Задача 7. Рассчитать материальный баланс процесса 2SO2+O2Û2SO3+Q , если производительность реактора по SO3 (mSO3) = 30000 кг/ч; ХSO2 =0,8; состав потока:

Рассчитать материальный баланс процесса 2SO₂+O₂Û 2SO₃+Q, если производительность реактора по SO₃ (m_SO3) = 30000 кг/ч; Х_SO2 =0, 8; состав потока: n_SO2=0, 15; n_O2=0, 2; n_SO3=0; n_N2=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 N_{o, 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:

N_o = 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 – m_{SO3, pacx} = 30000 кг/ч

Задача 8

Рассчитать материальный баланс процесса 2SO₂+O₂ Û 2SO₃+Q, если производительность реактора по SO₃ (m_SO3) = 30000 кг/ч; степень превращения Х_SO2 =0, 8. Исходный поток образуется смешением двух потоков в объемном соотношении 1: 2. Состав 1 потока: n_SO2=0, 95; n_SO3=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.