Главная страница

Курсовой проект производство серной кислоты вариант 2 Студент Горбунова Анна Группа мт43 Преподаватель Чабан Н. Г


Скачать 227.91 Kb.
НазваниеКурсовой проект производство серной кислоты вариант 2 Студент Горбунова Анна Группа мт43 Преподаватель Чабан Н. Г
Дата28.09.2021
Размер227.91 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файла203615-57178.docx
ТипКурсовой проект
#238165
страница5 из 5
1   2   3   4   5

Расчет материального баланса ХТС.





Рис. 9. Структурная блок-схема ХТС: 1 – сжигание серы; 2 – окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI); 3 – абсорбция оксида серы (VI).
Основные уравнения:

Сжигание серы : S + O2 = SO2

Контактное окисление SO2 в SO3: SO2 + 0,5O2 = SO3

Абсорбция SO3: SO3 + H2O = H2SO4

Табл. 2. Исходные данные для расчета.

Показатель

Значение

Обозначение

Степень превращения серы в SO2, %

93,0

ХS

Степень превращения SO2 в SO3, %

98,5

XSO2

Степень абсорбции SO3, %

99,5

k

Избыток воздуха от стехеометрии

1,6

z

Концентрация H2SO4 в целевом продукте, %. (по массе)

93,5

ω

Базис расчета, кг поступающей серы

800

B


Система уравнений материального баланса:

По первому блоку:

  1. G011 = B



  2. G011 = G100+ MS

  3. N012 = z

  4. N012 = +

По второму блоку:

  1. XSO2 =

  2. = 0,5 +

По третьему блоку:

  1. G030 = G301(1 – 𝜔) + k MH2O

  2. G302 = N012MN2 + (1-XSO2) MSO2 + (1 – k) MSO3 + MO2

  3. k =

Табл. 3. Соответствие переменных потокам.

Наименование потока

Условное обозначение

Хi

Размерность

Значение по расчету

Введённая сера

G011

Х1

кг

800

Непрореагировавшая сера

G100

Х2

кг

56,00

Поток воздуха

N012

Х3

кмоль

177,14

Поток кислорода на окисление SO2

N12O2

Х4

кмоль

13,95

Поток SO2 на окисление

N12SO2

Х5

кмоль

23,25

Поток SO3 в абсорбер

N23 SO3

Х6

кмоль

22,90

Поток кислорода в абсорбер

N23 O2

Х7

кмоль

2,20

Вода в абсорбер

G030

Х8

кг

565,37

Серная кислота

G301

Х9

кг

2388,21

Выхлопные газы

G302

Х10

кг

4020,22


Уравнения:

  1. Х1 = 800

  2. 0,029Х1 – Х5 = 0

  3. Х1 – Х2 – 32Х5 = 0

  4. 0,21Х3 – 1,6Х5 = 0

  5. 0,21Х3 – Х4 – Х5 = 0

  6. 0,985Х5 – Х6 = 0

  7. Х4 – 0,5Х6 – Х7 = 0

  8. 17,91Х6 – Х8 + 0,065Х9 = 0

  9. 22,12Х3 + 0,96Х5 + 0,4Х6 +32Х7 – Х10 = 0

  10. 0,995Х6 – 0,0095Х9 = 0

Табл. 4. Матрица коэффициентов.

№ уравне-ния

аi при Хi

bi Свободный член

Х1

Х2

Х3

Х4

Х5

Х6

Х7

Х8

Х9

Х10

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

800

2

0,029

0

0

0

-1

0

0

0

0

0

0

3

1

-1

0

0

-32

0

0

0

0

0

0

4

0

0

0,21

0

-1,6

0

0

0

0

0

0

5

0

0

0,21

-1

-1

0

0

0

0

0

0

6

0

0

0

0

0,985

-1

0

0

0

0

0

7

0

0

0

1

0

-0,5

-1

0

0

0

0

8

0

0

0

0

0

17,91

0

-1

0,065

0

0

9

0

0

22,12

0

0,96

0,4

32

0

0

-1

0

10

0

0

0

0

0

0,995

0

0

-0,0095

0

0


Расчет материального баланса

Приход:

Воздух:

m (O2) = N012 MO2 = 177,14 * 0,21 * 32 = 1190,38 кг

m (N2) = N012 MN2 = 177,14 * 0,79 * 28 = 3918,34 кг

Расход:

Серная кислота:

m (H2SO4) = G301𝜔 = 2388,21 * 0,935 = 2232,98 кг

m (H2O) = G301 – m (H2SO4) = 2388,21 – 2232,98 = 155,23 кг

Выхлопные газы:

m (N2) = m (N2)исх = 3918,34 кг

m (O2) = MO2 = 2,20 *32 = 70,40 кг

m (SO3) = (1 – k) MSO3= (1 – 0,995) * 22,90 * 80 = 9,16 кг

m (SO2) = (1 – XSO2) MSO2 = (1 – 0,985)*23,25*64 = 22,32 кг

Табл. 5. Материальный баланс химико-технологической системы производства серной кислот на 800 кг серы.

Приход

Расход

Статья прихода

Масса, кг

%

Статья расхода

Масса, кг

%

Сера

800

12,36

Серная кислота

В том числе:

Серная кислота

Вода

2388,21
2232,98

155,23

36,89
34,49

2,40

Воздух

В том числе:

Кислород

Азот

5108,72
1190,38
3918,34

78,91
18,39

60,52

Выхлопные газы

В том числе:

Кислород

Азот

Оксид серы (IV)

Оксид серы (VI)

4020,22
70,40

3918,34

22,32

9,16

62,10
1,09

60,52

0,35

0,14

Вода в абсорбер

565,37

8,73

Сера

56,00

0,86










Невязка

9,66

0,15

Всего

6474,09

100

Всего

6474,09

100



Список использованной литературы


  1. Амелин, А.Г. Производство серной кислоты: Учебник для проф.-техн. учеб. заведений / Амелин А.Г., Яшке Е.В. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1980. – 245 с.;

  2. Кузнецов, Д.А. Производство серной кислоты. Учебник для проф. Техн. Учеб. Заведений / Кузнецов Д.А. М., Высш. Школа, 1968. 296с.;

  3. Кутепов, А.М. Обшая химическая технология: Учеб. для вузов / А.М. Кутепов, Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен. – 3-е изд., перераб. – М.: ИКЦ Академкнига, 2004. – 528 с.;

  4. Кононова, Г.Н. Расчет материального баланса химико-технологических систем интегральным методом / Г.Н. Кононова, В.В. Сафонов, Е.В. Егорова. – М: ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 1999. – 26 с.;

  5. Чабан, Н.Г. Сборник заданий курсовых работ по расчёту материального баланса химико-технологических систем / Н.Г. Чабан. – М.: ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2013. – 23с.;

  6. Филатов, Ю. В. Состояние и перспективы развития производства и потребления серной кислоты в РФ // Международная научно-техническая конференция «Сера и серная кислота – 2012» [Электронный ресурс]. Систем. требования: Adobe Reader. – URL: http://www.chemico-group.com/ru/images/stories/conf_sulf/acid_rus.pdf (дата обращения: 30.11.2014).
1   2   3   4   5


написать администратору сайта