Технология химических производств

 

Невязка баланса:  (1 * 100) / 4672,0 = 0,02%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Тепловой  баланс основного аппарата.

 

Уравнение теплового баланса:

 

Q₁ + Q₂ = Q₃ + Q₄ +Q₅,

 

где 

Q₁ – физическое тепло аммиачно-воздушной смеси,

Q₂ – тепло экзотермической реакции,

Q₃ – физическое тепло нитрозных газов,

Q₄ – физическое тепло водяных паров,

Q₅  – тепловые потери.

 

 

Расчет введенного количества тепла

 

1. Физическое тепло аммиачно-воздушной смеси Q₁:

 

Q₁ = C * G * t = t (C_NH3 * G_NH3 + C_O2 * G_O2 + C_N2 * G_N2)

 

Температура поступающего газа неизвестна, но практически  находится в интервале 400-500 ^оС. Примем её ориентировочно 400^оС; значения С для этой t в ккал/кмоль*^оС следующие:

NH₃ – 10,090

O₂ – 7,378

N₂ – 7,078

 

Q₁ = t (10,09 * 16,9 + 7,378 * 31,9 + 7,078 * 120,2) = 1257 t ккал.

 

2. Тепло экзотермической реакции Q₂:

Тепловой  эффект реакции 4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O изменяется с температурой по следующей зависимости:

 

q₁ = 219180 – 11,2T + 0,01007T².

 

А для реакции  4NH₃ +3O₂ = 2N₂ + 6H₂O:

 

q₂ = 305495 – 11,3T + 0,011327T².

 

q₁ = 219180 – 11,2 * 1073 + 0,01007 * 1073² = 218610 ккал/кмоль.

q₂ = 305495 – 11,3 * 1073 + 0,011327 * 1073² = 306395 ккал/кмоль.

 

Q₂ = (218610/4 *16,2) + (306395/2 * 0,34) = 937458 ккал.

 

3. С при T=800^oC  [ккал/кмоль*^оС]:

 

NO = 7,58

O₂ = 7,719

N₂ = 7,349

 

Тепло, уносимое продуктами реакции Q₃:

 

Q₃ = 790 (7,58 * 16,2 + 7,719 * 11,1 +7,349 * 120,54) = 864497 ккал.

 

4. Тепло, уносимое водяным паром Q₄:

 

Q₄ = i*m = 993,0 * 457 = 453801 ккал (i – теплосодержание).

 

5. Тепловые потери Q₅:

 

Q₅ =(Q₃ +Q₄ +Q₅) * 0,1=(Q₃ + Q₄) /0,9 *0,1=(864497 + 453801) /0,9 * 0,1=146478 ккал.

 

 

Расчет температуры поступающего газа

 

Q₁ = (Q₃ + Q₄ + Q₅) – Q₂ = 1464776 – 937458 = 527318 ккал.

 

1257 t = 525318

t = Q₁ /1257 = 527318/1257 = 420 ^оС

 

 

 

Тепловой  баланс на 1 т 100%-ой азотной кислоты:

 

Введено			Выведено
Статья	ккал	об.%	Статья	ккал	об.%
Q1	527318	36,0	Q3	864497	59,0
Q2	937458	64,0	Q4	453801	31,0
			Q5	146478	10,0
Всего	1464776	100,0	Всего	1464776	100,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

 

В процессе курсового проекта были рассчитаны материальный и тепловые балансы производства азотной кислоты. На основе теплового баланса была рассчитана температура поступающего газа.

Производство азотной кислоты  очень важно, так как она широко применяется в разных областях промышленности и других производств.

К современным тенденциям развития технологии производства 
азотной кислоты относятся: обеспечение наибольшей надежности конструкций аппаратуры и машинных агрегатов; повышение степени кислой абсорбции, а также степени использования тепла химических реакций и к.п.д. энергии сжатых газов; увеличение скорости процесса на всех его этапах, снижение вредных выбросов в атмосферу. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы

 

1. Ф. А. Андреев, Технология связанного азота. – М., Издательство «Химия», 1966 г. – 500 с.

2. Атрощенко В. И. и др. Курс технологии связанного азота. Под ред. чел. – корр. УССР Атрощенко В. И. Изд. 2-е, пер. и доп. Инд. 3 – 14 – 3.

3. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен  М.Г. Общая химическая технология. Учебник для технических ВУЗов. - М.: «Высшая школа», 1990. - 512 с.

4. Основы химической технологии: Учебник для студентов вузов / Под ред. Мухленова И.П. - М.: «Высшая школа», 1983. - 335 с.

5.  megaresearch.ru/files/demo_file/1700.pdf