Окисление оксида азота в производстве азотной кислоты - Вариант №12, страница 2

2.2.2.7 Определение объемного расхода H₂O:

2.2.3 Определение массового расхода O₂ на входе в котел-утилизатор:

2.2.4 Определение объемного расхода O₂ на входе в котел-утилизатор:

2.2.5 Определение массового расхода N₂ на входе в котел-утилизатор:

2.2.6 Определение объемного расхода N₂ на входе в котел-утилизатор:

2.2.7 Определение массового расхода H₂O на входе в котел-утилизатор:

2.2.8 Определение объемного расхода H₂O на входе в котел-утилизатор:

Таблица входных параметров в котел-утилизатор:

Таблица 2.

2.3 Вход в окислитель.

Реакция окисления оксида азота до диоксида азота:

NO + 0.5O₂ = NO₂

2.3.1 Определяем массовый расход NO необходимый на реакцию:

- степень превращения NO в котле-утилизаторе (исходные данные)

2.3.2 Определение объемного расхода NO:

2.3.3 Определение массового расхода O₂ (по реакции):

2.3.4 Определение объемного расхода O₂:

2.3.5 Определение массового расхода NO₂ (по реакции):

2.3.6 Определение объемного расхода NO₂ :

2.3.7 Определение массового расхода NO на входе в окислитель:

2.3.8 Определение объемного расхода NO на входе в окислитель:

2.3.9 Определение массового расхода O₂ на входе в окислитель:

2.3.10 Определение объемного расхода O₂ на входе в окислитель:

Таблица входных данных в окислитель:

Таблица 3.

2.4 Выход из окислителя.

Реакция окисления оксида азота до диоксида азота:

NO + 0.5O₂ = NO₂

2.4.1 Определяем массовый расход NO выходящий из окислителя:

- степень превращения NO на выходе из окислителя (исходные данные):

2.4.2 Определение объемного расхода NO:

2.4.3 Определение массового расхода O₂ (по реакции):

2.4.4 Определение объемного расхода O₂:

2.4.5 Определение массового расхода NO₂ (по реакции):

2.4.6 Определение объемного расхода NO₂ :

2.4.7 Определение массового расхода NO на входе в окислитель:

2.4.8 Определение объемного расхода NO на входе в окислитель:

2.4.9 Определение массового расхода O₂ на входе в окислитель:

2.4.10 Определение объемного расхода O₂ на входе в окислитель:

Таблица выходных данных из окислителя:

Таблица 4.

3. Определение температуры газа на выходе из окислителя, Т

NO + 0.5O₂ = NO₂ H = -124 кДж

Принимаем Т_вых = Т₀ + 40

Т_ср = Т₀ + 20

3.1 Из уравнения теплового баланса:

T₀ – температура на входе в окислитель, К; T₀ = 548 K (исходные даннае)

3.1.1

3.1.2 Из уравнения материального баланса:

3.1.3 - средняя теплоемкость смеси,

3.1.3.1 Определение средних теплоемкостей компонентов:

4. Определение объема окислителя, V

NO + 0.5O₂ = NO₂ H = -124 кДж

4.1 Из уравнения материального баланса:

4.2 K – константа равновесия химической реакции,

Е – энергия активации, кДж/моль; E = -4.7 кДж/моль[2, 206]

K₀ – предэкспоненциальный множитель, ; [2, 206]

R – универсальная газовая постоянная; R = 8.31 Дж/К моль

4.3 Определение концентраций компонентов:

4.3.1 - суммарный рабочий объемный расход, м³/ч;

P_раб – рабочее давление в аппарате, атм; P_раб = 5.1 атм (исходные данные)

5. Вывод

В процессе работы была рассчитана одна из стадий процесса производства азотной кислоты, а именно окисление оксида азота. Был составлен материальный баланс входящих и выходящих из окислителя потоков. На основе теплового баланса была рассчитана температура газа на выходе из окислителя, при условии, что он является адиабатическим реактором, то есть отсутствует теплообмен с окружающей средой. Затем на основе уравнения материального баланса был рассчитан объем окислителя, по заданному давлению в аппарате.

6. Использованная литература

1. Кутепов А. М., Бондарева Т. И. , Беренгартен М. Г. “Общая химическая техно-

логия”; Москва; Высшая школа; 1990 г.

2. Краткий справочник физико-математических величин; Москва; Химия; 1983 г.

11