2.6.2 Расчет материального баланса стадии сушки
Конечная влажность готового продукта должна составлять 1%.
Исходя из данного условия произведем расчет.
На данную стадию поступает 188,5 кг свободной воды в составе аммофосной пульпы.
Аммофоcной пульпы - 942,4кг.
Тогда
составим уравнение :
;
X = 179,1 кг (количество воды, которое уйдет
в процессе сушки)
Таблица 5. Материальный баланс стадии сушки аммофосной пульпы
Приход |
Расход |
||||||
Статья прихода |
Количество, кг |
Статья расхода |
Количество, кг |
||||
поток |
компонент |
поток |
компонент |
||||
1. Аммофосная пульпа, в том числе NH4H2PO4 (NH4)2HPO4 MgHPO4*3H2O CaHPO4*2H2O AlPO4 FePO4 (NH4)2SO4 H2O |
942,4 |
487,2 121,6 69,6 6,1 23,7 18,8 26,9 188,5 |
1. Аммофос в том числе NH4H2PO4 (NH4)2HPO4 MgHPO4*3H2O CaHPO4*2H2O AlPO4 FePO4 (NH4)2SO4 H2O 2.Пар, H2O |
763,3 179,1 |
487,2 121,6 69,6 6,1 23,7 18,8 26,9 9,4 |
||
ИТОГО |
942,4 |
|
ИТОГО |
942,4 |
|
||
Таблица 6. Сводный материальный баланс производства аммофоса ( 1 т H3PO4 42% P2O5 )
Приход |
Расход |
||||||
Статья прихода |
Количество, кг |
Статья расхода |
Количество, кг |
||||
поток |
компонент |
поток |
компонент |
||||
1. Фосфорная кислота (42 %), в том числе H3PO4 H2SO4 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 H2O 2. Аммиак в том числе NH3 H2O |
1000 132,8 |
579,6 20 2 16 10 10 362,4
131,5 1,3 |
1. Аммофос в том числе NH4H2PO4 (NH4)2HPO4 MgHPO4*3H2O CaHPO4*2H2O AlPO4 FePO4 (NH4)2SO4 H2O 2. Пар, H2O 3. Отход. газы в том числе NH3 H2O |
763,3 179,1 190,2 |
487,2 121,6 69,6 6,1 23,7 18,8 26,9 9,4 21,3 168,9 |
||
ИТОГО |
1132,8 |
|
ИТОГО |
1132,6 |
|
||
2.6.2 Расчет теплового баланса
Составим уравнение теплового баланса стадии сушки:
Qфиз. прихода. + Qр-и горения =Q*потер. + Qфиз. расхода,
где:
Qфиз. прихода = Qпульпы
Qфиз. расхода = Qнагр. пульпы + Qисп.воды
Расход
Рассчитаем количество тепла с нагретой пульпой:
Qнагр. пульпы = 942,4*102*2,721 = 261555,58 кДж
где:
942,4 – масса пульпы, кг;
102 – температура пульпы в 0С;
2,721 - средняя удельная теплоемкость пульпы, кДж/( кг*0С).
2. Рассчитаем количество тепла с испарением воды:
Qисп.воды = 179,1*2253 = 403512,30 кДж
где:
179,1 – масса испарившейся воды, кг;
2253 – теплота испарения воды при 102 градусах, кДж/кг.
Приход
1. Рассчитаем количество тепла с пульпой:
Qпульпы = 942,4*95*2,721 = 243605,69 кДж
где:
942,4 – масса пульпы, кг;
95 – температура пульпы в 0С;
2,721 - средняя удельная теплоемкость пульпы, кДж/( кг*0С).
2. Рассчитаем расход метана и количество тепла с реакцией горения метана:
CH4 + 2O2 ® CO2 + 2H2O + 890 кДж/моль
Qр-и горения = 890*X/ 16
где:
890 – тепловой эффект р-и горения, кДж/моль;
X – масса метана, г;
16 – молярная масса метана, г/моль.
Тогда,
0,95Qпульпы+0,95Qр-и горения= Qфиз. расхода,
231425,40+52,84X = 665067,88
X=8206,71 г
Расход метана на реакцию горения:
V(CH4)
=
л, V(CH4)
=11,49 м³
Qр-и горения = 890*8206,71/ 16 = 456498,24 кДж
Q*потер.= 0,05* Qприхода = 0,05*(243605,69+456498,24) = 35005,20 кДж
Таблица 7. Тепловой баланс стадии сушки аммофосной пульпы
Приход |
Расход |
|||||
Статья прихода |
Q, кДж |
% |
Статья расхода |
Q, кДж |
% |
|
1. C пульпой 2. С реакцией горения метана |
243605,69 456498,24 |
34,80 65,20 |
1. C нагретой пульпой 2. C испарением воды 3. Теплопотери |
261555,58 403512,30 35005,20 |
37,36 57,64 5,00 |
|
ИТОГО |
700103,93 |
100,00 |
ИТОГО |
700073,08 |
100,00 |
|