Материальный и тепловой баланс производства азотной кислоты – ак (отделение абсорбции)

Производительность:

продукты доокисления (сырье) – 1000 кг

Содержание примесей:

В продуктах доокисления – 83,8% (N₂, Н₂ и др.);

в атмосферном воздухе – 79 % (N₂ и др.)

1

В

С

D

E

F

G

H

I

J

2

Производство аммиака

3

Дано: Производительность по продуктам доокисления (сырье), кг

11644

4

Примеси:

в нитрозных газах (Н₂О и др. примеси), %

83,8

5

в воздухе (N₂ и др. примеси), %

2

6

Проверка уравнения

7

Мв (сумма)

138

18

126

30

0

8

Мв, г

46

18

63

30

-29

9

Реакция

3NО₂ +

Н₂О

=

2НNО₃ +

NО (г)

Таблица 1 - Материальный баланс

B

C

D

E

F

G

H

I

J

11

Приход

Расход

12

Масса, кг

%

Масса, кг

%

13

Сырье

Сырье

Вещество

примеси

Про-

дукты

Продукты

Компо-

ненты

14

1. Продукты

доокисления

15901

97,9

1.Раствор АК

3862

23,8

15

в т.ч. NО₂

2570

15,8

в т.ч.НNО₃

2347

14,4

16

в т.ч. H₂O

1509

9,3

в т.ч. H₂O

1509

9,3

17

примеси 1(г)

11822

72,8

примеси 2 (ж)

7

0,1

18

2. Вода техн

342

2,1

2.Газы

12381

76,2

19

в т.ч. Н₂О

335

2,0

в т.ч. NО

559

3,4

20

примеси 2 (ж)

7

0,1

примеси 1 (г)

11822

72,8

21

Cумма(кг)

16243

2905

13338

Cумма(кг)

16247

16243

22

Сумма(%)

100

Сумма(%)

100

B

C

D

E

F

G

H

I

J

Таблица 2 - Тепловой баланс

24

Дано: Температура исходных компонентов ( t _С), ^оС

30

25

Температура конечных продуктов ( t _ПР), ^оС

40

Проверка уравнения

26

Мв (сумма)

138

18

126

30

0

27

Мв, г

46

18

63

30

Тепловой

  эффект

реакции,

ΔH (р), кДж

28

Реакция

3NО₂ +

Н₂О

=

2НNО₃ +

NО (г)

29

Энтальпия

30

Н₂₉₈, Дж/моль*К

+33,5

-286

-174,25

+90,31

31

Н₂₉₈

(с учетом молей)

+100,5

-286

-348,5

+90,31

-72,7

32

Формула пересчета Ср = Ср*/Мв, Дж /(кг∙К)

33

Ср*₂₉₈,

Дж/(моль.К)

37,51

75,35

109,95

29,89

34

Ср ₂₉₈,

кДж / (кг.К)

0,815

4,1861

1,745

0,996

35

Количество тепла: Q = m ∙ Ср (Дж/(кг∙К) ∙ t, кДж

36

( m –масса технического сырья или продукта)

B

C

D

E

F

G

H

I

J

37

Приход

Расход

38

Сырье

кДж

%

Продукты

кДж

%

39

1.С продуктами

388987

4,4

1.С раствором АК

269630

3,1

40

доокисления

(Ср=1,745 кДж / (кг.К)

41

2. С техн.

42957

0,5

2.с газами

493247

5,6

42

водой

2.Потери тепла

1761064

20

43

3. Теплота

8373374

95,1

3.Теплота

6281378

71,3

44

реакции

отводимая

45

Cумма (кДж)

8805318

Cумма (кДж)

8805318

46

Сумма (%)

100

Сумма (%)

100

Производительность:

техн. аммиак (сырье) – 1000 кг

Содержание примесей:

в техн. аммиаке – 5 % (N₂, Н₂ и др.);

в атмосферном воздухе – 79 % (N₂ и др.)

1

В

С

D

E

F

G

H

I

J

2

Производство аммиака

3

Дано: Производительность по нтехн. аммиаку (сырье), кг

1000

4

Примеси:

в нитрозных газах (Н₂О и др. примеси), %

5

5

в воздухе (N₂ и др. примеси), %

79

6

Проверка уравнения

7

Мв (сумма)

17

64

63

18

0

8

Мв, г

17

32

63

18

-32

9

Реакция

NН₃ +

2O₂

=

НNО₃ +

Н₂О

Таблица 1 - Материальный баланс

B

C

D

E

F

G

H

I

J

11

Приход

Расход

12

Масса, кг

%

Масса, кг

%

13

Сырье

Сырье

Вещество

примеси

Про-

дукты

Продукты

Компо-

ненты

14

1.Техн.

