单元5任务2硫磺制酸过程物料能量衡算

*单元5典型化工过程工艺计算1知识目标：熟悉硫磺制酸的步骤、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硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算2任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算☆硫磺制酸工艺过程简介图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2过热器;5-转化器;6-第1换热器;7,8-第1,2吸收塔;9,10,14-冷却器;11,12,15-酸贮槽;13-干燥塔;16-鼓风机S+O2==SO2SO3+H2O==H2SO4

*单元5典型化工过程工艺计算3任务2硫磺制酸过程物料、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为常温t0,熔硫采用0.5MPa的饱和蒸汽,最终将硫磺加热至140℃的液态,假设熔硫釜的热效率

1为95%,试计算处理1000kg硫磺需多少kg0.5MPa的饱和蒸汽?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=

2108.5kJ/kg硫磺由常温(取t0=25℃)加热至140℃液态,经历过程如图5-30所示。Q吸热=H硫磺=

H1+

H2+

H3

*单元5典型化工过程工艺计算4任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算一、计算熔硫釜的蒸汽消耗量

Q吸热=H硫磺=

H1+

H2+

H3

H2=n

hv

查有关手册可得：cp,s=14.90+29.12

10

3TkJ/(kmol

K)

hv=1727kJ/kmolcp,l=45.032

16.636

10

3TkJ/(kmol

K)n=1000/32=31.25kmol

将上述数据代入

H1、

H2、

H3的计算式得：

*单元5典型化工过程工艺计算5任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算一、计算熔硫釜的蒸汽消耗量

Q吸热=H硫磺=

H1+

H2+

H3

H2=n

hv=31.25

1727=5.397

104kJ

H硫磺=∑

Hi=7.321

104+5.397

104+2.528

104=15.246

104kJ蒸汽消耗量m为：

*单元5典型化工过程工艺计算6任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算蒸汽消耗量为：

76.11

10

3

1.8397

104=1.4002

103kg/h一、计算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。如：年产400kt纯硫酸装置，若硫磺纯度、SO2的转化率、SO3的吸收率分别为0.995、0.996、0.995，一年按300天计，则该硫酸装置每小时原料硫磺消耗量为：

返回*单元5典型化工过程工艺计算7二、根据生产任务，计算原料硫磺、空气、水的消耗量

(3)吸收塔中的反应在整个硫磺制酸过程中,所涉及的化学反应较少,主要反应如下:(1)焚硫炉中的反应

S+O2==SO2 (5-7)(2)转化器中的反应SO3+H2O==H2SO4(5-9) 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*单元5典型化工过程工艺计算8二、根据生产任务，计算原料硫磺、空气、水的消耗量解：以1000kg纯硫酸为计算基准由硫平衡可得所需硫磺的物质的量数(ns)为：ns=1000/98=10.204kmol折合为硫磺质量数(ms)为：ms=MSns=32

10.204=326.53kg由式(5-10)得所需的纯水的物质的量数与硫磺的物质的量数相同，故所需的水的质量数(m水)为：m水=M水

ns=18

10.204=183.67kg由式(5-10)得所需理论耗氧量为硫磺物质的量的1.5倍,即：n氧=1.5ns=1.5

10.204=15.306kmol折合成纯空气理论量(nair)为：nair=n氧/0.21=15.306/0.21=72.866kmol例5-4试计算年产400千吨纯硫酸的装置，原料硫磺、空气、水的理论消耗量。

任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算9二、根据生产任务，计算原料硫磺、空气、水的消耗量解：以1000kg纯硫酸为计算基准通常气体的数量采用标准立方米表示，故：Vair=22.4nair=22.4

72.866=1632.65m3(标准状态)对于一个年产400千吨纯硫酸的工厂,以上各原料理论消耗量只需乘系数4

105，即：硫磺用量：326.53

4

105

10

6=130.6千吨空气用量：1632.65

4

105=6.531

108m3(标准状态)纯水用量：183.67

4

105

10

6=73.47千吨☆对于以上各原料的实际消耗量,不同的生产厂家由于具体的生产工艺和生产过程有所不同，会存在一定的差别，需具体对待。如空气过剩量的不同，实际空气的消耗量也就不同。例5-4试计算年产400千吨纯硫酸的装置，原料硫磺、空气、水的理论消耗量。

返回任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算10三、计算焚硫过程中air过剩系数与炉气组成、温度之间的关系以1mol纯硫磺为计算基准，则：

