Bonjour tout le monde j'espère que vous allez bien. Pour l'exercice ci-dessous je suis bloqué à la fin. Est-ce que vous savez m'aider svp?
Exercice
Dans le procédé de production de l’acide sulfurique (sulfate d’hydrogène), la première étape
consiste à faire réagir du soufre liquide avec de l’air sec. Le soufre et l’air sont introduits
dans le four à une température de 145°C. La température du four ne dépasse pas 1100°C.
Un échangeur de chaleur est placé à la sortie du four afin de récupérer une fraction de la
chaleur produite. La réaction de combustion se fait sans imbrûlés grâce à un excès d’air sec
de 35%. La composition volumique des gaz à la sortie de la chambre de combustion est la
suivante : 10% (vol.) en O2 et 78% (vol.) en N2 et 12% (vol.) du produit de la combustion
du soufre.
Ce dernier gaz rentre dans le convertisseur à 430°C. La conversion de gaz de combustion en
trioxyde de soufre en conditions adiabatiques permet un rendement entre 60 et 70%.
Cependant, si on travaille dans des conditions isothermes (avec refroidissement du système
afin de maintenir la température constante), on peut atteindre des taux de conversion allant
jusqu’à 98%.
L’acide sulfurique est enfin obtenu par double absorption du trioxyde de soufre avec un
rendement de 99,6%.
On veut produire 155 MT par an (350 jours de production effective) d’acide sulfurique.
b. Quel devra être la masse de soufre liquide à introduire par heure à l’entrée du four si
on travaille dans les conditions isothermes ? La réponse doit être donnée en T/h.
b. Pour calculer la masse de soufre liquide à introduire par heure à l’entrée du four, nous devons d'abord calculer la quantité de soufre nécessaire pour produire 155 MT (mégatonnes) d’acide sulfurique par an.
155 MT/an = 155,000,000 kg/an
En supposant une production effective de 350 jours par an, la production journalière d'acide sulfurique est :
155,000,000 kg/an ÷ 350 j/an = 442,857 kg/j
Ensuite, nous pouvons calculer la quantité de SO3 nécessaire à cette production journalière d'acide sulfurique :
442,857 kg/j / 0,996 (rendement de la double absorption) = 444,635 kg/j de SO3
Puisque le rendement de conversion de SO2 en SO3 est compris entre 60% et 70%, nous prendrons la moyenne de ces deux valeurs et utiliserons un rendement de 65%. Ainsi, la quantité de SO2 nécessaire sera :
444,635 kg/j ÷ 0,65 = 684.054 kg/j de SO2
Enfin, pour calculer la masse de soufre liquide nécessaire à la production quotidienne de SO2, nous utiliserons l'équation de combustion du soufre :
S (l) + O2 (g) → SO2 (g)
La masse de soufre liquide nécessaire sera donc :
684.054 kg/j × (1 mol SO2 / 64 g SO2) × (1 mol S / 1 mol SO2) × (32,06 g S / 1 mol S)
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Réponse attendu: Masse de soufre : 6185,67 T/h
merci encore
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Envoyé par Lavendou 