[键入文档标题] 反应工程课程设计
nSO2,2?出?nSO2?（1?x2-出）?46.638?（1?89%）?5.130Kmol/h
nSO3,2?出?nSO2?x2-出?46.638?89%?41.508Kmol/h
nO2,2?出?nO2?12nSO3x2?出?63.259?12?35.492?89%?45.303Kmol/h
nN2,2?出?nN2?503.761Kmol/h
根据附表（一）由内插得468℃时各物质的平均热容如下表：
表8 468℃时各物质的平均热容
物质 ?二氧化硫 .氧气 31.16 氮气 29.84 三氧化硫 64.60 CP[KJ/(Kmol℃)] 46.25 ∴进入系统的热量为：
Q??nC?P?T?（10.727?46.25?45.303?31.16?503.761?29.84?35.911?64.60）?（468?0）?9014003KJ/h?Hr??Hf?(nSO3,2?进?nSO3,2?出)?(nSO3,2?进?nSO3,2?出)?(CPSO3,25?12CPO2,25?CPSO2,25)T?29.32)?25?[?395100?(297000)]?（10.727?5.130）?（10.727?5.130）?(49.43?41.385???548123KJ/h12假设出一段的温度T2-出=494.120℃，查附表（一）内插的该温度下个物质的平均热容如下表所示：
表9 494.120℃物质的平均热容
物质 ?二氧化硫 .氧气 31.26 三氧化硫 65.31 氮气 29.92 CP[KJ/(Kmol℃)] CP?46.50 出?nCP,出∴
?46.50?5.130?65.31?41.508?31.26?42.505?29.92?503.761 ?19352KJ/(?C?h）所以在该假设条件下的实际温度为：
T2?实?Q?HCP?9014003?54812319352?494.111?C
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∴温度偏差百分数为：
??T2-出?T2?实T2?实?494.120?494.111494.111反应工程课程设计
?100%?0.0018%
二段的绝热温升为：
?2?T2?实?T2x2-出?x2?494.111?4680.89?0.77?217.590?C
查一转的平衡曲线及最佳温度曲线图知当T2-实=567.766℃时，xT=0.934。
∴R?xxT?0.890.934?100%?95.3%
∵R在95%—97%之间，所以符合设计。
2.10 二转平衡曲线的绘制
因为本设计方案采用的流程为“2+2”式，故当物料从一转二段出来后进入二转的第一段。因为从一转进入二转的过程中经过了一吸过程吸收了出料中的三氧化硫，且吸收率为99.95%，故进入二转一段的三氧化硫的量为：
nSO33?进?nSO32?出（1??吸收）?41.508?（1?99.95%）?0.0208Kmol/h
又知进入二转一段的氧气、氮气、二氧化硫的量如下：
nSO23?进?5.130Kmol/h,nO23?进?45.303Kmol/h,nN23?进?503.761Kmol/h
∴二转二氧化硫的初始浓度为：
a?nSO23?进nSO33?进?nO23?进?SO23?进?nN23?进5.1300.0208?5.130?42.505?503.761?100%
??0.93%氧气的初始浓度为：
b?nO23?进nSO33?进?nO23?进?SO23?进?nN23?进42.5050.0208?5.130?42.505?503.761?100%??7.7%
氮气的初始浓度为：
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nN23?进nSO33?进?nO23?进?SO23?进?nN23?进503.7610.0208?5.130?42.505?503.761反应工程课程设计
c???100%
?91.36%用试差法求解，将380℃至820℃间的温度数代入上面三式，算出二转的平衡转化率和最佳温度如下表所示：
表10 二转的平衡转化率和最佳温度
T(℃) KP X T适℃ 380 0.994 361.8 420 0.985 396.6 460 0.965 433.0 500 0.925 470.4 540 0.857 507.6 580 0.758 544.5 620 660 700 740 780 820 732.868 270.154 111.043 50.041 24.390 12.716 7.028 4.087 2.485 1.572 1.029 0.695 0.635 0.504 0.383 0.282 0.205 0.149 581.1 617.5 653.8 690.2 726.3 761.9 ∴一转的平衡曲线及最佳温度曲线见附表（二）。 2.11 转化器二转一段（第三段）的计算
首先，假设第三段出口的转化率为x3-出=92.4%，其进口转化率为x3-进=0。 那么，第三段出口SO2，SO3，O2，N2的量分别为：
