Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Структурная блок-схема



 

O2+N2 H2O

011 03

 

S SO2+O2+N2 SO3+ SO2+O2+N2 H2SO4+H2O

1 2 3

012 12 23 301

 

10 302

S SO3+ SO2+O2+N2

 

 

1 - (серная печь) сжигание серы

S + O2 = SO2

 

2 – (контактный аппарат) контактное окисление

2SO2+ O2 = 2SO3

 

3 – (абсорбер) абсорбция SO3

SO3 + H2O = H2SO4

 

Составление системы уравнений материального баланса.

 

1.По 1-му блоку: по сере

2.По 2-му блоку

3.

4.

5.По 3-му блоку

6.

7.

Исходные данные для расчета

 

Показатель Условные обозначения Единица измерения Значение
Степень превращения серы в SO2. КS % 95,0
Степень превращения SO2 в SO3. КSO2 % 99,7
Степень абсорбции SO3 КSO3 % 99,9
Содержание SO2 в газе, поступающем в контактный аппарат.   % (по объему) 9,0
Содержание H2SO4 в целевом продукте % (по массе) 92,8
Базис расчета, количество H2SO4 в продукте кг

 

 

Перепишу систему уравнений с учетом данных и обозначив неизвестные за Хi:

 

Х1 ∙ 0,95 / 32 = Х2 ∙ 0,09

Х3 = Х2 ∙ 0,09 ∙ 0,997

Х4 = Х2 ∙ (1-0,997) ∙ 0,09

Х5 = Х2 ∙ (0,21 – 0,09) – 0,5 ∙ Х2 ∙ 0,09 ∙ 0,997

98 ∙ 0,999 ∙ Х3 = 5000 ∙ 0,928

Х6 = Х3 ∙ 0,999 ∙ 18 + 5000 ∙ (1 – 0,928)

Х7 = Х3 ∙ 80 ∙ (1 – 0,999) + Х4 ∙ 64 + Х5 ∙ 32 + 0,79 ∙ Х2 ∙ 28

 

 

Решение системы уравнений:

 

Х3 = 5000 ∙ 0,928 / 98 ∙ 0,999 = 47,4

Х2 = 47,4 / 0,09 ∙ 0,997 = 528,3

Х1 = 528,3 ∙ 0,09 ∙ 32 / 0,95 = 1601,6

Х4 = 528,3 ∙ (1-0,997) ∙ 0,09 = 0,14

Х5 = 528,3 ∙ (0,21 – 0,09) – 0,5 ∙ 528,3 ∙ 0,09 ∙ 0,997 = 39,7

Х6 = 47,4 ∙ 0,999 ∙ 18 + 5000 ∙ (1 – 0,928) = 1212,3

Х7 = 47,4 ∙ 80 ∙ (1 – 0,999) + 0,14 ∙ 64 + 39,7 ∙ 32 + 0,79 ∙ 528,3 ∙ 28 = 12969,1

 

 

Соответствие переменных потока

Наименование компонентов Условное обозначение Хi Размерность Значение по расчету
Сера G011 Х1 кг 1601,6
Газы, после окисления серы N12 Х2 кмоль 528,3
Количество SO3 после контактирования Х3 кмоль 47,4
Количество SO2 после контактирования Х4 кмоль 0,14
Количество О2 в газе после контактирования Х5 кмоль 39,7
Вода Х6 кг 1212,3
Выходящие газы Х7 кг 12969,1

 

O2

G011 = N12 ∙ 0,21 ∙ 32 = 528,3 ∙ 0,21 ∙ 32 = 3552,2 кг

N2

G011 = N12 ∙ 0,79 ∙ 28 = 528,3 ∙ 0,79 ∙ 28 = 11686 кг

S S

G10 = G011 ∙ (1- KS) = 1601,6 ∙ (1 – 0,95) = 80,1 кг

H2SO4

GH2SO4 = G301 ∙ 0,928 = 5000 ∙ 0,928 = 4640 кг

H2SO4

GH2O = G301 ∙ 0,072 = 5000 ∙ 0,072 = 360 кг

O2 O2

G302 = N23 ∙ 32 = 39,7 ∙ 32 = 1270,4 кг

SO2 SO2

G302 = N23 ∙ 64 = 0,14 ∙ 64 = 8,96 кг

SO3 SO3

G302 = N23 ∙ (1- KSO3) ∙ 80 = 47,4 ∙ (1 – 0,999) ∙ 80 = 3,792 кг

 

