Производство серной кислоты
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
,кДж/(кгК)тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж....0,75
Атомная масса:
- FeтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж тАжтАжтАжтАж...55,849
- SтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж тАжтАжтАж... 32,064
OтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж тАжтАжтАжтАж.15,999
производительность по колчедану, т/суттАжтАжтАж тАжтАжтАж.тАжтАжтАжтАж.350
температура в печи, Т оСтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж830
степень выгорания серы, ? %тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..98
- время пребывания газа в печи, с тАжтАж тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..тАж.8
скорость газа в печи, W м/стАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.1
концентрация SO2 в газе СSO2, %тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..15
содержание серы в колчедане Cs ,%тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.92
3.1.2 Материальный баланс обжига колчедана
Процесс горения колчедана складывается из стадий:
термическое разложение FeS2:
FeS2 = 2FeS + S2;
горения серы:
S2 + 2O2 = 2SO2;
окисления FeS2, которое суммарно может быть окислено уравнениями:
4FeS2 + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2 или 3FeS + 5O2 = Fe3O4 + 3SO2.
Окончательное горение колчедана представляют общими уравнениями:
при образовании окиси железа:
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + 3372кДж;
при образовании закись - окись железа:
3FeS2 + 8O2 = Fe3O4 + 6SO2 + 243,8 кДж.
Определим секундный расход пирита и содержание примесей в нём
G = 3501000/243600 = 4,051кг/с;
G(SiO2) = %SiO2/100G = 7/1004,051 = 0,283кг/с;
G(Al2O3) = % Al2O3/100G = 1/1004,051 = 0,040кг/с.
Определим массу прореагировавшего пирита
G(FeS2) = GS2/1000,98 = 4,05192/1000,98 = 3,652кг/с.
Определим массу непрореагировавшего пирита
Gнепрореаг.(FeS2) = GG(FeS2)G(SiO2)G(Al2O3) =
4,0513,6520,2830,040;
Gнепрореаг.(FeS2) = 0,076кг/с.
Оценим количество реагентов в уравнении
4FeS2 = 4 (55,849 + 232,064)= 480;
11О2 = 11 (15,9992) = 352;
Fe2O3 = 2 (255,849 + 315,999) = 320;
8SO2 = 8 (32,064 + 215,999) = 512.
Определим количество кислорода
Отсюда,
22
С учетом избытка кислорода получаем
Отсюда избыток кислорода
Xизб.О2=3,213-2,678=0,535кг/с.
Определим количество воздуха подаваемого в аппарат
Определим количество азота N2 в подаваемом воздухе
Определим количество непрореагируемого кислорода
Определим количество окиси железа
480 (FeS2) - 320 (Fe2O3)(FeS2) - X(Fe2O3)
Отсюда,
Определим количество двуокиси серы
480 (FeS2) - 512 (SO2)(FeS2) - X (SO2)
Отсюда,
Определим остаток пирита
ост. пирит =Xпирит - ХFe2O3 = 4,051-2,434 = 1,617 кг/с.
Определим остаток кислорода и азота
Х N2, O2 = Хвозд. - ХSO2 = 15,673-3,895 = 11,778 кг/с.
Таблица 8 - Материальный баланс обжига колчедана
СтатьиПриходкг/с%Расходкг/с%Пирит: FeS2 SiO2 Al2O3 FeS2 (непрореаг) Воздух: О2 (20%) N2 O2 (избыток)4,051 3,652 0,283 0,040 0,076 15,673 3,213 12,46 0,535100 90,15 6,98 0,98 1,87 100 20,5 79,49 3,41Огарок: Fe2O3 и другое Газы + пыль: SO2 N 2 ; О 2 2,434 1,617 3,895 11,778 60,08 39,92 24,85 75,15Всего19,724100Всего19,724100
3.1.3 Тепловой баланс обжига колчедана
Расiитаем приход теплоты.
Теплота поступает с пиритом:
Qпирит = Gпирит Спирит tпирит ,
тогда,
Qпирит = 4,0510,5223 = 48,45кВт.
Теплота поступает с воздухом:
Qвоздух = Gвоздух С воздух tн.воздух ,
тогда,
Qвоздух = 15,673123 = 360,48кВт.
Теплота поступает за iет горения колчедана:
Qгорен.колч.= Gпирит. 3372/320 ,
тогда,
Qгорен.колч=3,6523372/320 = 26кВт.
Общий приход теплоты:
Qобщий приход = Qпирит + Qвоздух+ Qгорен.колч,
тогда,
Qобщий приход = 48,45+360,48+26=434,93кВт.
Расiитаем расход теплоты [1].
Теплота уходит с огарком (14% огарка уходит из кипящего слоя с газами и 86% остается в остатке).
Qогарка = GFe2O3Сшлакtпрод.14/100 + GFe2O3Сшлакtпрод.86/100,
тогда,
Qогарка = 2,4340,7183014/100+2,4340,7183086/100, 24
Qогарка=201+1234=1435кВт.
Теплота уходит с обжиговым газом:
QSO2=GSO2CSO2tпрод.,
тогда,
QSO2=3,8950,75830=2424,63кВт.
Расiитаем тепловые потери:
Qпотери= (Qогарка+ QSO2)3/100,
тогда,
Qпотери=(1435+2424,63)3/100=115,63кВт.
Общий расход теплоты:
Qобщ.расход= Qогарок+ QSO2+ Qпотери,
тогда,
Qобщ.расход=1430+2424,63+115,63=3970,26кВт.
Теплота используемая для испарения воды и получения пара:
Qпар= Qобщий приход - Qобщ.расход = 6136,53-3970,26 = 2166,27кВт.
Таблица 9 - Тепловой баланс обжига колчедана
СтатьиПриходкВт%РасходкВт%Пирит Воздух Тепловой эффект 48,45 360,48 5727,6 0,78 5,87 93,33Огарок Обжиговый газ Тепловые потери Теплота образования пара1430 2424,63 115,63 2166,2723,30 39,51 1,88 35,30Всего6136,53100Всего6136,53100
3.1.4 Раiет печи для обжига колчедана в кипящем слое
Интенсивность печи кипящего слоя можно определить из выражения [3]:
Тогда,
Объемную интенсивность печи кипящего слоя определяем по формуле:
Тогда,
Площадь пода печи [3]:
Тогда,
Диаметр пода печи
D = 1,13 хF = 1,13 х51 = 8м.
Принимаем площадь форкамеры для загрузки колчедана 3 м2. Общая площадь пода печи Fобщ = 51+3 = 54 м2.
Внутренний объем печи [3]:
Высота печи цилиндрической формы [3]:
Полный расход в