ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет оптимальных концентраций двуокиси серы из "Катализ в производстве серной кислоты" Задача заключается в определении наиболее выгодной концентрации двуокиси серы в газовой смеси, поступающей на контактирование. Концентрация двуокиси серы в этой газовой смеси может поддерживаться на желаемом уровне, независимо от концентрации газа в отделениях обжига и очистки, путем добавления воздуха перед сушильными башнями. [c.262] При определении оптимальной концентрации надо учитывать, что от концентрации двуокиси серы зависит производительность всей аппаратуры контактной системы, расположенной после отделения очистки (сушильных башен, компрессора, контактного узла и абсорберов), а также расход энергии и затрата катализатора. Количественный учет влияния всех этих факторов представляет, однако, большие трудности. Поэтому, исходя из того, что ведущей операцией контактного производства является контактирование, мы положили в основу приближенного определения оптимальной концентрации двуокиси серы требование достижения максимальной производительности контактного аппарата при заданных сечении, гидравлическом сопротивлении и конечной степени превращения. Найденные таким путем значения оптимальных концентраций не имеют столь общего значения, как оптимальные температуры, и могут существенно корректироваться в зависимости от конкретных условий отдельных заводов. Предложенный метод полезен главным образом для сравнительной оценки газовых смесей, получаемых из различного сернистого сырья. [c.262] Газовые смеси, получаемые обжигом сернистого колчедана. Рассмотрим вначале, как влияет изменение состава газовой смеси на необходимый объем катализатора. [c.262] В табл. 31 приведены объемы ванадиевого катализатора, необходимые для достижения различных степеней превращения при переработке газовых смесей с различным содержанием двуокиси серы. При этом коэффициент запаса принят равным 1,5 и количество катализатора отнесено к производительности, равной 1 т моногидрата серной кислоты в сутки. [c.263] Производительность контактного аппарата может быть повышена как путем увеличения сечения, так и путем увеличени Я высоты слоя массы. Увеличенпе сечения лимитируется трудностьк равномерного распределения газа, увеличение же высоты слоя— быстрым ростом гидравлического сопротивления. [c.264] При постоянной производительности и при постоянном сечении аппарата гидравлическое сопротивление должно резко возрастать при очень малых концентрациях двуокиси серы (вследствие увеличения объема перерабатываемого газа, а следовательно и скорости его прохождения), и при очень больших (вследствие увеличения высоты слоя катализатора). Надо поэтому ожидать, что при некоторой промежуточной концентрации двуокиси серы гидравлическое сопротивление достигает минимального значения. При постоянной величине гидравлического сопротивления эта же концентрация двуокиси серы будет отвечать максимальной производительности аппарата. Наша задача сводится к определению этой оптимальной концентрации, обеспе-чиваюш ей при постоянном предельном гидравлическом сопротивлении и постоянном сечении контактного аппарата максимальную-его производительность. [c.264] Зная зависимость т от концентрации газовой смеси, нетрудно построить кривые зависимости производительности аппарата от начальной концентрации двуокиси серы. Соответствующее построение выполнено на рис. 54 для конечных степеней превращения 0,92, 0,94, 0,96 и 0,97 при течении реакции по оптимальной температурной кривой. Значения производительности даны в условных единицах. Из кривых видно, что максимум производительности соответствует начальной концентрации двуокиси серы около 7,0%. [c.265] Дальнейшее повышение концентрации двуокиси серы приводит к снижению производительности. [c.265] при работе на газе, получаемом в результате обжига сернистого колчедана в воздухе, оптимальная концентрация двуокиси серы, т. е. концентрация, обеспечивающая максимальную производительность контактного аппарата, составляет 7,0%. [c.265] Примечание. Увеличение производительности и увеличение расхода колчедана выражены в процентах по отношению к производительности и расходу колчедана при контактировании газовой смеси, содержащей 7% двуокиси серы. [c.266] В табл. 32 приведены найденные расчетным путем изменения степени превращения и производительности контактного аппарата с повышением концентрации двуокиси серы от 7 до 9%. при контактировании в разных условиях. [c.267] При контактировании с промежуточным теплообменом повышение концентрации двуокиси серы, помимо снижения конечно степени превращения, приводит к повышению температуры максимального разогрева на 1Г при контактировании газовой смеси, содержащей 8% двуокиси серы, и на 17° при контактировании газовой смеси, содержащей 9% двуокиси серы. Поэтому при повышении концентрации двуокиси серы в газовой смеси в первые по ходу газа части контактных аппаратов должен загружаться термостойкий катализатор. [c.267] Необходимо отметить, что увеличение производительности контактного аппарата путем повышения концентрации двуокиси серы сверх найденного оптимума целесообразно лишь тогда, когда исчерпаны возможности увеличения объема перерабатываемой газовой смеси. [c.267] Газовые смеси, получаемые обжигом углистого колчедана. [c.267] Газовая смесь, полученная обжигом углистого колчедана, содержит при равной концентрации двуокиси серы меньше кислорода, чем газовая смесь, полученная при обжиге сернистого колчедана. Соответственно ниже и равновесные степени превращения. Значения времени соприкосновения Т(,, необходимого для достижения заданной степени превращения, начинают поэтому быстро возрастать при концентрациях двуокиси серы более низких, чем в случае газовой смеси, получаемой при обжиге сернистого колчедана. Соответственно снижается и оптимальная концентрация, отвечающая максимальной производительности. Это снижение тем значительнее, чем выше содержание углерода в колчедане. [c.267] Для углистого колчедана, содержащего 5% углерода ([С] [8] = = 0,111), найденная таким способом оптимальная концентрация двуокиси серы составляет 6,2%. При содержании в углистом кол-г чедане 10% углерода ([С] [5]=0,222) она составляет всего 4,9%. [c.267] На рис. 55 показано влияние содержания углерода в колчедане на оптимальную концентрацию двуокиси серы (кривая 1), объем (на единицу производительности) перерабатываемого газа (кривая 2) и производительность (при постоянном объеме катализатора и одинаковой конечной степени превращения) контактного аппарата (кривая 3). Эти зависимости могут быть использованы для определения наиболее выгодного содержания углистого колчедана в обжигаемой шихте. [c.269] Падение производительности в результате снижения конечной степени превращения при содержании углерода в шихте до 10% не превышает 9%. На такую же величину возрастают все расходные коэффициенты и себестоимость, если не учитывать разницу в стоимости колчедана. [c.269] Вернуться к основной статье