Расчет количества образовавшегося SO3 в печи

Расчет количества образовавшегося SO3 в печи

SO2 + 0,5O2 = SO3

Расчет равновесного состава газа при окислении SO2 в SO3 можно провести, используя величину равновесной степени превращения Xp, которая показывает отношение количества прореагировавшего SO2 к его количеству в исходной смеси. Xp можно выразить, используя величину парциальных давлений компонентов. Тогда отношение парциального давления SO3 в прореагировавшей смеси к сумме парциальных давлений SO2 и SO3 в момент равновесия будет выражать равновесную степень превращения:

[pic 1]

Процесс окисления кислородом характеризует константа равновесия Кр, обычно выражаемая согласно закону действующих масс через парциальные давления компонентов:

[pic 2]

При постоянной температуре отношение равновесных концентраций (парциальных давлений) конечных продуктов к равновесным концентрациям исходных реагентов, возведенных в соответствующие степени, равные их стехиометрическим коэффициентам – величина постоянная. Температурная зависимость Кр реакции окисления SO2 в интервале температур 400-700 ˚С может быть вычислена с большой степенью точности по эмпирическому уравнению для давления в Па:

[pic 3]

Более сложно и точно:

[pic 4]

Для расчета равновесной степени окисления SO2 выразим парциальные давления для газов, входящих в уравнение равновесия через общие давления в зависимости от начальных концентраций газа.

Введем обозначения:

а – начальная концентрация SO2, м.д.

б – начальная концентрация O2, м.д.

Хр – равновесная степень окисления SO2, д.е.

Pобщ – общее давление в системе, МПа

Общее количество исходного газа примем за 1. Тогда равновесные концентрации компонентов в газовой смеси составят: