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]: