[scheikunde] Vraagstukje i.v.m productie zwavelzuur

Bonzai

Hallo iedereen,

ik had een vraagje i.v.m. het volgende vraagstuk:

'Indien een zwavelzuurbedrijf 10 ton/h zwavel verbrandt, hoeveel mÂ³/h lucht dient de hoofdventiloter te leveren indien de ingangsconcentratie van 10V% SO₂ wenst aan de ingang van de contacttoren. Men beschouwt het gasmengsel als een ideaal gas.'

Via de gewone oxidatie van zwavel tot zwaveldioxide dacht ik van achter naar voor te werken. Mijn berekeningen zouden zijn:

ik stel 1mÂ³ uitgangsgassen (met lucht-excess en zwaveldioxide) op 250°C (deze temperatuur zou ideaal zijn volgens de cursus). Hieruit weet ik via de ideale gaswet dat bij een druk van 1 atm, het totaal aantal mol = 23.30 mol. Waarbij 10% voor zwaveldioxide = 2.33 mol en de rest voor lucht = 20.97 mol.

Aangenomen dat er afgerond 21% zuurstofgas in lucht zit ==> 0.21*20.97=4.404 mol O2. Aangezien dit in de uitlaat komt is dit dus de lucht excess en moet er voor de verbranding van zwavel dus (4.404 + x) mol zuurstofgas voor de reactie staan (er verbrand x mol zuurstofgas met de zwavel, en die 4.404 vinden we terug in de uitlaat).

Via de gaswet op deze instroom van zuurstofgas (uit lucht):

partieeldruk van zuurstof = 0.21*101325 Pa en we stelden nog altijd 1mÂ³ lucht, dan geeft de gaswet ons een aantal mol: n=8.89 mol =4.404+8.89 ==> x=4.486 mol zuurstofgas reageert weg.

Zwavel moet volledig wegreageren: 10 ton/h = 311 875 mol/h, dus moet er per uur evenveen mol zuurstofgas wegreageren ==> 311 875 / 4.486 (per mÂ³ ingestroomde luchttoevoer en per uur) = 69 522 mol zuurstofgas.

Zodus: 69 522/0.21 = 331 057 mol lucht per uur moet via de hoofdventilator binnenstromen. Via de gaswet: V = 13 349 mÂ³/h (ik neem hier aan dat de lucht door warmtewisselaars in het bedrijf al een temperatuur van 250 °C heeft voordat het in de reactor reageert)

Nu lijkt me dit nog al een grote waarde en ben ik niet volledig overtuigd van mijn stappenplan. Kan iemand me hier in helpen?

Alvast bedankt voor jullie reacties.

rwwh

Waar haalt de fabriek de zuurstof voor de verbranding vandaan? Jij voegt lucht toe aan de verbrandingsgassen, maar het lijkt me dat je met de ventilator (koude) lucht toevoegt aan zwavel, en daaruit hete, zuurstofarme lucht met zwaveldioxide maakt.

Bonzai

Er wordt veronderstelt dat de lucht gewoon aangezogen wordt uit de atmosfeer. (ik heb er inderdaad dan wel zelf nog bij veronderstelt dat door warmtewisselaars deze koude omgevingslucht wordt opgewarmd tot 250°C). Deze omgevingslucht zou reageren met zwavel, waarbij zwavel volledig wegereageerd, en nog luchtoverschot is (met ook nog zuurstof in, dat zou men excess van 4.404 mol zijn)... De reactie is immers exotherm, dus de uitstootgassen zijn ook op hogere temperatuur... (250°C)

Om op jouw laatste zin te antwoorden: men gaat in praktijk (zo is me in de les gezegd) niet wachten tot alle zuurstof is opgebruikt in de aangevoerde lucht...

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde] Vraagstukje i.v.m productie zwavelzuur

[scheikunde] Vraagstukje i.v.m productie zwavelzuur

Re: [scheikunde] Vraagstukje i.v.m productie zwavelzuur

Re: [scheikunde] Vraagstukje i.v.m productie zwavelzuur