4.13）*99.6%/218.5=97.58%

通过计算可知，干燥酸浓控制97.58%以下，保持上述稀释器串酸量即可维持整个系统酸浓，但增大稀释器串酸量的同时也增大了低温热回收系统产酸量，此方法会降低低温热回收热能利用率，不利用装置整体的热能回收，因此需减小装置干燥串稀释器的串酸量，这时候就需要降低干燥酸浓来维持串水量的不变。

若把串酸量将至115t/h以下，计算在极端条件下干燥的最低酸浓

酸浓=（115-4.13）*99.6%/115=96%

干燥96%以上的酸浓能满足装置的需求，也能保证在极端条件下低温热回收系统有较高的产汽率。

酸浓是装置运行的关键，也是设备使用寿命的保证，目前通过酸浓仪单一变量控制，若仪表出现故障，酸浓大幅度波动，严重者造成环保事故，设备损坏。引入水平衡多变量控制，即使在仪表失真、天气多变、负荷波动等多种因数下，也能达到预判效果，为装置长周期稳定运行保驾护航。

（前文水平衡计算公式（一）中，计算工况气量引用温度数据有误，但为维持计算统一性，本文仍应用前文数据）