理论用O2量：n氧,理=ns=1mol实际用O2量：n氧,实=

ns=

mol实际带入N2量：n氮,实=(0.79/0.21)

=3.762

mol反应后炉气中各组分的量列于表5-2。

☆在实际生产过程中,为了充分利用原料硫磺,都采用空气过剩的生产方法,即硫磺为限制反应物,空气为过量反应物。☆空气过量的程度通常用空气过剩系数(

)表示，其值为实际空气用量与理论空气用量的比值。(1)空气过剩系数与炉气组成的关系炉气组份O2N2SO2合计各组份mol数

13.762

14.762

mol%(

1)/(4.762

)3.762

/(4.762

)=79.001/(4.762

)100.00任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算11三、计算焚硫过程中air过剩系数与炉气组成、温度之间的关系(1)空气过剩系数与炉气组成的关系air过剩系数11.21.41.61.822.12.22.32.4N2(mol)3.7624.5145.2676.0196.7717.5247.9008.2768.6529.029O2(mol)00.20.40.60.811.11.21.31.4SO2(mol)1111111111mol合计4.7625.7146.6677.6198.5719.52410.00010.47610.95211.429N2(mol%)79.00%79.00%79.00%79.00%79.00%79.00%79.00%79.00%79.00%79.00%O2(mol%)0.00%3.50%6.00%7.88%9.33%10.50%11.00%11.45%11.87%12.25%SO2(mol%)21.00%17.50%15.00%13.13%11.67%10.50%10.00%9.55%9.13%8.75%mol%合计100.0%100.0%100.0%100.0%100.0%100.0%100.0%100.0%100.0%100.0%任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算12三、计算焚硫过程中air过剩系数与炉气组成、温度之间的关系(1)空气过剩系数与炉气组成的关系将上述数据中SO2的mol%浓度与O2的mol%浓度之间的关系可通过Excel绘成如图5-32所示的关系线。

任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算13三、计算焚硫过程中air过剩系数与炉气组成、温度之间的关系(2)空气过剩系数与炉气温度之间的关系为便于计算，设计如下图所示的计算途径。

若反应系统绝热良好，不考虑热损失，则：

H=

H1+

H2+

HRӨ+

H3=0若考虑热损失，则：

H=

H1+

H2+

HRӨ+

H3=Q损或

H=

H1+

H2+

HRӨ+

H3=0任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算14三、计算焚硫过程中air过剩系数与炉气组成、温度之间的关系☆以绝热反应为例计算空气过剩系数

与炉气温度Tg之间的关系。

①

H1的计算:此过程的计算刚好是图5-30所示的相反过程,由例5-3知,

H1=–15.246

105kJ/1000kg硫磺=–4.879

103J/mol硫磺②

H2的计算:两部分构成,

molO2、3.762

molN2,都由Ta=373.15K降到298.15K时放出的热量。查得O2、N2的cp=f(T)数据如下：

O2：cp=29.96+4.184

10

3T

1.674

105T

2J/(mol

K)N2：cp=27.87+4.268

10

3TJ/(mol

K)=

1.0507

104

J/mol硫磺

任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算15三、计算焚硫过程中air过剩系数与炉气组成、温度之间的关系☆以绝热反应为例②

H2的计算也可将

H2整理成含入炉空气温度Ta、空气过剩系数

的函数式:

H2=(41652.95-134.80Ta-1.012

10

2Ta2-1.6740

105Ta

1)

J/molS③

HR0的计算查得SO2(g),S(单斜)标准生成焓分别为:

296.830kJ/mol、0.2971kJ/mol

HR0=

296.830

0.2971=

297.1271kJ/mol硫磺④

H3的计算:由三部分构成,分别是(

1)molO2、3.762

molN2、1molSO2都由T0=298.15K升温到Tg

时吸收的热量。查得SO2的cp=f(T)数据如下：

SO2：cp=43.43+1.063

10

2T

5.941

105T

2J/(mol

K)任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算16三、计算焚硫过程中air过剩系数与炉气组成、温度之间的关系☆以绝热反应为例④

H3的计算经整理后得：

H3=(134.80Tg+1.012

10

2Tg2+1.674

105Tg

1)

41652.95

+13.47Tg+3.223

10

3Tg2+4.267

105Tg

1

5.7337

103J/mol硫磺

任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算17三、计算焚硫过程中air过剩系数与炉气组成、温度之间的关系☆以绝热反应(

