4 Технологические расчеты
4.1 Расчет материального баланса сушильно-абсорбционного отделения
Осушка газа осуществляется в сушильной башне, орошаемой 93 %-ной серной кислотой. Охлаждение кислоты осуществляется в кожухотрубных противоточно-пленочных холодильниках.
Абсорбция серного ангидрида осуществляется в моногидратном абсорбере, орошаемом 98 %-ной серной кислотой. Охлаждение кислоты осуществляется в кожухотрубных противоточно-пленочных холодильниках.
Технологические параметры работы сушильно-абсорбционного отделения представлены в таблице 4.2.
4.1.1 Расчет материального баланса осушки газа
Таблица 4.1 - Объем и состав газа на входе в сушильную башню
Компоненты |
нм3/ч |
кг/ч |
%об. |
SO2 |
7313 |
20894 |
7,3 |
O2 |
13100 |
18714 |
13,1 |
N2 |
75000 |
93750 |
74,7 |
H2O |
4968 |
3992 |
4,9 |
Итого |
100381 |
|
100 |
В сушильной башне поглощается 3 992 кг/ч влаги.
Для поддержания постоянной концентрации серной кислоты в цикл сушильной башни подается моногидрат.
Кроме того, сюда же подается производственная вода для получения продукционной кислоты.
Количество 93%-ной серной кислоты, выводимой на склад, определяется по уравнению:
= 33 714 кг/ч,
где 7 313 нм3/ч – количество SO2, поступающее с газом в контактный аппарат;
0,98 – степень контактирования SO2 в SO3, доли ед.;
80 кг/кмоль – молекулярный вес SO3;
22,4 м3/кмоль – объем, занимаемый 1 кмоль газа;
80 % вес. – содержание SO3 общ. в моногидрате; [4, таблица II-47, стр. 92]
75,92 % вес. - содержание SO3 общ. в 93 %-ной серной кислоте.
Таблица 4.2 - Технологические параметры работы сушильно-абсорбционного отделения.
Наименование параметров |
Единицы измерения |
Сушильная башня |
Моногидратный абсорбер |
|||
1 Температура газа вход выход |
ºС |
35 – 36 45 |
120 – 130 65 |
|||
2 Концентрация орошающей промывной кислоты |
% H2SO4 |
92,5 - 93 |
98,3 – 98,7 |
|||
3 Количество орошения |
м3/ч |
534 - 630 |
650 – 690 |
|||
4 Плотность орошения |
м3/м2×ч |
18 – 21 |
22 –23 |
|||
5 Температура орошающей кислоты вход выход |
ºС |
43 — 45 54 - 58 |
43 — 45 65 — 68,5 |
|||
6 Степень осушки гза, содержание водяных паров в газе на выходе |
%об. мг/нм3 |
не более 0,01 80 |
|
|||
7 Степень абсорбции SO3 |
% |
|
99,9 |
|||
8 Температура оборотной воды в теплообменниках вход выход |
ºС |
28 40 |
28 40
|
|||
9 Коэффициент теплопередачи теплообменников |
ккал/м2ØчØºС |
600 |
600 |
|||
Электрофильтры ЭВМТр — 1 — 2,7 — 3,6 |
||||||
10 Содержание тумана и брызг серной кислоты вход выход |
г/м3 |
0,11 0,0022 |
|
|||
Количество воды, необходимое для получения продукции (93 % H2SO4):
33 714 ×
= 8 118 кг/ч,
где (100-75,92)=24,08 % вес. - содержание воды в 93 %-ной серной кислоте. [4, таблица II-47, стр. 93]
С газом в сушильную башню поступает 3 992 кг/ч влаги.
Необходимо добавить в систему производственной воды:
8 118 – 3 992 = 4 126 кг/ч
Всего в цикл сушильной башни поступает влаги – 8 118 кг/ч.
Для закрепления сушильной кислоты в сборник сушильной башни подается моногидрат (98 % Н2SO4).
Количество моногидрата для закрепления сушильной кислоты определяется по правилу креста:
0 5 – 8 118 кг/ч
93
98 93 – Х мнг
Хмнг
=
= 150 995 кг/ч
Образуется избыток 93 %-ной серной кислоты:
150 995 + 8 118= 159 113 кг/ч
На склад передается – 33 714 кг/ч 93 % Н2SO4
Избыток кислоты передается в цикл моногидратного абсорбера:
159 113 – 33 714 = 125 399 кг/ч
Закрепление орошающей кислоты осуществляется 98 %-ной серной кислотой из цикла моногидратного абсорбера.
Количество орошения башни:
530 × 1,8279 × 1000 = 968 787 кг/ч,
где 1,8279 кг/см3 – плотность 93 %-ной серной кислоты[4, таблица II-47, стр. 93]
Таблица 4.3 - Объем и состав газа на выходе из сушильной башни
Компоненты |
нм3/ч |
%об. |
SO2 |
7313 |
7,7 |
O2 |
13100 |
13,7 |
N2 |
75000 |
78,6 |
ИТОГО: |
95413 |
100 |