Kimyoviy texnologiya

6.Texnologik xisob

6.1 Moddiy va issiqlik xisobi

Menga kurs loyixasi ishi topshirig‘iga binoan quvvati 41010 t/yil bo‘lgan suyultirilgan nitrat kislota ishlab chiqarish sexini loyihalash va kontakt qurilmasini hiosblash berilgan. Texnologik hisoblarni amalga oshirish uchun berilgan quvvatga ko‘ra, sexni yil davomida 30 kunga ta‘mirlashga to‘xtalishini hisobga olib, soatdagi ish unumini aniqlaymiz, kg/soat.

.

Ammiakni oksidlash bo‘limining moddiy va issiqlik hiosbi: Dastlabki ma‘lumotlar:

Apparat unumdorligi, kg/soat ........................................................ 41010

Oksidlanish darajasi, % ................................................................. 96,5

Ammiak – havo aralashmasidagi ammiakning miqdori, % ............. 10,5

Absorbsiya darajasi, % .................................................................. 99,9

Ammiak – havo aralashmasi qurilmada quyidagicha oksidlanadi.

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O +904,8 kDJ. (6.1)

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O +1266,28kDJ.(2) (6.2)

1.Ammiakning sarfi, kg/soat

m_NH3 =

m_NH3 =

V_NH3 = nm³/soat

V_NH3 = nm³/soat

2.Oksidlanishga ketayotgan ammiak havo aralashmasining (AHA) miqdori, nm³/soa

C_NH3+havo =

C_NH3+havo =

^3.Ammiak – havo aralashmasi tarkibidagi havoning miqdori, nm³/soat

V _havo=C_NH3+havo ̶ V_NH3

V _havo=143906,57-15110,19=128796,381

4. Ammiakni oksidlarga sarflanayotgan havoning tarkibi. Suv bug‘ining miqdori, nm³/soat

V_H2O =

C_H2O =

bu yerda, P_c – 31 °Charorat, 100% to‘yingan havodagi suv bug‘larining qarshiligi (k/m²) P_c = 4520, P_k – qoldiq bosim, P_k = 101325 – 2500 = 98825 N/m³; 2500 – havo yuvgichdagi siyraklanish, N/m³.

C_H2O =

V_H2O =

5.Kislorodning miqdori nm³/soat;

V_O2=(V _havo ̶ V_H2O)*C_O2

V_O2=(128796,381-5885,995)*0,209 = 25688,271

bu yerda, 0,209 – atmosfera havosi tarkibidagi kislorodning hajmiy ulushi.

6.Azotning miqdori, nm³/soat

V_N2=V_havo ̶ (V_H2O(b)+V_O2)

V_N2=128796,381 ̶ (5885,995+25688,271)=97222,115

Ammiakni oksidlanish natijasida hosil bo‘lgan nitroza gazlarining tarkibi. Birinchi reaksiya bo‘yicha 96,5%, ikkinchi reaksiya bo‘yicha 3,5% ammiak oksidlanadi. 7.Birinchi reaksiya bo‘yicha azot (II) oksidining hosil bo‘lishi miqdori, nm³/soat

V_NO=V_NH3*ƞ_k = * 0,965 =14581,333

8.Ikkinchi reaksiya bo’yicha azotning hosil bo’lishi miqdori nm³/soat

V_N2=0,5*V_NH3*(1-ƞ_k )=0,5 * *(1- 0,965) =264,43

9.Nitroza gazlari tarkibidagi jami azot nm³/soat

V_N2(um)= 97222,115 +264,43 =97486,543

10.Birinchi va ikkinchi reaksiyalar bo‘yicha suv bug‘ining miqdori, nm³/soat

V_H2O =

V_H2O =

11. Nitroza gazlaridagi hosil bo‘lgan jami suv bug‘ining miqdori, nm³/soat

V_H2O(b)um=5885,995+22665,285 =28551,28

12.Birinchi reaksiya bo‘yicha kislorod sarfi, nm³/soat

V’_O2 =

V’_O2 =

13. Ikkinchi reaksiya bo‘yicha kislorod sarfi, nm³/soat

V’’_O2 =

V’’_O2 =

14. Nitroza gazlari tarkibidagi ortib qolgan kislorodni miqdori, nm³/soat

^V _O2(ort)= 25688,271 – ( + ) = 7064,96

Kelishi

1.G_NH3 =

2. G_O2 =

3. G_N2 =

4. G_H2O(b) =

Sarf

1. G_NO =

2. G_O2 =

3. G_N2 =

4. G_H2O =

Olingan natijalarni jadval shakliga keltiramiz. Ammiakni oksidlash bosqichining moodiy balansi:

Kelishi				Sarf
Nomi	kg/soat	nm^3/soat	%	Nomi	kg/soat	nm^3/soat	%
NH3	11467,6	15110,19	10.5	NO	19528,6	26520	9.9
O2	36697,5	25688,271	17.9	O2	10092,8	12850	4.8
N2	121527,6	97222,115	67.5	N2	121858,5	177306	66
^H2^O(b)	4729,2	5885,194	4.1	H2O	22943	51928.3	19.3
Jami havo	162954,35	128795,575	89.5	Jami	174422,9	268604.3	100
Umumiy	174421,9	143905,765	100

Issiqlik xisobi

Ammiakni oksidlash bo‘limimning issiqlikhisobi.

