Технологические балансы процесса

Материальный баланс

Материальный баланс сушильной башни Исходные данные:

Производительность по100% H₂SO₄, 100 тыс т./год Степень контактирования, 98%.

Степень абсорбции, 99,9%.

Степень поглощения SO₃:

в олеумном абсорбере, 30%.

в моногидратном абсорбере, 70%.

Состав газа до разбавления:

SO₂ 13%.

О₂ 6%.

N₂ 76%.

H₂O 5%.

После разбавления и осушки:

SO₂ 8%.

Вся продукция в виде 20% Олеума.

Моногидратный абсорбер орошается 98% H₂SO₄, а на выходе 98,5% H₂SO₄.

Олеумный абсорбер — Олеумом 20% SO_3(своб.), а на выходе 21% SO_3(своб.).

Найдем часовую производительность установки:

где А=1000т/год — годовая производительность;

n=330дней — количество дней в году, которые работает установка;

=24часа — количество часов в сутках Объем газовой смеси поступающий в сушильную башню:

(11).

где G — производительность, кг/ч;

а — доля SO₂ в газовой смеси (до разбавления);

х — степень абсорбции;

z — степень контактирования;

Количественный состав исходной газовой смеси:

=22 657.33*0.13=2945.45 м³/ч= 9415,57 кг/ч.

=22 657.33*0,06=1359,44 м³/ч=1942,06 кг/ч.

=22 657.33*0,76=17 219,57 м³/ч=21 524,46 кг/ч.

=22 657.33*0,05=1132,87 м³/ч=910,34 кг/ч Объем газовой смеси после разбавления:

(12).

где, а — доля SO₂ в газовой смеси (после разбавления);

— объем SO₂ в исходной газовой смеси;

Состав смеси после осушки и разбавления:

Найдем объем сухого воздуха на разбавление:

(13).

=15 293,67*0,21=3211,67 м³/ч=4588,1 кг/ч.

=15 293,67*0,79=12 082 м³/ч=15 102,5 кг/ч Принимаем, что с 1 м³/ч воздуха поступает 17 гр H₂O.

Масса кислоты на орошение (94% H₂SO₄).

(14).

Массовый приход 93,5% H₂SO₄ в сборник сушильной башни:

(15).

Таблица 3. — Материальный баланс сушильной башни.

Материальный баланс контактного узла.

SO₂+½O₂=SO₃ (16).

Таблица 4. — Материальный баланс контактного аппарата.

Материальный баланс олеумного абсорбера а) Количество олеума, отправляемого, но склад.

(17).

где =10 309 кг/ч — количество триоксида серы, поступающего в абсорбер;

85,3% SO_{3 общ}. в 20% олеуме [2];

X=99,9% - степень абсорбции б) Количество абсорбируемого SO₃:

в олеумном абсорбере 30%:

в) Количество SO₃, выходящее из абсорбера:

Уравнение материального баланса олеумного абсорбера:

(18).

где 85,5% SO_{3 общ}. в 21% олеуме [2];

Таблица 5. — Материальный баланс олеумного абсорбера.

Материальный баланс многогидратного абсорбера а) Количество абсорбируемого SO₃ 70%:

Уравнение материального баланса:

(19).

где: 80% SO_{3 общ}. в 98% H₂SO₄ [2];

80,4% SO_{3 общ}. в 98% H₂SO₄ [2];

Количество 98,5% H₂SO₄ поступающей в сборник моногидратного абсорбера:

Таблица 6. — Материальный баланс моногидратного абсорбера.

Материальный баланс сборника сушильной башни.

98% H₂SO₄ из сборника моногидратного абсорбера на укрепление сушильной кислоты с 93,5% до 94% H₂SO₄

(20).

Кислота 94% H₂SO₄ в сборник моногидратного абсорбера:

Таблица 7. — Материального баланса сборника сушильной башни.

Материальный баланс сборника олеумного абсорбера На орошение 20% Олеума 223 996 кг/ч На склад 20% Олеума 12 073,5 кг/ч Из абсорбера 21% Олеума 227 085,6 кг/ч На разбавление 98% H₂SO₄ (по разности).

(223 996+12073.5)-227 085.6=8983.9 кг/ч Таблица 8. — Материальный баланс сборника олеумного абсорбера.

Материальный баланс сборника моногидратного абсорбера Количество воды на разбавление (по разности):

Таблица 9. — Материальный баланс сборника моногидратного абсорбера.