年產(chǎn)20萬噸硫酸車間轉(zhuǎn)化工段工藝設(shè)計-wenkub
2023-07-12 09:35:34 本頁面
【正文】 =（KJ/h）如果進(jìn)入四層觸媒層的氣體的溫度為420℃，那么可以計算出各組分的氣體的平均摩爾熱熔：二氧化硫的平均摩爾熱熔：三氧化硫的平均摩爾熱熔：氧氣的平均摩爾熱熔：氮氣的平均摩爾熱熔：故進(jìn)四段氣體每升高1℃所需的熱量為：二氧化硫所需熱量：=（KJ）三氧化硫所需熱量：=(KJ)氧氣所需熱量： =（KJ）氮氣所需熱量： 2627=（KJ）∑所需總熱量： （KJ）帶入熱量 Q=410=（KJ/h） 預(yù)計反應(yīng)后溫度t=410+（）256=（℃） 反應(yīng)時平均溫度t=（410+）/2=（℃） 所以可得各組分氣體的平均摩爾熱熔： 二氧化硫的平均摩爾熱熔： 三氧化硫的平均摩爾熱熔： 氧氣的平均摩爾熱熔： 氮氣的平均摩爾熱熔：故出四段氣體每升高1℃所需的熱量為： 二氧化硫所需熱量：= （KJ） 三氧化硫所需熱量：=（KJ） 氧氣所需熱量： =（KJ） 氮氣所需熱量： 2627=（KJ） ∑所需總熱量： （KJ） 摩爾反應(yīng)熱 Q=（273+）=（KJ/h）總反應(yīng)熱Q=()=(KJ/h)三段出口溫度t=（+）/= Q==(KJ/h) 轉(zhuǎn)化器熱量平衡表41表41 轉(zhuǎn)化器熱量衡算結(jié)果段數(shù)氣體進(jìn)口反應(yīng)熱量﹙﹚氣體出口溫度﹙℃﹚熱量﹙﹚溫度﹙℃﹚熱量﹙﹚一段42040048050二段470三段430四段410∑171721312 第五章 換熱器溫度，傳熱面積的計算由實驗生產(chǎn)經(jīng)驗可以知道，氣體換熱時的熱損失量表現(xiàn)為溫度下降3到6攝氏度，為了計算方便和實用，現(xiàn)假設(shè)二氧化硫氣體下降4攝氏度，三氧化硫氣體也下降4℃，所帶的熱量Q=℃，所帶熱量Q= KJ/h熱損失Q= KJ/h三氧化硫氣體在換熱器進(jìn)口處溫度為472℃，所帶熱量Q= KJ/h三氧化硫氣體在到達(dá)第二段觸媒層的溫度為470℃，所帶熱量Q= KJ/h熱損失Q= KJ/h換熱器交換熱量Q== KJ/h二氧化硫氣體在換熱器出口：414℃，Q= KJ/h二氧化硫氣體在到達(dá)第四段觸媒層：410℃，Q= KJ/h熱損失Q= KJ/h三處熱損失∑Q=++= KJ/h預(yù)計二氧化硫奇異（二次）在換熱器進(jìn)口溫度為300℃左右，則：二氧化硫：= KJ/℃氧氣： = KJ/℃氮氣： 2627= KJ/℃∑： ++= KJ/℃所以二氧化硫氣體在換熱器進(jìn)口處溫度為：t=（）/= ℃三氧化硫： → 472 ℃氧氣： 414 ← ℃△t=（+）/2= ℃換熱器的傳熱系數(shù)，(㎡.K)之間（，新型換熱器在上限，舊型換熱器在下限，現(xiàn)取K=，則換熱面積：F=Q/(K.△t)=（1000）/（3600）=（㎡）降溫（即熱損失引起的溫度降低）：二氧化硫氣體4℃，三氧化硫氣體6℃。N2=2627 kmol kg kg考慮計算簡便和實際影響不大等條件，轉(zhuǎn)化后的氣體經(jīng)第一吸收塔，只將其中的三氧化硫全部吸收掉，二氧化硫，氧氣，氮氣含量不變（實際有少量變化的），故：SO2 =()= kmol 64= kg= m179。N2=2627 kmol kg kgSO2 =()= kmol 64= kg= m179。N2=2627 kmol kg kgSO2 =()= kmol 64= kg= m179。