аммиак

1000

5,5

1.Раствор

АК

4526

25,1

15

в т.ч. NH₃

950

5,3

в т.ч. НNО₃

3521

19,5

16

примеси 1(г)

50

0,3

в т.ч. H₂O

1006

5,6

18

2. Воздух

17031

94,5

2. Газы

13504

74,9

19

в т.ч. О₂

3576

19,8

примеси 1 (г)

50

0,3

20

примеси 2 (N₂ и др)

13454

74,6

13454

74,6

21

Cумма(кг)

18031

4526

13504

Cумма(кг)

18031

18031

22

Сумма(%)

100

Сумма(%)

100

B

C

D

E

F

G

H

I

J

Таблица 2 - Тепловой баланс

24

Дано: Температура исходных компонентов ( t _С), ^оС

30

25

Температура конечных продуктов ( t _ПР), ^оС

40

Проверка уравнения

26

Мв (сумма)

17

64

63

18

0

27

Мв, г

17

32

63

18

Тепловой

  эффект

реакции,

ΔH (р), кДж

28

Реакция

NН₃ +

2O₂

=

НNО₃ +

Н₂О

29

Энтальпия

30

Н₂₉₈, Дж/моль*К

-45,804

0

-174,25

-286,02

31

Н₂₉₈ (с учетом молей)

-45,804

0

-174,25

-286,02

-414,5

32

Формула пересчета Ср = Ср*/Мв, Дж /(кг∙К)

33

Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)

35,59

29,37

109,95

75,35

34

Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)

2,094

0,918

1,745

4,186

35

Количество тепла: Q = m ∙ Ср (Дж/(кг∙К) ∙ t, кДж

36

( m –масса технического сырья или продукта)

B

C

D

E

F

G

H

I

J

37

Приход

Расход

38

Сырье

кДж

%

Продукты

кДж

%

39

1.С техн.

62806

0,3

1.С раствором АК

315991

1,3

40

аммиаком

(Ср=1,745 кДж / (кг.К)

41

2. С атм.

468933

1,9

2.С газами

540174

2,2

42

воздухом

2.Потери тепла

4982418

20

43

3. Теплота

24380353

97,9

3.Теплота

19073509

76,6

44

реакции

отводимая

45

Cумма (кДж)

24912092

Cумма (кДж)

24912092

46

Сумма (%)

100

Сумма (%)

100

Производительность:

НNО₃ (продукт) – 1000 кг

Содержание примесей:

в техн. аммиаке – 5 % (N₂, Н₂ и др.);

в атмосферном воздухе – 79 % (N₂ и др.)

1

В

С

D

E

F

G

H

I

J

2

Производство аммиака

3

Дано: Производительность по НNО₃ (продукт), кг

1000

4

Примеси:

в техн. аммиаке, %

5

5

в воздухе (N₂ и др. примеси), %

79

6

Проверка уравнения

7

Мв (сумма)

17

64

63

18

0

8

Мв, г

17

32

63

18

-32

9

Реакция

NН₃ +

2O₂

=

НNО₃ +

Н₂О

Таблица 1 - Материальный баланс

B

C

D

E

F

G

H

I

J

11

Приход

Расход

12

Масса, кг

%

Масса, кг

%

13

Сырье

Сырье

Вещество

примеси

Про-

дукты

Продукты

Компо-

ненты

14

1.Техн.

аммиак

284

5,5

1.Раствор

АК

1286

25,1

15

в т.ч. NH₃

270

5,3

в т.ч. НNО₃

1000

19,5

16

примеси 1(г)

50

0,3

в т.ч. H₂O

286

5,6

18

2. Воздух

4837

94,5

2. Газы

3835

74,9

19

в т.ч. О₂

1016

19,8

примеси 1 (г)

14

0,3

20

примеси 2 (N₂ и др)

3821

74,6

3821

74,6

21

Cумма(кг)

5121

1286

3835

Cумма(кг)

5121

15121

22

Сумма(%)

100

Сумма(%)

100

B

C

D

E

F

G

H

I

J

Таблица 2 - Тепловой баланс

24

Дано: Температура исходных компонентов ( t _С), ^оС

30

25

Температура конечных продуктов ( t _ПР), ^оС

40

Проверка уравнения

26

Мв (сумма)

17

64

63

18

0

27

Мв, г

17

32

63

18

Тепловой

  эффект

реакции,

ΔH (р), кДж

28

Реакция

NН₃ +

2O₂

=

НNО₃ +

Н₂О

29

Энтальпия

30

Н₂₉₈, Дж/моль*К

-45,804

0

-174,25

-286,02

31

Н₂₉₈ (с учетом молей)

-45,804

0

-174,25

-286,02

-414,5

32

Формула пересчета Ср = Ср*/Мв, Дж /(кг∙К)

33

Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)

35,59

29,37

109,95

75,35

34

Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)

2,094

0,918

1,745

4,186

35

Количество тепла: Q = m ∙ Ср (Дж/(кг∙К) ∙ t, кДж

36

( m –масса технического сырья или продукта)

B

C

D

E

F

G

H

I

J

37

Приход

Расход

38

Сырье

кДж

%

Продукты

кДж

%

39

1.С техн.

