6. Таблицы с материальными балансами хтс.

Сушильная башня
Приход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч	Расход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч
Воздух:	120515,36	4155,702	93087,7	N2	88293,1	3153,226	70632,2624
				O2	26823,2	828,226	18552,2624
				H2O	2954,8	164,153	3677,0272
СУММА	120515,36	4155,702	93087,7	СУММА	118071,1	4145,605	92861,552

В сушильной башне влага из воздуха поглощается разбавленной серной кислотой (92,3%). Количество влаги составляет 2954,8 кг/час. Далее сухой воздух поступает в печь для сгорания серы

Печь
Приход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч	Расход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч
Сера	16349,4	255,46		SO2	32698,8	510,919	11444,6
Воздух(сух):
N2	88293,1	3153,226	70632,2624	N2	88293,1	3153,226	70632,2624
O2	26823,2	828,226	18552,2624	O2	10473,8	327,307	7331,7
СУММА	131465,7	4236,912	89184,5248	СУММА	131465,7	3991,452	89408,5624

В печи сера сгорает с избытком воздуха, т.к. реакция окисления серы экзотермическая и для её охлаждения воздух берут в избытке.

Контактный аппарат (1 ступень)
Приход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч		Расход		G кг/ч		N кмоль/ч		V м^3/ч
SO2	32698,8	510,919	11444,6		SO2		2288,93		35,764		801,1
N2	88293,1	3153,226	70632,2624		N2		88293,1		3153,226		70632,2624
O2	10473,8	327,307	7331,7		O2		2310,62		72,207		1617,4
					SO3		38012,4		475,155		10643,5
СУММА	131465,7	3991,452	7331,7		СУММА		130905,05		3736,352		83694,2624

На первой ступени окисления SO2 составляет 93%. И поступает в первый абсорбер для получения к-ты.

1 абсорбер
Приход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч	Расход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч
SO2	2288,93	35,764	801,1	SO2	2288,93	35,764	801,1
N2	88293,1	3153,226	70632,2624	N2	88293,1	3153,226	70632,2624
O2	2310,62	72,207	1617,4	O2	2310,62	72,207	1617,4
SO3	38012,4	475,155	10643,5	SO3	2355,5	29,444	659,5456
H2O	8093,1	449,62		Продукт
				H2SO4(99,8%)	43750	450,3968254
СУММА	138998,15	4185,972	83694,2624	СУММА	136642,65	3711,593825	73050,7624

Продукт выводят, а газовая смесь поступает в контактный аппарат на вторую ступень контактирования, где остатки SO2 окисляются со степенью окисления 98,0%.

Контактный аппарат (2 ступень)
Приход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч		Расход		G кг/ч		N кмоль/ч		V м^3/ч
SO2	2288,93	35,764	801,1		SO2		45,76		0,715		16,016
N2	88293,1	3153,226	70632,2624		N2		88293,1		3153,226		70632,2624
O2	2310,62	72,207	1617,4		O2		1749,856		54,683		1224,8992
SO3	2355,5	29,444	659,5456		SO3		5159,44		64,493		1444,6432
СУММА	95248,15	3290,641	73710,308		СУММА		95248,156		3273,117		73317,8208

После этой стадии газовая смесь поступает во второй абсорбер для получения олеума (изб SO3 5%масс.) (Спогл SO3=1)

Приход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч	Расход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч
SO2	45,76	0,715	16,016	SO2	45,76	0,715	16,016
N2	88293,1	3153,226	70632,2624	N2	88293,1	3153,226	70632,2624
O2	1749,856	54,683	1224,8992	O2	1749,856	54,683	1224,8992
SO3	5159,44	64,493	1444,6432	SO3
H2O	1090,6	60,589		олеум	6250	64,48545918
СУММА	96338,756	3333,706	73317,8208	СУММА	96338,716	3273,109459	71873,1776

По указанию преподавателя степень поглощения SO3 принимаем за 1, таким образом состав отходящих газов без учета SO3:

Расход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч
N2	88293,1	3153,226	70632,2624
O2	26823,2	828,226	18552,2624
SO2	45,76	0,715	16,016
СУММА	115162,1	3982,167	89200,54

Общая таблица ХТС:

Приход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч	Расход	G кг/ч	N кмоль/ч	V м^3/ч
Сера	16349,4	255,46		Продукты:
Вода	6228,9	346,05		олеум	6250	64,48545918
Воздух:	120515,36	4155,702	93087,7	H2SO4(99,8%)	43750	450,3968254
N2	88293,1	3153,226	70632,2624	газы:
O2	26823,2	828,226	18552,2624	O2	1749,856	54,683	1224,8992
H2O	2954,8	164,153	3677,0272	N2	88293,1	3153,226	70632,2624
				SO2	45,76	0,715	16,016
СУММА	143093,66	4757,212	93087,7	СУММА	140088,716	3723,506285	71873,1776

7 . Р е к о м е н д а ц и и п о э к о л о г и и .

При производстве серной кислоты в системе содержится SO2 и SO3, а также некоторое количество брызг серной кислоты. После выделения брызг, отходящие газы, содержащие примеси, могут быть отведены в атмосферу через трубу, высоту которой рассчитывают. Если эта рассчитанная высота трубы получиться слишком большой, отходящие газы следует сначала отчищать.

Для выделения брызг кислоты из газа после абсорберов устанавливают брызгоуловители различного устройства. Брызги кислоты задерживаются насадкой и стекают в нижнюю часть башни, откуда кислота отводится в сборник при моногидратном абсорбере.

На некоторых заводах брызгоуловителем служит слой волокнистого материала или дополнительный неорошаемый слой насадки в верхней части моногидратного абсорбера. Для уменьшения скорости газа в слое насадки увеличивают диаметр верхней части абсорбера. Очистка отходящих газов от SO2 производится в башне с насадкой, орошаемой раствором соды. Обычно устанавливают последовательно две такие башни с отдельными сборниками и насосами для перекачивания жидкости.

В качестве абсорбента SO2 применяют водный раствор аммиака (аммиачную воду) и проводят очистку в аппарате распыляющего типа, где жидкость распыляется потоком очищаемого газа, выходящего из конусов со скоростью 20 – 25 м/с. В результате поглощения SO2 образуется раствор сульфита аммония, который выводят из цикла и обрабатывают серной кислотой. Выделяющийся SO2 возвращают в процесс (добавляют газу перед сушильной башней) или компримируют и выдают потребителю, как готовый продукт. Раствор сульфита аммония упаривают и получают кристаллический продукт, используемый в качестве удобрения.

В кислотно – каталитическом методе очистке отходящих газов абсорбента является 20 -30 %-ная серная кислота, содержащая около 0,3% окиси марганца. Сернистый ангидрит окисляется кислородом, поглощаемым из газа раствором серной кислоты . находящиеся в растворе ионы марганца выполняют функцию катализатора и способствуют окислению SO2 (при этом трех валентный марганец восстанавливается до двух валентного).

Особенность озоно – каталитического метода состоит в том, что окисление SO2 производится не только кислородом, поглощаемого из газа, но и озона, который вводится в состав газа и также поглощается серной кислотой. Количество добавляемого озона составляет 0,002 – 0,005 %об.

Введение озона в газовую фазу значительно интенсифицирует реакцию окисления SO2, поэтому необходимые скорость процесса и степень поглощения SO2 достигаются при более низкой концентрации ионов марганца в растворе (до 0,1 %) использование меньшей поверхности абсорбции. Концентрация получаемой кислоты может быть повышена до 40 – 50 %