=100%)为例,将上述各项计算结果代入

H=

H1+

H2+

HRӨ+

H3=0,经整理后得含有Tg的一元三次非线性方程:A1Tg3+A2Tg2+A3Tg+A4=0A1=1.012

10

2

+3.223

10

3

A2=134.80

+13.47A3=-1.0612

104-297127.1

-(134.80Ta+1.012

10-2Ta2+1.6740

105Ta-1)

A4=1.6740

105

+4.267

105

将Ta=373.15K、焚硫过程绝热条件下不同的

值代入上式，计算所得结果列于表5-4中。

空气过剩系数

11.21.41.61.822.22.4炉气出口温度Tg(K)2048.21821.01647.91511.81401.91311.31235.41170.8炉气出口温度tg(℃)1774.81547.51374.51238.41128.51038.0962.1897.5*单元5典型化工过程工艺计算18三、计算焚硫过程中air过剩系数与炉气组成、温度之间的关系☆以绝热反应为例利用Excel将表5-4中数据之间关系绘制成曲线,如图5-34所示。图5-34的曲线由Excel回归可得:tg=

165.33

3+1158.7

2

3051.2

+3829.1℃

任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算19三、计算焚硫过程中air过剩系数与炉气组成、温度之间的关系☆取热损失为反应热的1%(

=99%)时，空气过剩系数与炉气出口温度的关系如表5-5所示。由Excel回归可得：tg=

164.17

3+1150.4

2

3028.4

+3798.8℃由表5-4、5-5的数据可看出,当热损失取标准反应热的1%时,空气过剩系数从1~2.4之间,炉气出口温度平均下降10℃左右。返回空气过剩系数11.21.41.61.822.22.4炉气出口温度Tg(K)2033.61808.11636.51501.41392.51302.71227.41163.4炉气出口温度tg(℃)1760.11534.71363.01228.01119.11029.3954.1890.1任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算20四、

计算废热锅炉的产汽量

例5-5试计算以硫磺为原料,年产400kt纯硫酸的生产装置中废热锅炉的产汽量。假设锅炉给水压力为3MPa的饱和水。取表5-3、5-5中空气过剩系数为2.1、热损失为标准反应热的1%的数据为计算基准。

解:以整个废热锅炉为计算体系,以1mol进入焚烧炉的硫磺为计算基准,由能量平衡方程可得:

H水+

H气=Q损、

H水=m(hg

hl)或任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算21四、

计算废热锅炉的产汽量

例5-4由水蒸气表查得3MPa饱和水、饱和蒸汽的焓:hl=1008.3kJ/kg、hg=2804kJ/kg

H水=m(hg

hl)=m(2804

1008.3)=1795.7mkJ计算炉气温度由990.11℃降至420℃的焓变。若采用将炉气作为整体计算的方法，则为了便于计算，可先将炉气中各组分的mol分率、cp,i中的各项系数值列于表5-6中，利用Excel计算出炉气的cp,气再进行计算。

任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算22四、

计算废热锅炉的产汽量

例5-4=

1.959

105J=

1.959

102kJ组分mol%cp=a0+a1T+a2T-2+a3T2a0a1a2a3N279.00%27.874.268E-0300O211.000%29.964.184E-03-1.674E+050SO210.000%43.431.063E-02-5.941E+050合计100.00%29.6564.895E-03-7.782E+040任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算23四、

计算废热锅炉的产汽量

例5-4

H气=

1.959

105J=

1.959

102kJ当锅炉绝热，即热效率为100%时，锅炉产汽量：

m=1.959

102/1795.7=0.10907kg/mol硫磺

折合成小时产汽量：

mT=0.10907

1.8397

104

103/32=6.271

104kg/h若考虑热损失，如取热效率为90%时，则折合成小时产汽量：

m

T=6.271

104

90%=5.644

104kg/h返回任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算24五、

计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆平衡温距:就是指反应器实际出口温度(T)与实际组成所对应的平衡温度(T*)之间的差值，对于可逆放热反应，气体实际出口温度小于实际组成所对应的平衡温度，所以平衡温距为:

T=T*

T (5-11A)若为可逆吸热反应，则平衡温距为:

T=T

T* (5-11B)☆通常情况下，为了能保证实际反应设备有一定的反应推动力，从而能保证实际生产过程中有一定的反应速率，一般要求反应器最终出口处的平衡温距在10~15℃左右，反应器中其余各段催化剂床层出口的平衡温距在20℃左右。☆思考:平衡温距大小意味着什么?任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算25五、

