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

Текст из файла (страница 7)

SO_{2 =} = 1,5 кг.

O₂ = = 0,38 кг.

H₂O = = 0,42 кг.

1. В колонне выпариваются воды:

G_вых = G_разл[(1-G_исх/100)-( 1-G_к/100)] = 7650.28[(1-70/100)-(1-91/100)] = 1606,56 кг.

1. Выход 91% продукционной H₂SO₄:

G_кон= G_разл- G_разл[(1-G_исх/100)-( 1-G_к/100)] ] = 7650.28-1606.56=6043.76 кг.

1. Приход кислоты по моногидрату:

G_пр = G_исх = 7650,28*0,7 = 5355,2 кг.

2.9. Расчет теплового баланса вихревой колонны [4]

Приход тепла:

1. с разбавленной серной кислотой 70% при t = 150 ^ОС

Q_{1 =} Q_прH_пр = 7654.87*342 = 2617934.76 кДж = 624805,43 ккал.

H_{пр =} 342 кДж/кг – энтальпия исходной кислоты

1. С дымовыми газами, поступившими из топки:

Q_{2 =} = 31,37х*1,45*900 = 40937,85х кДж = 9770,37 ккал.

V_{2 =} 31,37 м³ – объем газов

С_{2 =} 1,450 кДж/м³ град

Общий приход тепла: Q_общ = Q₁₊ Q₂ = 2617934,76+40937,85х кДж

Расход тепла

1. С продукционной кислотой при 250 ^ОС:

Q_{1 =} C_k*H_{k =} 5355.2*458 = 2452681.6 кДж = 585365,54 ккал

H_{к =} 458 кДж/кг – энтальпия серной кислоты 91%

1. С водяным паром выделяется при выпаривании и разложении:

Q_{2 =} C_вп*H_{вп =} 1606.98*2737.7 = 4399429.15 кДж = 1049983.09 ккал

G_{вп =} G_уп + G_разл = 1606,56 + 0,42 = 1606,98 кг.

H_{вп =} 2737,7 кДж/кг – энтальпия водяного пара

G_{уп и} G_разл – из материального баланса.

1. С дымовыми газами, уходящими с t = 30 ^ОС:

Q_{3 =} = 31,37х*1,336*130 = 5448,34х кДж = 1300,32 ккал.

V₂ – объем дымовых газов на м³ сжигаемого газа

С₂ = удельная теплоемкость дымовых газов при t=130 ^ОС

С₂ = 1,336 кДж/м³ град

1. На испарение серной кислоты:

Q₄ = G_исп + H_исп=2,3*511,2=1175,76 кДж=280,61 ккал

Н_исп=511.2 кДж/кг - удельная теплота парообразования серной кислоты

1. С парами серной кислоты:

Q₅ = G_исп + H = 2,3*201,4=463,22 кДж=110,55 ккал

Н – энтальпия 100% серной кислоты при температуре отходящих газов 130 ^ОС.

1. На разложение серной кислоты:

Q₆ = = =5372,14 кДж = 1282 ккал.

1. С продуктами разложения серной кислоты в результате разложения серной кислоты при температуре отходящих газов 130 ^ОС образуются:

=1,5 кг.; =0,38 кг.; =2,3 кг

Q₇ = ( * + * )t=(0.963 + 0.353)130 = 171.08 кДж = 40,83 ккал

1. При концентрировании серной кислоты (дегидратации) от 70% до 91% расходуется тепла:

Q₈=G_уп(Q_70%- Q_91%)

Q_70% = 427,4 кДж/кг – теплота разбавления до 70%

Q_91% = 157,3 кДж/кг – теплота разбавления до 91%

Q₈ = 5355,2(427,4-157,3)=1446439,52 кДж = 345212,3 ккал

1. Потери тепла в окружающую среду примем 1% от общего количества расхода тепла на концентрировании серной кислоты:

Q= 2452681,6 + 4399429,15 + 5448,34х + 463,22 + 1175,76 + 5372,14 + 171,08 + 1446439,52 = 5853050,87 + 5448,34 х кДж

Q_д = 58530,51 + 54,48 х к`Дж

Q_расх = 5911581,38 + 5502,82 х кДж

1. Для определения расхода топлива ^приравниваеме приход тепла к расходу:

Q_общ = Q_расх

2617934,76+40937,85х=5911581,38+5502,88х

35435,03х=3293646,62

х=92.95

1. Определяем часовое количество и состав газов, поступающих на установку из топки.

