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问题: 某工厂除去工业废气中的SO2,将废气进行初步处理,百分之0.2的SO2和百分之10的O2(都为体积分

某工厂除去工业废气中的SO2,将废气进行初步处理,百分之0.2的SO2和百分之10的O2(都为体积分数,下同)。在673K下,将废气以500L/h的流速通过五氧化二矾催化剂层和氨气混合,再喷入水,此时气体温度由约673K降到473K,在热的结晶装置中得到硫酸氨晶体(假设这个过程SO2无损失,全部被利用)。
(1)计算当废气通过催化剂后与氨混合时,氨的流速最好控制在多少?(单位L/h)
(2)若工厂每天排放这种废气10000立方米(S.T.P),用这种方法回收生产硫酸氨,估计每月(按30天计算)生产多少千克?每月需要氨多少千克?

解答:

某工厂除去工业废气中的SO2,将废气进行初步处理,百分之0.2的SO2和百分之10的O2(都为体积分数,下同)。将废气以500L/h的流速通过五氧化二矾催化剂层和氨气混合,再喷入水,在热的结晶装置中得到硫酸氨晶体(假设这个过程SO2无损失,全部被利用)。
(1)计算当废气通过催化剂后与氨混合时,氨的流速最好控制在多少?(单位L/h)
(2)若工厂每天排放这种废气10000立方米(S.T.P),用这种方法回收生产硫酸氨,估计每月(按30天计算)生产多少千克?每月需要氨多少千克?
解:(1)易知SO2的流速是1L/h,O2的流速是50L/h,在五氧化二矾催化
下发生反应2SO2+O2=(可逆)=2SO3。由于O2大大过量,可以
认为SO2全部转化为SO3,即SO3流速是1L/h。
然后发生反应SO3+H2O+2NH3=(NH4)2SO4,故氨的流速最好控
制为SO3流速的两倍,即2L/h。
(2)废气10000m^3中有SO2 20m^3,生成SO3 20m^3,即
2*10^4/22.4molSO3,需NH3 4*10^4/22.4mol
生成(NH4)2SO42*10^4/22.4mol,后面自己算就行了。