Материальный баланс 1 ступени контактного аппарата окисления
сернистого газа.Статьи / Производство серной кислоты / Материальный баланс 1 ступени контактного аппарата окисления
сернистого газа.Страница 1
Данные для расчета:
1. Общая производительность по серной кислоте в пересчете на моногидрат – 127 т/час;
2. полнота абсорбции серного ангидрида – 99,8 %;
3. состав исходного газа:
SО2 – 6,82 % (об.), О2 – 10,4 % (об.), СО2 – 0,4 % (об.), N2 – 82,38 % (об.);
температура 520 оС;
степень достижения равновесия – α = 0,650
1. Рассчитаем равновесную степень превращения SО2 в SО3. Рассмотрим расчет равновесия по известным значениям Кр для реакции окисления диоксида серы:
SО2 + 0,5О2 + СО2 +N2 <=> SО3 + СО2 +N2
а b т п
где а, b, т, п – количество (моль) компонентов исходной смеси SО2, О2, СО2 и N2 (а + b+ т + п = 1).
Количество каждого компонента (моль) при достижении равновесной степени превращения хА,е составит
SО2 О2 СО2 N2 SО3
а – а · хА,е b – 0,5а · хА,е т п а · хА,е
Общее число равновесной смеси:
а – а · хА,е + b – 0,5а · хА,е+ т + п + а · хА,е = 1 – 0,5а · хА,е
Константа равновесия
может быть рассчитано по уравнению (стр.433, [1]):
При температуре 520оС (793 К) константа равновесия равна:
Состояние равновесия реакции можно характеризовать значениями равновесной степени превращения
Обозначив общее давление через р, выразим равновесные давления компонентов:
Тогда
отсюда
(6)
Подставляя исходные данные в уравнение (6), получим (р = 0,1 МПа):
Откуда методом итераций находим и, следовательно, в равновесной смеси содержится:
SО3 – 6,38 % (об.), SО2 – 0,688 % (об.), О2 – 7,54 % (об.), СО2 – 0,412 % (об.), N2 – 84,98 % (об.);
2. Практическая степень превращения равна:
3. Суммарное уравнение окисления оксида серы (IV) в оксид серы (VI) и абсорбции оксида серы (VI) с образованием серной кислоты:
SО2 + 0,5О2 + Н2О Н2SО4
64 г/моль 98 г/моль
Исходя из уравнения реакции для получения 127 кг/ч серной кислоты необходимо оксида серы (IV):
кг
С учетом рассчитанной степени превращения и заданной полноты абсорбции, практически необходимо оксида серы (IV):
кг
моль
4. Пересчитаем объемный состав газа в массовый.
Общее количество моль газовой смеси равно
моль
Количество компонентов исходной смеси равно:
моль
кг
моль
кг
моль
кг
Количество компонентов полученного газа:
моль
кг
моль
кг
Общее количество моль газовой смеси равно
моль
моль
кг
Смотрите также
Кобальт (Cobaltum), Со
Кобальт - Со, химический элемент первой триады VIII группы периодической системы Менделеева; атомный номер 27, атомная масса 58,9332; тяжёлый металл серебристого цвета с розоватым отливом. В природе э ...
Теория молекулярных орбиталей в комплексных соединениях
Наиболее
общий подход к рассмотрению электронной структуры комплексов связан с
расчетами полных волновых функций комплекса как единого целого, а не только
центрального иона п ...