1 Данные для расчёта

Аппарат: Печь обжига колчедана

Производительность по пириту, т/сутки – 150.

Состав пирита, % масс:

-FeS₂ – 95;

-SiO₂ (инертная) – 5.

Состав окислителя (воздуха), % масс:

-O₂ – 21;

-N₂ – 79.

Температура поступающих в печь продуктов, ⁰С – 19.

Температура отходящих из печи продуктов, ⁰С – 790.

Хладагент для отвода избыточного тепла (воздух):

-T_н, ⁰С – 19;

-T_к, ⁰С – 100.

Пылеунос твердого продукта, % масс – 12.

Тепловые потери, % от выделяющегося по реакции (I) – 5.

Основные реакции протекающие в печи обжига колчедана.

4FeS₂+11O_2г=2Fe₂O₃+8SO₂+3372 кДж.

С_шлака=2,5 кДж/кгК.

С_{воздуха}=1 кДж/кгК.

C_пирита=5,44 кДж/кгК; С=2,6 кДж/кгК.

Аппарат: Котел – утилизатор

Температура газовой смеси, ⁰С.

-поступающей – 780;

-отходящей – 440.

Хладоагент (вода):

-t_н, ⁰С – 12;

-t_к, ⁰С – 250.

Тепловые потери, % от поступающего тепла – 5.

С_{газовой смеси}=1,5 кДж/кгК.

Газовая смесь (SO₂+SO₃+N₂+O₂).

C_воды=4,186 кДж/кгК.

r_воды=2258 кДж/кг(теплота испарения).

Аппарат: Циклон

Степень улавливания твердого продукта, % масс – 93.

Тепловые потери, % от поступающего тепла – 5.

Аппарат: Сухой электрофильтр

Степень улавливания твердого продукта, % масс – 99,6.

Тепловые потери, % - 2.

Аппарат: Контактный аппарат

Степень окисления SO₂, % масс – 99,6.

Избыток окислителя воздуха, % масс – 30.

Начальная температура газов, ⁰С – 390.

Конечная температура газов, ⁰С – 410

Хладоагент (воздух):

-t_н,⁰С – 20;

-t_к,⁰С – 390.

Состав воздуха смотри печь обжига колчедана.

Основная реакция

SO₂+1/2O₂=SO₃+95 кДж/моль.

С_{газовой смеси}=1,5 кДж/кгК.

С_{воздуха}=1 кДж/кгК.

2 Схема производства серной кислоты из колчедана контактным способом

Рисунок 1 – Схема производства серной кислоты из колчедана контактным способом

1, 12 Нагнетатели – служит для нагнетания газа через межтрубное пространство теплообменника в контактный аппарат. Аппараты до нагнетателя работают при разрежении, а после – под некоторым избыточным давлением.

2 В печи кипящего слоя происходит взаимодействие между твердыми и газообразными продуктами.

3 Котел-утилизатор - для уменьшения возможности образования серного ангидрида SO₃ в аппаратуре, установленной после печи КС, газ направляется в котёл-утилизатор, где быстро охлаждается. Котел – утилизатор служит для использования тепла реакционных газов.

4 Циклон - Служит для тонкой очистки пылегазовой смеси от твердых частиц.

5 Сухой электрофильтр - Служит для тонкой очистки пылегазовой смеси от твердых частиц.

6 Первая промывная башня – удаляется в виде пыли ( огарковая пыль, часть тумана и оставшиеся твердые частицы), смывается 70% .

7 Вторая промывная башня – удаляется опять же часть тумана, оставшиеся примеси, смывается 30% .

8 Мокрый электрофильтр – улавливает только крупные увлажненные (мокрые) капли.

9 Увлажнительная башня – омывается 5% , мелкие капли увлажняются превращаются в крупные, а затем снова направляются в мокрый электрофильтр (4).

10 Сушильная башня – служит для сушки предварительно очищенного газа, башня омывается 93,5%

11 Брызгоулавитель – служит для улавливания брызг кислоты, прошедшей сушильную башню. Брызгоуловитель не орошается серной кислотой.

13 Теплообменник – нагревает газ от 30⁰ – 40⁰ до 400⁰С. Далее газ идет в контактный аппарат (10).

14 Контактный аппарат – нагревает газ до 500⁰ – 600⁰С, в нём происходит окисление до в присутствии катализатора – ванадиевой массы.

15 Экономайзер служит для использования тепла газов.

16 Олеумный абсорбер – служит для получения олеума (олеум – избыток SO₃)_ орошается абсорбер 20% .

17 Моногидратный абсорбер – служит для получения моногидрата. Орошается абсорбер 98,3% .

18 Оросительные холодильники - служат для охлаждения орошающей кислоты .

19 Трубчатые холодильники

В данной работе представлен расчёт аппаратов технологической схемы получения серной кислоты.