计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算反应前气体中SO2摩尔百分比浓度为a、O2摩尔百分比浓度为b、则N2为100-a-b

假设开始反应时系统中不存在SO3

各气体的平衡分压为:任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算26五、

计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算

假设开始反应时系统中不存在SO3

或由Kp表达式进行推导,将各分压表达式代入即可得

任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算27五、

计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算

假设开始反应时系统中不存在SO3

展开以上表达式:任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算28五、

计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算

假设开始反应时系统中存在SO3，设其摩尔百分比浓度为c

展开以上表达式:任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算29五、

计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算

假设开始反应时系统中存在SO3时SO2平衡转化率的计算函数PublicFunctionH2SO4XT(A,B,C,T,p)AsDouble'二氧化硫氧化为三氧化硫平衡转化率计算'A,B,C分别表示入口气体中二氧化硫,氧气,三氧化硫的摩尔百分率DimX0,ESP,KP,A1,A2,A3,A4,p0AsDoubleX0=0.7ESP=0.0001p0=p/0.101325KP=H2SO4KP(T)A1=0.5*A^3*(KP^2*p0-1)A2=A^2*(100-C-(A+B)*KP^2*p0)A3=A*(C*(200-0.5*C)+A*KP^2*p0*(0.5*A+2*B))A4=100*C^2-A^2*B*KP^2*p0H2SO4XT=Newton3(X0,ESP,A1,A2,A3,A4)EndFunction任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算30五、

计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算

平衡常数Kp的计算经验公式

展开以上表达式:lgKp=4812.3/T-2.8245lgT+2.284

10-3T-7.02

10

7T2+1.197

10-10T3+2.23(5-13A)当反应温度在400~700℃时,可采用简化经验方程式,如式(5-13B)。lgKp=4905.5/T

4.6455 (5-13B)例5-6已知转化炉一段进、出气体的各组分mol%如下

组分O2N2SO2SO3合计一段进口气体%11.00%79.00%10.00%0100.00%一段出口气体%7.96%81.70%3.52%6.83%100.00%试计算转化炉一段中SO2的实际转化率？分析：此类型的计算属于物料衡算,可假设某一进口气体量,再由联系组分即N2的摩尔组成计算出出口气体量,然后由出口气体中SO3的含量计算出反应掉SO2的含量。任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算31五、

计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算例5-6解:以100kmol进口气体为基准则由联系组分即N2的摩尔组成得一段出口气量为:出口气体中SO3量:因SO2反应生成等量的SO3,故反应掉的SO2量也为6.6kmol,则一段催化剂床层中SO2的转化率为:x=6.6/10.00=0.6600=66.00%任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算32五、

计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算例5-7以表5-3中空气过剩系数为2.1时的数据为例,计算当床层一段进口气体温度为420℃、出口温度不得超过610℃时,试计算:(1)该段催化剂中SO2的转化率和一段出口气体组成?(2)对应实际反应条件下的平衡转化率和平衡温距?分析：此题中SO2转化率的计算实际上属于热量衡算，此转化率通常是将反应视为在绝热条件下进行时对应的最高转化率。解：以1molSO2为计算基准

(1)计算该段催化剂中SO2的转化率和一段出口气体组成假设一段转化率为x

①物料衡算

此过程计算较简单，现将进出口物料量列于表5-7中。

任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算33五、计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算例5-7表5-7反应器一段进出口物料明细表

②热量衡算(方法一先反应后升温)

为便于计算,现设计如图5-36所示的计算途径。组分一段入口一段出口mol数mol%mol数mol%N27.9079.007.907.90/(10.00

0.5x)O21.1011.001.10

0.5x(1.10

0.5x)/(10.000.5x)SO21.0010.001.00

x(1.00

x)/(10.000.5x)SO300xx/(10.00

0.5x)合计10.00100.0010.00

0.5x100.00思考:设计此途径的条件是什么?-

hR=92.253+2.352

10-2T-43.784

10-6T2+26.884

10-9T3-6.900

10-12T4kJ/mol-

hR=101.342-9.25

10

3TkJ/mol(400~700℃)*单元5典型化工过程工艺计算34五、计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算例5-7②热量衡算即：

