技术干货~OmniSim用于实现超级克劳斯工艺流程建模详细讲解(二)
马友们好~ 今天想分享一下超级克劳斯工艺中主燃烧器建模和主燃烧室建模的思路:
1.主燃烧器建模
主燃烧器内进行的主要反应有两个:
(1) 含硫的酸性气体的燃烧反应H2S + 3/2 O2→SO2 + H2O + 热量
(2) 根据平衡反应,剩余H2S中的大部分将与SO2燃烧并生成2 H2S + SO2↔3/2 S2 + 2 H2O + 热量
在实际的生产过程中,主燃烧器内这两个反应都有发生,但以第一步反应为主。在流程仿真建模过程中,可简化认为主燃烧器内只进行第一步酸性气体的燃烧反应,忽略第二步克劳斯反应,认为它主要在位于后方的主燃烧室中进行。并且可以近似的认为氧气的燃烧反应是完全的,采用转化反应器模块,配置氧气转化率为100%,转化反应器模块将根据质量守恒方程和能量守恒方程,以及模块设置的转化率及热损失效率,计算出主燃烧器出口的温度、浓度和流量等信息。
2.主燃烧室建模
主燃烧室内进行的主要反应即是克劳斯反应:
2 H2S + SO2↔3/2 S2 + 2 H2O + 热量
在实际生产过程中,克劳斯反应分别在主燃烧器和主燃烧室中进行,而在仿真建模中,将所有的克劳斯反应均放置在主燃烧室中进行,这一近似,大大简化了主燃烧器和主燃烧室的建模难度,并且只会引入非常小的误差。原因主要是:主燃烧室进行的H2S与SO2的反应是一种平衡反应,并且在燃烧室内的高温高压条件下,可以认为整体反应达到吉布斯自由能量小值,因而不论克劳斯反应是发生主燃烧室内,还是同时发生于主燃烧器和主燃烧室内,最终流出体系的平衡组成是都由吉布斯自由能最小来决定和计算的,两者的计算结果应该是一致的。
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