28. Оборудование стадии абсорбции нитрозных газов.

Абсорбер НАК:

1) по характеру процесса: обратимый, равновес-й, 2) по фазовому состоянию: гетерогенный. 3) по тепловому эффекту экзотермический. 4) по температуре низкотемпературный (30-40⁰С). 5) по давлению – абсорбция протекает под давлением 0,673 Мпа. 6) по степ перемеш-я – по газу идеал. вытеснения, на тарелке полного смешения. 7) по температурному режиму - политермический 8) по времени – непрерывный.

М атериал – сталь18Х12Т10Н легир хром, никель, титан, футеровка для уменьшения коррозии стальная (высокоуглерод-я). 47 ситч тар улучшают гидродинамический режим в колонне, при проходе газа через отверстие на тарелке образ-ся пена, что способств. интенсификации абс-ции, Диаметр и шаг отверстий на тарелке равны соответственно 2 и 9 мм. На тарелках колоны расположены теплоотводящие змеевики, охлаждаемые оборотной водой. Двенадцать верхних и некоторые средние тарелки колонны не имеют змеевиков

абс колонна продувочная колонна

2)Холодильники-конденсаторы нитрозных газов (2 шт). Предназначены для охлаждения нитрозных газов. Нитрозные газы, проходя через трубки холодильников, охлаждаются оборотной водой, которая поступает в межтрубное пространство. Сконденсировавшаяся кислота из нижней части холодильников-конденсаторов отводится в абсорбционную колонну. Материал сталь 12Х18Н10Т имеет 703 трубы наружным диаметром 0,038м и длиной 6 метров. Аппарат имеет высоту 8,26м, длину 1,6м.Поверхность охлаждения составляет 497м3.

3) колонна продувочная. Предназначена для отдувки оксидов азота из продукционной азотной кислоты. Отдувка оксидов азота происходит на трёх тарелках за счет поступления технологического воздуха в продувочную колонну. Материал сплав титана BTI-0. Диаметр 2,2 высота 10,7. Четыре ситчатые тарелки расположенные на расстоянии 600мм друг от друга, работающие при умеренных нагрузках по газу и жидкости

30.Методика расчета материального баланса первой тарелки абсорбционной колонны в производстве азотной кислоты.

Пр-сс абс-ии осущ. в многотар. абс к-не. Расчет 1-й тар. вып-м для час расхода НГ в абс кол в V 53813,8 м³/ч, соответ-его произв. к-ны по HNO₃ (100%) 14,8 т/ч.

Исх д.: 1) сост. НГ после смеш-я с добав-м возд. на вх в кол (NO-1,109%; NO₂-5,013;O₂ - 5.037; H₂O - 0,853; N₂ - 87,915; HNO₃ - 0,073). 2) Ø абс кол, 3,2м; 3) Р НГ на вх в кол 6,64ата=0,613МПа; t НГ в объеме над 1 тар 60С; t пенного слоя над тар 40С; 4). V окисл-го простр. под 1 тар 4,6м³; 5). Н перелива тар 0,15м; Ø отв-й 2,2мм; шаг 10мм; живое сеч-е 5%; 6). Конц. прод-ой АК, покид-ей 1 тар 58%мас.

