14萬噸硫酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)工藝課程設(shè)計說明書(編輯修改稿)
2025-07-22 05:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 物料衡算與熱量衡算 轉(zhuǎn)化工序流程示意圖及簡要說明，原料氣由干燥器進入轉(zhuǎn)化爐一段，再進入換熱器，再進入到轉(zhuǎn)換爐二段，由此類推，直到從轉(zhuǎn)化爐四段出來降溫至吸收塔。鼓風(fēng)機原 料 氣轉(zhuǎn)化爐一段第一換熱器 第三轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐二段第二轉(zhuǎn)換爐轉(zhuǎn)化爐四段第四換熱器轉(zhuǎn)換爐三段降溫至吸收塔 轉(zhuǎn)化工序流程示意圖 確定各段進口溫度及轉(zhuǎn)化率 溫度與平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系[6]在時， ()式中：190。190。190。平衡常數(shù) 190。190。190。溫度/平衡轉(zhuǎn)化率 ()式中： 190。190。190。進轉(zhuǎn)化器的爐氣中的濃度（%） 190。190。190。進轉(zhuǎn)化器的爐氣中的濃度（%） 190。190。190。系統(tǒng)總壓力/取反應(yīng)溫度由公式（）計算由公式（）計算試差過程：時，由公式得由公式，試差可得依次計算得平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系列表31。表31 平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系T/℃400420440460480KpXt/%T/℃500520540560580KpXt/% 最適溫度與轉(zhuǎn)化率關(guān)系其中a=8%,b=%,取不同x值，計算。計算得最適宜溫度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系列表32。表32 最適宜溫度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系Xt/%T/℃Xt/%T/℃ 確定操作線進氣組成：SO2占，%,%所選取釩催化劑的起燃溫度為360℃確定轉(zhuǎn)化器一段進口溫度430℃氣體經(jīng)每層觸媒后溫度升高，計算式是：表33 二氧化硫的濃度與l值的關(guān)系SO2濃度，%λSO3濃度，%λSO4濃度，%λ26061731027838972001130341178226123285156925214378由表33查得，濃度為8%的SO2對應(yīng)的l值為226。操作線溫度的確定：已知催化劑的起燃溫度為360℃，在使用的溫度為400—580℃，考慮到應(yīng)使操作線盡量與最適溫度曲線靠近，且出口溫度在催化劑的使用溫度范圍內(nèi)，取原料氣的進口溫度為430℃，四段操作線的斜率根據(jù)原料氣里SO2的濃度差查得1/226。考慮到原料氣的預(yù)熱過程是依次經(jīng)歷第一、第二、第三、第四換熱器的冷卻，所以如果考慮每個換熱器的換熱面積相當(dāng)，則出口氣體冷卻降溫的溫差應(yīng)為第一段大于第二段，第二段大于第三段，按照這個原則，℃，℃，℃，并且每一段轉(zhuǎn)化器的出口溫度和轉(zhuǎn)化率對應(yīng)的點都在平衡曲線和最佳溫度曲線之間，由此估算得到四段反應(yīng)器的操作曲線[7]。 各段進口溫度及轉(zhuǎn)化率表 34一次轉(zhuǎn)化分段轉(zhuǎn)化率和溫度段數(shù)一二三四轉(zhuǎn)化率/％8794進口溫度/℃430470450405：轉(zhuǎn)化器第一段操作線方程：第二段操作線方程：第三段操作線方程：第四段操作線方程：t 四段反應(yīng)過程的XT關(guān)系圖 轉(zhuǎn)化工序物料衡算本設(shè)計為14萬噸/年硫酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)工藝設(shè)計（以每小時計算），由可得實際進氣總量為：為方便計算，本設(shè)計假設(shè)近期總量為,故在最后計算結(jié)果上需乘上系數(shù) 進轉(zhuǎn)化器一段氣體量及成分以的進氣量為標(biāo)準(zhǔn)進行計算，已知SO2占8%，%，%。O2的進氣量及成分： SO2的進氣量及成分：N2的進氣量及成分： 出一段氣體量及成分 出二段氣體量及成分 出三段氣體量及成分 出四段氣體量及成分 由以上計算匯總轉(zhuǎn)化器物料衡算結(jié)果于表35。表35 轉(zhuǎn)化器物料衡算結(jié)果進一段kmolkgm3VSO2%O2%N2%Σ%出一段kmolkgm3VSO2%SO3%O2%N2%Σ%出二段kmolkgm3VSO2%SO3%O2%N2%Σ%出三段kmolkgm3VSO2%SO3%O2%N2%Σ%出四段kmolkgm3VSO2%SO3%O2%N2%Σ% 轉(zhuǎn)化器各段的熱量衡算氣體的摩爾熱熔量可按下式求出： 轉(zhuǎn)化一段反應(yīng)熱與出口溫度(1)進轉(zhuǎn)化器第一段氣體帶入熱量（以每小時氣量計算）已知進一段觸媒層氣體溫度為430℃，所以可得各組分氣體的平均摩爾熱熔：SO2的平均摩爾熱容： O2的平均摩爾熱容：N2的平均摩爾熱容：故進一段氣體每升高1℃所需的熱量為：SO2所需的熱量：O2所需的熱量： N2所需的熱量：所需的總熱量：帶入熱量=430=(2)℃所以可得各組分氣體的平均摩爾熱容：SO2的平均摩爾熱容： SO3的平均摩爾熱容： O2的平均摩爾熱容：N2的平均摩爾熱容：故出一段氣體每升高1℃所需的熱量為：SO2所需的熱量：26
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