Таблица №14 - Количество и состав газов из топки

1. Определяем часовое количество газов, уходящих с установки:

Таблица №15 - Часовое количество газов

Таблица №16 - Материальный баланс концентрирования серной кислоты

Таблица №17 - Тепловой баланс концентрирования серной кислоты

3. Технико-технологическая часть

3.1. Выбор и расчет производительности основного и вспомогательного оборудования технологической схемы

Исходя из заданной производительности проектируемого производства по готовой продукции (98% HNO₃) определяем суточную и часовую производительность основного аппарата цеха-колонны ГБХ.

П_сут= , где

П_год-10000 т/год

n – время на ремонт и простои оборудования

П_сут= =29,85 т/сут

П_час= =1,24 т/час

При отгонке концентрированной HNO₃ определенного состава расход безводной H₂SO₄ зависит от массовой доли H₂SO₄ в разбавленной HNO₃, при этом расход H₂SO₄ будет тем больше, чем сильнее разбавлена HNO₃. Для одной и той же исходной разбавленнной HNO₃ удельный расход H₂SO₄ обратно пропорционален ее степени концентрации. В соответствии с расчетом по треугольным диаграммам (услович – Температура кипения смеси на палках) при массовой доле HNO₃ 48-50% и технической H₂SO₄ 91-92% соотношение HNO₃:H₂SO₄ составляет 1:32 при исходной HNO₃ 50% и H₂SO₄ 92%. Исходя из сказанного выше, годовая производительность по H₂SO₄ будет равна 32000 т/год.

=

Рассчитаем суточную и часовую производительность вихревой колонны:

П_сут= =95.52 т/сут

П_час= =3,98 т/час

3.2 Расчет количества аппаратов

n=

П_год – годовая производительность

П_час – часовая производительность

КИО – коэффициент использования оборудования

Т_эф – эффективный фонд времени работы аппарата, ч

Денитрационная колонна ГБХ

Т_эф=8040 час/год

КИО=0,95

П_год=10000 т/год

П_час=1,24 т/час

n= =1.1 шт

Выбираем 1 аппарат

Вихревая колонна

Т_эф=8040 ч/год

КИО=0,9

П_год=32000 т/год

П_час=3,98 т/час

n= =1.1 шт

Выбираем 1 аппарат

Абсорбер для улова паров азотной кислоты и окислов азота:

Т_эф=8760-1404 =7365 ч

КИО=0,86

П_год=5337000 т/год

П_час=5337000/7356 =725,5 т/час

n= =3,8 шт

Выбираем 4 абсорбера

4. Конструктивно-механические расчеты

4.1 Расчет числа ступеней контакта фаз концентратора [5]

Определение числа ступеней концентратора серной кислоты при концентрировании от 70% масс до 91-92% масс H₂SO₄ проводим аналитическим методом. При нагреве серной кислоты до 260-280 ^ОС продукционную 92% H₂SO₄ можно получить в одной ступени. Однако при этом содержание серной кислоты в парах достигает 30-50 г/м³ , что приводит к значительному газовому выбросу. Для уменьшения содержания в парах, серную кислоту концентрируют в 2-3 ступенчатых аппаратах, однако, если при этом пересыщение паров H₂SO₄ во второй ступени превышает критическое значение более, чем в 30 раз: S_кр> =3,3, то происходит образование тумана серной кислоты. Концентрация кислот во второй ступени для работы концентратора в режиме без образования тумана серной кислоты должна составлять 85-90% масс, температура 240 ^ОС.

Характеристики

Список файлов реферата