结构推理
在硫酸生产过程中,二氧化硫的催化氧化反应:
SO2+O2SO3
已知进入催化反应器的气体组成(体积分数)为SO2,0.09;O2,0.08;N2,0.83。在操作条件下,平均摩尔热容=35.5 J·mol-1·K-1,反应热HR=-97.4 kJ·mol-1。反应在一个多段中间间接换热式绝热催化反应器(催化剂层为固定床)中进行。
(1)求温升系数。
(2)若已知进入第一段催化剂层进口的气体温度为440 ℃,出口温度为570 ℃,求第一段出口处SO2的转化率。
(3)将第一段出口的气体冷却到460 ℃,再进入第二段催化剂层。第二段催化剂层出口温度为520 ℃,求第二段出口处SO2的转化率。
(4)在温度—转化率曲线图中绘出一、二两段的操作线。
【正确答案】(1)求绝热温升系数
===247 K;
(2)第一段转化率x1
已知:第一段进口温度T0=713 K,出口温度T1=843 K
T1- T0=( x1- x0)
843-713=247( x1- x0)
x1=0.526;
(3)第二段转化率x2
已知:T1=733 K,T1=793 K,=247 K
793-733=247( x2-0.526)
x2=0.769;
(4)一、二两段操作线:如图所示。
【答案解析】