Расчет: 1) объем. скор. НГ в окисл-м простр. под 1 тар-й: PV/T=P₀V₀/T₀ след-о: V= TP₀V₀/T₀P, м³/с; 2)  преб-ия НГ в окисл-м простр.: =4,6/V 3) лин-я скор. г. в своб сеч-ии: ^/=V/S, м/с 4) Степ окисл. NO, , доли ед при прох-ии НГ окисл-го V за время . Восп-ся ур-ем *k*a²P ² =(/(-1)*(1-))+(1/(-1)²)*ln((1-)/-) где -степ. окис-я NO, д.ед; -вр. окис-я,с; k- конст. скор. р-ии, 1/%об²*с; a-нач половинная кон-я NO, %об; Р-общ. Р г., атм; =b/a, b-отнош. конц. O2 в г. к полов-й конц. NO. Знач. k прив-ы в табл, a=0,555%об, Р=6,64атм, =9,08. Подст-м в ур-е, выч-м лев часть ур-я. Решен. ур-я яв-ся такое знач. , при кот прав.ч=лев.ч. Опр-м приблиз. знач. , исп-я диагр. Коржавина. Прин-м =0,36. Опр-м точное знач. . Подст  в области 0,36. В пр.ч. ур-я устанавл., что п ч = л ч при  (рассч-м с точ-ю до 0,001). 5) рас-ем изм. сост. г.: 2NO+O22NO2. Окисл-ь NO: кол-во кмоль=(исх д.)*. Ост-сь: кол-во кмоль (исх д.)-кол-во кмоль окисл-го по р-ии. Стало NO2 кол-во кмоль (исх д.)+ кол-во кмоль NO окисл-го по р-ии. Ост-сь O2 кол-во кмоль (исх д.)-0,5*кол-во кмоль окисл-го по р-ии. 6) выч-м сост. НГ на вых из окисл-го V, т.е на вх в тар:NO,NO2,O2, N2+H2O+HNO3, кмоль и %об.(табл). 7) нитрозность и степ. окисл-ти NOх на 1 тар-у: С_NOx=%об NO+%обNO2. β-степ. окисл-ти: β =%обNO₂*100/ С_NOx. Рас-ли пр-сс в окисл-ом V под тар 1. Перех-м к расчету на тар. 8) рас-ем част-ю конст. равн. К₁ из ур-я. Расчет в инт-ле t 20-80С и С_HNO3=40-70% масс.Выполн-ся зав-ть lgK₁ от t,С и С_HNO3. 9) Расс-м К₃= P_NO2²/ P_N2O4 из ур-я зав-ти lgК₃=f(Т,Р-парц Р-е, атм). 10) Равн-е парц Р NO₂ над 58%-й к-той по ур-ю 3К₁*х³+2х²/ К₃+х=3a+b+2c опр-м х, атм. 11) общ. парц Р NOх в сост. равн-я в г. над тар 1: Рр=Р_NO+2P_N2O4+P_NO2 или Рр=3К₁*х³+2х²/ К₃+х. 12) теор-е ум. парц Р NOх вслед-и их частичн. превр-я в HNO₃ на тар 1 сост-ет: Рт=Рнач-Рр. 13) КПД расс-ся по ф-ле =(8,73*Р^0,15*С_NOх^0,1*^0,4Н^0,15 С_HNO3^0,1/W^0.26d^10.15S^0.13T^0.87). где Р-общ. Р г.а, атм; С_NOх-общ. конц. NOх в НГ; -степ. окисл-ти NOх, доли ед; Н- Н перелива жид. на тар, м; С_HNO3-конц. HNO₃,% мас; W-скор. г. в полом сеч-е к-ны, м/с; d -ø отв-й ситч. тар, м; S-доля своб сеч. тар, д.ед; Т-Т р-ра на тар, К. 14) Практ. ум. парц Р NOх Рпр=*Рт . 15) парц Р NOх ум. за счет того, что NO₂(г) превр-ся в HNO₃(ж), согл-о р-ии 2NO₂(г)+NO₂(г)+H₂O(ж)=2HNO₃(ж)+NO(г) из чего вытек-т, что кол-во NO₂, превр-ся в HNO₃=кол-ву образ-ся HNO₃. Выч-м кол-во NO₂, превр-ся в HNO₃, кмоль: m_NO2=m_NOх* Рпр/Рнач. Кол-во образ-ся HNO₃: m_HNO3=m_NO2 кмоль. 16) кол-во NO₂, затрат-ся на кислотообр-е по р-ии 3NO₂г+H₂Oж=2HNO₃г+NOг : 1,5 m_HNO3 , кмоль. Кол-во образ-ся вторич. NO по р-ии 0,5 m_HNO3 кмоль; кол-во NO₂ и NO в г. после 1 тар: NO₂ кол-во NO₂ на вых из окисл-го V, т.е. на вх в тар1 (дейст-е 6) - 1,5 m_HNO3; NO кол-во NO (дейст-е 6) + 0,5 m_HNO3 17) расс-м сост. г. после тар1: NO, NO₂, O₂, N₂+H₂O+HNO₃ (кмоль, %об). Эт. сост. г. явл. исх. для расчета тар 2. 18) Расс-м Р НГ после тар 1: 1) Р в рез-те пон-я V (за счет пер-ки NO₂ в HNO₃) и ум Т от 60 до 40С: Р= Р НГ на вх в кол (исх д.)-∆Р(0,01)=6,63 ат. НГ вых. из тар 1 и идет в окислит V под тар 2. Сниж. Р в объеме под тар и над тар 1 равно Р НГ на вх в кол (исх д. 6,64 атм)-Р2(велич. Исх. в расчете тар 2). 19) Рассч. m НГ на вх. в окисл. V под тар 1. 20) Рассч m НГ после тар 1. 21) расчет конц-и АК, стек-й со 2 тар.: конц. к-ты, стек-ей с нижерасп-й тар.-исх велич. при расчете этой тар. m HNO₃ в прод-ом 58% р-ре АК сост. 14,8т/ч (исх д.). 22) Кол-во HNO₃ в прод-м р-ре: 14,8/63,01-моляр m АК = 234,88 кмоль. 23) m воды в прод-м 58% р-ре к-ты: 14800*42/58=10717 кг. 24) Кол-во воды в прод-м р-ре: 10717/18,01=595,07. 25) Кол-во HNO₃, стекающем в раст-ре со 2 тар.: кол-во HNO₃ в прод-м р-ре (дей-е 22)-(дей-е 15). 26) Кол-во H₂O, пош-е на обр-е кмоль HNO₃ (дей-е 15) на 1 тар согл-о стех-и р-и: 0,5*кмоль HNO₃ (д-е 15). 27) Кол-во воды в раст-ре, стек-м со 2 тар: 595,07 (д-е 24)+Кол-во H₂O, поше на обр-е кмоль HNO₃ (д-е 26). 28) Массы HNO₃ и H₂O в р-ре, стек-м со 2 тар: HNO₃ (д-е 25)*63,01 H₂O (д-е 27)*18,01. 29) Мас конц. HNO₃ в раст-ре, стек-я со 2 тар: (дей-е 28 HNO₃)*100/(дей-е 28 HNO₃)+ (д-е 28 H₂O).