165361 (739543), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

= = х кДж/(8.4x ккал)

=1,759 кДж/кг град – удельная теплоемкость H₂SO₄ 91% при t=20 ^ОС

Теплота разбавления H₂SO₄ определяется разницей теплот разбавления до 70% и 91%.

Удельная теплота разбавления g= ( ); n=H₂O/H₂SO₄

В H₂SO₄ с массовой долей 91%, моль:

H₂SO₄ = х 0,91/98 = 0,0094 х

H₂O = х 0,09/18 = 0,005 х

n = 0,005 х/0,0094 х =0,53

В H₂SO₄ 70% моль:

Примем (450+х)/0,7=z

H₂SO₄=z 0.7/98 = 0,007 z

H₂O = z 0.3/18 = 0,016 z

n = 0,016 z/0.007 z = 2.38

Удельная теплота разбавления H₂SO₄ с массовой долей 100% до 91%:

= =4066,1 (17036,8 )

Уд теплота разбавления H₂SO₄ с 100% до 70%

= =10174 (42628,9 )

Удельная теплота разбавления с 91% до 70%:

=42628.9-17036.8=25592.1 (6107.9 ккал)

=17,8*25592,1=455539,4 кДж (108720,6 ккал)

=35,18х + 455539,4 кДж (8,4*х + 108720,6 ккал)

1. С HNO₃ 98%, поступающей из конденсатора в колонну с t=40 ^ОС

= = 242,3*40*1,93=18705,56 кДж (4464,3 ккал)

1. С воздухом, подсасываемым из помещения с t=20 ^ОС

= =19,89*1*20=397,8 кДж (94,94 ккал)

= 1 кДж/кг град – удельная теплоемкость воздуха

Всего в колонну приход тепла, кДж

+ + + + =199800 + 700,8 у + 35,18х + 455539,4 + 18705,56 + 397,8 = 674442,76 + 35,18х + 700,8у

Расход тепла

1. С парами HNO₃ 98%, выходящих из колонны:

= =0.98*242.3*1.936*85=39075.43 кДж=9325,9 ккал

1. На испарение HNO₃:

=0,98*242,3*i=0,98*242,3*483=114690,28 кДж=27372,38 ккал,

где i=483кДж/кг – теплота испарения 1 кг кислоты.

На испарение 4% H₂O , содержащихся в HNO₃:

= *0,98*242,3*i= *0.98*242.3*2259=22350.36 кДж, где

i=2259 кДж/кг – теплота парообразования воды

= + =114690,28+22350,36=137040,64 кДж = 32706,6 ккал

1. Теплота, уносимая с 70% H₂SO₄ при t=150 ^ОС

=( )*2,09*150=201535,71+447,86х кДж

=2,09 кДж/кг град – удельная теплоемкость H₂SO₄ 70%

1. С HNO₃ 98%, уносимой из колонны с t=85 ^ОС в холодильник:

= =242,3*1,93*85=39749,32 кДж = 9486,71 ккал

1. На нагрев подсасываемого воздуха из помещения в среднем до t=90 ^ОС

=19.89(90-20)=1392.3 кДж

1. На закрепление содержащихся в отработанной кислоте слабой HNO₃ при ее массовой доле в смеси:

*100%=49%

Удельная теплота для HNO₃:

g=n*8974/(n+1.737) ккал/моль

В кислоте с массовой долей 49%, моль:

HNO₃=250*0,49/63=1,94; H₂O =250*0,51/18=7,08

n=7.08/1.94=3.65

Удельная теплота разбавления для HNO₃ 98%:

ккал/моль=25476,86 кДж/моль

В кислоте с массовой долей HNO₃ 98%, моль:

HNO₃=0,98/63=0,016; H₂O =0,02/18=0,001

n=0.001/0.016=0.069

Удельная теплота разбавления для HNO_{3 98%}

ккал/моль=1436,59 кДж/моль

Теплота закрепления HNO₃, находящейся в отработанной кислоте с 49% до 98%: =(25476,86-1436,59) =89017,7 кДж=21245,27 ккал

1. Теплота, уносимая с нитрозными газами:

= q₇*c₇*t, где

c- удельные теплоемкости газов с t=85 ^ОС

H₂O 0,07*1,373*85 = 8,17 кДж

HNO₃ 2,42*1,8*85 = 370,26 кДж

Всего: 3843.73 кДж

1. В окружающую среду колонна ГБХ в течение 1 часа теряет порядка 800 ккал (33520 кДж). При условии подачи в колонну 92 кг/мин тройной смеси и выработки колонны 60 тиг в сутки.

Потери тепла в окружающую среду:

= =6072,46 кДж

Всего расход тепла, кДж:

+ + + + + + + =39075,43+137040,64+201535,71+447,86х+39749,32+1392,3+89017,7+3843,73+6072,46=517727,29+447,86х

Приход приравним к расходу:

674442,76+35,18х+700,8у=517727,28+447,86х

у=0,59х-223,62

Решаем совместно уравнение материального и теплового балансов:

0,43х-88,19=0,59х-223,62

х=847

у=276,11

Таблица №11 - Материальный баланс денитрации и концентрирования HNO₃

Расчет составлен на 1 тонну отработанной кислоты

Таблица №12 - Тепловой баланс концентрирования азотной кислоты

На 1 тонну отработанной кислоты приходится в 4.127 раза больше крепкой 98% HNO₃. Пересчитаем на 1 тонну готового продукта 98% HNO₃

Таблица №13 - Нормы расхода сырья для производства 1 тонны готового продукта 98% HNO₃

2.8 Расчет материального баланса концентрирования H₂SO₄

Исходные данные:

1. Температура кислоты на входе 150 ^ОС

2. Температура кислоты на выходе 250 ^ОС

3. Температура дымовых газов на входе 900 ^ОС

4. Температура дымовых газов на выходе 130 ^ОС

1. Потери при концентрировании составляют 0,06%, из них 50% на разложение SO₂ и 50% - теряется в виде паров серной кислоты

В вихревую колонну поступает разбавленная серная кислота (с учетом потерь):

G_разб = G(1-0,0006) = 7654,87*0,9994 = 7650,28 кг.

в том числе воды:

= G_разб(1- ) = 7650,28(1-0,7) = 2295,08 кг.

В колонну подается кислота ( в пересчете на моногидрат):

G_пр = G(1-0.0006) = 7650,28*0,7 = 5355,2 кг.

1. При концентрировании серная кислота разлагается по формуле:

H₂SO₄ = SO₂ + H₂O + 1/2O₂

Q_разл = 228900 кДж/кмоль – теплота разложения H₂SO₄. Потери от разложения составляют 50% общих потерь или 0,03%:

G_пот = G_т*0,03/100 = 7650,28*0,0003 = 2,3 кг.

1. Потери вследствие уноса серной кислоты с дымовыми газами составляют также 50% общих потерь (0,03%)

G_ун = 0,0003*7650,28 = 2,3 кг.

1. Общие потери составляют:

G_{пот =} G_ун + G_{разл =} 2.3*2 = 4.6 кг.

1. При разложении серной кислоты образуется:

H₂SO₄ = SO₂ + H₂O + 1/2O₂

= 98; = 64

Характеристики

Список файлов реферата