nSO2,3?出?nSO2,3?进?（1?x3-出）?5.130?（1?92.4%）?0.390Kmol/h
nSO3,3?出?nSO2,3?进?x3-出?nSO3,3?进?5.130?89%?0.0208?4.761Kmol/h
nO2,3?出?nO2，?3?进12nSO2，x3?出?42.505?3?进12?5.130?92.4%?40.135Kmol/h
nN2,3?出?nN2?503.761Kmol/h
根据附表（一）由内插得439℃时各物质的平均热容如下表：
表11 439℃时各物质的平均热容
物质 ?二氧化硫 .氧气 31.05 氮气 29.58 三氧化硫 63.78 CP[KJ/(Kmol℃)] 45.97 ∴进入系统的热量为：
Q??nC?P?T?（5.13?45.97?42.505?31.05?503.761?29.58?0.0208?63.78）?（439?0）?7264249KJ/h
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?12CPO?CPSO)T?Hr??Hf?(nSO3,3?进?nSO3,3?出)?(nSO3,3?进?nSO3,3?出)?(CPSO3,252,252,25?[?395100?(297000)]?（5.130?0.390）?（5.130?0.390）?(49.43?41.385???464222KJ/h12?29.32)?25现假设出一段的温度T2-出=465.367℃，查附表（一）内插的该温度下个物质的平均热容如下表所示：
表12 465.367℃物质的平均热容
物质 ?二氧化硫 .氧气 31.15 三氧化硫 64.50 氮气 29.84 CP[KJ/(Kmol℃)] CP?46.22 出?nCP,出∴
?46.22?0.390?64.50?4.761?31.15?40.151?29.84?503.761 ?16605KJ/(?C?h）所以在该假设条件下的实际温度为：
T3?实?Q?HCP?7264249?46422216605?465.416?C
∴温度偏差百分数为：
??T3-出?T3?实T3?实?465.367?465.416465.416?100%?0.0011%
三段的绝热温升为：
?3?T3?实?T3x3-出?x3?465.416?4390.924?0?25.59?C
查一转的平衡曲线及最佳温度曲线图知当T3-实=465.416℃时，xT=0.96。
∴R?xxT?0.9240.960?100%?96%
∵R在95%—97%之间，所以符合设计。
2.12 转化器二转二段（第四段）的计算
因为本设计的要求总转化率要达到99.5%，且一转的转化率已达到了89%，故二
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转的转化率（也就是二转二段的转化率）为：
x4?出?x总?x2?出1?x2?出?99.5%?89%1?89%?95.5%
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那么，第四段出口SO2，SO3，O2，N2的量分别为：
nSO2,4?出?nSO2,4?进?（1?x4-出）?5.130?（1?95.5%）?0.231Kmol/h
nSO3,4?出?nSO2,4?进?x4-出?nSO3,4?进?5.130?89%?4.899Kmol/h
nO2,4?出?nO2，?4?进12nSO2，x4?出?42.505?4?进12?5.130?95.5%?40.055Kmol/hnN2,4?出?nN2?503.761Kmol/h
根据附表（一）由内插得429℃时各物质的平均热容如下表：
表13 429℃时各物质的平均热容
物质 ?二氧化硫 .氧气 31.01 氮气 29.73 三氧化硫 63.51 CP[KJ/(Kmol℃)] 45.87 ∴进入系统的热量为：
Q??nC?P?T?（0.390?45.87?40.135.?31.01?503.761?29.73?4.761?63.51）?（429?0）?7095726KJ/h?Hr??Hf?(nSO3,4?进?nSO3,4?出)?(nSO3,4?进?nSO3,4?出)?(CPSO3,25?12CPO2,25?CPSO122,25)T?[?395100?(297000)]?（0.390?0.231）?（0.390?0.231）?(49.43?41.385???15586KJ/h?29.32)?25现假设出四段的温度T2-出=429.920℃，查附表（一）内插的该温度下个物质的平均热 容如下表所示：
表14 429.920℃物质的平均热容
物质 ?二氧化硫 .氧气 31.01 三氧化硫 63.53 氮气 29.73 CP[KJ/(Kmol℃)] CP?45.88 出?nCP,出∴
?45.88?0.231?63.53?4.899?31.01?40.055?29.73?503.761 ?16541KJ/(?C?h）
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