Тепловой баланс контактного аппарата, страница 4

Составляем уравнение теплового баланса 4 слоя катализатора:

                                      1513402,476  =2072,639∙Tх+ 30268,049

Температура газа, выходящего из четвертого слоя будет:

                 Tх =(1513402,476-30268,049)/2072,639 =715,55 К или 442,550⁰С

Сходимость полученного значения температуры с найденной ранее (452⁰С) вполне удовлетворительна.

После четвертого слоя газ направляется в теплообменник. Охладившись там до 425° С, он возвращается на пятый слой контактного аппарата.

3) Количество тепла, требуемое отвести в теплообменной аппаратуре, определим по формуле:

                              Q₅=1483134,427–1448795,805 =34338,622 кДж

Суммарный расход тепла составит:

                      Q_1р∑= 1483134,427+30268,049=1513402,476  кДж

Таблица 6.8

           Тепловой баланс 2 ступени конверсии (4 слой)  на 1т 100% Н₂SO₄

Приход			Расход
Поток	МДж	%	Поток	МДж	%
где Q1 - физическое тепло поступающего на окисление газового потока;	1450,082	95,82	Q3   - потери	30,268	2
Q2 – теплота реакции	63,320	4,18	Q4 - физическое тепло отходящих газов	1483,134	98
Итого	1513,402	100	Итого	1513,402	100

  

   6.4.3. Пересчет тепловых потоков на часовую производительность

Проведем перерасчет тепловых потоков  на часовую производительность 75,95 т/ч 100 % Н₂SO₄

 1) Q₁ – физическое тепло, поступающего в аппарат  с газами при температуре 410°С:

                                    Q₁=1450081,973∙75,95=110133725,800 кДж

2) Q₂ – теплота, выделяющаяся в результате экзотермической реакции  окис­ления SО₂ в SО₃.                                  

                                      Q₂=63320,503∙75,95=4809192,203 кДж

Суммарный приход тепла составит:

                            Q_1п∑=110133725,800+4809192,203 = 114942918,000 кДж

3) Потери тепла в окружающую среду:

                                      Q₃=30268,049∙75,95=2298858,322 кДж

4)Q₄-физическое тепло, выносимое  отходящими газами:

                                      Q₄=1483134,427 ∙75,95=112644059,700 кДж

 4)Q₅-кол-ва тепла, отданное в теплообменной аппаратуре:

                                     Q₅=34338,622∙75,95=2608018,341 кДж

Общий расход тепла составит:

                         Q_1р∑ =2298858,322 + 112644059,700 =114942918,000 кДж

Тепловой баланс четвертого слоя сведем в таблицу 6.9.

Таблица 6.9

           Тепловой баланс 2 ступени конверсии (4 слой)  на 75,95т/ч 100% Н₂SO₄

Приход			Расход
Поток	МДж/ч	%	Поток	МДж/ч	%
где Q1 - физическое тепло поступающего на окисление газового потока;	110133,726	95,82	Q3   - потери	2298,858	2
Q2 – теплота реакции	4809,192	4,18	Q4 - физическое тепло отходящих газов	112644,060	98
Итого	114942,918	100	Итого	114942,918	100

6.5. Расчет теплового баланса 5 слоя контактного аппарата

Расчет проведем на 1 т 100 % Н₂SO₄  с последующим пересчетом на часовую производительность 75,95 т/ч 100 % Н₂SO₄  

6.5.1. Приход тепловых потоков

1)  Q₁ – физическое тепло газа, поступающего на пятый   слой   при температуре 425°С:

                                         Q₁ = 1547,829∙1,341 ∙Tх ∙698=1448795,805 кДж

где:   =     

2) Определим Q₂ – теплоту, выделяющуюся в результате экзотермической реакции  окис­ления SО₂ в SО₃.

                                    Q₂=(98,89∙6,72)/0,0224= 31078,08 кДж

Суммарный приход тепла составит:       

                             Q_1п∑ = 1448795,805+31078,08=1479908,921 кДж.

6.5.2. Расход тепловых потоков

1) Потери тепла в окружающую среду принимаем 2 % от общего прихода :

                                       Q₃=1479908,921∙0,02 =29598,178 кДж.

2)Q₄-физическое тепло, выносимое  отходящими газами:

Обозначим температуру газа, покидающего пятый слой контактной массы, через Тх, тогда количество тепла  уносимое  с газами: 

                                      Q₄ =1547,493 ∙1,348 ∙Tх = 2073,83∙Tх

Составляем уравнение теплового баланса 5 слоя катализатора:

                                      1479908,921 =2073,83 ∙Tх+ 29598,178

Температура газа, выходящего из второго слоя будет:

                 Tх =(1479908,921 -29598,178)/2073,83 =699,34 К или 426,34⁰С

Сходимость полученного значения температуры с найденной ранее (427⁰С) вполне удовлетворительна.

После пятого слоя газ проходит пароперегреватель I ступени и  направляется на вторую ступень абсорбции, где его температура не более 140 ⁰С. Количества тепла которое требуется отвести:

                               Q₅=1450310,743–2073,83∙413=602345,831 кДж

Суммарный расход тепла составит:

                             Q_1р∑= 1450310,743+29598,178=1479908,921 кДж

Таблица 6.10

           Тепловой баланс 2 ступени конверсии (5 слой)  на 1т 100% Н₂SO₄

 

Приход			Расход
Поток	МДж	%	Поток	МДж	%
где Q1 - физическое тепло поступающего на окисление газового потока;	1448,796	97,9	Q3   - потери	29,598	2
Q2 – теплота реакции	31,078	2,1	Q4 - физическое тепло отходящих газов	1450,311	98
Итого	1479,909	100	Итого	1479,909	100