Задача 1. На окисление сернистого ангидрида по реакции 2SO2 +O2 Û 2SO3+Q поступает N0 =500 кмоль/ч SO2

На окисление сернистого ангидрида по реакции 2SO₂ +O₂ Û 2SO₃+Q поступает N₀ =500 кмоль/ч SO₂. Для окисления используют воздух в стехиометрическом количестве. Х_SO2 =0,8. рассчитать материальный баланс процесса.

Решение

Рассчитываем количество SO₂, вступившего в химическую реакцию:

N_SO2,xp = N_{SO2, 0}×X _SO2;

По уравнению химической реакции определяем количество кислорода и серного ангидрида:

N_O2,xp = N_SO2×Х_SO2 = ×500×0,8 = 200 кмоль/ч

N_SO3,xp = N_{SO2, 0}×X _SO2 = 500×0,8 = -400 кмоль/ч

Из воздуха вместе с кислородом поступит азот (см. табл.1.1):

N_N2 = N_O2 =3,76×200 = 752 кмоль/ч

Найденные значения для кислорода и азота заносим в приходную часть баланса. Кислород, как второй участник химического взаимодействия, попадает также в столбец «Реакция». Азот – инертный компонент, в реакции не участвует, поэтому в расходе его количество остается неизменным. Далее решение выполняем в табличном виде (табл.1.5).

Таблица 1.5.

Сводная таблица материального баланса

В-во	Mi, кг/кмоль	ПРИХОД	Реакция	РАСХОД
ni,0, кмоль/ч	mi,0, кг/ч	ni	ni,х, кмоль/ч	ni, кмоль/ч	mi, кг/ч
SO2			500×64=		500×0,8=400	500 – 400=100
О2			32×200=6400		500×0,8=200	200 – 200=0
N2			752×28=21056			752 – 0=752
SO3				-2	500×0,8=-400	0-(-400)=400
ВСЕГО

Внимание! Баланс должен сходиться только в массовых единицах. В мольных единицах он может сходиться лишь в том случае, если реакция идет без изменения объема.