Розрахунок витратних коефіцієнтів
Витратний коефіцієнт аміаку на відновлення 1 кг NO за реакцією
4NH3+6NO=5N2+6H2O+1810,6 кДж
становить:
кг
NH3/1
кг NO.
Витратний коефіцієнт аміаку на відновлення 1 кг NO2 за реакцією
8NH3+6NO2=7N2+12H2O+2734 кДж
становить:
кг
NH3/1
кг NO2.
Об’єм каталізатора, м3, що завантажується в реактор, дорівнює відношенню витрати газу, м3/год до об’ємної швидкості газу, год-1:
.
Об’ємна швидкість газу становить Vob =15000 год-1.
Об’єм каталізатору дорівнює:
м3.
6 Енергетичні (теплові) розрахунки
Мета розрахунку: складання теплового балансу низькотемпературного каталітичного очищення газу від оксидів азоту.
Розрахунок
Температура газу на вході в реактор приймається рівною 400°С.
Температуру газової суміші на виході з реактора каталітичної очистки розраховуємо за наступною формулою:
, (6.1)
де
- об’ємна частка відповідного компоненту
в газовій суміші;
– ступінь перетворення за відповідним
компонентом;
– середня теплоємність газової суміші,
кДж/(кмоль·°С);
– питомий тепловий ефект реакції,
кДж/кмоль.
Теплоємності компонентів газової суміші при температурі 400°С розраховуємо за рівнянням, кДж/(кмоль·°С):
Таблиця6.1. – Коефіцієнти для розрахунку теплоємності
Компонент |
a |
b·103 |
c'·10-5 |
СO2 |
44,14 |
9,04 |
-8,54 |
СH4 |
14,32 |
74,66 |
-17,43 |
NO |
29,58 |
3,85 |
-0,59 |
NO2 |
41,16 |
11,33 |
-7,02 |
O2 |
31,46 |
3,39 |
-3,77 |
N2 |
27,88 |
4,27 |
- |
H2O |
30 |
10,71 |
0,33 |
Теплоємність, кДж/(кмоль·°С), газової суміші розраховуємо за правилом адитивності:
Отже, температура газової суміші на виході з реактору каталітичної очистки за рівнянням (6.1) становить, °С:
Висновки
У даній курсовій роботі розглянуто фізико-хімічні та технологічні основи високотемпературного очищення викидного газу цеху нітратної кислоти. Проведено аналіз способів і режимів виробництва при очищенні викидних газів від оксидів азоту. Проаналізована дія каталізатора в процесі високотемпературного очищення газів, що містять оксиди азоту. Проведені розрахунки матеріального і теплового балансу високотемпературного очищення викидного газу цеху нітратної кислоти для схеми, що працює під тиском 0,716 МПа з продуктивністю 15т/год.
Для підвищення ступеня абсорбції оксидів азоту з викидного газу потрібно вести дослідження з розробки нових каталізаторів, які не мають високої чутливості до контактних отрут та мають високу селективність. Проводити розробку фільтрів для вловлювання частинок каталізатору. Застосовувати новітні технології які включають в себе: очистку викидних газів від оксидів азоту на цеолітах, комплексних металоорганічних каталізаторів.