Производство серной кислоты

Дипломная работа - Химия

Другие дипломы по предмету Химия



оздуха на обжиг [3]:

Объем обжигового газа на 1 т колчедана[3]:

Расход за 1 час составит [3]:

Скорость газа в печи в рабочих условиях [3]:

Определим число и размер дутьевых устройств. Число дутьевых грибков на 1 м2 беспровальной части решетки принимаем 30. Тогда всего грибков должно быть [3]:

N = 30F = 3051 = 1530 шт.

Расход воздуха на провальную часть дутьевой решетки (в форкамере для загрузки колчедана) принимаем 20% о общего количества [3]:

Расход воздуха на один грибок равен [3]:

Площадь сечения центрального канала грибка вычисляем, принимая скорость воздуха в нем 12 м/с [3]:

Диаметр канала равен [3]:

Принимаем d=18мм.

Под шляпкой грибка просверливают 4 отверстия,при скорости воздуха в них Wвозд = 10 м/с. Диаметр одного отверстия [3]:

Принимаем d=3мм.

Провальную часть решетки вынимают из труб. В них просверливают отверстия, сквозь которые поступает воздух. Общая площадь отверстий должна быть равна [3]:

Количество отверстий [3]:

3.2 Технологический раiет котла - утилизатора

.2.1 Исходные данные:

- температура поступающей газовой смеси Тн, 0СтАжтАжтАжтАжтАж тАжтАжтАж820

температура отходящей газовой смеси Тк, 0СтАжтАжтАжтАжтАжтАж тАжтАжтАж.420

хладогент вода:

начальная температура tн, 0СтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж тАжтАжтАж..18

конечная температура tк, 0СтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж тАжтАжтАж..290

тепловые потери % от поступающего тепла,тАжтАжтАжтАжтАжтАж тАжтАжтАжтАж..3

теплоемкость газовой смеси, Сг.с., кДж/(кгК)тАжтАжтАжтАж.тАж тАжтАж.тАж0,85

теплоемкость воды, Своды, кДж/(кгК)тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..тАж тАжтАж.4,186

теплота парообразования воды, rводы, кДж/кгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.2258

количество газа, т/суттАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.336

3.2.2 Раiет котла - утилизатора

.2.2.1 Тепловой раiет

Расiитаем среднюю температуру в котле - утилизаторе [4]:

Тогда,

Массовый расход газа из таблицы 8 составляет:

Gгаз=3,895кг/с.

Количество передаваемой теплоты с учетом тепловых потерь 31% [3]:

Тогда,

Q = 3,8 0,85 1000 (820 - 420) 1,03 = 1330760 Вт

Определим коэффициент теплопередачи[4]:

где,

?г = 85 - коэффициент теплоотдачи для горячего теплоносителя, Вт/м2 К;

?х = 3500 - коэффициент теплоотдачи холодного теплоносителя Вт/м2К;

rст = 2558 - термическое сопротивление стенки м2К/Вт.

Тогда,

3.2.2.2 Тепловой раiет

Уравнение теплопередачи [4]:

Q = KF?tср.

Отсюда площадь поверхности теплопередачи:

Принимаем F = 35м2

Конструктивно для площади теплопередачи F = 35м2 принимаем

dтрубок = 57 мм, длина трубчатки Lмр = 4000мм.

Тогда количество трубок определяем из формулы: F = ?deZ, где Z - число трубок.

Принимаем Z = 5 шт. 31

Рисунок 8 - Котел-утилизатор [2]

-коллектор для подачи воды; 2-коллектор для выхода паро-водяной эмульсии; 3-паросборник; 4-трубы с гладкой облицовкой; 5-трубы с волнистой облицовкой; 6-трубы с ребристой облицовкой.

3.3 Технологический раiет контактного аппарата

3.3.1Исходные данные:

- степень окисления SO2, % мас. тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..тАжтАж.тАж.97,6

избыток окислителя воздуха, % мас. тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж...тАжтАжтАж...30

начальная температура газов, 0СтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.430

конечная температура газов, 0СтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж...тАж450

хладоагент воздух:

температура воздуха начальная, tn 0С тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж...20

температура воздуха конечная,tк 0СтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж...430

Состав воздуха, % мас.:

кислород, О2тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..20,5

азот, N2тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.тАжтАж..79,5

теплоемкость газовой смеси, кДж/ (кгК)тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,85

теплоемкость воды, кДж/ (кгК)тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж...4,186

основная реакция:

3.3.2Раiет контактного аппарата

Реакция окисления SO2 + 0,5O2 = SO3 + 95кДж/моль идет с уменьшением реакционной смеси и с выделением теплоты.

Для окисления SO2 в SO3 в промышленных условиях применяют ванадиевые контактные массы, содержащие V2O5 в качестве активного начала, пиросульфат металла к (Na)S2O7 в качестве активатора и носитель, состоящий из алюминосиликатов, аморфной кремниевой кислоты и других инертных примесей.

Мольные массы:

S = 32 SO2 = 32+16*2 = 64

O = 16 0,5O2 = 0,5*16*2 = 16

SO3 = 32+16*3 = 80

Из материального баланса обжига колчедана мы определим количество двуокиси серы:

SO2 = 3,895 кг/с.

Количество сернистого ангидрида SO3

Расход кислорода на окисление SO2

Останется в газе

SO2 = 3,8950,02 = 0,08 кг/с.

Из материального баланса обжига колчедана мы определим оставшиеся количество кислорода

Mост. = 3,213-2,672 = 0,535кг/с.

Отсюда требуемое количество О2:

mo2 = 1,166-0,535 = 0,631кг/с.

Производительность контактного аппарата 410т/ч [3]:

Теплоемкость Сгаз. смеси = 0,85 кДж/(кгК) = 4,186 кДж/м2К;

Увеличение температуры газа - 213 0С.

Тепловая нагрузка теплообменника :

Q = V Cгаз. смеси( tк - tн) = 53343 4,186(450 - 430) = 4465876 кДж/ч.

Расiитаем среднюю температуру в контактном аппарате [4]: