转化和吸收率计算

SO/CO转化率及SO3、CO2吸收率的计算1原来SO转化率、SO吸收率的计算公式23so?转化率和SO吸收率是硫酸生产的两项重要工艺指标，在原化工部化肥司组织编写的《硫酸生产分析规程》（19§8年修订版）中，SO转化率的计算公式为：21）2）X=a(匚益5b)X1001）2）SO3吸收率的计算公式为：Y=100-C—°.°15a)x100a一b式中：a—转化器进口气体中SO浓度*,%；b—吸收塔出口气体中SO浓度，%；C—吸收塔出口气体中SO：浓度，%；X—SO转化率，%；Y—SO吸收率，%。*本文中气体浓度是指气体摩尔分率，因为所涉及到的气体不是理想气体，气体摩尔分率与气体体积分率是有差异的。但是，目前工业控制分析上是测试气体体积分率，所以，可以用气体体积分率代替气体摩尔分率进行计算。在（1）式推导中，转化器进口气体中SO3浓度和吸收后剩余气体中SO3浓度很低，已忽略不计；在（2）式推导中，把转化器进口气体中SO浓度忽略不计，并且采用了近1以计算。正常生产时，SO3吸收率一般在99.95%以上，未被吸收的SO浓度很小，完全可以略去，因此，（1）、（2）式长期以来广泛应用于生产控制分析。2SO转化率、SO吸收率新的计算公式23近年来，随着环保要求日益严格，特别是GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》于1997年1月1日实施以后，对于新建厂，当转化器进口气体中SO浓度达到&0%时，转化率必须达到99.63%，吸收率必须达到99.99%，排放的SO?和SO才能达标。因此，如生产不正常时，就不能按1）、（2）式的计算方法检测某一段或几段的转化率及吸收率，笔者在总结多年生产经验的基础上，归纳出一种新的计算方法，现推荐如下：a-ba-b-0.01ac+ 1x100a(1-0.015b-0.01c)11“一b1)一c1x100 -50a-b-0.01ac11X=100-2b(1-0.015b-0.01c)2 1 1x100b(1-0.015b-0.01c)1 2 23)4)5)b-b+c-c+0.005bc-0.005bc1 2 1 2 12 2_1 X100b-b+c-0.01bc-0.005bc-0.01cc121122112x1007）1.5(a-b)x1007）1.5(a-b)-ca-b-0.01ac22x100-508）a-b-0.01aca(1-0.015b-0.01c)22式中：a 转化器进口气体中SO?摩尔分率，%;b——一吸塔出口气体中SO摩尔分率，%；12b——二吸塔出口气体中SO摩尔分率，%；c——一吸塔出口气体中SO摩尔分率，%；13c——二吸塔出口气体中SO摩尔分率，%；X——一转SO转化率，%；——一吸SO吸收率，%；X——二转SO转化率，%；——二吸SO吸收率，%；X——SO总转化率，%；总2——SO总吸收率，%。总3上述公式中（3）、（4）式与（7）、（8）式相同，把始态的SO浓度视为零。但是（5）、（6）式没有把始态的SO浓度视为零，这两个公式是计算SO转化率和SO吸收率最准确的公式，它所计算的准确度仅与检测的SO2和SO3浓度及计算时所取的有效数字位数有关，公式本身不存在误差。不论中间经过几次转化，几次吸收，只要给出始态和终态的SO和SO3浓度，即可计算这一过程的转化率和吸收率，换句话说，转化率和吸收率在0—100%范围，（5）、（6）式都适用。当把始态的SO浓度视为零，（5）、（6）式就变成（7）、（8）式；当把终态的SO浓度视为零，（7）式就变成（1）式；当采用近似计算时，（8）式就变为（2）式。上述（3）-（8）式在生产中应用，如果生产系统（或生产系统某一部分）出现问题，只要能检测出始态和终态的SO和SO浓度，就能计算出生产系统（或生产系统某一部分）的SO?转化率和so3吸收率，为分析问题提供可靠的依据。3SO、CO转化率及SO、CO吸收率的计算2 3 2（3）-（8）式不仅适用于SO转化率及SO吸收率的计算，也适用于CO转化成CO?的转化率及CO2吸收率的计算，使用时，只需把式中对应的SO浓度换成CO浓度、SO浓度换成CO浓度即可。（3）-（8）式还适用于SO、SO、CO、CO、O、N（或其它不参加氧化还原反应的气体）气体同2 3 2 2 2时存在的情况下，SO、CO转化率及SO、CO吸收率的计算。这时，需把SO?浓度和CO浓度加起来以及把SO浓度和CO浓度加起来，计算总的转化率X 和总的吸收率及把SO浓度和CO浓度加起来，计算总的转化率X 和总的吸收率Y，并计算出终态3 2 （SO2+CO） （SO3+CO2）气体与始态气体的摩尔数之比K然后分别计算出SO2转化率、CO转化率及SO3吸收率、CO2吸收率。\o"CurrentDocument"（b +b ）［1-0.015（b+b）-0.01（C +C ）］=100-_2SO2 2CO ISO, ICO ISO, ICO,> （b+b）［1-0.015（b +b ）-0.01（C+C\o"CurrentDocument"1SO2 1COX(SO2+CO))[1-0.015(b1SO2+b)-0.01(C2SO 2CO22SO3x100

)]2CO29)Y(SOY(SO3+CO2)Ax100B10)A=(b+b)-(b+b)+(C+C)-(C+C)1SO2 1CO 2SO2 2CO 1SO3 1CO2 2SO3 A=(b+b)-(b+b)+(C+C)-(C+C)1SO2 1CO 2SO2 2CO 1SO3 1CO2 2SO3 2CO2+0.005(b +b )(C +C )-0.005(b +b )(C +C)1SO2 1CO 2SO3 2CO2 2SO2 2CO 1SO3 1CO2B二(b +b )-(b +b)+(C+C )-0.01(b +b)(C+C)1SO2 1CO 2SO2 2CO 1SO3 1CO2 1SO2 1CO 2SO3 2CO2-0.005(b +b )(C +C )-0.01(C +C )(C2SO2 2CO 1SO3 1CO2 1SO3 1CO2+C)2SO3 2CO2K=1—10-6(b+b)X [50+Y ]—10-4(C +1SO 1CO (SO+CO) (SO3+CO) 1SO3C )Y1CO2 (SO3+CO2)Xso二1002100b xK— 2SO_b1SO2(12)X=100co100bxKCOb1CO(13)Yso3 =100100C xKSO3、八0.01bxX+C1SO SO1SO314)Yco2=100100CxK— 2CO 0.01bxX+C1CO CO15)1CO2在上述（9）-（15）式中:X(SO2+CO)SO和CO转化率，%；Y(SO3+CO2)SO和CO吸收率，%；终态气体与始态气体的摩尔数之比；X ——SO2转化率，%；SO2 2Xco——CO转化率，%；YSO3——SO3吸收率，%;Yco——CO2吸收率，%；co22b1so2——始态气体中SO2摩尔分率，％;1co始态气体中CO摩尔分率，%；C1SO——始态气体中SO摩尔分率，%；1SO33C1co2——始态气体中CO2摩尔分率，%；b2SO——终态气体中SO摩尔分率，%；TOC\o"1-5"\h\z2SO2 2b2co——终态气体中CO摩尔分率，%;C ——终态气体中SO摩尔分率，%；2SO3 3C ——终态气体中CO摩尔分率，%；