Если вести процесс при постоянной температуре 6000с, то реакция идет быстрее, однако равновесие смещается в сторону исходных веществ и выход so3 падает.
Для обеспечения высокой интенсивности процесса необходимо проводить окисление оксида серы (IV) при меняющемся температурном режиме.
На рис.6.1. приведен график зависимости равновесного и практических выходов от температуры. С увеличением времени контактирования максимумы на кривых смещаются в сторону более низких температур. Кривую, соединяющую эти максимумы, называют линией оптимальных температур (ЛОТ). При проведении процесса по линии оптимальных температур окисление оксида серы (IV) протекает с максимально возможными скоростями в каждый момент. Понижение температуры к концу процесса с 600 до 4200С позволяет получить высокий выход продукта.
Рис.6.1. Зависимость практического выхода продукта от температуры при различном времени контактирования.
Соотношение исходных компонентов. При стехиометрическом соотношении компонентов превращение протекает недостаточно полно. Увеличение количества кислорода положительно сказывается на выходе. Обычно газ, поступающий в реакционный аппарат, содержит: 7% SO2, 11% O2 и 82% N2.
Давление. В зависимости от выбранной температуры эффективность воздействия давления различна. При низких температурах, когда равновесные степени контактирования оксида серы (IV) высокие, давление незначительно сказывается на смещении равновесия. При высоких температурах, когда окисление происходит далеко не полностью, давление может стать одним из решающих факторов повышения выхода SO3.
Процесс окисления оксида серы (IV) проводят при давлении 0,1 МПа, так как другими путями добиваются высокого выхода.
Технологические расчеты.
1). Расчет
технологических показателей. На
основании полученных данных рассчитать:
Х –степень превращения,
-время контактирования, W
–объемную скорость,
-расходные коэффициенты по сырью, I
–интенсивность работы катализатора.
Данные свести в таблицу 6.1.
Показатели процесса окисления оксида серы (IV).
T,0K |
A,% |
B’,% |
X,% |
W,м3/(м3.ч) |
, с |
I,кг/(м3.ч) |
стех. |
практ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А –концентрация SO2 в исходном газе, % объемные,
В’ – концентрация SO2 в газе после контактирования, % объемные,
Х – степень превращения, %.
Степень превращения Х можно рассчитать по формуле:
Х=
2).Расчет материального баланса.
Составить материальный баланс на базис 1 час. Количество введенных веществ можно определить, зная расходы воздуха и оксида серы (IV). Количество полученных веществ рассчитывают по уравнению реакции с учетом степени превращения.
Материальный баланс контактного аппарата для окисления оксида серы (IV).
Приход |
Расход |
|||||||||
Наименование |
нл |
г |
% |
Наименование |
нл |
г |
% |
|||
Оксид серы (IV) |
|
|
|
Оксид серы (VI) |
|
|
|
|||
Воздух:
|
|
|
|
Оксид серы (IV) |
|
|
|
|||
Кислород |
|
|
|
Кислород |
|
|
|
|||
Азот |
|
|
|
Азот |
|
|
|
|||
Всего |
|
|
100 |
Всего |
|
|
100 |
|||