【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 kmol K)。 hkJqqqqQ / 6 9 1 9 2 343211 ????? （ 2）入塔酸帶入熱 Q2 入塔酸溫 55℃，濃度 98% H2SO4，熱焓： I=hkJQ / 3 4 8 1 8 0 8 8 3 6 82 ??? （ 3）吸收反應(yīng)熱 Q3 hkJQ / ???? 式中： 7013 為 50℃時(shí) 98% H2SO4 吸收氣體 SO3 的吸收反應(yīng)熱 OHkgkJ2/。 （ 4） 98% H2SO4濃縮為 % H2SO4的濃縮熱 Q4 ? ? hkJQ / ?????? 式中： 及 分別為 98%及 99% H2SO4 的積分稀釋熱 OHkgkJ2/。 （ 5）出塔氣體帶入熱量 Q5（ t=60℃） SO2帶入熱量： hkJq / ???? SO3帶入熱量： hkJq / ???? 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 O2帶入熱量： hkJq / 5 9 7 ???? N2帶入熱量： hkJq / 1 6 5 1 0 ???? 式中 、 、 、 分別為 0～ 60℃溫度時(shí) SO SO O N2 的熱容 kJ/(kmol K)。 hkJqqqqQ / 1 8 3 4 4 143215 ????? （ 6）出塔酸帶出熱 Q6 543216 ????? hkJ / ? ????? （ 7）出塔酸溫 出塔酸熱焓 kgkJI / ?? ，查表 ，然后通過(guò)內(nèi)插法得出塔酸溫為℃。 最終吸收塔熱量衡算結(jié)果見(jiàn)下表。 表 項(xiàng)目 進(jìn)口熱量 kJ/h 項(xiàng)目 出口熱量 kJ/h 進(jìn)塔氣體帶入熱量 Q1 濃縮熱 Q4 入塔酸帶入熱 Q2 出塔氣體帶入熱量 Q5 吸收反應(yīng)熱 Q3 出塔酸帶出熱 Q6 入塔總熱量∑ 出塔總熱量∑ 吸收循環(huán)槽熱量衡算 為簡(jiǎn)化計(jì)算，先設(shè)吸收塔冷卻器出口溫度為 53℃。 （ 1） 吸收塔冷卻器來(lái)酸帶入熱 Q1 hIkJQ /2946881 ?? 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 （ 2） 最終吸收塔冷卻器來(lái)酸帶入熱 Q2 53℃（ I=） hkJQ / 2 6 2 6 9 7 8 8 8 4 82 ??? （ 3） 93% H2SO4→ 98% H2SO4串酸帶入熱 Q3 （ 53℃時(shí) 93% H2SO4的熱焓 I=） hkJQ / 4 1 5 8 3 8 9 0 13 ??? （ 4） 93% H2SO4→ 98% H2SO4串酸混合熱 Q4 ? ? hkJQ / 4 9 8 1 9 8 9 0 14 ????? （ 5）上塔酸帶出熱 Q5 酸溫 55℃， 98% H2SO4， I=。 hkJQ / 6 9 6 3 6 1 8 8 3 6 825 ???? （ 6）串去 93%塔酸帶出熱 Q6 hkJQ / 2 3 2 8 1 7 4 2 06 ??? （ 7）產(chǎn)成品酸帶出熱 Q7 hkJQ / ??? （ 8）吸收塔冷卻器出口溫度 t： 熱平衡 出進(jìn) ? 7654321 Q ?????? ? ???????I I hkJI /? 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 查表 ，然后通過(guò)內(nèi)插法得吸收塔冷卻器出口溫度為 ℃。 吸收循環(huán)槽熱量 衡算結(jié)果見(jiàn)下表。 表 項(xiàng)目 進(jìn)口熱量 kJ/h 項(xiàng)目 出口熱量 kJ/h 中吸塔冷卻器來(lái)酸帶入熱 Q1 上塔酸帶出熱 Q5 二吸塔冷卻器來(lái)酸帶入熱 Q2 串去 93%塔酸帶出熱 Q6 串酸帶入熱 Q3 產(chǎn)成品酸帶出熱 Q7 串酸混合熱 Q4 ∑ ∑ 第 節(jié) 轉(zhuǎn)化工序物料衡 算 本設(shè)計(jì)為 12 萬(wàn)噸 /年硫酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) （以每小時(shí)計(jì)算） ，由 72 2 4 1 0 1 1 3 4 7 .83 0 0 2 4 9 8 0 .9 7 7 9S O k m o l?? ? ? ?? 可得實(shí)際進(jìn)氣總量為 13 4 7 .8 4 3 4 7 .80 .0 8 k m o l?? 