HR=

H1+

H2=0Ⅰ）

H1的计算-

hR=92.253+2.352

10

2

693.15-43.784

10

6

693.152+26.884

10

9

693.153-6.900

10

12

693.154

=94.880kJ/mol

H1=-94.880xkJⅡ）

H2的计算

查得N2、O2、SO2的恒压摩尔热容数据,

先分别计算1molN2、O2、SO2、SO3由t1=420℃升温至t2=610℃的焓变

h2i，再乘上各自的物质的量数相加，由Excel计算之值如表5-8所示。

任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算35五、计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算例5-7②热量衡算表5-8由Excel计算的N2、O2、SO2、SO3由t1=420℃升温至t2=610℃的焓变

由表5-8得:

H2=63434.79+1715.37xJ由

HR=

H1+

H2=0得:-94880x+63434.79+1715.37x=0解得：x=0.6809T1~T2J/molmol数2列×3列含x值2列×5列N2焓变5934.437.9046881.97

0.00O2焓变6266.991.106893.69-0.50-3133.50SO2焓变9659.131.009659.13-1.00-9659.13SO3焓变14508.000.000.001.0014508.00

63434.79

1715.37任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算36五、计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算例5-7②热量衡算将x值代入表5-7计算得一段出口气体组成列于表5-9中。

(2)计算对应实际反应条件下的平衡转化率和平衡温距实际生产过程中,硫酸转化通常在常压下进行,此处取p=1.1atm,此处利用自定义函数H2SO4XT计算。组分一段入口一段出口mol数mol%g数mol数mol%g数N27.9079.00221.27.9081.78221.20O21.1011.0035.21.1

0.5x=0.75967.8624.31SO21.0010.00641.00

x=0.31913.3020.42SO3000x=0.68097.0554.47合计10.00100.00320.410

0.5x=9.6596100.00320.40任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算37五、计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算例5-7(2)计算对应实际反应条件下的平衡转化率和平衡温距①利用自定义函数H2SO4XT计算平衡转化率

xT=0.7036

②由表5-9一段出口气体SO2、O2、SO3的摩尔分率可计算出对应的气体分压,代入式(5-8)对应的平衡常数计算式得：由式(5-13B)得对应的平衡温度为:平衡温距为：

T=T*

T2=890.91

883.15=7.76K思考:此平衡温距是否符合工艺要求?!

*单元5典型化工过程工艺计算38五、计算SO2的实际转化率和平衡转化率

☆SO2平衡转化率的计算例5-7(2)计算对应实际反应条件下的平衡转化率和平衡温距结论:

T=T*

T2=7.76K不符合工艺要求,一般要求在10~15℃,因此出口610℃偏高,重新假设t2=605℃,重复表5-8以下内容。

返回实际转化率为0.6623,平衡温距19.11℃,比较合适。

*单元5典型化工过程工艺计算39六、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

(1)物料衡算以1molSO2为计算基准，将转化炉一段进出口气体中各组分的物质的量列于如表5-10中。表5-10含有

、x项的一段进出口气体中各组分的物质的量明细表

(2)热量衡算为便于计算,采用与图5-36同的计算途径

组分入口出口N23.76

3.76

O2

1

1

0.5xSO211

xSO30x合计4.76

4.76

0.5x若忽略反应过程热损失,则:

HR=

H1+

H2=0若考虑反应过程热损失,则:

HR=

H1+

H2=Q损或

H1+

H2=0任务2硫磺制酸过程物料、能量衡算*单元5典型化工过程工艺计算40六、计算air过剩系数,SO2转化率和转化炉一段出口T之间的关系(2)热量衡算Ⅰ）

H1的计算

Ⅱ）

H2的计算

将出口气体的cp,i查出,将ni、cp,i代入上式经积分整理后得:

H2=13.47(T2

T1)+3.223

10

3(T22

T12)+4.267

105(T2

1

T1

1)+[134.80(T2

T1)+1.012

10

2(T22

T12)+1.674

105(T2

1

T1

1)]

+[

1.09(T2

T1)+7.609

10

3(T22

T12)+6.272

105(T2

1

T1

1)]x由

H1+

H2=0经整理后得:[

(101342-9.25T1)+1.09(T2-T1)-7.609

10-3(T22-T12)-6.272

105(T2-1-T1-1)]x=13.47(T2

T1)+3.223

10

3(T22

T12)+4.267

105(T2

1

T1

1)+[134.80(T2

T1)+1.012

10

2(T22

T12)+1.674

105(T2

1

T1

1)]

①转化炉一段进出口温度一定情况下,空气过剩系数与SO2转化率之间的关系②转化炉一段进口温度、SO2转化率一定情况下,空气过剩系数与一段出口温度之间的关系

H1=

(

1013