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二氧化硫的催化氧化过程化学化工学院13D班蒋卓燕134110227一、二氧化硫催化的基本原理与平衡催化剂SO2+0.5O2⇌SO2∆H0可逆、放热、体积缩小Kp=p𝑆𝑂₃p𝑆𝑂2p𝑂₂½反应特点：定压平衡常数：400—700℃平衡常数与温度的关系:LogKp=4905.5𝑇ₑ−4.6455用平衡时转化率xₑ:𝑥ₑ=KpKp+1−0.5𝑎𝑥ₑ𝑝(𝑏−0.5𝑎𝑥ₑ)t/℃KpXe(1)Xe(2)40044099.298.845013897.296.550050.293.591.155020.785.681.66009.473.668.27002.543.638.88000.8421.418.59000.34108.610000.1654.311000.0852.82.3二氧化硫氧化的平衡常数与转化率p≈0.1Mpₐ𝑥ₑ（1）𝑆𝑂27𝑂₂11.1𝑥ₑ（2）𝑆𝑂29𝑂₂8.1020406080100120020040060080010001200T℃Xe(1)Xe(2)1转化率由小变大。温度呈S形→可逆反应2温度对Kp、𝑥ₑ影响显著3气体组成对𝑥ₑ影响较小，O₂组分多转化率高二、二氧化硫催化氧化的动力学和热力学1、生产实际活化能209KJ·mol,1000℃→反应速率√转化率5％×活化能90KJ·mol,430℃℃→反应速率√转化率近100％×催化剂2、SO₂催化氧化反应1、催化剂钒催化剂活性物质：V₂O₅载体：硅藻土助催化剂：K₂SO₄BaSO₄As₂O₅SeO₂HF酸雾2、催化氧化动力学催化反应速率式r=kcO₂𝑐𝑆𝑂2−𝑐𝑆𝑂₂∗𝑐𝑆𝑂₃⁰•⁸①O₂、SO₂从气体主流分别向催化剂表面扩散。②O₂被催化剂活性吸附，形成𝑂2−③SO₂在催化剂表面与𝑂2−反应，生成SO₃④生成的SO₃在催化剂表面解吸⑤解吸后的SO₃向气体主流扩散反应器固定床绝热反应器轴向反应器径向反应器流化床反应器三、反应器四、工艺条件的优化温度催化剂粒径最终转化率反应压力原料气组成空间速度温度低转化率高反应速率快扩散速率床层阻力二转二吸法加压600-700𝒉−𝟏O₂SO₂