|
3. Расчетная часть
.1 Материальный баланс
Вариант
|
Производительность печи, т/ч (G H2SO4)
|
Степень использования серы (β)
|
Расход сухого колчедана, т (β)
|
Содержание %
|
Содержание в воздухе, %
|
Относительная влажность воздуха, % (φ)
|
|
|
|
|
Серы в колчедане (Cs)
|
Влаги в колчедане (Cвл)
|
Серы в огарке (Cs(ог))
|
SO2 в сухом обжиговом газе (C SO2)
|
SO3 в сухом обжиговом газе(C SO3)
|
O2 (n)
|
N2(CN2)
|
|
2
|
21,16
|
0,910
|
0,79
|
36
|
7
|
1,2
|
13
|
0,1
|
20
|
79
|
51
|
Расчет:
) Общее содержание серы в колчедане:
G = = = 7600 кг/ч.
) Количество сухого колчедана:
= = = 21113,25 кг/ч.
) Количество влаги в колчедане:
= = = 1589,17 кг/ч.
) Количество огарка:
= = = 16468,335 кг/ч.
) Количество серы в огарке:
=197,62 кг/ч.
) Потери серы с огарком:
= 2,59%
7) Количество выгоревшей серы:
- G S(ог) =7600,77-197,62=7403,15 кг/ч.
) Общий объем SO2+SO3:
V = = 5172,51м 3 /ч
) Образовалось SO2:
= = = 5133,025 м3/ч
) Образовалось SO3:
=V -V =5172,51 - 5133,025=39,485 м3/ч.
) Концентрация кислорода в обжиговом газе:
С =n-[m- ] C -[ m+0,5 ] C ,
где n - содержание кислорода в воздухе, n=22%;- стехиометрическое отношение числа молекул кислорода к числу молекул диоксида серы, по уравнению 4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3; m=11:8=1,375;
C =20-[1,375- ]13-[1,375+0,5 0,1 = 2,95%.
12) Объем сухого обжигового газа:
VГ= = 39484,81 м3/ч.
) Объем кислорода в обжиговом газе:
= = = 1166 м3/ч.
) Объем азота в обжиговом газе:
=V -(V +V +V ) = 39484,81- (2133,025+39,485+1166) = 33146 м3/ч.
) Объем сухого воздуха, поступающего на обжиг колчедана:
В= = = 41957 м3/ч.
) Количество паров в воздухе
Н2О= = = 494,58м3/ч.
17) Общее количество паров воды в обжиговом газе:
VН 2О = = 2472,2 м3/ч.
Материальный баланс печи КС
Приход
|
Количество
|
Расход
|
Количество
|
|
Кг
|
м3
|
|
Кг
|
м3
|
Колчедан
|
21113
|
-
|
огарок
|
16468
|
-
|
влага колчедана
|
1589
|
-
|
|
|
|
сухой воздух
|
54124
|
41957
|
SO2
|
15039
|
513
|
|
|
|
SO3
|
76
|
39
|
|
|
|
O2
|
1667
|
1166
|
|
|
|
N2
|
41432
|
33146
|
|
|
|
H2O
|
1483
|
2472
|
Всего
|
76826
|
41957
|
Всего
|
76166
|
41956
|
3.2 Тепловой баланс
Исходные данные:
Вариант
|
Теплоемкость
|
Теплопотери, %
|
Теплота обжига колчедана , ккал
|
Температура,0С
|
|
Ккал/кг град
|
Ккал/м3град
|
|
|
Колчедана
|
воздуха
|
Огарка
|
обжигового газа
|
|
колчедана
|
Огарка
|
Воздуха
|
SO2
|
SO3
|
O2
|
N2
|
|
|
|
|
|
|
2
|
0,14
|
0,37
|
0,31
|
0,342
|
0,342
|
0,34
|
0,342
|
31
|
1285000
|
22
|
16
|
550
|
670
|
Расчет:
Приход теплоты:
) Теплота вносимая сухим колчеданом:
= 0,14·22·21113·1000/21113=3080 ккал
) Теплота поступающая с сухим воздухом:
= 53133·0,31·16·1000/21113= 9850 ккал
) Теплота поступающая с влагой колчедана:
= 1589·22·1·1000/21113=1655,8 ккал
) Теплота поступающая с влагой воздуха:
= 494,67·0,36·16·1000/21113=135 ккал
) Теплота обжига Q5по условию задачи 1285000 ккал
Общий приход теплоты:
+9850+135+1285000=1299720,8 ккал
Расход теплоты:
) Теплота, уносимая с огарком при 550 С:
= 16468·0,37·550·1000/21113=158728,7 ккал
2) Теплота, уносимая с обжиговым газом:
= (5133 · 0,342 + 39· 0,342 + 1166· 0,34 + 33146·0,342) ·670=428446,8 ккал
) Теплопотери печи по условию 31% от прихода теплоты:
= 1302353 · 31/100= 403729,43 ккал
) Расход теплоты:
= Q6+ Q7+ Q8= 158728,7+428446,8+403729,43= 990904,93 ккал
