Материальный баланс контактного отделения

Приход			Расход
Статья прихода	Кол-во		Статья расхода	Кол-во
	кг	нм3		кг	нм3
Сернистый ангидрид	749,4	262,2	Серный ангидрид	919	257,5
Кислород	579,6	406,0	Сернистый «	15	5,25
Азот	3782,0	3024,0	Кислород	396	277,2
			Азот	3782,0	3024,0
Всего	5112	-	Всего	5112	-

Норма моногидрата серной кислоты Н₂SO₄ - 68 весовых частей на 100 весовых частей апатита; концентрация серной кислоты – 69%; концентрация исходной башенной кислоты – 75%; камерный суперфосфат содержит 20,15% ангидрида РО₅; содержание Р₂О₅, а вызревший на складе – 20,3% Р₂О₅; содержание Р₂О₅ в апатитовом концентрате – 39,4%.

Решение.

Приход:

Количество потребной башенной кислоты (75%-ной):

(кг).

Расход 69%-ной серной кислоты:

(кг).

Расход воды на разбавление башенной кислоты:

986-906=80 (кг).

Общее количество введенных веществ:

1000+906+80=1986 (кг).

Расход

Получено камерного суперфосфата:

(кг).

Количество газов и паров, выделившихся в смесителе и в камере:

1986-1956=30 (кг).

Получено готового складского суперфосфата:

(кг).

Выделилось паров воды на складе:

1956-1940,8=15,2 (кг)

Составляем материальный баланс производства суперфосфата на 1000 кг апатитового концентрата (табл.4).

Таблица 4

Приход		Расход
Статья прихода	Количество, кг	Статья расхода	Количество, кг
Апатит 75%-ная серная кислота Вода	1000 906 80	Складской суперфосфат Газы и пары, выделившиеся в камере и смесителе Пары воды, выделившиеся на складе	1940,8 30 15,2
Всего	1986	Всего	1986

Пример 4. Рассчитать материальный баланс печи для обжига колчедана КС-450.

Исходные данные для расчета:

-производительность печи (100% Н₂SO₄), G _Н2SO4, т/ч………20,833

-степень использования серы β…………………...…………...0,885

-расход сухого колчедана (45% S) на 1 т Н₂SO₄ α , т…………0,82

содержание, в %:

-серы в колчедане С_S ………………………………..………..……41

-влаги в колчедане С_ВЛ …………………………………….………..6

-серы в огарке С_{Sогарка} ………………………….…….……………....1

-SO₂ в сухом обжиговом газе С _SO2…………………..……..……14,5

-SO₃ в сухом обжиговом газе С _SO3………………….…..….….…0,1

температура,⁰C:

-колчедана t_кол……….........................................................................20

-воздуха t_воз………………………………………….………...…….20

-обжигового газа на выходе из печи t_и……...………….…...……850

-огарка t_ог…………….………………………………………...…..850

относительная влажность воздуха φ, %......................................…50

Расчет:

Общее содержание серы в колчедане:

G = = = 7695 кг/ч.

Количество сухого колчедана:

G = = =18768 кг/ч.

Количество влаги в колчедане:

= кг/ч.

Количество огарка: G =

Количество серы в огарке:

кг/ч.

Потери серы с огарком:

Количество выгоревшей серы:

G_S-G _S(ог) =7695-140=7555 кг/ч.

Общий объем SO₂+SO₃:

V = м ³ /ч

Объем SO₂:

V_SO2= = м³/ч.

Объем SO₃:

V_SO3=V -V =5279-5243=36 м ³ /ч.

Концентрация кислорода в обжиговом газе определяется по формуле:

С =n-[m- ] C -[ m+0,5 ] C ,

где n - содержание кислорода в воздухе, n=21%;

m - стехиометрическое отношение числа молекул кислорода к числу молекул диоксида серы, по балансовому уравнению 4FeS₂+11O₂=8SO₂+2Fe₂O₃;

m=11:8=1,375;

C =21-[1,375- ]14,5-[1,375+0,5 0,1=2,06%.

Объем сухого обжигового газа:

V_Г= = м³/ч.

Объем кислорода в обжиговом газе:

V = = =744 м^3/ч.

Объем азота в обжиговом газе:

V =V -(V +V +V )=

36159 - (5243+36+744) = 30136 м³/ч.

Объем сухого воздуха, поступающего на обжиг колчедана (воздух содержит 79% N₂):

V_В= = =38147 м³/ч.

Объем паров в воздухе (при 20⁰С и относительной влажности воздуха φ=50% давление паров воды в нем равно р_Н2О= 11.802 ГПа)

V_Н2О= = м³/ч.

Общий объем паров воды в обжиговом газе м³/ч

Данные материального баланса приведены в табл.5

Таблица 5