现代化工计算单元典型化工过程工艺计算教材学习教案.pptx

现代化工计算单元典型(diǎnxíng)化工过程工艺计算教材
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知识目标：熟悉(shúxī)硫磺制酸的步骤、原理。
技能目标：能用Excel核算硫磺制酸过程中的典型工艺参数和主要消耗指标。
一、 计算熔硫釜的蒸汽消耗量
二、 根据生产任务计算原料硫磺、空气、水的消耗量
三、 计算焚硫过程中空气过剩系数与炉气组成、炉气温度之间的关系
四、 计算废热锅炉的产汽量
五、 计算SO2的实际转化率和平衡转化率
六、 计算空气过剩系数、SO2转化率和转化炉一段出口温度之间的关系
任务2 硫磺制酸过程(guòchéng)物料、能量衡算
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任务(rèn wu)2 硫磺制酸过程物料、能量衡算
☆硫磺制酸工艺过程(guòchéng)简介
图5-29 硫磺制酸生产流程图
1-焚硫炉；2-废热锅炉；3-省煤-过热器；4-第二过热器；5-转化(zhuǎnhuà)器；6-第一换热器；7-第一吸收塔；8-第二吸收塔；9，10，14-冷却器；11，12，15-酸贮槽；13-干燥塔；16-鼓风机
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任务2 硫磺(liúhuáng)制酸过程物料、能量衡算
一、计算熔硫釜的蒸汽消耗量
例5-3 加入熔硫釜中的硫磺温度(wēndù)为常温t0,,最终将硫磺加热至140℃的液态,假设熔硫釜的热效率1为95%,?
解：以1000kg硫磺为计算基准，以整个熔硫釜为体系
假设蒸汽消耗量为mkg，则由稳流体系能量平衡方程可得：
1mh蒸汽+H硫磺=0
由水蒸气查得：h蒸汽=  kJ/kg
硫磺由常温(chángwēn)(取t0=25℃)加热至140℃液态,经历过程如图7-7所示。
Q吸热=H硫磺=H1+H2+H3
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任务2 硫磺制酸过程(guòchéng)物料、能量衡算
一、计算(jì suàn)熔硫釜的蒸汽消耗量
Q吸热(xī rè)=H硫磺=H1+H2+H3
H2=nhv
查有关手册可得：
cp, s=+103T kJ/(kmolK)
hv=1727kJ/kmol
cp, l=103T kJ/(kmolK)
n=1000/32=
将上述数据代入H1、H2、H3的计算式得：
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任务2 硫磺(liúhuáng)制酸过程物料、能量衡算
一、计算(jì suàn)熔硫釜的蒸汽消耗量
Q吸热(xī rè)=H硫磺=H1+H2+H3
H2=nhv=1727=104 kJ
H硫磺=∑Hi=104+104+104=105 kJ
蒸汽消耗量m为：
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任务(rèn wu)2 硫磺制酸过程物料、能量衡算
蒸汽(zhēnɡ qì)消耗量为：
103104=103 kg/h
一、计算(jì suàn)熔硫釜的蒸汽消耗量
对于实际生产过程中熔硫釜蒸汽消耗量,可根据硫酸产量、硫磺纯度、SO2的转化率、SO3的吸收率等数据进行计算(jì suàn)。
如：年产400kt纯硫酸装置，若硫磺纯度、SO2的转化率、、、，一年按300天计，则该硫酸装置每小时原料硫磺消耗量为：
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二、根据生产任务，计算原料硫磺(liúhuáng)、空气、水的消耗量
(3)吸收塔中的反应(fǎnyìng)
在整个硫磺制酸过程中,所涉及的化学反应较少,主要(zhǔyào)反应如下:
(1)焚硫炉中的反应
S+O2==SO2 (5-7)
(2)转化器中的反应
SO3+H2O==H2SO4
将上述三个反应合成一个总反应:
任务2 硫磺制酸过程物料、能量衡算
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二、根据生产任务，计算原料硫磺(liúhuáng)、空气、水的消耗量
解：以1000kg纯硫酸为计算基准
由硫平衡可得