17837

0,3

1.С раствором АК

89741

1,3

40

аммиаком

(Ср=1,745 кДж / (кг.К)

41

2. С атм.

133177

1,9

2.С газами

140830

2,2

42

воздухом

2.Потери тепла

1415007

20

43

3. Теплота

6924020

97,9

3.Теплота

5429456

76,5

44

реакции

отводимая

45

Cумма (кДж)

7075034

Cумма (кДж)

7075034

46

Сумма (%)

100

Сумма (%)

100

Производительность:

фосфорит (сырье) – 1000 кг

Содержание примесей:

в фосфорите – 20 % (SiO₂, CaCO₃ и др.);

в серной кислоте – 5 % (Н₂О и др.)

1

В

С

D

E

F

G

H

I

J

2

Производство аммиака

3

Дано: Производительность по фосфориту (сырье), кг

1000

4

Примеси:

в фосфорите (SiO₂, CaCO₃ и др. примеси), %

15

5

в серной кислоте – СК (Н₂О и др. примеси), %

20

6

Проверка уравнения

7

Мв (сумма)

310

294

196

408

0

8

Мв, г

310

98

98

136

174

9

Реакция

Са₃(РО₄)₂ +

3Н₂SО₄

=

2Н₃РО₄ +

3СаSО₄ 

Таблица 1 - Материальный баланс

B

C

D

E

F

G

H

I

J

11

Приход

Расход

12

Масса, кг

%

Масса, кг

%

13

Сырье

Сырье

Вещество

примеси

Про-

дукты

Продукты

Компо-

ненты

14

1.Фосфорит

1000

49,8

1.Раствор

ЭФК

739

36,8

15

в т.ч. Са₃(РО₄)₂

850

41,3

в т.ч. Н₃РО₄

537

26,8

16

примеси 1(т)

150

7,5

примеси 2 (ж)

202

10

18

2. СК

1008

50,2

2. Фосфогипс

1269

63,2

19

в т.ч.Н₂SО₄

806

40,2

в т.ч. СаSО₄

1119

55,7

20

примеси 2 (Н₂О и др)

202

10

примеси 1 (т)

150

7,5

21

Cумма(кг)

2008

1656

352

Cумма(кг)

2008

2008

22

Сумма(%)

100

Сумма(%)

100

B

C

D

E

F

G

H

I

J

Таблица 2 - Тепловой баланс

24

Дано: Температура исходных компонентов ( t _С), ^оС

20

25

Температура конечных продуктов ( t _ПР), ^оС

50

Проверка уравнения

26

Мв (сумма)

310

294

196

408

0

27

Мв, г

310

98

98

136

Тепловой

  эффект

реакции,

ΔH (р),

кДж

28

Реакция

Са₃(РО₄)₂

+3Н₂SО₄

=

2Н₃РО₄ +

3СаSО₄ 

29

Энтальпия

30

Н₂₉₈,

Дж/моль*К

-4123,6

-814,8

-1251,06

-1435,07

31

Н₂₉₈ (с учетом

молей)

-4123,6

-2444,4

-2502,12

-4305,21

-239,3

32

Формула пересчета Ср = Ср*/Мв, Дж /(кг∙К)

33

Ср*₂₉₈,

Дж / (моль.К)

227,97

139

200,97

99,73

34

Ср ₂₉₈,

кДж / (кг.К)

0,735

1,418

2,051

0,733

35

Количество тепла: Q = m ∙ Ср (Дж/(кг∙К) ∙ t, кДж

36

( m –масса технического сырья или продукта)

B

C

D

E

F

G

H

I

J

37

Приход

Расход

38

Сырье

кДж

%

Продукты

кДж

%

39

1.С

14708

1,8

1.С раствором АК

75767

9,3

40

фосфоритом

(Ср=2,051 кДж / (кг.К)

41

2. С серной

28585

3,5

2.С фосфогипсом

130085

16,0

42

кислотой

(Ср=0,73 кДж / (кг.К)

43

3. Теплота

772019

94,7

3.Потери тепла

163062

20

44

реакции

4.Теплота отводимая

446397

54,8

45

Cумма (кДж)

815312

Cумма (кДж)

815312

46

Сумма (%)

100

Сумма (%)

100