吕梁学院本科毕业设计
SO2的平均摩尔热容：
273?480CPSO2?273?(25.74?5.8?10?2T?38.1?10?6T2?0.861?10?8T3)dT480?46.15kJ/(mol?K)
SO3的平均摩尔热容：
273?480CPSO3?273?(15.09?15.2?10?2T?120.7?10?6T2?3.62?10?8T3)dT480?64.94kJ/(mol?K)
O2的平均摩尔热容：
273?480CPO2?273?(25.74?1.30?10?2T?3.86?10?6T2)dT480?31.32kJ/(mol?K)
N2的平均摩尔热容：
270?480CPN2?270?(27.18?0.591?10?2T?0.338?10?6T2)dT480?30.12kJ/(mol?K)
故进二段气体每升高1℃所需热量为： SO2所需热量：14.512?46.15?669.77kJ SO3所需热量：65.488?64.94?4252.85kJ O2所需热量：67.256?31.32?2106.394kJN2所需热量：820?30.12?24695.44kJ ∑所需总热量：31724.45kJ
带入热量=31724.45?480?15227737kJ (2) 已知出转化器第二段气体温度500℃， 所以可得各组分气体的平均摩尔热容[5]：
SO2的平均摩尔热容：
273?500
CPSO2?273?(25.74?5.8?10?2T?38.1?10?6T2?0.861?10?8T3)dT500?46.37kJ/(mol?K)
SO3的平均摩尔热容：
- 21 -
吕梁学院本科毕业设计
273?500CPSO3?273?(15.09?15.2?10?2T?120.7?10?6T2?3.62?10?8T3)dT500?65.42kJ/(mol?K)
O2的平均摩尔热容：
273?500CPO2?273?(25.74?1.30?10?2T?3.86?10?6T2)dT500?31.40kJ/(mol?K)
N2的平均摩尔热容：
270?500CPN2?270?(27.18?0.591?10?2T?0.338?10?6T2)dT500?30.17kJ/(mol?K)
故出二段气体每升高1℃所需热量为： SO2所需热量：7.432?46.37?344.64kJ
SO3所需热量：72.568?65.42?4747.28kJ O2所需热量；63.2125?31.40?1985.05kJ N2所需热量：820?30.17?24740.58kJ ∑所需总热量：31817.54kJ (3) 反应热
摩尔反应热Q?101314.48?2.21?(273?490)?99628.25kJ 总反应热Q?(72.568?65.488)?99628.25?705368.01kJ 二段出口温度t?705368.01?15227737?500.80C
31817.54(4) 二段出口气体带出热量Q2?705368.01?15227737?15933105.01kJ
3.5.3 转化三段反应热量和出口温度
(1) 进转化器第三段气体带入热量(以每小时气量计算)
已知进三段触媒层气体温度为450℃，所以可得各组分气体的平均摩尔热容： SO2的平均摩尔热容：
273?450CPSO2?273?(25.74?5.8?10?2T?38.1?10?6T2?0.861?10?8T3)dT450?45.81kJ/(mol?K)
SO3的平均摩尔热容：
- 22 -
吕梁学院本科毕业设计
273?450CPSO3?273?(15.09?15.2?10?2T?120.7?10?6T2?3.62?10?8T3)dT450?64.20kJ/(mol?K)
O2的平均摩尔热容：
273?450CPO2?273?(25.74?1.30?10?2T?3.86?10?6T2)dT450?31.19kJ/(mol?K)
N2的平均摩尔热容：
270?450CPN2?270?(27.18?0.591?10?2T?0.338?10?6T2)dT450?30.03kJ/(mol?K)
故进三段气体每升高1℃所需热量为： SO2所需热量：7.432?45.81?340.48kJ SO3所需热量：72.568?64.20?4658.77kJ O2所需热量：63.2125?31.19?1971.70kJ N2所需热量：820?30.03?24627.59kJ ∑所需总热量：31598.54kJ
带入热量=31598.54?450?14219342kJ (2) 出转化器第三段气体温度460℃
