1. Выбор и обоснование принятой схемы производства

• Название: 1. Выбор и обоснование принятой схемы производства
• Дата: 08.02.2020
• Размер: 461.18 Kb.
• Имя файла: bestreferat-233572.docx
• Тип: Реферат; #107582
• страница: 9 из 21

Реконструкция

Заменим оборотную воду на захоложенную. С понижением температуры повысится степень окисления оксида азота и выход азотной кислоты.

Целью материального баланса является определение равновесного состава газовой смеси, степени окисления оксида азота,состава газа после процесса конденсации.

Исходные данные для расчета [1]:

-Состав газа на входе в холодильник-конденсатор:

Компонентный состав	об.%
NO	3,09
NO2	6,36
O2	3,57
N2	71,03
H2O	15,95
Итого:	100,00

Расчет ведем на 1000 кг 100,00%-й HNO3, получаемой в технологическом процессе.

Температура нитрозных газов на входе в холодильник, 0С 130.

Температура нитрозных газов на выходе из холодильника, 0С 55.

Температура захоложенной воды , 0С 25.

Давление в холодильнике, МПа 0,36

Диаметр холодильника-конденсатора, м 2,2.

Поверхность теплообмена, м2 1428.

Наружный диаметр трубок, м 0,05.

Расход газа, поступающего в холодильник-конденсатор 3789,17нм3 /т [1].

Зная состав газа, можно определить расход каждого компонента:

Компонентный состав	кг/т	нм3/т	об.%
NO	223,62	117,05	3,09
NO2	148,55	241,01	6,36
O2	186,37	135,19	3,57
N2	3364,23	2691,38	71,03
H2O	61,44	604,54	15,95
Всего:	3984,21	3789,17	100

Расчет материального баланса процесса окисления нитрозного газа

Равновесие и скорость окисления оксида азота II.
NO+1/2O2=NO2 ΔrH(298) =112кДж/моль (3.1)
Зависимость константы равновесия от температуры по данным М. Боденштейна [3] выражается следующим уравнением:
LgK =Lg+1,75LgT-0,0005T+2,839 (3.2)
Для расчета равновесной степени окисления оксида азота (II) выразим парциальные давления газов, входящие в уравнение равновесия, через общее давление в зависимости от начальной концентрации газа[3]:

Введем обозначения:

2a- начальная концентрация NO, мольн.доли;

b- начальная концентрация O2, мольн.доли;

xр- равновесная степень окисления NO, доли единицы;

Робщ- общее давление газа, атм.

Равновесные концентрации компонентов газовой смеси согласно реакции (3.1)составят:

Компонент	Вход	Выход
NO	2a	2а(1-xp)
O2	b	b-axp
NO2	-	2axp
Всего:	1	1-axp

Тогда парциальные давления компонентов газа при общем давлении 3,6 атм.в момент равновесия будут равны:
PNO=Pобщ;
РO2=Pобщ;
РNO2=Pобщ;
Подставляя значения парциальных давлений в уравнение равновесия, получим:

=P (3.3)
Определим равновесную степень окисления оксида азота (II) для газа, содержащего 3,09% NO и 3,57% (об) O2 при 3,6 атм.

Тогда 2a=0,0309 м.д. a=0,01545м.д. b=0,0357м.д.

LgKр =−+1,75lg403-0,0005403+2,839

Откуда Кр=8,546