Xét ảnh hưởng của nồng độ SO2 đến một số chỉ tiêu của tháp chuyển hóa: Trở lực của lớp xúc tác mới cho vào tháp có thể tính gần đúng theo công thức:
∆P = 9,8.A.W1,74.ρ.h (N/m2) (1-23)
W: tốc độ giả của khí (không tính đến thể tích xúc tác chiếm chỗ), (m/s).
ρ: khối lượng riêng của khí(kg/m3). h: chiều cao lớp xúc tác, (m).
A: hệ số phụ thuộc vào dạng và kích thước hạt xúc tác. Khi tốc độ khí bằng 0,4 ÷ 1,0 m/s, hệ số A có các giá trị sau:
Kích thước hạt xúc tác, mm 4 5 6 8 10
Hệ số A 725 500 420 340 300
Đối với xúc tác dạng vòng, kích thước 10x10x3 mm, trong tính toán sơ bộ có thể lấy A = 160.
Khi năng suất và đường kính tháp chuyển hóa không đổi, nếu tăng nồng độ SO2 thì lượng xúc tác cần dùng sẽ tăng nhanh, do đó tăng chiều cao lớp xúc tác, dẫn đến
việt tăng trở lực [công thức (1-23)]. Mặt khác, nếu giảm nồng độ SO2 thì thể tích hỗn hợp khí sẽ tăng, do đó tốc độ khí đi trong tháp tăng. Điều này cũng dẫn đến việc trở lực của lớp xúc tác.
Tốc độ khí W và chiều cao lớp xúc tác h liên hệ với năng suất N của tháp tiếp xúc theo phương trình:
W = và h =
a: nồng độ SO2 trong hỗn hợp khí. C1, C2: hằng số.
τ : thời gian tiếp xúc.
Thay các biểu thức trên vào (1-23), và chấp nhận ∆P, ρ không đổi, ta có:
N = (1-24)
C: hằng số.
Giải phương trình (1-24) xác định được điều kiện làm việc thích hợp của tháp tiếp xúc, tại đó năng suất của tháp đạt giá trị cực đại ứng với trở lực đã cho.
Từ đó, nồng độ SO2 thích hợp trong hỗn hợp khí thu được khi đốt các loại nguyên liệu khác nhau như sau:
Nguyên liệu ban đầu : SO2 100% S FeS2 H2S pirit lẫn than
Nồng độ thích hợp,% : 14 8,5 7 6,3 4,9