Расчет материального баланса процесса абсорбции нитрозных
газовСтатьи / Производство азотной кислоты / Расчет материального баланса процесса абсорбции нитрозных
газовСтраница 1
Данные для расчета
1. Производительность установки – 120 тыс.т/год (на 100 % HNO3).
2. Число рабочих дней в году – 350.
3. Концентрация получаемой кислоты – 50 %(масс.).
4. Общая степень абсорбции NO2 – 92 %.
5. Состав поступающих на абсорбцию газов и концентрация кислоты, подаваемой на орошение абсорбера:
Таблица 6.1
Состав нитрозных газов, %(об.) |
Концентрация кислоты орошающей абсорбер, %(масс.) | ||||
NO |
NO2 |
O2 |
H2O |
N2 | |
0,95 |
8,98 |
5,86 |
2,61 |
81,6 |
47,5 |
6. База расчета – суточная производительность установки. Окисление NO в NO2 в абсорбционной башне можно не учитывать.
Расчет суточной производительности установки
Состав газа в %(масс.):
Для пересчета объемного состава в массовый и обратно необходимо знать плотность ri каждого компонента:
Масса любого газа при нормальных условиях равна его молярной массе, поделенной на объем, занимаемый одним молем, т.е. , где - плотность газа при нормальных условиях.
;
Расчет массы двуокиси азота
Абсорбция двуокиси азота происходит по уравнению:
Концентрация кислоты орошающей абсорбер – 47,5 %(масс.)
Содержание воды и кислоты
- масса кислоты (в пересчете на 100 %-ю) поступающей в абсорбер;
- масса воды в 47,5 %-ой кислоте.
Рассчитаем количество реагентов для получения 1 кг кислоты (в пересчете на 100 %-ю)
На образование 2-х моль 100% кислоты требуется 3 моль NO2.
Масса поглощенной воды на образование 1 кг кислоты (в пересчете на 100 %-ю).
На образование 2-х моль кислоты поглощается 1 моль воды
Масса водяных паров, вносимых в абсорбер с нитрозными газами на образование 1 кг кислоты (в пересчете на 100 %-ю).
;
с учетом степени абсорбции NO2 92 % - .
Для получения 50 %-ой кислоты на 1 кг кислоты требуется 1 кг воды. На разбавление полученной кислоты может использоваться 0,05 кг воды из поступающей на орошение 47,5 %-ой кислоты. Отсюда, количество кислоты подаваемой на орошение составит
0,864/0,05=17,28 кг.
Образуется оксида азота 1 моль
Тогда на образование 1 кг азотной кислоты (в пересчете на 100 %-ю) из диоксида азота потребуется:
Нитрозные газы (учетом степени абсорбции):
NO2 – 1,095 кг;
Н2О – 0,136 кг;
Кислота на орошение 17,28 кг.
Образуется оксида азота – 0,238 кг.
Всего получаем кислоты (в пересчете на 100 %-ю):
17,28·0,475+1=9,208 кг или 2·9,208=18,416 кг 50 %-ой кислоты.
17,28 кг кислоты абсорбирует 1,095 кг NO2, тогда 1 кг кислоты абсорбирует Х кг NO2:
.
Поступает с учетом степени абсорбции 92 % -
Образуется оксида азота: