2015-03-08
919
Рассчитать материальный баланс процесса 2SO2+O2Û2SO3+Q, если производительность реактора по SO3 (mSO3) = 30000 кг/ч; ХSO2 =0,8; состав потока: nSO2=0,15; nO2=0,2; nSO3=0; nN2=0,65..
Решение способом 1
По (1.30) находим 
кг/ч, что соответствует 
кмоль/ч. Далее решаем как задачу 1.
Решение способом 2
1. Расчет материального баланса для условного потока No,усл = 1000 кмоль/ч представлен в табл. 1.12.
Таблица 1.12.
Материальный баланс для условного входного потока
| В-во | Mi, кг/кмоль | ПРИХОД | реакция | РАСХОД | |||
| ni,0,усл кмоль/ч | mi,0, усл, кг/ч | ni | ni,хр, кмоль/ч | ni, усл кмоль/ч | mi, усл, кг/ч | ||
| SO2 | 1000×0,15=150 | 150×64=9600 | 150×0,8=120 | 150 -120=30 | 30× 64=1920 | ||
| О2 | 1000×0,2=200 | 200×32=6400 | 120×1/2=60 | 200-60=140 | 140×32=4480 | ||
| SO3 | -2 | 120×-2/2= -120 | 0+120=120 | 120×80=9600 | |||
| N2 | 1000×0,65=650 | 650× 28=18200 | 650× 28=18200 | ||||
| ВСЕГО |
2. Составляем пропорцию для определения реального расхода входного потока:
No = 1000×30000/9600 = 3125 (кмоль/ч);
3. Составляем таблицу материального баланса для реального входного потока.
|
|
|
Таблица 1.13.
Расчет материального баланса для реального потока 3125 кмоль/ч
| В-во | Mi, кг/кмоль | ПРИХОД | реакция | РАСХОД | |||
| ni,0,кмоль/ч | mi,0, кг/ч | ni | ni,хр, кмоль/ч | ni, кмоль/ч | mi, кг/ч | ||
| SO2 | 3125×0,15 = 468,75 | 468,75×64= = 30000 | 468,75×0,8= =375 | 468,75 -375= = 93,75 | 93,75× 64=6000 | ||
| О2 | 3125×0,2= =625,0 | 625,0×32= =20000 | 375×1/2= =187,5 | 625-187,5= =437,50 | 437,5×32=14000 | ||
| SO3 | -2 | 375×-2/2= = -375 | 0+375= =375,0 | 375,0×80 = 30000 | |||
| N2 | 3125×0,65 =2031,25 | 2031,25×28= =56875 | 2031,25 | ||||
| ВСЕГО | 3125,0 | 3037,50 |
Решение контролировать по заданной производительности в расходной части баланса – mSO3,pacx = 30000 кг/ч
Задача 8
Рассчитать материальный баланс процесса 2SO2+O2 Û 2SO3+Q, если производительность реактора по SO3 (mSO3) = 30000 кг/ч; степень превращения ХSO2 =0,8. Исходный поток образуется смешением двух потоков в объемном соотношении 1:2. Состав 1 потока: nSO2=0,95; nSO3=0,05; состав второго - воздух. Рассчитать материальный баланс процесса.
Решение способом 1
Определяют состав суммарного потока на входе:
.
По формуле (1.30) получаем:
кг/ч.
Далее решают как задачу 1.1.
Решение способом 2
1. Принимаем N0,1,усл = 1000 кмоль/ч и второго N0,2,усл = 2000 кмоль/ч. Рассчитываем приход для обоих условных потоков, а затем сводную таблицу материального баланса. Далее решаем как задачу 7. В табл.1.14 представлено решение с использованием программы Excel.
Таблица 1.14.
