2.6 Расчет материального баланса стадии сушки

Конечная влажность готового продукта должна составлять 1%.

Исходя из данного условия произведем расчет.

На данную стадию поступает 7682,9 кг/ч свободной воды в составе аммофосной пульпы.

Аммофоcной пульпы – 35000 кг/ч.

Тогда составим уравнение : ; X = 7332,9 кг/ч (количество воды, которое уйдет в процессе сушки)

Таблица 4 - Материальный баланс стадии сушки аммофосной пульпы

Приход				Расход
Статья прихода	Масса, кг/ч	Состав мас.%	Статья расхода		Масса, кг/ч	Состав мас.%
1. Аммофосная пульпа, в том числе NH4H2PO4 (NH4)2HPO4 H2O	29776,1 5223,9 7682,9	69,76 12,24 18,00	1. Аммофос в том числе NH4H2PO4 (NH4)2HPO4 H2O		29776,1 5223,9 350	69,76 12,24 0,82
			ВСЕГО		35350	82,82
			2.Пар, H2O		7332,9	17,18
ИТОГО	42682,9	100	ИТОГО		42682,9	100

Вывод: в результате расчета материального баланса были получены значения массы поступающих аммиака и фосфорной кислоты, массы получаемых моно - и диаммонийфосфата а также состав получаемых продуктов в массовых процентах:

NH₄H₂PO₄ = 69,76 % мас.

(NH₄)₂HPO₄=12,24 % мас.

H₂O=0,82 % мас.

Таким образом, цель составления материального баланса была достигнута.

Баланс составлен верно, так как приходная и расходная часть практически совпадают.

2.7 Расчет теплового баланса получения аммофоса

Целью расчета теплового баланса является определение всех тепловых потоков, входящих в нейтрализатор и выходящих из него.

Составляем схему тепловых потоков:

Q_пр

Q_пульпы

^Н

Q_исп

Q_р-и

Q_пот

Запишем уравнение теплового баланса:

Q _пр + Q _р-и =Q _пот. + Q _пульпы+ Q_исп;

Приходная часть:

Q _пр= Q _NH3+ Q _HNO3;

Q _р-и= Q _р-и1+ Q _р-и2;

Q _NH3=c;

Пересчет в кДж / (кг ∙ К) выполняется по формуле:

C_NH3=2,09 -средняя удельная теплоемкость аммиака;

m=6682,19 кг/ч - масса аммиака, пошедшего на нейтральзацию (см. материальный баланс);

T_NH3=25 ⁰С – температура поступающего аммиака;

Q_NH3=349144,4 КДж;

Q _H3PO4=c

C_H3PO4=2,87 -средняя удельная теплоемкость фосорной кислоты;[6]

m=39987,4 кг/ч - масса фосфорной кислоты, вступившей в реакцию (см. материальный баланс);

T_H3PO4=45 ⁰С – температура поступающей фосфорной кислоты;

Q_H3PO4=5092395 КДж;

NH₃ + H₃PO₄  NH₄H₂PO₄ (1)

2NH₃ + H₃PO₄  (NH₄)₂HPO₄ (2)

Q_{р-и 1}=,

m=29776,1 кг – масса образующегося моноаммонийфосфата;

∆H=147 КДж – тепловой эффект реакции образования моноаммонийфосфата;

M=115Кг/Кмоль;

Q_{р-и 1}=12169321,7 КДж;

Q_{р-и 2}=,

m=5223,9 кг – масса образующегося диаммонийфосфата;

∆H=75,5 КДж – тепловой эффект реакции образования диаммонийфосфата;

M=132 Кг/Кмоль;

Q_р-ии2=2987912,5 КДж;

Q_р-и=15157234,2 КДж

Q_об.пр.=349144,4+5092395+15157234,2 =20598773,6

Расходная часть:

c = 2,721- средняя удельная теплоемкость пульпы;

m = 42682,9 кг/ч – масса пульпы;

t = 145⁰С – температура пульпы;

Q_{нагр.пульпы}= 16840324,78 КДж;

Q_пот=0,03;

Q_пот берем равным 3 % от

Q_пот=617963,2 КДж;

Всего расходуется теплоты: 16840324,78+617963,2=17458288КДж

Избыток теплоты расходуется на испарение воды:

Q_исп= 20598773,6-17458288=3140485 КДж

Q_{общ. рас.}=16840324,78+617963,2+3140485=20598773 КДж

Составим таблицу теплового баланса стадии нейтрализации

Таблица 5 Тепловой баланс стадии нейтрализации фосфорной кислоты

Приход				Расход
Статья прихода	Q, кДж	Q,%	Статья расхода		Q, кДж	Q,%
1. С аммиаком 2. С реакцией образования аммофоса и диаммофоса 3. С фосфорной кислотой	349144,4 15157234,2 5092395	1,7 73,6 24,7	1. C нагретой пульпой 2. C испарением воды 3. Теплопотери		16840324,78 3140485 617963,2	82 15,2 2,8
ИТОГО	20598773,6	100,00	ИТОГО		20598773	100,00

В результате составления теплового баланса стадии нейтрализации фосфорной кислоты были определены входящие и выходящие тепловые потоки:

Q_р-и =17479224,53 КДж,

Q_{нагр.пульпы} = 16840324,78 КДж,

Q_{исп.воды} = 3140485 КДж,

Q_потери=617963,2 КДж,

Q_H3PO4=5092395 КДж,

Q_NH3=349144,4 КДж.