За одержаними даними для Хр і toпт будуємо графік X—t. На цей графік наносимо крапку, відповідну початковим умовам, тобто t = 440 °C і X =0.

Визначаємо збільшення температури при окисленні двоокису сірі. Введемо позначення:

Q — тепло, що виділяється при окисленні двоокису сірі, кДж/час;

mі — маса кожного газу, присутнього в суміші, кг/ч;

mso2 — маса двоокису сірі, що поступає на окислення, кг/ч;

q— питома теплота (окислення двоокису сірі, кДж/кг;

tK — температура після повного окислення °C;

tн — температура до окислення °C;

сi- — середня теплоємність газів в суміші, кДж/кг-град;

X — ступінь контакту.

Ступінь контакту 1X = 0,81. Звідси кількість двоокису сірі, що окислюється в сірчаний ангідрид, буде

2mSO2 = 1mSO2 ∙1X = 9796∙0,81 = 7935 кг/ч.

Кількість двоокису сірі в газі, що йде з першого шару

3 mSO2= 1mSO2 -2mSO2 = 9796 — 7935 = 1861 кг/ч.

Кількість сірчаного ангідриду, що утворився в шарі.

2 mSO3=2mSO2 ∙=2mSO2 ∙ fSO3/SO2 = 7935∙1,2497 = 9916 кг/ч,

де f so2/so3 — відношення молекулярних мас сірчаного ангідриду і двоокису сірі.

Кількість кисню, що зв'язується з двоокисом сірі в сірчаний ангідрид

2 mO2= 2 mSO3 - 2 mSO2 = 9916 — 7935 = 1981 кг/ч.

Кількість кисню, що залишається в газі

3 mO2 = 1 mO2 - 2 mO2 = 6806 - 1981 = 4825 кг/ч.

Зведений матеріальний баланс першого шару

2.3. Тепловий баланс першого ступеня

Перше наближення: температура на виході з шару 568 °C.

Прихід тепла.

Тепло газів, що поступають в шар:

1Q = (1mSO2∙1CSO2 + 1mO2∙1CO2 + 1mN2∙1CN2)∙1t,

1Q = (3429∙0,714+4764∙0,969 +36334∙1,063)∙440=24144560 кДж/ч

Тепло, що виділяється при окисленні двоокису сірі

2Q = 2q • 2mso2 = 1481,8 • 7935 = 11757629 кДж/ч,

де 2q — питоме тепло окислення при середній температурі в шарі (440 + 568):

2 = 504°С, кДж/кг.

Загальний прихід тепла

1Q + 2Q = 24144560 + 11757629 = 35902189 кДж/ч.

Витрата тепла.

Тепло, що відноситься газами, що відходять

3Q = (3mSO3∙3CSO3 + 3mSO2∙3CSO2 + 3mO2∙3CO2 + 3mN2∙3CN2)∙3t,

3Q = (9916∙ 0,832 + 1861 ∙ 0,737 + 4825 ∙ 0,986 + 45417 ∙ 1,075) ∙ 568,

3Q = 35899295 кДж/ч

Різниця між приходом і витратою

1Q + 2Q - 3Q = 35902189 – 35902189 = 2894 кДж/ч

Отже, наближення достатнє точно. На графік X — t наноситься одержану крапку X — 0,81 і t = 568, сполучаємо її з крапкою X = 0 і t = 440.

Тепловий баланс