Dastlabki ma’lumotlar

Siqilgan ammiakning miqdori, kg/soat....................... 11467,6

Havoning miqdori,kg/soat...................................... 162954,35

Ammiakning issiqlik sig‘imi, kJ/kg..................................2,240

Havoning issiqlik sig‘imi, kJ/kg....................................1,1018

Ammiak – havo aralashmasining harorati°C……………....130

1.Birinchi reaksiya bo‘yicha ammiakni oksidlashda ajralgan issiqlikning miqdori

Q₁= kj/soat

2. Ikkinchi reaksiya bo‘yicha ammiakni oksidlashda ajralgan issiqlikning miqdori

Q₂= kj/soat

bu yerda 1266280 – ikkinchi reaksiyada ajretilgan issiqlik miqdori

Q₂= = 7460100,671 kj/soat

3. Ajratilgan issiqlikning umumiy miqdori, kj/soat.

ΣQ = 152299854,4+7460100,671 = 159759955,1

4.Setkadagi (katalizator) nazariy harorat,°C:

t =

bu yerda, Σq – ammiak – havo aralashmasi bilan kelayotgan issiqlik, kg/soat m_н.г – nitroza gazlarning ummuiy miqdori, kg/soat; C_н.г - 0’800^oC oralig‘idagi nitroza

gazlarning issiqlik sig‘imi, 1,123 kJ/kg gradga teng (alohida komponentlarning issiqlik sig‘imiga asosan).

5. Ammiak bilan kelayotgan issiqlik miqdori, kj/soat

q_NH3 =m_NH3*C_NH3*t

q_NH3 =11467,6*2,240*130=3339365,12

6. Havo bilan kelayotgan issiqlik miqdori, kj/soat.

q_havo =m_havo*C_havo*t

q_havo =162954,35*1,018*130 =21565378,68

7. Komponentlarning umumiy issiqlik miqdori, kj/soat.

Ʃ q_NH3 =q_NH3+q_havo=3339365,12+21565378,68=24904743,8

Demak, sutkadagi nazariy harorat:

T = = 476

8. Atrof – muhitga yo‘qotilgan issiqlik miqdorini 3% deb qabul qilamiz.U xolda kontakt aparatidan chiqayotgan nitroza gazlari xarorati

T¹=476-(476∙0,03)=461,72°C

815°C haroratdagi nitroza gazlari qozon – utilizatoriga beriladi, bu yerda 35 – 36°Charoratgacha sovutilishi natijasida nitroza gazlarining harorati 440 - 450°Cga tushiriladi

9.Qozon utilizatoriga nitroza gazlari (n.g.) miqdori,kj/soat.

^Q₁ ^{= m} _n.g*^C_n.g*^t

bu yerda, m_n.g. – nitrozagazlarini umumiy miqdori, 317235 kg/soat, C_{n.g. 840}- 800°C oralig’idagi nitroza gazlarining o’rtacha issiqlik sig’imi, kJ/kg^.K

C_n.g.

C_n.g.=

Q1=317235*0,67*840=178539858

10. Nitroza gazlari bilan chiqib ketayotgan issiqlik miqdori, kJ/soat

^Q₂ ^{= m} _n.g*^C_n.g*^t

bu yerda, C_n.g. – 450°C haroratdagi nitroza gazlarining issiqlik sig‘imi, kJ/kg^.K

Q₂ = 317235*0,965*450 = 137759299

11.Bug’ hosil bo’lishiga sarflanayotgan issiqlik miqdori, kJ/soat.

Q₃ = Q₁ – Q₂

Q₃ =178539858– 137759299 = 40780559

39^.10⁵ N/m²bosim (450°C) ostida hosil bo‘lgan o’ta qizigan bug’ning miqdori, kg/soat

m_bug’ =

bu yerda, 2793 – bug‘ entalpiyasi, kJ/kg, 86 – ichimlik suvining entalpiyasi, kJ/kg.

1000 kg/soat monogidrat (HNO₃) olinishida hosil bo‘lgan bug‘ning miqdori, kg/soat.

m_xos.bug’ =

Bunda:Nitroza gazlari esa tarelkaga beriladi, natijada absorbsion kolonnadan 89803kg/soat nitrat kislota chiqadi.

Olingan natijalarni jadval shakliga keltiramiz

Ammiakning oksidlash bosqichining issiqlik balansi:

7.2 jadval

Kelishi			Sarf
Nomi	kJ/soat	%	Nomi	kJ/soat	%
NH3 ni oksidlashdagi issiqlik	159759955,1	86.5	Bug‘ hosil bo‘lishiga sarflanganissiqlik	40780559	22
Havo bilan kelayotgan issiqlik	21565378,68	11.7	Nitroza gazlari bilan chiqib ketayotgan issiqlik	137759299	74,7
NH3 bilan kelayotgan issiqlik	3339365,12	1,8	Atrof–muhitga yo‘qotilgan issiqlik	6124840,9	3,3
Jami	184664698,9	100	Jami	184664698,9	100