 

Материальный баланс ХТС

Приход Расход
Вещество кг % Вещество кг %
S 1601,6 8,9 Целевой продукт:    
H2O 1212,3 6,7 Н2SO4 25,70
O2 3552,2 19,7 H2O 1,99
N2 64,7 Выхлопные газы:    
      N2 64,73
O2 1270,4 7,04
SO2 8,96 0,05
SO3 3,792 0,02
S 80,1 0,44
Невязка: 2,848 0,02
Всего: 18052,1 Всего: 18052,1

 

 

Поточная диаграмма

 

 
 


Вода

 

  Абсорбция
Контакт ное окисле ние
Сжига ние серы
Сера Серная кислота

           
   
 
   
 
 
   
 
   
 
   
 
     
 

 

 


Воздух

 

Сера Выхлоп. газы

 

 

Расчет основных технологических показателей процесса

 

1. Расходные коэффициенты по сырью

 

а) теоретический

 

МS 32

γстех = ——— = ——— = 0,33

МН2SO4 98

 

б) практический

 

GS 1601,6

γ = ——— = ——— = 0,35

GН2SO4 4640

 

Теоретический расходный коэффициент характеризует минимальный расход сырья на единицу массы продукта. Практический расходный коэффициент больше теоретического из-за неполноты использования сырья, так как выхлопные газы содержат некоторое количество SO2 и SO3.

 

2. Конверсия

 

NН2SO4 47,35

X = ——— = ——— = 0,95

N S 50,05

 

3. Селективность процесса

 

NН2SO4 47,35

φ = ———— = —————— = 0,996

N 0S - N S (50,05 – 2,50)

 

4. Выход

 

η = X ∙ φ = 0,95 ∙ 0,996 = 0,95

 

Заключение

Важнейшие тенденции развития производства серной кислоты:

 

1. Увеличение мощности аппаратуры при одновременной комплексной автоматизации производства.

2. Интенсификация процессов путем применения реактора кипящего слоя (печи и контактные аппараты КС) и активных катализаторов, также производства и переработки концентрированного диоксида с использованием кислорода.

3. Разработка энерготехнологических систем с максимальным использованием теплоты экзотермических реакций, в том числе циклических и систем под давлением.

4. Увеличение степеней превращения на всех стадиях производства для снижения расходных коэффициентов по сырью и уменьшению вредных выбросов.

5. Использование сернистых соединений (S, SO2, SO3, H2O) из технологических и отходящих газов, а также жидких отходов других производств.

6. Обезвреживание отходящих газов и сточных вод.

- существующие в настоящее время технологические установки для производства серной кислоты загрязняют биосферу диоксидом и триоксидом серы; промывные воды очистного отделения содержат такие токсичные вещества, как соединения мышьяка.

 

Список используемой литературы

 

1. «Общая химическая технология». Учеб. для техн. Вузов / А.М. Кутепов, Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен. – 2-е изд.., испр. и доп. – М.: высш. шк.., 1990. – 520 с.

 

2. «Основы химической технологии»: учеб. для студентов хим. - технол. спец. вузов/ И.П. Мухленов, А.Е. Горштейн, Е.С. Тумаркина, под ред. И.П. Мухленова. – 4-е изд.., перераб. и доп. – М.: высш. шк.., 1991. – 463 с.

 

3. «Технология серной кислоты». А.Г. Амелин – 2-е изд.., перераб., М: Химия, 1983

 

4. «Расчёт материального баланса химико-технологических систем

интегральным методом». Г.Н. Кононова, В.В. Сафонов, Е.В. Егорова. Москва, 1999 год

 

 

[Д1]




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.