（3）计算换热器的面积A

80℃时甲苯质量流量为270kg/h，则每小时排出的甲苯体积V为

又废气总体积流量为33000 m3/h，废气平均分子量约为28。 80℃时废气质量流量＝

PVM1?33000?28??31908kg/h RT0.082?(80?273.15)废气中空气的质量流量为31908－270＝31638kg/h。

废气从80℃(T1)降至24℃(T2)，冷水从20℃(t1)升高至23℃(t2)。

热负荷Q1＝甲苯降温传热量＋空气降温传热量

＝270 ×1.7 ×(80 - 24) + 31638 ×1.005 ×(80 - 24) ＝1.8×106 kJ/h

Q1.8?106冷却水用量W＝＝＝143t/h

4.2?(23?20)c??t先按单壳程考虑：对数平均温差?Ttm?R?|T1?t2|?|T2?t1|＝19.95K

ln[(T1?t2)/(T2?t1)]T1?T2t?t156＝ P?21＝ t2?t1T1?t1320根据R、P的值查温度校正系数图可得，温差修正系数Ft＝0.89>0.8，可见用单壳程合适，因此有效温差?T?Ft??Ttm＝17.8K

假定换热器总传热系数为K?130W/(m2?K)，则所需传热面积为:

A?Q?T?K＝216m2

（4）主要工艺及结构基本参数的计算 选用Φ25×2.5mm钢管，材质20号钢。 取管内冷却水的流速为0.5 m/s，则

管数 n?管长l＝

4Vu?di2＝

4?(143000/3600)/1000＝253根

0.5???0.022A216＝＝10.9m n?d0253???0.025因此，取管程数为2，管长为6m，总管数为253×2＝506根。壳体的公称直径DN＝800mm，公称压力为10kgf/cm2。

采用正三角形排列换热管，管子与管板采用焊接法连接。 综上，列管式冷凝器_1的主要参数是：

选用6m长的Φ25×2.5mm钢管（材质20号钢）共506根； 壳体直径800mm； 换热面积216m2； 冷却水用量为143t/h； 甲苯回收率为90.7％；

废气由80℃降至24℃，冷却水由20℃升至23℃。 3. 列管式冷凝器_2

根据废气性质和气量，本项目选用固定板式换热器对甲苯和水蒸气进行冷凝以回收脱附所得甲苯。为了便于排出冷凝液，流动路径按甲苯和水蒸气走管间（即壳程）、冷却水走管内考虑。另外，为达到一定的回收效率，且兼顾冷却水成本，确定冷却水进口温度为20℃，出口温度为25℃，蒸汽进口温度为120℃，经冷凝后降至30℃以下。具体计算如下：

（1）确定所需蒸汽量 脱附时甲苯回收率＝

904?40＝95.6％ 40需吹脱甲苯量为25.1×95.6％＝24.0 kg/h。

一般取蒸汽量：吹脱溶剂量＝（4－10）：1，确定蒸汽量为150 kg/h。

（2）冷凝甲苯回收率计算

甲苯的Antoine常数为A=16.0137, B=3096.52, C=53.67。由Antoine方程 lnp?A?B （p为温度T时的饱和蒸汽压，mmHg） T?C120℃时p＝984.7mmHg；30℃时p＝36.67mmHg 因此，80℃降温至30℃的回收率为基本上全部冷凝下来。

（3）计算换热器的面积A

120℃时甲苯质量流量为24kg/h，水蒸气质量流量为150 kg/h。 蒸汽从120℃降低至30℃，冷却水从20℃升高至25℃。

热负荷Q1＝甲苯降温传热量＋蒸汽传热量＋蒸汽冷凝潜热

＝24 ×1.7 ×(120 - 30) + 150 ×4.2 ×(120 - 30)＋150 ×2232 ＝0.395×106 kJ/h

Q0.395?106冷却水用量W＝＝＝18.8t/h

4.2?(25?20)c??t984.7?36.67＝97.3％，即甲苯

984.7先按单壳程考虑：对数平均温差?Ttm?R?|T1?t2|?|T2?t1|＝37.76K

ln[(T1?t2)/(T2?t1)]T1?T2t?t1＝18 P?21＝ t2?t1T1?t120根据R、P的值查温度校正系数图可得，温差修正系数Ft＝0.93>0.8，可见用单壳程合适，因此有效温差?T?Ft??Ttm＝35K

假定换热器总传热系数为K?350W/(m2?K)，则所需传热面积为:

A?Q?T?K＝9m2

（4）主要工艺及结构基本参数的计算 选用Φ25×2.5mm钢管，材质20号钢。 取管内冷却水的流速为0. 5 m/s，则

管数n?4Vu?di2＝

4?(18800/3600)/1000＝34根 20.5???0.02管长l＝

A9＝＝3.4m n?d034???0.025因此，换热器管程数为2，管长为2m，总管数＝34×2＝68根。壳体的公称直径DN＝400mm，公称压力为16kgf/cm2。

采用正三角形排列换热管，管子与管板采用焊接法连接。 综上，列管式冷凝器_2的主要参数是：

选用2m长的Φ25×2.5mm钢管（材质20号钢）共68根； 换热面积9m2； 壳体直径400mm； 冷却水用量为18.8t/h；

蒸汽由120℃降至30℃，冷却水由20℃升至25℃。

4. 活性炭吸附装置及附属设备

（1）根据废气性质和气量，本项目采用低压蒸汽再生的固定床活性炭吸附系统进一步回收废气中的甲苯。