Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Производительность печи (100% H2SO4) GHjSOi, т/ч......20,833
Степень использования серы (5 ..................0,885
Расход сухого колчедана (45% S) на 1 т H3SO4OC, т......0,82
Содержание, %:
серы в колчедане C3 .....................41
влаги в колчедане Свл.....................б
серы в огарке Cs (or) .....................1
502 в сухом обжиговом газе C50..............14,5
503 в сухсм обжиговом газе CSOj..............0,1
Температура, 'С:
колчедана ^колч.........................20
воздуха /во,...........................20
обжигового газа на выходе из печи tt...........850
огарка tor............................850
Относительная влажность воздуха ф, %.............50
Расчет:
Общее содержание серы в колчедане:
MSGH so 1000 32,06 • 20,833 ¦ 1000 - °S = ~Йн',80> ° ~Ж08 ¦ 0,885 = 7695 КГ/Ч-Количество сухого колчедана:
GcIOO 7695-100 Околч = -^—=-4j-=18 758 кг/ч.
Количество влаги в колчедане:
Г, — 9±п 14 °В1 _ 18 768 ' 6 _ її оо кг/ч
с,»л_ loo—с„ _ юо-6 -~пт кг/ч>
Количество огарка
160-C4 160 — 41
G°r=160-Csf-^ 0ИЛ = JgQZTf 18 768 = 0,748 . 18 768= 14 038 кг/ч.
Количество серы в огарке:
0S(Or)
Потери серы с огарком:
°s (on = —гоо—' = -Тбо— = 140 кг/ч-
0с,пг,-100 140-100
Количество выгоревшей серы:
0S- 0S(Or) = 7695— 140 = 7555 кг/ч. Общий объем SO2 4- SO3:
,. (Gi- GS(nr,) 22,4 7555-22,4
Объем SO2
so,
^(SO, +SO1)0SO,
°so, + °ь
5279 ¦ 14,5 ' 14,5 + 0,1
= 5243 м3/ч.
Объем SO3:
^SO3 = ^(SO2 + SO3) - ^SQ2 = 5279 - 5243 = 36 м»/ч. Концентрация кислорода в обжиговом газе определяется по формуле
„ I ,.,я (т —0,5)"
Счп — w+ 0,5 , „ ' so, ^ т . J00
0O2 = ""
C
so.
где п — содержание кислорода в воздухе, п. = 21%; т — стехиометрическое отношение числа молекул кислорода к числу молекул двуокиси серы, по балансовому уравнению 4FeS2 + HO2 = 8SO2 + 2Fe2O3; т = 11 : 8 = 1,375.
21 (1,375— 1)"
C0i = 21-[l,375-
100
14,5—
1,375 + 0,5
21 (1,375 — 0,5)"
100
Объем сухого обжигового газа:
vso. ¦100 5243 •100
С.
so,
14,5
0,1 =2,06%.
= 36 159 мз/ч.
Объем кислород» в обжиговом газе:
36 159-2057
VCn
Г U2
= 744 м*/ч.
°« 100 100
Объем азота в обжиговом газе:
^N2 = VT - (^s0, + ^SO3 + ^0,) = 36 159 - (5243 + 36 + 744) = 30 136 м»/ч.
Объем сухого воздуха, поступающего на обжиг колчедана (воздух содержит 79% N2),
Vn Ш 30 136- 100 !/„ = —4,--=-=;-= 38 147 м3/ч.
79
Материальный баланс печи КС-450
Привод
Количество
Расход
Количество
кг
кг
м»
Колчедан ....
Влага колчедана Сухой воздух . . .
Влага с воздухом
18 768
1 198 49 400
358
38 147 445
Огарок
Обжиговый газ: SOo SO3 O2 N2 H2O
14 033
15 337 129
1 063 37 600 1 556
5 243 36 744 30 136 1 936
Всего
69 724
38 592
Всего
69 724
38 095
Объем паров в воздухе (при 20° С и относительной влажности воздуха ф = = 50% давление паров воды в нем равно Рцг0 = 8,77 мм рт ст.):
V P4 о 38 147-8,77 Пио = 76оВ-Рн°г0 = 760-8,77 =445 М3/Ч-
Общий объем паров воды в обжиговом газе'
*Н.О«С#-4+ ^0--^^+445= 1936 Мз/Ч.
Тепловой баланс печи, рассчитанный на основе материального с применением расчетных формул, приведенных в ч. I гл. II, сведен в следующую таблицу:
Тепловой баланс печи КС-450
Приход
Количество
Расход
Количество
10-» кДж
%
JO »кДж
%
Тепло сухого колче-Тепло влаги колчеда-
Тепло сухого воздуха Тепло влаги воздуха Тепло горения колчедана ........
204 101
993 13,4
100 656
0,20
0,10 0,97 0,01
98,72
Тепло огарка .... Тепло обжигового га-
Теплопотери .... Тепло на получение пара в кипящем слое
8 380
46 128 1 022
46 437
8,2
45,3 1,0
45,5
Всего . . .
~ 101 967
100
Всего ...
101 967
100
Как видно из таблицы теплового баланса, тепло горения колчедана преобладает над другими статьями прихода тепла, так что ими можно пренебречь в ориентировочных расчетах. В таблице учтено тепло, израсходованное на получение пара непосредственно в кипящем слое. Однако пар получается также за счет использования тепла отходящего обжигового газа. Таким образом, большая часть тепла горения колчедана используется полезно. Для примера на рис. 4 приведена диаграмма теплового баланса.
Расчет основных показателей печи КС-450
Исходные данные для расчета:
Высота кипящего слоя печи КС в спокойном состоянии, #0, м . . . 1,0
Интенсивность работы печи /, кг'м3 сут...............10000
Количество сжигаемого сухого колчедана, содержащего 41% S,
GK0,4, кг ч ................................ 18 768
Температура газа, °С
на входе в котел-утилизагор tB%................... 850
на выходе из котла-утилизатора tBhlx................ 450
Теплоемкость обжигового газа сг, кДж м3 ............... 1,43
Диаметр печи определяем исходя из уравнения F = (nD*)/4 = 24G'/I,