為方便計(jì)算，本設(shè)計(jì) 假設(shè)進(jìn)氣總量為 1000kmol， 故在最后的 計(jì)算結(jié)果上需乘于系數(shù) ? 進(jìn)轉(zhuǎn)化器一段氣體量及成分 以 1000kmol 的進(jìn)氣總量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算 ，已知 SO2占 8%， O2占 10%， N2占 82% 2 10 00 0. 1 10 0O k mol? ? ? 2() 100 32 3200Om k g? ? ? 2 3() 100 224 0OVm? ? ? 2 1 0 0 0 0 .0 8 8 0S O k mo l? ? ? 2() 80 64 5120SOm k g? ? ? 2 3() 80 179 2SO ? ? ? 2 1 0 0 0 0 .8 2 8 2 0N k mo l? ? ? 2() 820 28 22960Nm k g? ? ? 2 3() 8 2 0 2 2 .4 1 8 3 6 8NVm? ? ? 出一段氣體量及成分 2 80 (1 0. 81 86 ) 14 .5 12SO k m ol? ? ? ? 3 80 18 6 65 .48 8SO k mol? ? ? 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 2 11 0 0 6 5 .4 8 8 6 7 .2 5 62O k m o l? ? ? ? 2 820N kmol? 出二段氣體量及成分 2 80 (1 ) k m ol? ? ? ? 3 80 07 1 72 .56 8SO k mol? ? ? 2 11 0 0 7 3 . 5 7 5 6 3 . 2 1 2 52O k m o l? ? ? ? 2 820N kmol? 出三段氣體量及成分 2 80 (1 ) k m ol? ? ? ? 3 80 51 3 76 .10 4SO k mol? ? ? 2 11 0 0 7 6 .1 0 4 6 1 .9 4 82O k m o l? ? ? ? 2 820N kmol? 由以上計(jì)算匯總 轉(zhuǎn)化器物料 衡算結(jié)果于表 5 表 5 轉(zhuǎn)化器物料衡算結(jié)果 進(jìn)一段 （ Kmol ） （ Kg ） （ 3m標(biāo) ） V（％） SO2 8 O2 10 N2 82 ∑ 4348 100 出一段（進(jìn)二段） SO2 SO3 O2 N2 ∑ 100 出二段（進(jìn)三段） SO2 SO3 O2 N2 ∑ 100 出三段（進(jìn)四段） SO2 SO3 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 O2 N2 820 ∑ 100 出四段 SO2 SO3 O2 N2 ∑ 1 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 212 6 2 8 3221( 2 5 .7 4 5 .8 1 0 3 8 .1 1 0 0 .8 6 1 1 0 )TTPSOT T T d TC TT? ? ?? ? ? ? ? ?? ?? 212 6 2 8 3321( 1 5 .0 9 1 5 .2 1 0 1 2 0 .7 1 0 3 .6 2 1 0 )TTPSOT T T d TC TT? ? ?? ? ? ? ? ?? ?? 212 6 2221( 25 .7 4 1. 30 10 3. 86 10 )TTPOT T dTC TT??? ? ? ?? ?? 2122 6 221( 2 7 .1 8 0 .5 9 1 1 0 0 .3 3 8 1 0 )TTPNT T d TC TT??? ? ? ?? ?? 轉(zhuǎn)化一段反應(yīng)熱量和出口溫度 (1)進(jìn)轉(zhuǎn)化器第一段氣體帶入熱量（以每小時(shí)氣量計(jì)算） 。 已知 進(jìn)一段觸媒層氣體溫度為 360℃ ， 所以可得各組分 氣體的平均摩爾熱容： SO2的平均摩爾熱容： 273 360 2 6 2 8 32732( 10 10 10 ) / ( )360P SOT T T dTC k J m ol K? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 O2的平均摩爾熱容： 273 360 2 6 22732( 25 .7 4 1. 30 10 3. 