2.2 Тепловий розрахунок процесу

Вихідні дані :

Масова витрата аміаку, що подається в апарат;

Масова витрата вологого повітря що подається в апарат; 52287,144

Масова витрата нітрозних газів що виходять з апарату; 449237,152

Теплоємність аміаку; 2,16

Теплоємність повітря; 1,008

Теплоємність нітроз них газів; 1,223

Температура АПС на виході з апарату; ^о С 70

Ступінь окиснення аміаку за реакцією; (1) 0,975

Розрахунок

Мета: Визначення кількості теплоти, що виноситься з нітрозними газами

Надходження теплоти

1. Теплота що вноситься з аміачно - повітряною сумішшю [3, с. 1394]

2. Теплота що виділяється за реакцією (2.2.1):

За реакцією (2.2.2):

Загальна кількість теплоти, що виділяється:

(2.2.3);

Загальне надходження теплоти:

Витрати теплоти

Втрати тепла в навколишнє середовище приймаємо 2% від загального надходження теплоти:

Теплоту яка виходить з апарату з нітроз ними газами визначаємо за різницею:

Таблиця 2.2.1

Тепловий розрахунок процесу

Надходження			Витрата
Стаття	Мас, ;	Кількість теплоти,	Стаття	Мас,	Кількість теплоти, кВт;
Аміачно- повітря на суміш	56154,64	1187,26	Нітрозні гази	56154,64	15312,12
Реакція (1)		13937,21	Втрати в довкілля		312,38
Реакція (2)		500,13
Разом:	56154,64	15624,60	Разом:	56154,64	15624,60

3. Технологічний розрахунок апарату

Вихідні дані:

Продуктивність по HNO₃; т/год 15

Міра окиснення аміаку; % 97,5

Ступінь абсорбції; % 98

Вміст аміаку в азото – повітряній суміші; % об 11

Платиноїдний каталізатор у вигляді сітки:

Діаметр нитки сітки; 0.009

Число вузлів на 1 см³ 1024

Температура процесу; С° 900

Розрахунок

Мета: Визначити основні розміри контактного апарату для окиснювання аміаку під тиском 7,3·10 ⁵ Па

Оптимальний час контакту визначаємо по формулі:

[3, с. 347]

де α = 97,5% – міра конверсії аміаку

0,10965

Площа сіток каталізатора:

де m = 12 - число сіток, складених вмісті, прийняте з практичних даних;

W₀= 46327,27/3 600 - секундна об'ємна швидкість аміачно-повітряної суміші.

Діаметр каталізаторних сіток:

З урахуванням напуску 60 мм для закріплення на фланцях контактного апарату і площа сіток такі:

Площа сітки:

Активна поверхня сітки каталізатора, 1 м² складає:

Загальна активна поверхня усіх сіток:

Напруженість каталізатора визначаємо по формулі:

де - годинна витрата аміаку

Маса платино - родієвої сітки:

де - питома вага платину

Внутрішній діаметр циліндричної частини і основи конусів дорівнює діаметру активної частини каталізаторної сітки, тобто 1, 52 м.

1. Розрахунок штуцерів

Для визначення розмірів штуцера входу аміачний - повітряної суміші і виходу нітрозного газу зазвичай приймають лінійну швидкість його (W в м/с) в перерізі штуцера рівної від 5 до 10 м/с.

Діаметр і площа штуцерів:

де А_р - об'ємна витрата газу підчас входу і виходу за робочих умов, м²/годину ;

W - швидкість газу в перерізі штуцера, м/с.

Об'єм газу на вході в апарат рівний:

де 250 ⁰С- температура аміачно - повітряної суміші

Приймаємо швидкість газу в перерізі штуцера 10 м/c, отримаємо:

Площа вхідного штуцера:

Діаметр вхідного штуцера:

Згідно ГОСТ = 800 мм

Для визначення розмірів штуцера для виходу газу необхідно знайти об'єм газу після контактування.

Склад аміачно-повітряної суміші до і після окислення:

Об'єм газу після окислення за робочих умов, при тиску 8 атм. і температурі 900 ⁰С.

Діаметр штуцера для виходу газу з контактного апарату при швидкості газу 10 м/c.

Площа вхідного штуцера:

Діаметр вихідного штуцера:

Приймаємо згідно стандарту