表33 在各溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率溫度（℃）420430440450460470480520560600一次轉(zhuǎn)化進(jìn)氣二次轉(zhuǎn)化進(jìn)氣轉(zhuǎn)化率一般用下式求出： 式（6)中：c－出轉(zhuǎn)化器的二氧化硫濃度（%)在一次轉(zhuǎn)化進(jìn)氣二氧化硫9%，%的條件下，轉(zhuǎn)化率鎖對應(yīng)的適宜溫度（操作溫度），根據(jù)下式（7）計算：算出的轉(zhuǎn)化率和適宜溫度數(shù)字，列于表34表34 各種轉(zhuǎn)化率所對應(yīng)的適宜溫度轉(zhuǎn)化率x*（%）6070809092939495969798一次轉(zhuǎn)化進(jìn)氣589559523479467459451447432418405二次轉(zhuǎn)化進(jìn)氣481469460453450435421410本次算擬要用5臺換熱器，一次轉(zhuǎn)化采用Ⅲ，Ⅱ號換熱器（即用觸媒三，二層反應(yīng)熱量），二次轉(zhuǎn)化采用Ⅳ，Ⅰ好換熱器（即用觸媒四，一層反應(yīng)熱量），流程如圖31所示圖31 兩次轉(zhuǎn)化流程圖 SO2 =()= kmol 64= kg= m179。分段累計轉(zhuǎn)化率及進(jìn)口溫度如表32所示。由于反應(yīng)是放熱反應(yīng)，氣體經(jīng)每層觸媒后溫度升高，一般用下式計算： 絕熱升溫系數(shù)λ是由氣體的組成決定的。風(fēng)機(jī)選擇羅茨風(fēng)機(jī)。制取的氣體經(jīng)過上一工段的處理后，依次通過第一，第二熱交換器預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)器，然后經(jīng)過第三，第四換熱器進(jìn)行冷卻，在進(jìn)入下一個工段進(jìn)行吸收。 ，而且二氧化硫，三氧化硫的濃度又較低，該系統(tǒng)可被視為理想氣體。本設(shè)計決定采用接觸法，這種方法得到的成品酸濃度高，更高的純度，流程簡單易懂，同時也避免了材料來源不足和環(huán)境污染嚴(yán)重的問題。兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收流程：自60年代以來，最大的變化是轉(zhuǎn)化工藝流程中采用了兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收新流程，簡稱為兩轉(zhuǎn)兩吸。兩次轉(zhuǎn)化，兩次吸收。在轉(zhuǎn)化過程中，這個反應(yīng)需要的條件很苛刻，一般在常溫條件下很難完成。帕拉塞爾蘇斯描述了使用綠礬和硫酸亞鐵為原料在蒸餾釜煅燒制取硫酸的方法。目前在世界范圍內(nèi)硫酸產(chǎn)量中國處于一個領(lǐng)先的地位。濃硫酸可以干燥各種氣體，如氫氣，氧氣，氮氣，一氧化碳，二氧化硫，氯氣，氯化氫等，但不能干燥堿性氣體和室溫下的還原氣體c:濃硫酸還具有脫水性。目前硫酸主要用于生產(chǎn)化肥，合成纖維，涂料，清潔劑，制冷劑，飼料添加劑，煉油，有色金屬冶煉及鋼鐵，制藥，化工等行業(yè)。硫酸的產(chǎn)量通常用作一個國家的工業(yè)發(fā)展水平的度量。涉及到5臺熱交換器，主要以產(chǎn)生高溫氣體來預(yù)熱冷的反應(yīng)氣體，以達(dá)到熱量的有效利用，最大限度的降低能量損失，從而做到工業(yè)生產(chǎn)的低碳和環(huán)境保護(hù)，以經(jīng)濟(jì)，高效節(jié)能，可持續(xù)發(fā)展作為設(shè)計目標(biāo)。關(guān)鍵詞： 物料平衡 熱量平衡 換熱器 ABSTRACT This design is the design process 200,000 tons of H2SO4 / into the system, is responsible for the conversion of sulfur dioxide to sulfur trioxide process, sulfuric acid process three main points calculatio
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