各组分气体的平均摩尔热容：SO2的平均摩尔热容：
273?460CPSO2?273?(25.74?5.8?10?2T?38.1?10?6T2?0.861?10?8T3)dT460?45.93kJ/(mol?K)
SO3的平均摩尔热容：
273?460CPSO3?273?(15.09?15.2?10?2T?120.7?10?6T2?3.62?10?8T3)dT460?64.45kJ/(mol?K)
O2的平均摩尔热容：
273?460CPO2?273?(25.74?1.30?10?2T?3.86?10?6T2)dT460?31.23kJ/(mol?K)
N2的平均摩尔热容：
- 23 -
吕梁学院本科毕业设计
270?460CPN2?270?(27.18?0.591?10?2T?0.338?10?6T2)dT460?30.06kJ/(mol?K)
故出三段气体每升高1℃所需热量为： SO2所需热量：3.896?45.93?178.93kJ SO3所需热量：76.104?61.948?4904.88kJ O2所需热量：61.948?31.23?1934.90kJ N2所需热量：820?30.06?24650.23kJ ∑所需总热量：31668.94kJ (3) 反应热
摩尔反应热Q?101314.48?2.21?(273?455)?99705.6kJ 总反应热Q?(76.104?72.568)?99705.6?352559.0kJ 三段出口温度t?352559.0?14219342?460.10C
31668.94(4) 三段出口气体带出热量Q3?352559.0?14219342?14571901kJ
3.5.4 转化四段反应热量和出口温度
(1) 进转化器第四段气体带入热量(以每小时气量计算) 已知进四段触媒层气体温度为420℃，所以平均摩尔热容： SO2的平均摩尔热容：(25.74?5.8?10 ?2T?38.1?10?6T2?0.861?10?8T3)dT273?420CPSO2?SO3的平均摩尔热容：
273?420273?420?45.46kJ/(mol?K)
CPSO3?273?(15.09?15.2?10?2T?120.7?10?6T2?3.62?10?8T3)dT420?63.42kJ/(mol?K)
O2的平均摩尔热容：
273?420CPO2?273?(25.74?1.30?10?2T?3.86?10?6T2)dT420?31.06kJ/(mol?K)
N2的平均摩尔热容：
270?420CPN2?
270?(27.18?0.591?10?2T?0.338?10?6T2)dT420- 24 -
?29.95kJ/(mol?K)
吕梁学院本科毕业设计
故进四段气体每升高1℃所需热量为： SO2所需热量：3.896?45.46?177.11kJ SO3所需热量：76.104?63.42?4826.80kJ O2所需热量：61.948?31.06?1924.214kJ N2所需热量：820?29.95?24559.58kJ ∑所需总热量：31487.71kJ
带入热量=31487.71?420?13224837kJ
(2) 已知出转化器第四段气体温度426℃，所以平均摩尔热容：SO2的平均摩尔热容：
273?426CPSO2?273?(25.74?5.8?10?2T?38.1?10?6T2?0.861?10?8T3)dT426?45.53kJ/(mol?K)
SO3的平均摩尔热容：
273?426CPSO3?273?(15.09?15.2?10?2T?120.7?10?6T2?3.62?10?8T3)dT426?63.58kJ/(mol?K)
O2的平均摩尔热容：
273?426CPO2?273?(25.74?1.30?10?2T?3.86?10?6T2)dT426?31.09kJ/(mol?K)
N2的平均摩尔热容：
270?426CPN2?270?(27.18?0.591?10?2T?0.338?10?6T2)dT426?29.97kJ/(mol?K)
故出四段气体每升高1℃所需热量为： SO2所需热量：1.768?45.53?80.50kJ
SO3所需热量：78.232?63.58?4974.10kJ O2所需热量：60.884?31.09?1892.756kJN2所需热量：820?29.97?24573.2kJ ∑所需总热量：31520.55kJ (3) 反应热
摩尔反应热Q?101314.48?2.21?(273?423)?99776.32kJ
- 25 -