) Количество теплоты, которое нужно отвести из печи с воздухом:
=1299720,8-990904,93 = 308815,87 ккал
Тепловой баланс обжига 1 т влажного колчедана
Приход
|
Расход
|
Статья прихода
|
Количество,
|
Статья расхода
|
Количество,
|
|
Ккал
|
|
Ккал
|
С сухим колчеданом
|
3080
|
С огарком
|
158729
|
С сухим воздухом
|
9850
|
С обжиговым газом
|
428447
|
С влагой колчедана
|
1655,8
|
Теплопотери
|
403729
|
С влагой воздуха
|
135
|
С охлаждающим воздухом
|
308816
|
От обжига колчедана
|
1285000
|
|
|
|
|
|
|
Всего
|
1299720
|
Всего
|
1299720
|
4. Охрана окружающей среды, связанная с производством серной кислоты
Научно-техническая революция и связанный с ней интенсивный рост химического производства, вызывает существенные негативные изменения в окружающей среде. Например отравление пресных вод, загрязнение земной атмосферы, истребление животных и птиц. В результате мир оказался в тисках экологического кризиса. Вредные выбросы сернокислых заводов следует оценивать не только по действию содержащегося в них оксида серы на расположенные вблизи предприятия зоны, но и учитывать другие факторы - увеличение количества случаев респираторных заболеваний человека и животных, гибель растительности и подавление ее роста, разрушение конструкций из известняка и мрамора, повышение коррозионного износа металлов. По вине “кислых” дождей повреждены памятники архитектуры (Тадж-Макал).
В зоне до 300 км от источника загрязнения (SO2) опасность представляет серная кислота, в зоне до 600 км. - сульфаты. Серная кислота и сульфаты замедляют рост с/х культур. Закисление водоемов (весной при таянии снега, вызывает гибель икр и молоди рыб. Помимо экологического ущерба налицо экономический ущерб - громадные суммы каждый год теряются при раскисление почв.
Рассмотрим химические метода отчистки от наиболее распространенных газообразных загрязняющих воздух веществ. Известно более 60 методов. Наиболее перспективны методы, основанные на поглощение оксида серы известняком, раствором сульфита - гидросульфита аммония и щелочным раствором алюмината натрия. Интерес также представляют каталитические методы окисления оксида серы в присутствии оксида ванадия.
Особое значение имеет очистка газов от фторсодержащих примесей, которые даже в незначительной концентрации вредно влияют на растительность. Если в газах содержится фтороводород и фтор, то их пропускают через колоны с насадкой противотоком по отношению к 5-10% раствору гидроксида натрия. В течении одной минуты протекают следующие реакции:
F2+2NaOH-> O2+H2O+2NaF+NaOH->NaF+H2O;
Образующийся фторид натрия обрабатывают для регенерации гидроксида натрия:
NaF+CaO+H2O->CaF2+2NaOH
Заключение
В курсовой работе рассмотрены теоретические аспекты производства серной кислоты из серного колчедана, произведен расчет материального и теплового баланса. Описаны технологические схемы и процессы протекающие на каждой стадии.
Список использованной литературы
1. Основы химической технологии: Учеб. для студентов 0-75 хим.-технол. спец. вузов/И.П. Мухленова, А.Е. Горштейн.- М.: высш. шк., 1991.- 463с.
. Общая химическая технология: Методические указания к выполнению курсовой работы./ Е. И. Чебунина. - Улан-Удэ г.; 2006.-27с.
. Основы химической технологии: Учеб. для студентов 0-75 хим.-технол. спец. вузов/И.П. Мухленова, А.Е. Горштейн.- М.: высш. шк., 1991.- 463стр.
4.
. .
Do'stlaringiz bilan baham: |
