4.4.1.5.Материальный баланс процесса упаривания
Исходные данные:
Количество поступающего раствора: 1,29·106 кг/ч, в т.ч.
NH4NO3: 70123,4 кг/ч
H2O: 1,19·105 кг/ч
Mg(NO3)2: 34469,7 кг/ч
Концентрация поступающего раствора: 90%
Конечная концентрация раствора: 99,7%
Количество воздуха: 29400 кг/ч
1. Примем, что атмосферный воздух имеет температуру 0С и относительную влажность 100 %.
При этих условиях влагосодержание составляет:
d = 0,00385 кг/кг сухого воздуха
0,00385(29400 – d) = d
113,19 = 1,00385 d
d = 112,75 кг/ч воды.
Таким образом, состав воздуха следующий:
G(сух. воздух) = 29400 – 112,75 = 29287,25 кг/ч
G(Н2О) = 112,75 кг/ч
2. Из донейтрализатора на выпарку поступает 90%-ный раствор аммиачной селитры в количестве:
1,29·106/0,9 = 1,43·106 кг/ч
В этом растворе аммиачной селитры содержится воды:
Н2О = 1,43·106 - 1,29·106 = 1,4·105 кг/ч
3. С учетом разбавления 65%-ным раствором, в трубчатую часть аппарата поступает раствор концентрации 99,3 % NH4NO3 в количестве:
1,29·106/0,993 = 1,299·106 кг/ч,
в т.ч. вода 9093,6 кг/ч
4.Из трубчатой части выходит раствор аммиачной селитры концентрацией 99,5% NH4NO3 в количестве:
1,29·106/0,995 = 1,296·106 кг/ч,
в т.ч. вода 6000 кг/ч.
5. Количество воды, выпаренной в трубчатой части:
9093,6 – 6000 = 3093,6 кг/ч
6. Из тарельчатой нижней части выпарного аппарата уходит раствор аммиачной селитры концентрации 99,7% NH4NO3 в количестве:
1,29·106/0,997 = 1,293·106 кг/ч.
в т.ч. вода 3000 кг/ч.
7. Количество воды, выпаренной на тарелках:
6000 – 3000 = 3000 кг/ч.
8. Учитывая количество аммиачной селитры, уносимое воздухом, выходящим из выпарного аппарата, количество выходящего раствора 99,7% NH4NO3 составит:
1,293·106– (75 + 60) = 1,292·106 кг/ч
Промывная часть выпарного аппарата.
1. Количество паровоздушной смеси, поступающей на промывку:
Сухой воздух = 29287,25 кг/ч
Вода = 3000 + 3093,6 + 112,75 = 6206,35 кг/ч
NH4NO3 = 307,5 кг/ч
NH3 = 57,7 кг/ч
2. Температура паровоздушной смеси, поступающей на промывку 180С.
Влагосодержание составит:
кг/кг
сухого воздуха.
Определим энтальпию:
I = (сВ +сп·х)·t + ro·х = (1,01 + 1,97·0,211)·180 + 2493·0,211 = 781,62 кДж/кг.
3. Паровоздушная смесь выходит из выпарного аппарата при постоянном теплосодержании 781,62 кДж/ч и = 100 %.
По диаграмме определяем температуру t = 69,3 С и влагосодержание d = 0,3 кг/кг сухого воздуха.
4. Количество конденсата сокового пара, необходимого для насыщения паровоздушной смеси до 100 %:
29287,25(0,3 – 0,211) = 2606,56 кг/ч.
Сводим материальный баланс процесса упаривания.
Таблица 4.4.1.5
Приход |
Расход |
||||||
Статья |
кг/ч |
n, кг/моль |
% мас. |
Статья |
кг/ч |
n, кг/моль |
% мас. |
1)Раствор аммиачной селитры (90%), в т.ч. NH4NO3 Mg(NO3)2 H2O |
1,29·106
70123,4 34469,7 1,19·105 |
7720,5
876,5 232,9 6611,1 |
100
5,4 2,7 10,0 |
1)Плав аммиачной селитры(99,7%), в т.ч. NH4NO3 Mg(NO3)2 H2O |
1,3·106
1,293·106 34469,7 3000 |
16562,0
16162,5 232,9 166,6 |
100
99,4 0,4 0,2 |
2)Воздух, в т.ч. Сухой воздух Н2О |
29400 29287,25 112,75 |
1016,1 1009,9 6,2 |
100 99,6 0,4 |
2)Паро-воздушная смесь, в т.ч. Воздух H2O |
35493,6
29287,25 6206,35 |
1353,7
1009,0 344,7 |
100
82,517,5 |
3)Конденсат сокового пара |
2606,56 |
|
100 |
3)Потери: NH4NO3 NH3 |
132,7 75,0 57,7 |
4,3 0,9 3,4 |
100 56,5 43,5 |
Всего |
1,32·106 |
|
100 |
Всего |
1,33·106 |
17915,7 |
100 |