бсорбера
Вихідні дані:
Кількість що надходить на абсорбцію газу: 120903,7 м 3/с;
Вміст оксиду сірки (VI) у вступнику газі: 49176,1 кг/год;
Ступінь вилучення оксиду сірки (VI) з газу: 90%.
Вибираємо наведену швидкість газу (при н.у.) 0,7 м/с і визначаємо необхідну площу поперечного перерізу абсорбера
,
чому відповідає діаметр 8 м.
Приймаємо абсорбер діаметром 8 м, площею перетину 50 м2.
Приймаємо щільність зрошення 10 м3/год, тоді кількість зрошення складе 10 · 50=500 м3/год при щільності моногідрату 1800 кг/м3
L =500 · 1800=900000 кг/ч.
Кількість поглиненого оксиду сірки (VI) складе:
, 90 · 49176,1=44258,5 кг/ч.
Приходить по газовій фазі 900000 кг/год сірчаної кислоти, оскільки сірчана кислота 98,3% -ва, то води в ній 1,7% - 15564,5 кг/год, а значить кислоти:
- 15564,5=884435,5 кг/ч.
Кількість непоглощенние оксиду сірки (VI)
, 1-44258,5=4917,6 кг/год.
Кількість утворилася сірчаної кислоти
+ 44258,5=944258,5 кг/год;
в тому числі води, якщо на 80 кг оксиду сірки (VI) необхідно 18 кг води, то на 44258,5 кг необхідно 9958,2 кг води. Тоді кількість води становитиме:
, 5-9958,2=5606,3 кг/год;
тоді кількість безводної сірчаної кислоти складе:
, 5-5606,3=938652,2 кг/ч.
Результати розрахунку зведемо в таблицю 7.
Таблиця 7 - Зведений матеріальний баланс моногідрат абсорбера
ПріходРасходКомпонент КолічествоКомпонентКолічествонм3/чкг/год% мас.нм3/чкг/год% мас.1) Газ, у тому числі: Діоксид сірки Триоксид сірки Кисень Азот 2) Моногідрат, у тому числі: Сірчана кислота Вода 120903,7 560, 9 13769,3 5863,41 100710,1 221525,9 202156,7 19369,2171591,3 1639,2 49176,1 8376,3 112399,7 900000 884435,5 15564,516 841) Отходящ. газ, у тому числі: Діоксид сірки Триоксид сірки Кисень Азот 2) Моногідрат, у тому числі: Сірчана кислота Вода108511,3 560,9 1376,9 5863,41 100710,1 221525,7 214549 6976,7127332,8 1639,2 4914 , 6 8376,3 112399,7 944258,5 938652,2 5606,312 88 Ітого342429,61071591100 Ітого3300371071591100
6.2 Тепловий баланс
Тепловий баланс контактного апарату
Умова теплового балансу:
прих=Q расх; (18)
Q (прих) i =Q 1 + Q 2, (19)
де Q 1 - фізична тепло, яке надходить в i -шар контактного апарату з газами при температурі t вх, кДж;
Q1 =, (21)
де,,, - фізичне тепло компонентів газової суміші, кДж/год:
; (22)
;
,
де,, - теплоємності газових компонентів при t вх, кДж/(кг · гр) [1];
,, - кількість компонента, що прийшов в апарат (з матеріального балансу), кг/год;
t вх - температура газу на вході в i -шар,? С.
Q2 - тепло екзотермічної реакції в i -шар при окислення оксиду сірки (IV) в оксид сірки (VI), кДж.
Q2 =, (23)
де - тепловий ефект реакції окислення, кДж/моль;
- маса окислившегося діоксиду сірки в i -шар, кг/год;
- молекулярна маса діоксиду сірки, г/моль.
Qрасх=Q3 + Q4, (24)
де Q3 - фізичне тепло, уносимое з i -шар контактного апарату з газами при температурі t вих, кДж;
Q3 =, (25)
де,,, - фізичне тепло компонентів газової суміші, кДж/год:
; (26)
;
,
де,, - теплоємності газових компонентів при t вих, кДж/(кг · гр) [1];
,, - кількість компонента, що минає з апарату (з матеріального балансу), кг/год;
t вих - температура газу на виході з i -шар,? С.
Q4 - втрати тепла в навколишнє середовище. Втратами тепла в навколишнє середовище нехтуємо.
Вихідні дані:
Температура газу на вході, t вх, оС: в першу шар - 420,
під другим шар - 420,
в третьому шар - 412,
в четвертому шар - 410.
Різниця ступенів контактування по шарах, х, д.е .:
, 60;
, 30;
, 06;
, 90.
Перший слой.вх=420 0С, х=0,60.
Прихід тепла.
1) З випалювальних газом: 1=(40980,1? 0,783 + 18211,5? 1,023 + 112399,7? 1,082)? 420=72380388 кДж/ч.
) Тепло виділяється при окисленні оксиду сірки (IV) в оксид сірки (VI):
=40980,1 · 0,6=24588,1 кг/год;
Q 2=(96000? 24588,1)/64=36882150 кДж/ч.
Q (прих) 1=72380388 + 36882150=109262538 кДж/ч.
