Контрольные задания. Составить материальный и тепловой балансы сжигания сероводорода для сернокислотного завода производительностью 10 т/ч моногидрата

 

Задание 1.

Составить материальный и тепловой балансы сжигания сероводорода для сернокислотного завода производительностью 10 т/ч моногидрата. Исходный газ содержит 90% H₂S, 5% H₂O, 5% N₂ (об.). На 1м³ сероводородного газа в печь подается 10м³ воздуха, содержание влаги в воздухе 1%(об.). Температура, поступающего воздуха и сероводородного газа 20⁰С.

(теплоемкость сероводорода, отнесенная к 1м³ газа при нормальных условиях -1.47 кДж/ (м³·К), теплоемкость воздуха – 1.34 кДж/(м³·К);

теплота сгорания 1 моль сероводорода – 519.3 кДж, средняя теплоемкость обжигового газа – 1.38 кДж/(м³·К).

 

Задание 2.

Рассчитать расход серной кислоты, выход камерного и складского суперфосфата и составить материальный баланс процесса на 100 кг апатитового концентрата.

Исходные условия:

норма моногидрата 68 масс. ч. на 100 масс.ч. апатита:

концентрация серной кислоты 69%;

концентрация исходной башенной серной кислоты 75%;

камерный суперфосфат содержит: 20.15% Р₂О_5общ., 17.6%Р₂О_5усв. и 13% Н₂О;

вызревший на складе суперфосфат содержит: 20.3% Р₂О_5общ., 18.9% Р₂О_5усв. и 11% Н₂О;

содержание Р₂О₅ в апатитовом концентрате 39.4%.

 

Задание 3.

Определить коэффициент разложения сырья и выход камерного суперфосфата на 1000 кг сырья, если в суперфосфате содержится 21.4% Р₂О_5общ. и 20.3% Р₂О_5усв., а в сырье 39.4% Р₂О₅.

 

Задание 4.

Составить тепловой баланс камерного процесса производства простого суперфосфата из апатитового концентрата.

Исходные данные:

на 1000кг концентрата расходуется 1000 кг 68% серной кислоты (норма кислоты 68 масс.ч. серной кислоты на 100 масс.ч. апатита);

подсос воздуха в камеру составляет 260 м³(сухого) на 100 кг апатита;

для производства 1000 кг вызревшего суперфосфата расходуется 533 кг апатита, он поступает в смеситель камеры при 18⁰С, кислота при –40⁰С, температура засасываемого в камеру воздуха 13⁰С, а отходящих газов и паров 100⁰С;

степень разложения апатита серной кислотой (в конце первой стадии разложения) 73.8%, а на выходе из камеры (в производственном суперфосфате) 88%;

выход камерного суперфосфата на 1000 кг апатита составляет 1894 кг, температура суперфосфата на выходе из камеры 110⁰С;

в газовую фазу выделяется 40% фтора от количества (3%), содержащегося в апатите;

общее количество газов и паров, отходящих из камеры, составляет 106 кг на 1000 кг апатита;

на 1000 кг суперфосфата получается 7.1 кг кремнефтористоводородной кислоты.

Расчет ведем на 1000 кг апатитового концентрата.

 

Рис. 3. Зависимость величины поправки для расчета мольной теплоемкости реального газа от приведенных параметров