Порядок расчета. Рассчитаем массу и объемный расход компонентов газа (кг и м3):

Рассчитаем массу и объемный расход компонентов газа (кг и м³):

m = 2000 × 0,07 × 80 = 11 200 кг/ч = 3,11 кг/с;

V = × 22,4 = 0,87 м³/с.

m = = 1,78 кг/с;

V = × 22,4 = 1,25 м³/с.

m = = 12,91 кг/с;

V = × 22,4 = 10,33 м³/с.

Количество тепла, поступающего с газом, равно:

Q = 1,42 × 40 × 0,87 = 49,42 кДж/с;

Q = 1,42 × 40 × 1,25 = 71,0 кДж/с;

Q = 1,42 × 40 × 10,33 = 586,74 кДж/с.

Количество тепла, поступающего с олеумом, составляет:

Q_олеума = 1,34 × 40 × x = 53,76 × x кДж/с,

где x - масса олеума, кг.

Количество тепла, выделяющееся в результате конденсации SO₃, рассчитывается по (51)

Q_конд= 481,85 × 3,11 × 0,5 = 749,28 кДж/с.

Масса и химическое количество SO₃, абсорбированного олеумом, составляют:

m = 3,11 × 0,5 = 1,56 кг/с;

n = = 0,02 моль/с.

Количество тепла, выделяющееся при растворении жидкого SO₃, равно

Q_раств = 23,25 × 0,02 = 0,47 кДж/с.

Таким образом, приход тепла составит

Q_прих = Q + Q + Q + Q_олеума + Q_раств+ Q_конд=

= 1456,91 + 53,6 × х кДж/с.

Определим расход тепла с уходящим газом.

Так как конденсируется 1,56 кг/с SO₃, то на выходе его масса и объем составят

m = 3,11 - 1,56 = 1,55 кг/с;

V = × 22,4 = 0,43 м³/с.

Количество тепла, выносимое с газом, равно

Q' = 1,42 × 55 × 0,43 = 33,58 кДж/с;

Q' = 1,42 × 55 × 1,24 = 96,84 кДж/с;

Q' = 1,42 × 55 × 10,33 = 806,77 кДж/с.

Количество тепла, выносимое с олеумом, равно

Q'_олеума= (x + 1,56) × 1,34 × 55 = 114,5 + 73,7 × x кДж/с.

Расход тепла составит

Q_расх = Q' + Q' + Q' + Q'_олеума = 1051,69 + 73,7 × x кДж/с.

Так как Q_прих = Q_расх, то получаем

1456,91 + 53,6 × х = 1051,69 + 73,7 × x;

х = = 20,16 кг/с.

Таким образом, на орошение требуется 20,16 кг/с олеума.

Пример 11.Определить теоретическую температуру горения серы в воздухе по реакции

S + O₂ = SO₂ + Q (296 000 кДж).

Теплоемкости веществ, участвующих в процессе, кДж/(кмоль · град): SO₂ – 50,6; N₂ - 31,9.