试题详情
- 简答题我国以燃烧硫铁矿制取二氧化硫,用以生产硫酸。硫铁矿含硫30%(干基),含水10%,焙烧后炉气中SO2含量为12%(体积),SO3为0.25%(体积),烧渣含硫0.3%,硫的总利用率为92%,当时空气温度为20℃,相对湿度为50%,试列出物料衡算表。
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以生产1000kg100%H2SO4为衡算基准。
(1)烧渣产率
按照化学反应式及物料衡算推出公式:
烧渣产率(相对于矿石)χ=(160-Cs(矿))/(160-Cs(渣))
=(160-30)/(160-0.3)
=0.814
式中:Cs(矿)为矿石中含硫量(质量百分率);Cs(渣)为渣中含硫量(质量百分率)。
(2)干矿石用量:1000×32/98÷92%÷30%=1183.08kg
(3)烧渣产量:1183.08×0.814=963.03kg
(4)干炉气组成及数量
硫的烧出量:1183.08×30%-963.03×0.3%=352.04kg
炉气中含硫总量应等于硫的烧出量,相当于含:352.04/32=11kmol
而已知炉气中含SO212%,SO30.25%,焙烧时反应产物以Fe2O3计算,炉气中含氧量可通过下式计算。
100=6.17CSO2+8.05CSO3+4.76CO2
式中:CSO2、CSO3、CO2分别为炉气中SO2、SO3和O2的含量(体积分率)
计算得出炉气中含O25.05%;余下为N2,含量为82.71%。
干炉气中:
含SO2,11×12/12.24×64=690.2kg
含SO3,11×0.25/12.24×80=17.97kg
含O2,11×5.05/12.24×32=145.23kg
含N2,11×82.71/12.24×28=2081.26kg
因此,干炉气得产出量为:690.2+17.97+145.23+2081.26=2934.66kg
(5)进炉干空气量
空气中得惰性气体在焙烧前后质量不变。
在炉气中含氮量为2081.26kg,约74.33kmol
所以,进炉干空气质量=74.33÷79%×29=2728.6kg
(6)炉气含水量
炉气中得水分由矿石和空气带入,矿石含水量为:1183.08×10/(100-10)=131.45kg
由湿空气表查出在20℃、相对湿度为50%的空气湿含量约为0.007kg/kg(干空气),则:空气含水量为2728.6×0.007=19.1kg;
因此,炉气含水量为131.45+19.1=150.55kg。
按上述计算数据,列出生产1000kg100%硫酸产品的物料平衡表如下: 关注下方微信公众号,在线模考后查看
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