Исходные данные
-
Состав обжигового газа после обжига серосодержащего сырья в атмосфере воздуха:
Состав |
Объемные % |
SO2 |
12,8 |
SO3 |
0,07 |
Н2О |
5,7 |
О2 |
2,6 |
N2 |
78,83 |
-
Перед подачей в реактор газ подвергается осушке и очистки от SO3, (объемные %):
Концентрация в объемн. % SO2 10,2
-
Окисление SO2 осуществляется в несколько стадий контактирования в каталитическом реакторе:
Каталитический реактор промежуточными теплообменниками между 5-ю слоями катализатора. В системе ДК-ДА. С промежуточной очисткой от продуктов реакции и возвратом в колонну на последние слои катализатора.
-
Заданная производительность установки (в тоннах 100%-ной серной кислоты в сутки):
П (H2SO4) 600
Расчет адиабатического разогрева
где Qр – тепловой эффект реакции 94,400[кДж/моль SO2]
А – концентрация SO2 = 0,095
Cр – теплоемкость смеси 0,252 [кал/л*газа*град]
Расчет концентраций на слоях катализатора:
Из формулы выражая x ,мы получим
1 |
2 |
3 |
|
598 |
567 |
488 |
TH |
422 |
520 |
460 |
TK |
0 |
0.51 |
0.79 |
xн |
0.6 |
0.67 |
0.88 |
xp |
Материальный баланс:
SO2 + 0.5 O2 = SO3
x1 =0,88
После первой ступени газ идет на очистку от SO3, а это значит, что должен меняться объем потока и объемные доли газов, входящих в него.
Предположим, что , тогда
Рассчитаем для второй ступени:
|
4 |
5 |
TH |
444 |
422 |
TK |
420 |
421 |
xн |
0 |
0,61 |
xp |
0,65 |
0,64 |
x2 =0,64
Материальный баланс
Реакции процесса:
Суммарная реакция:
После сжигания SO2 было 12.8% отсюда общий объём смеси газа после сжигания составит:
Остальные компоненты:
Составление материального баланса первой ступени
На первую ступень поступило 9.5% SO2, что составило 1.645⋅0.128=0.211 . Объёмы остальных газов не изменились.
x1=0.88
После Ι ступени получим:
Для пересчета используем формулу
Приход |
Расход |
||||
SO2 |
|
|
SO2 |
|
|
O2 |
|
|
O2 |
|
|
SO3 |
0 |
0 |
SO3 |
|
|
N2 |
10.13 |
|
N2 |
10.13 |
|
Σ |
|
|
|
|
|