3. Расчетная система хтс.

Составим таблицу материального баланса для нашей ХТС.

1. Все расчеты будем делать при производительности в 1 час:

П=1200 т/сут. / 24 = 50 т/час

2. По заданной производительности серной кислоты рассчитываем количество триоксида серы и воды:

SO₃+H₂O= H₂SO₄

N(SO₃)=N(H₂SO₄)= N(H₂O)=50000/98=510,204кмоль/ч;

G(SO₃)=N*M=510,204*80=40816,3 кг/час

G(H₂O)=9183,7 кг/час (это количество воды m(H₂O)= H₂Oсуш +H₂Oпотребл) Степень абсорбции SO₃ в 1 и 2 абсорбере примем за 1 (по указанию преподавателя)

N_практ(SO₃)=510,204 кмоль

3. Далее находим количество диоксида серы и кислорода потребляемого в контактном аппарате:

SO₂+0,5О₂=SO₃

Nтеор(SO₂)= 510,204 кмоль

Nтеор(O₂)= 255,100 кмоль

Gтеор(О₂)=8163,3 кг

4. Практическое кол-во SO₂ в контактном аппарате и отходящих газах.

По условию степень окисления SO₂ в SO₃ по 1 ступени = 0,93, по 2 ступени =0,98 тогда составляем пропорцию

100% - 0,07 х=0,068,

98% - х

Спогл SO₂ = 0,93+0,068=0,9986

тогда N_практ(SO₂)= Nтеор(SO₂)/ Спогл SO₂=510.204/0,9986=510,919 кмоль =32698,8кг

из этого следует, что в отходящие газы SO₂ ушло в кол-ве:

NSO_{2 =}510,919-510,204=0,715кмоль

GSO_{2 =}45,8 кг

5. Теперь можно найти количество серы, необходимой для осуществления заданной производительности:

S₂+2O₂=2SO₂

^{N(S2)= N(SO2)/2=510.919/2=255,46 кмоль;}

Тогда масса серы составит:

G(S₂)= N(S₂)*М(S₂)=255,46*64=16349,4 кг.

6. Следующим этапом находим необходимое количество кислорода (воздуха) для процесса:

_{Кислород нужен в двух процессах:}

1) S₂+2O₂=2SO₂

2) SO₂+0,5О₂=SO₃

1) N(O₂)=N(SO₂)=510,919 кмоль;

^{2) N(O2)= N(SO3)=255,1 кмоль;} _{тогда } ^N _{(О2)=766,019 кмоль.}

В печи сера сгорает до SO₂ которая поступает в контактный аппарат и составляет 12.8_{% об, т.к. кислорода в атмосфере 21 %, то следует (соотношение}

N(O₂) : N(SO₂)=1 :1), то кислорода в смеси постпающего в контактный аппарат составляет в пропорции х кмоль:

_{12,8% - 510,919}

8,2% - х

_{Х=327,307кмол}ь(избыток _О2), G(O₂)=10473,8кг

_{тогда } ^N _{(О2)=510,919+327,307=838,226 кмоль;}

_G(O₂)=26823,2 кг

V(O₂)= N(O₂)*V_m=_838,226 *22,4=18776,3 м³;

Зная объемный процент кислорода в воздухе можно посчитать объем воздуха

21% - 838,226

100% - X

тогда X=3991,552кмоль/час

V(сух)=89410,7 м³;

N(сух)= 3991,552 кмоль;

N(азота)=3991,552 – 838,226=3153,326кмоль

G(N₂)=88293,128кг

V(N₂)=70634,5 м³.

7. Определения количества воды в воздухе, которая поглощается 92,3% серной кислотой. По условию парциальное давление воды в воздухе при а атмосферном давлении равно 4*10^3 Па:

Х(воды)=4*10^3/101,3*10^3=0/0395:

^{N(Н2О)=(N(O2)* N(N2))/24,316=(828,226+3153,326)/24.316=164,153 ккмоль/час}

^{G(Н2О)=164,153*18=2954,8 кг/час}

^{Составим пропорцию для воздуха:}

^{0,9605 - 3991,552}

^{1 - х}

^{Х= N(возд)=4155,702 кмоль воздха.}

^{G(возд)=4155,702*29=120515,358кг}