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30万吨/年转化二段绝热固定床反应器设计

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土木工程

编号:9747

摘要

二氧化硫的转化是生产硫酸的过程中的关键步骤。本文以二氧化硫转化为三氧化硫的反应动力学方程为基础,结合固定床反应器模型,将微分方程转化差分方程,利用Excel对非线性方程的处理功能,计算出反应器的高度,从中可以看出反应器高度与转化率的关系:随着一段反应器转化率从0提高到81%一段反应器高度由需要3.675m,二段反应器转化率从81%增加99%虽然二段反应器转化率仅提高了11%,但反应器高度却需要10.128m本设计以计算固定床反应器高度为主,并设计固定床反应器的体积、段间换热面积、压降等参数,绘制了反应器的设备图。

关键词��催化剂 绝热固定床Excel


Abstract

The conversion of sulfur dioxide is a key step in the process of producing sulfuric acid. Based on the reaction kinetics equation of sulfur dioxide into sulphur trioxide as the foundation, combined with the fixed bed reactor model, the difference equation and differential equation can be converted to use Excel processing functions of nonlinear equation, calculate the height of the reactor, we can find that the reactor height and the conversion relationship: with a reactor conversion rate increased from 0 to 81%, a reactor height by the need to 3.675 m, 2 reactor conversion rate increased from 81% to 99%, while the second section of the reactor conversion only increased by 11%, but the reactor height is 10.128 m. This design is given priority to with height calculation fixed bed reactor, and design the volume of a fixed bed reactor, so the heat exchange between parameters such as area, pressure drop, mapped the reactor equipment.

Keywords   Catalyst: adiabatic fixed bed; Excel


目录

摘要 I

Abstract II

1绪论 1

1.1研究概况及发展趋势综述 1

1.1.1我国硫酸工业的现状 1

1.1.2国外硫酸发展现状 2

1.1.3硫酸工业及发展趋势 2

1.1.4二氧化硫转化生产硫酸方法 3

2气固相催化反应器分类 5

2.1固定床反应器类型 5

2.2固定床反应器的优缺点 7

3 Excel应用及介绍 9

4固定床反应器的设计方法 11

4.1 催化反应过程物料衡算 11

4.1.1物料衡算依据 11

4.1.2 物料衡算基准 12

4.1.3反应器进口物料的计算 12

4.2催化剂 13

4.2.1催化剂的发展 13

4.2.2催化剂的性质 14

4.3二氧化硫的转化 14

4.3.1二氧化硫催化氧化的反应机理 14

4.3.2反应特点�� 15

4.3.3本征动力学 15

4.3.4催化剂的选取 16

4.4二氧化硫催化氧化的工艺流程 16

4.4.1工艺流程选择 16

4.4.2工艺流程图 17

5 绝热固定床反应器的工艺计算 19

5.1基本条件 19

5.3床层高度计算 19

5.4催化剂体积 23

5.4.1反应器高度 23

5.4.2反应器体积 24

5.5 转化工段物料衡算 24

5.5.1进反应器一段气体量及成分 24

5.5.2出一段气体量及成分(进二段) 24

5.5.3出二段气体量及成分 25

5.6 反应器各段的热量衡算 26

5.6.1反应器一段反应热量 26

5.6.2反应器二段反应热量 28

5.6.3热量衡算结果 29

5.7主要设备选型 30

5.7.1总传热系数 30

5.7.2传热温差 30

5.7.3段间换热量 30

5.7.4段间换热面积 30

5.8床层压力降 30

5.8.1第一段床层压力降 32

5.8.2第二段床层压力降 32

5.8.3床层总压力降 33

6反应器设备图 35

设计结论 36

参考文献 37

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40