86 10 )30 .8 0 / ( )360P OT T dTC k J m ol K? ??? ? ? ?? ? ?? N2的平均摩爾熱容： 2270 360 2 6 2270( 10 10 ) / ( )360P NT T dTC k J m ol K? ??? ? ? ?? ? ?? 故 進(jìn)一段氣體每升高 1℃ 所需熱量 為 ： SO2所需熱量 ： 80 kJ?? O2所需熱量 ： 10 0 30 .80 30 79 .52 1 kJ?? N2所需熱量 ： 82 0 29 .7 8 24 42 3. 06 kJ?? ∑所需總熱量 ： 帶入熱量 = 360 11188600 kJ?? (2)已知 出轉(zhuǎn)化器第一段氣體溫度 545℃ 所以可得各組分 氣體的平均摩爾熱容： SO2的平均摩爾熱容：273 545 2 6 2 8 32732( 10 10 10 ) / ( )545P SOT T T dTC k J m ol K? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? SO3的平均摩爾熱容： 2 7 3 5 4 5 2 6 2 8 32733( 15 .0 9 15 .2 10 12 0. 7 10 3. 62 10 )66 .4 4 / ( )545P SOT T T dTC k J m ol K? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? O2的平均摩爾熱容： 273 545 2 6 22732( 25 .7 4 1. 30 10 3. 86 10 )31 .5 9 / ( )545P OT T dTC k J m ol K? ??? ? ? ?? ? ?? N2的平均摩爾熱容： 2270 545 2 6 2270( 10 10 ) / ( )545P NT T dTC k J m ol K? ??? ? ? ?? ? ?? 故 出一段氣體每升高 1℃ 所需熱量 為 ： 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 SO2所需熱量 ： 14 .5 12 46 .8 4 67 9. 81 kJ?? SO3所需熱量 ： 65 .4 88 66 .4 4 43 51 .3 kJ?? O2所需熱量 ： 6 9 .2 5 6 3 1 .5 9 2 1 2 4 .4 4 kJ?? N2所需熱量 ： 82 0 30 .2 9 24 84 1. 87 kJ?? ∑所需總熱量 ： (3)反應(yīng)熱 摩爾反應(yīng)熱 10 13 14 .4 8 2. 21 ( 27 3 45 2. 5 ) 99 71 1. 13Q k J? ? ? ? ? 總反應(yīng)熱 k J? ? ? 一段出口溫度 11188600 5 5 3 . 73 1 9 9 7 . 4 2tC??? (4)一段出口氣體帶出熱量1 11188600 k J? ? ? 轉(zhuǎn)化 二 段反應(yīng)熱量和出口溫度 (1)進(jìn)轉(zhuǎn)化器第 二 段氣體帶入熱量（以每小時(shí)氣量計(jì)算） 已知 進(jìn) 二 段觸媒層氣體溫度為 480℃ ， 所以可得 氣體的平均摩爾熱容： SO2的平均摩爾熱容： 273 480 2 6 2 8 32732( 10 10 10 ) / ( )480P SOT T T dTC k J m ol K? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? SO3的平均摩爾熱容： 2 7 3 4 8 0 2 6 2 8 32733( 15 .0 9 15 .2 10 12 0. 7 10 3. 62 10 )64 .9 4 / ( )480P SOT T T dTC k J m ol K? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? O2的平均摩爾熱容： 273 480 2 6 22732( 25 .7 4 1. 30 10 3. 86 10 )31 .3 2 / ( )480P OT T dTC k J m ol K? ??? ? ? ?? ? ?? N2的平均摩爾熱容： 2270 480 2 6 2270( 10 10 ) / ( )480P NT T dTC k J m ol K? ??? ? ? ?? ? ?? 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 故 進(jìn) 二 段氣體每升高 1℃ 所需熱量 為 ： SO2所需熱量 ： 14 .5 12 46 .1 5 66 9. 77 kJ?? S