Контрольная работа: Основы химической технологии

Задача 3

Составить материальный баланс контактного аппарата для каталитического окисления SO2 в SO3 производительностью 10 000 м3/ч исходного газа следующего состава [%(об.)]: SO2-8,5; О2-12,5; N2-79 . Степень окисления SO2 в SO3 составляет 98%

(SO2+1/2О2 SO3).

1 Изобразим процесс на схеме

Рисунок 3 - Схема входящих и выходящих потоков в контактном аппарате

2 Определим молекулярные массы веществ

µ(SO2) = 64,06 г/моль; µ(О2) = 32 г/моль; µ(SO3) = 80,06 г/моль; µ(N2) = 28 г/моль.

3 Составим приходную часть материального баланса

3.1 Определим количество SO2 на входе

 м3/ч (0,236 м3/с)

 кг/ч (0,675 кг/с)

3.2 Определим количество O2 на входе

;

 м3/ч (0,347 м3/с);

;

 кг/ч (0,496 кг/с);

3.3 Определим количество N2 на входе

;

 м3/ч (2,194 м3/с);

;

 кг/ч (2,743 кг/с)

4 Составим расходную часть материального баланса

4.1 Определим количество SO2 на выходе

;

 м3/ч (0,005 м3/с);

;

 кг/ч (0,014 кг/с)

4.2 Определим количество SO3 на выходе

;

 м3/ч (0,231 м3/с);

;

 кг/ч (0,827 кг/с)

4.3 Определим количество O2 на выходе

;;

 м3/ч (0,116 м3/с),

 м3/ч (0,232 м3/с);

; кг/ч (0,331 кг/с)

4.4 Определим количество N2 на выходе

Так, как азот присутствует в исходном газе в качестве балласта, то его количество в ходе химической реакции не меняется.

5 Сведём данные по расчётам в таблицу:

Таблица 3 - Итоговый баланс контактного аппарата

Так, как реакция протекает с уменьшением объёма, то объёмные расходы отличаются, а массовые совпадают.

Задача 4

Добавим к предыдущей задаче следующие условия:

Температура газовой смеси на входе в аппарат , а на выходе из него . Средняя теплоёмкость смеси (условно считать постоянной) равна 2,052 .

Потери теплоты в окружающую среду составляют 5% от прихода теплоты

(SO2+1/2О2 SO3+94207 кДж)

Определить количество теплоты, отводимой от аппарата.

1 Изобразим процесс на схеме:

Q1 – теплота, вносимая в контактный аппарат реакционной смесью; Q2 – теплота химической реакции; Q3 – теплота, выводимая из контактного аппарата реакционной смесью; Q4-потери теплоты в окружающую среду; Q5- количество теплоты, отводимое в аппарате

Рисунок 4 - Схема входящих и выходящих потоков в контактном аппарате

2 Определим Q1

;

 кВт

3 Определим Q2

,

где n-число молей полученного SO3

 973 кВт

4 Определим Q3

;

 3168 кВт

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7