2.3.1 Тепловой баланс отдельной стадии производства

1

В

С

D

E

F

G

H

I

J

2

Отделение сжигания серы

3

Дано: Производительность по техн. сере (сырье), кг

1000

4

Примеси:

в техн. сере (твердые примеси), %

5

5

в воздухе (N₂ , СО₂ и др газы), %

79

6

Проверка уравнения

7

Мв (сумма)

32

32

64

0

8

Мв, г

32

32

64

0

9

Реакция

S +

O₂

=

SO₂

Таблица 1 - Материальный баланс

B

C

D

E

F

G

H

I

J

11

Приход

Расход

12

Масса, кг

%

Масса, кг

%

13

Сырье

Сырье

Вещество

примеси

Про-

дукты

Продукты

Компо-

ненты

14

1.Техн.

сера

1000

18,1

1. Газ

печной

5524

100

15

в т.ч. S

950

17,2

в т.ч.SO₂

1900

34,4

16

примесь 1(тв)

50

0,9

примеси 1 (т)

50

0,9

17

2. Воздух

4524

81,9

примеси 2 (г)

3574

64,7

18

в т.ч. О₂

950

17,2

19

примесь 2 (N₂ и др)

3574

64,7

20

Cумма(кг)

5524

1900

3624

Cумма(кг)

5524

5524

21

Сумма(%)

100

Сумма(%)

100

B

C

D

E

F

G

H

I

J

Таблица 2 - Тепловой баланс

24

Дано: Температура исходных компонентов t (сырье), ^оС

20

25

Температура конечных продуктов t(пр), ^оС

1000

26

Мв (сумма)

32

32

64

0

27

Мв, г

32

32

64

Тепловой

  эффект

реакции,

ΔH (р), кДж

28

Реакция

S +

O₂

=

SO₂

29

Энтальпия

30

Н₂₉₈, Дж/моль*К

0

0

-297

31

Н₂₉₈ (с учетом молей)

0

0

-297

-297

32

Формула пересчета Ср = Ср*/Мв, Дж/(кг.К)]

33

Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)

22,69

29,37

39,90

34

Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)

0,709

0,918

0,623

35

Количество тепла: Q = m ∙ Ср (Дж/(кг∙К) ∙ t, кДж

36

( m –масса технического сырья или продукта)

37

Приход

Расход

38

Сырье

кДж

%

Продукты

кДж

%

39

1.С технической

14181

0,2

1. С печным

3443750

36,7

40

серой

газом (Ср=0,623 кДж / (кг.К)

41

2. С атм.

83040

0,9

2.Потери

1876319

20

42

воздухом

тепла

43

3. Теплота

9284375

98,9

3.Теплота

4061527

43,3

44

реакции

отводимая

45

Cумма (кДж)

9381596

Cумма (кДж)

9381596

46

Сумма (%)

100

Сумма (%)

100

Содержимое ячеек

№ ячейки

Приход тепла, кг

Формула

1.D39

Приход тепла с технической серой

=С14*D34 *J24

2. D41

 Приход тепла с воздухом

=С17*E34 *J24

3.D43

Теплота реакции

=-С14*J31/ D26

4.D45

Суммарное количество тепла

=D39+D41+D43

Приход тепла, кг

5.E39

Процент тепла, приходящего с техн. серой

=D39*100/D45

6.E41

Процент тепла, приходящего с воздухом

=D41*100/D45

7.E43

Процент теплоты реакции

=D43*100/D45

8.E46

Суммарное количество тепла (100 %)

=E39+E41+E43

Расход тепла, кг

9.I39

Расход тепла с печным газом

=H14*G34*J25

10.I41

Потери тепла в окружающую среду

=D45*J41/100

11.I43

Отводимая теплота

=D45-I39-I41

12.I45

Суммарное количество тепла

=I39+I41+I43

Расход тепла, %

13.J39

Процент тепла, уходящего с печным газом

=I39*100/I45

14. J41

Процент потерь тепла (задано)

20 (дано)

15. J43

Процент отводимой теплоты

=I43*100/I45

16. J46

Суммарное количество тепла (100 %)

=J39+J41+J43

1

В

С

D

E

F

G

H

I

J

2

Отделение контактного окисления SО₂

3

Дано: Производительность по печному газу (сырье), кг

1000

4

Примеси:

1-й компонент (газ печной.), %

65,6

5

2-й компонент (воздух), %

79

6

Проверка уравнения

7

Мв (сумма)

64

16

80

0

8

Мв, г

64

32

80

-16

9

Реакция

SO₂ +

0,5O₂

=

SO₃

Таблица 1 - Материальный баланс

B

C

D

E

F

G

H

I

J

11

Приход

Расход

12

Масса, кг

%

Масса, кг

%

13

Сырье

Сырье

Вещество

примеси

Про-

дукты

Продукты

Компо-

ненты

14

1.Газ

печной

1000

70,9

1. Газ контакт

1410

100

15

в т.ч. SO₂

344

24,4

в т.ч.SO₃

430

30,5

16

примесь 1(т)

656

46,5

примеси 1 (т)

656

46,5

17

2. Воздух

410

29,1

примеси 2 (г)

324

23

18

в т.ч. О₂

86

6,1

19

примесь 2(г)

324

23

20

Cумма(кг)

1410

430

980

Cумма(кг)

1410

1410

21

Сумма(%)

100

Сумма(%)

100

B

C

D

E

F

G

H

I

J

Таблица 2 - Тепловой баланс

24

Дано: Температура исходных компонентов t (сырье), ^оС

400

25

Температура конечных продуктов t(пр), ^оС

80

26

Мв (сумма)

64

16

80

0

27

Мв, г

64

32

80

Тепловой

  эффект

реакции,

ΔH (р), кДж

28

Реакция

SO₂ +

0,5O₂

=

SO₃

29

Энтальпия

30

Н₂₉₈, Дж/моль*К

-297,1

0

-396,11

31

Н₂₉₈ (с учетом молей)

-297,1

0

-396,11

-99

32

Формула пересчета Ср = Ср*/Мв, Дж/(кг.К)]

33

Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)

39,9

29,37

50,7

34

Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)

0,623

0,918

0,634

35

Количество тепла: Q = m ∙ Ср (Дж/(кг∙К) ∙ t, кДж

36

( m –масса технического сырья или продукта)

37

Приход

Расход

38

Сырье

кДж

%

Продукты

кДж

%

39

1.С печным

249375

12,8

1. С контактным

71463

3,7

40

газом

газом (Ср=0,634 кДж / (кг.К)

41

2. С атм.

150346

7,7

2.Потери тепла

389351

20

42

воздухом

(20%)

43

3. Теплота

1547031

79,5

3.Теплота

1485939

76,3

44

реакции

отводимая

45

Cумма (кДж)

1946753

Cумма (кДж)

1946753

46

Сумма (%)

100

Сумма (%)

100

1

В

С

D

E

F

G

H

I

J

2

Отделение контактного окисления SО₂

3

Дано: Производительность по печному газу (сырье), кг

5524

4

Примеси:

1-й компонент (газ печной.), %

65,6

5

2-й компонент (воздух), %

79

6

Проверка уравнения

7

Мв (сумма)

64

16

80

0

8

Мв, г

64

32

80

-16

9

Реакция

SO₂ +

0,5O₂

=

SO₃

Таблица 1 - Материальный баланс

B

C

D

E

F

G

H

I

J

11

Приход

Расход

12

Масса, кг

%

Масса, кг

%

13

Сырье

Сырье

Вещество

примеси

Про-

дукты

Продукты

Компо-

ненты

14

1.Газ

печной

5524

70,9

1. Газ контакт

7786

100

15

в т.ч. SO₂

1900

24,4

в т.ч.SO₃

2375

30,5

16

примесь 1(т)

3624

46,5

примеси 1 (т)

3624

46,5

17

2. Воздух

2262

29,1

примеси 2 (г)

1787

23

18

в т.ч. О₂

475

6,1

19

примесь 2(г)

1787

23

20

Cумма(кг)

7786

2375

5411

Cумма(кг)

7786

7786

21

Сумма(%)

100

Сумма(%)

100

B

C

D

E

F

G

H

I

J

Таблица 2 - Тепловой баланс

24

Дано: Температура исходных компонентов t (сырье), ^оС

400

25

Температура конечных продуктов t(пр), ^оС

80

26

Мв (сумма)

64

16

80

0

27

Мв, г

64

32

80

Тепловой

  эффект

реакции,

ΔH (р), кДж

28

Реакция

SO₂ +

0,5O₂

=

SO₃

29

Энтальпия

30

Н₂₉₈, Дж/моль*К

-297,1

0

-396,11

31

Н₂₉₈ (с учетом молей)

-297,1

0

-396,11

-99

32

Формула пересчета Ср = Ср*/Мв, Дж/(кг.К)]

33

Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)

39,9

29,37

50,7

34

Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)

0,623

0,918

0,634

35

Количество тепла: Q = m ∙ Ср (Дж/(кг∙К) ∙ t, кДж

36

( m –масса технического сырья или продукта)

37

Приход

Расход

38

Сырье

кДж

%

Продукты

кДж

%

39

1.С печным

1377548

12,8

1. С контактным

394745

3,7

40

газом

газом (Ср=0,634 кДж / (кг.К)

41

2. С атм.

830402

7,7

2.Потери

2150750

20

42

воздухом

тепла

43

3. Теплота

8545801

79,5

3.Теплота

8208255

76,3

44

реакции

отводимая

45

Cумма (кДж)

10753750

Cумма (кДж)

10753750

46

Сумма (%)

100

Сумма (%)

100

1

В

С

D

E

F

G

H

I

J

2

Отделение абсорбции SО₃

3

Дано: Производительность по SО₃ (сырье), кг

1000

4

Примеси:

1-й компонент (газ контактный), %

69,5

5

2-й компонент (вода), %

2

6

Проверка уравнения

7

Мв (сумма)

80

18

98

0

8

Мв, г

80

18

98

0

9

Реакция

SO₃ +

H₂ O

=

H₂SO₄

Таблица 1 - Материальный баланс

B

C

D

E

F

G

H

I

J

Приход

Расход

Масса, кг

%

Масса, кг

%

Сырье

Сырье

Вещество

примеси

Про-

дукты

Продукты

Компо-

ненты

14

1.Газ

контактный

1000

93,5

1.Серная кислота

375

35

15

в т.ч. SO₃

305

28,5

в т.ч. . Н₂ SO₄

374

34,9

16

примеси 1(г)

696

64,9

примеси 2 (ж)

1

0,1

17

2. Вода

70

6,5

2. Газы удаляемые

18

в т.ч. Н₂О

69

6,4

(примеси1)

695

65

19

примеси (ж)

1

0,1

695

65

20

Сумма, кг

1070

374

696

Сумма, кг

1070

1070

21

Сумма(%)

100

Cумма(кг)

100

B

C

D

E

F

G

H

I

J

22

Таблица 2 - Тепловой баланс

24

Дано: Температура исходных компонентов t (сырье), ^оС

80

25

Температура конечных продуктов t(пр), ^оС

50

26

Мв (сумма)

80

18

98

0

27

Мв, г

80

18

98

Тепловой

  эффект

реакции,

ΔH (р), кДж

28

Реакция

SO₃ +

H₂ O

=

H₂SO₄

29

Энтальпия

30

Н₂₉₈, Дж/моль*К

-396

-286

-814,8

31

Н₂₉₈ (с учетом молей)

-396

-286

-814,8

-133

32

Формула пересчета Ср = Ср*/Мв, Дж/(кг.К)]

33

Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)

50,7

75,35

139

34

Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)

0,634

4,186

1,418

35

Количество тепла: Q = m ∙ Ср (Дж/(кг∙К) ∙ t, кДж

36

( m –масса технического сырья или продукта)

37

Приход

Расход

38

Сырье

кДж

%

Продукты

кДж

%

39

1.С контактным

50700

2,9

1. С кислотой

26596

1,5

40

газом

(Ср=1,418 кДж / (кг.К)

41

2. С техн.

23451

1,4

2.Потери

346505

20

42

водой

тепла

43

3. Теплота

1658375

95,7

3.Теплота

1359424

78,5

44

реакции

отводимая

45

Cумма (кДж)

1732526

Cумма (кДж)

1732526

46

Сумма (%)

100

Сумма (%)

100

1

В

С

D

E

F

G

H

I

J

2

Отделение абсорбции SО₃

3

Дано: Производительность по SО₃ (сырье), кг

7786

4

Примеси:

1-й компонент (газ контактный), %

69,5

5

2-й компонент (вода), %

2

6

Проверка уравнения

7

Мв (сумма)

80

18

98

0

8

Мв, г

80

18

98

0

9

Реакция

SO₃ +

H₂ O

=

H₂SO₄

Таблица 1 - Материальный баланс

B

C

D

E

F

G

H

I

J

Приход

Расход

Масса, кг

%

Масса, кг

%

Сырье

Сырье

Вещество

примеси

Про-

дукты

Продукты

Компо-

ненты

14

1.Газ

контактный

7786

93,5

1.Серная кислота

2920

35

15

в т.ч. SO₃

2375

28,5

в т.ч. . Н₂ SO₄

2909

34,9

16

примеси 1(г)

5411

64,9

примеси 2 (ж)

11

0,1

17

2. Вода

545

6,5

2. Газы удаляемые

18

в т.ч. Н₂О

534

6,4

(примеси1)

5411

65

19

примеси (ж)

11

0,1

5411

65

20

Сумма, кг

8331

2909

5422

Сумма, кг

8331

8331

21

Сумма(%)

100

Cумма(кг)

100

B

C

D

E

F

G

H

I

J

22

Таблица 2 - Тепловой баланс

24

Дано: Температура исходных компонентов t (сырье), ^оС

80

25

Температура конечных продуктов t(пр), ^оС

50

26

Мв (сумма)

80

18

98

0

27

Мв, г

80

18

98

Тепловой

  эффект

реакции,

ΔH (р), кДж

28

Реакция

SO₃ +

H₂ O

=

H₂SO₄

29

Энтальпия

30

Н₂₉₈, Дж/моль*К

-396

-286

-814,8

31

Н₂₉₈ (с учетом молей)

-396

-286

-814,8

-133

32

Формула пересчета Ср = Ср*/Мв, Дж/(кг.К)]

33

Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)

50,7

75,35

139

34

Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)

0,634

4,186

1,418

35

Количество тепла: Q = m ∙ Ср (Дж/(кг∙К) ∙ t, кДж

36

( m –масса технического сырья или продукта)

37

Приход

Расход

38

Сырье

кДж

%

Продукты

кДж

%

39

1.С контактным

394750

2,9

1. С серной

207102

1,5

40

газом

(Ср=1,418 кДж / (кг.К)

41

2. С техн.

182608

1,4

2.Потери

2697893

20

42

водой

тепла

43

3. Теплота

12912108

95,7

3.Теплота

10584472

78,5

44

реакции

отводимая

45

Cумма (кДж)

13489466

Cумма (кДж)

13489466

46

Сумма (%)

100

Сумма (%)

100