Технологическая схема производства серной
КИСЛОТЫ ИЗ СЕРЫ МЕТОДОМ ДВОЙНОГО
КОНТАКТИРОВАНИЯ.
1 – серная печь; 2 – котел – утилизатор; 3 – экономайзер;
4 – пусковая топка ; 5,6 – теплообменники пусковой топки;
7 – контактный аппарат; 8 – теплообменники; 9 – сушильная башня; 10,11 – первый и второй моногидратные абсорберы; 12 – сборники кислоты; 13 – выхлопная труба.
Исходная сера поступает в плавитель, где плавясь нагревается до температуры 120°C и уже в виде жидкости поступает в печь циклонного типа 1 и нагревается до t=1300°C затем в котел – утилизатор 2 поступает сверху в контактный аппарат 7 с температурой 440°C и концентрацией SO2 10%.
Воздух осушается в сушильной башне 9 орошаемый 98% - ной кислотой. После подогрева в теплообменниках 8б и 8в в межтрубном пространстве направляется в печь 1.
Газ после первого слоя теплообменника 8а по трубам снова возвращается в контактный аппарат 7. После 2 – го слоя газ поступает в теплообменник 8г по трубам и снова возвращается в контактный аппарат 7. После третьего слоя газ поступает на абсорбцию по трубам теплообменников 8д, 8б, 8в в первый моногидратный абсорбер 10. После абсорбции газ сверху выходит и через теплообменники 8д, 8б, 8в направляется на 4 –ый слой контактного аппарата 7. Перед 4 – ым слоем вводится дополнительное количество воздуха. После 5 – го слоя газ используется для подогрева воды в экономайзер 3 и уже оттуда направляется во второй моногидратный абсорбер 11, где происходит окончательное поглощение и выдача 93% H2SO4.
Расчетная часть.
СТРУКТУРНАЯ БЛОК – СХЕМА.
S + O2 = SO2
2SO2 + O2 = 2SO3
SO3 + H2O = H2SO4
S' ,огарок h2o
10 03
S
011 O2′+SO2′′+N2′ SO3+SO2′+O2"+N2 SO3'+SO2"+O2"'+N2
возд
1 2
3
012 12 23 302 выхлоп
N2 + O2 301
H2SO4 + H2O
УСЛОВНО – ПОСТОЯННАЯ ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА.
ТАБЛИЦА 1
Условные Единица
Параметр обозначения изиерения Значения
Степень
превращения K доля 0,93
S à SO2
Степень
абсорбции SO3 К доля 0,995
Содержание SO в газе γ12 доля
поступающем в конт. по 0,085
аппарат. объему
Содержание H SO в γ301 доля
целевом продукте. массовая 0,93
Степень превращения К доля
SO2 à SO3 0,98
Базис расчета Ġ301 кг 1200
СОСТАВЛЕНИЕ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА.
1. Ġ
* К = N12 * γ12
32
N23 = N12 * γ12 * K
N23 = N12 * (1 – K ) * γ12
N23 = N12 * (0,21 - γ12 ) – 0,5N12 * γ12 * K
98 * K * N23 = Ġ301 * γH2SO4
6. Ġ03 = N23 * K * 18 + Ġ301 * (1 - γ301 )
Ġ302 = N12 * 0,79 * 28 + 32 * N23 + 64 * N23 * 80 (1 – K ) * N23
ТАБЛИЦА (2) СООТВЕТСТВИЯ ПЕРЕМЕННЫХ ПОТОКОВ.
Наименование Условное Размерность Значение по
потоков обозначение Хi расчету
Сера Ġ011 X1 кг 395,24
Газы после
окисления серы N12 X2 кмоль 139,498
Количество SO3
после контакт. N23 X3 кмоль 11,620
Количество SO2
после контактиров. N23 X4 кмоль 0,237
Количество О2 в
газе после контакт. N23 X5 кмоль 11,627
Вода Ġ03 X6 кг 288,98
Выходящие
Газы Ġ302 X7 кг 3491,527
0,03Х1 – 0,085Х2 = 0
0,0833Х3 – Х3 = 0
0,0017Х2 – Х4 = 0
0,08335Х2 – Х5 = 0
96,04Х3 = 1116
Х6 – 17,64Х3 = 84
22,12Х2 +1,6Х3 + 64Х4 + 32Х5 =Х7 = 0
МАТРИЦА КОЭФФИЦИЕНТОВ.
ТАБЛИЦА 3
1 2 3 4 5 6 7 Своб.
Член
1 0,03 -0,085 0 0 0 0 0 0
2 0 0,0833 -1 0 0 0 0 0
3 0 0,0017 0 -1 0 0 0 0
4 0 0,08335 0 0 -1 0 0 0
5 0 0 96,04 0 0 0 0 1116
6 0 0 -17,64 0 0 1 0 84
7 0 22,12 1,6 64 32 0 -1 0
МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ХТС.
ПОЛУЧЕНИЕ H2SO4 ИЗ СЕРЫ НА 1200 КГ ЦЕЛЕВОГО ПРОДУКТА.