Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 42. 15 november 1947 - Beräkning av katalysatorkornens övertemperatur vid SO2-oxidationen, av Carl Olof Gabrielson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
(>860
TEKNISK TIDSKRIFT
dustri AB har enligt undersökning av ett prov ^ = 0,385,
= 0,634, Q = 2,41 g cm—3 samt volymvikten 542 g 1—\
Katalysatorkornen ha cylindrisk form med i medeltal dia
metern 0 61 och längden 1,34 cm.
Vanadinpentoxidmassa enligt Calco Chemical Co. A M
Fairlie4*1,e uppger att denna massa består av naturlig
dia-tomacesten, som krossats, impregnerats och glödgats,
varefter den siktats så att bitarna ha större diameter än 0,42
cm. I brist på fler uppgifter har för beräkning av ytans
storlek antagits att kornen äro kubiska med en
medel-kantlängd på 0,63 cm samt att de i övrigt ha värden på
< och q lika med Reymersholmsmassans.
Utgående från ovanstående värden på
katalysatorkornens dimensioner ha i tabell 1
sammanställts beräkningar över kornens geometriska
ytteryta per volymsenhet av katalysatormassan.
Den reagerande gasblandningens sammansättning
Beräkningarna ha i allmänhet utförts för
utgångsgas av två olika sammansättningar,
nämligen en med 7 % SQ,, framställd genom
oxidation av svavelkis med luft, och en med 9 % S02,
framställd genom förbränning av svavel i luft.
Tabell 2 innehåller data för dessa gaser före och
efter en fullständig omsättning till S03.
Omsättning per volymsenhet katalysator
På den del av katalysatorn som först träffas av
den inkommande gasen är omsättningen större
än medelomsättningen på hela
katalysatorvolymen. I uppskattningen av hur många gånger
större denna omsättning är än
medelomsättningen ligger en av de största osäkerhetsfaktorerna i
denna beräkning.
Temperaturen är aldrig konstant utefter
katalysatorskiktet. utan temperaturkurvan går
vanligen genom ett maximum vid omkring 1/.3 av
katalysatorskiktets längd, räknat från gasinträdet8.
På denna första tredjedel av skiktet sker således
en häftig omsättning, som förbrukar största delen
av SOo i ingående gas. Omsättningen är här
således ca 3 gånger så stor som medelomsättningen
på hela katalysatormassan. För en
Chemico-kon-taktugn uppger B Waeser10 d att 80 % av all S02
omsättes på de första 10 % av katalysatormassan.
Detta betyder att omsättningen på denna del av
massan är 8 gånger så stor som
medelomsättningen.
Med ledning av dessa uppgifter har maximi-
Tabell 2. Gassammansättning.
Ingående gas Efter fullständig omsättning
vol.-% Medel- xo\.-% Medel-
S02 oa n 2 molvikt so3 o2 n2 molvikt
7,0 10,9 82,1 31,0 7,3 7,7 85,0 32,1
9,0 11,0 80,0 31,7 9,4 6,8 83,8 33,2
omsättningen per katalysatorkorn valts fem
gånger så stor som medelomsättningen, om ingen
närmare uppgift varit tillgänglig på denna faktor.
Gasens strömningshastighet och kontakttid
För beräkning av värmeövergångskoefficienten
mellan katalysatorkornen och gasen krävs ett
mått på gasens strömningshastighet under
reaktionsbetingelserna genom den tomtänkta
kontaktugnen. I samband härmed har det anseits
lämpligt att beräkna gasens kontakttid med
katalysatorn såsom brukligt är vid
katalysundersökningar. Även denna siffra har beräknats på
tomtänkt kontaktugn. För dessa beräkningar har
utgåtts från tillgängliga beskrivningar på
kontaktugnar eller, då sådana beskrivningar saknats,
från uppgiven svavelsyraproduktion per
mängdenhet katalysator.
Gastemperaturen varierar avsevärt inom ett
ka-lysatorskikt allt efter hur bortledningen av
reaktionsvärmet är anordnad. Eftersom inga data
varit tillgängliga på temperaturfördelningen vid
flera av de här behandlade förfarandena, har det
synts riktigare att göra samtliga beräkningar av
strömningshastighet och kontakttid för en
medeltemperatur på 450°C. För gassammansättningen
har i allmänhet använts ett medelvärde,
motsvarande 50 % omsättning av ingående S02.
Kontaktugn enligt IG Farbenindustiie (BASF). Enligt
B Neumanns bestod denna ugns katalysatordel av 144 rör
av diametern 12 cm och längden 230 cm. I varje rör sutto
ca 50 st. perforerade skivor, på vilka katalysatorn var
placerad, så att den uppfyllde omkring 0,75 av volymen
mellan skivorna. Detta ger en katalysatorvolym på ca 2 350 1
och en rörarea på 163 dm2. Omsättningen på en sådan
kontaktugn var 30 t svavelsyra, räknad som 100 %-ig
på 24 h. Vid 96 % utbyte på ingående S02 motsvarar det
13,3 kmol S ingående per timme. Vid 450°C och 7,15 resp.
9,2 % S-oxider i gasen erhålles en gasvolym av 3 060 resp.
2 380 ls—1. Kontakttiden är således 0,77 resp. 0,99 s och
gasens strömningshastighet 18,8 resp. 14,6 dm s—\ Medel
Tabell 1. Katalysatorkornens egenskaper.
Pt-asbest Grillo— Schröder Pt-silikagel Selden Monsanto [-Reymers-holm-] {+Reymers- holm+} Calco
Volymvikt .................... g 1—1 43 737 500 460 560 542 542
Porositet ........................ 0,985 0,5 0,4 0,35 0,4 0,383 0,38
Volvm av ett korn .............. cm3 7,8 • 10—5 0,394 0,0172 1,07 0,0435 0,392 0,250
Vikt av ett korn .................. g 2,3 • 10—4 0,577 0,0137 0,706 0,0397 0,346 0,220
Geometrisk ytteryta hos ett korn, cm2 0,0314 2,60 0,321 5,07 0,773 3,15 2,38
Antal korn per liter ................ 187 000 1 277 36 500 652 14 100 1 566 2 460
Geometrisk ytteryta per liter –– cm2 5 870 3 320 11 700 3 310 10 900 4 930 5 860
Kornens medeldiameter, beräknad ur
yta/korn, a .................... cm — 0,905 0,320 1,27 0,496 1,01 0,870
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
