Kimyo sanoati va ishlab chiqarilgan kimyoviy mahsulotlar mustaqilligimizning moddiy tehnikaviy bazasini yaratishda muhim o’rin tutadi

Moddiy va issiqlik hisobi.
Menga bitiruv malakaviy ishim topshirig’iga binoan quvvati 34999 kg/coat bo’lgan suyultirilgan nitratkislota ishlab chiqarish sexini loyihalash va kontakt qurilmasini hiosblash berilgan.
Ammiakni oksidlash bo’limining moddiy va issiqlik hiosbi:
Dastlabki ma’lumotlar:
Apparat unumdorligi, kg/soat – 34999
Oksidlanish darajasi, % – 96,5
Ammiak – havo aralashmasidagi ammiakning miqdori, % - 10,5
Absorbsiya darajasi, % - 99,5
Ammiak – havo aralashmasi qurilmada quyidagicha oksidlanadi.
4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O + 904,8 kDJ. (1)
4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O + 1266,28 kDJ.(2)
Ammiakning sarfi, kg/soat.


; nm³/soat

Oksidlanishga ketayotgan ammiak havo aralashmasining (AHA) miqdori, nm³/soat

Ammiak – havo aralashmasi tarkibidagi havoning miqdori, nm³/soat

= -12591.408 = 107326.76
Ammiakni oksidlarga sarflanayotgan havoning tarkibi. Suv bug’ining miqdori, nm³/soat


bu yerda, P_c – 31^oC harorat, 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.

Kislorodning miqdori, nm³/soat

bu yerda, 0,209 – atmosfera havosi tarkibidagi kislorodning hajmiy ulushi.
Azotning miqdori, nm³/soat

Ammiakni oksidlanish natijasida hosil bo’lgan nitroza gazlarining tarkibi.
Birinchi reaksiya bo’yicha 98,5%, ikkinchi reaksiya bo’yicha 2,5% ammiak oksidlanadi. Birinchi reaksiya bo’yicha azot (II) oksidining hosil bo’lishi miqdori, nm³/soat

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

Nitroza gazlari tarkibidagi jami azot, nm³/soat

Birinchi va ikkinchi reaksiyalar bo’yicha suv bug’ining miqdori, nm³/soat

Nitroza gazlaridagi hosil bo’lgan jami suv bug’ining miqdori, nm³/soat

Birinchi reaksiya bo’yicha kislorod sarfi, nm³/soat

Ikkinchi reaksiya bo’yicha kislorod sarfi, nm³/soat

Nitroza gazlari tarkibidagi ortib qolgan kislorodni miqdori, nm³/soat
21406.182– (15188.385+330.524) = 5887.27
Kelishi

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	9555.978	12960.23	25	NO		16273.269	12506.62	20
O2	30580.26	22033.2	16	O2		8410.385	6059.72	13
N2	101269.635	810015.708	56	N2		101545.115	83615.51	42
H2O(b)	3941.381	4904.82	11	H2O(b)		19678.524	24488.85	25
Jami havo	141405.873	119918.125		Jami		145347.293	126670.7
Umumiy	145347.254		100

Ammiakni oksidlash bo’limimning issiqlik hisobi.
Dastlabki ma’lumotlar siqilgan ammiaknimiqdori, kg/soat........................9555.978
Havoning miqdori, kg/soat...........................................................................141405,873
Ammiakning issiqlik sig’imi, kJ/kg......................................................................2.160
Havoning issiqlik sig’imi, kJ/kg..........................................................................1,008
Ammiak – havo aralashmasining harorati, ^oC........................................................70

Birinchi reaksiya bo’yicha ammiakni oksidlashda ajralgan issiqlikning miqdori, kg/soat

Ikkinchi reaksiya bo’yicha ammiakni oksidlashda ajralgan issiqlikning miqdori, kg/soat

bu yerda 1266280 – ikkinchi reaksiyada ajretilgan issiqlik miqdori, kg/soat.

Ajratilgan issiqlikning umumiy miqdori, kg/soat.
ΣQ = + =128179401,531
Setkadagi (katalizator) nazariy harorat, ^oC:

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, 1,223 kJ/kg gradga teng (alohida komponentlarning issiqlik sig’imiga asosan).
Ammiak bilan kelayotgan issiqlik miqdori, kg/soat.

Havo bilan kelayotgan issiqlik miqdori, kg/soat.

Komponentlarning umumiy issiqlik miqdori, kg/soat.

Demak, sutkadagi nazariy harorat:

Kontakt qurilmadan chiqayotgan nitroza gazlarining harorati, ^oC:

Atrof – muhitga yo’qotilgan issiqlik miqdorini 3% deb qabul qilamiz.
811^oC haroratdagi nitroza gazlari qozon – utilizatoriga beriladi, bu yerda 35 – 36^oC haroratgacha sovutilishi natijasida nitroza gazlarining harorati 220-250^oC ga tushiriladi.
Qozon utilizatoriga nitroza gazlari (n.g.) miqdori, kg/soat.
Q₁ = m_n.g.^.C_n.g.^.t
bu yerda, m_n.g. – nitroza gazlarini umumiy miqdori, 274189 kg/soat, C_n.g. - 0÷800^oC oralig’idagi nitroza gazlarining o’rtacha issiqlik sig’imi, kJ/kg^.K

Nitroza gazlari bilan chiqib ketayotgan issiqlik miqdori, kJ/soat.
Q₂ = m_n.g.^.C_n.g.^.t
bu yerda, C_n.g. – 250^oC haroratdagi nitroza gazlarining issiqlik sig’imi, kJ/kg^.K
Q₂=145347.254 1.149 250 = 41750998.711
Bug’ hosil bo’lishiga sarflanayotgan issiqlik miqdori, kJ/soat.
Q₃ = Q₁ – Q₂
Q₃ = 134211533.430 - 41750998.711 = 92460535.719
25^.10⁵ N/m² bosim (250^oC) ostida hosil bo’lgan o’ta qizigan bug’ning miqdori, kg/soat.

bu yerda, 2880 – bug’ entalpiyasi, kJ/kg, 86 – ichimlik suvining entalpiyasi, kJ/kg.
1000 kg/soat monogidrat (HNO₃) olinishida hosil bo’lgan bug’ning miqdori, kg/soat.

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	128179401.531	86	Bug’ hosil bo’lishiga sarflangan issiqlik	170304937
Havo bilan kelayotgan issiqlik			Nitroza gazlari bilan chiqib ketayotgan issiqlik	8544702.51
NH3 bilan kelayotgan issiqlik			Atrof – muhitga yo’qotilgan issiqlik	2128035
Jami	180977675		Jami	180977675

Sovutgich – kondensatorining moddiy balansi hisobi.

Sovutgich – kondensatorda nitroza gazlari tarkibidagi suv kondensatlanib 35 – 45 % li nitrat kislota hosil bo’ladi.
Dastlabki ma’lumotlar.
Sovutgich – kondensatorga kelayotgan gaz tarkibi, kg/soat.
NO........................................................ 16822.25
O₂.......................................................... 8656.74
N₂.......................................................... 104519.39
H₂O_(b).................................................... 19678.54
Suv bug’lari konsatlanib 35% li nitrat kislota hosil bo’ladi, deb hosil bo’lishi uchun azot oksidlarining suv bilan ta’sirlanishi 23% bo’ladi, to’liqmas kondensatsiyani hisobga olib 22,5% ga teng deb olamiz.
Nitrat kislotaga aylangan azot (II) oksidi miqdori, kg/soat.
16822.25∙0,225 = 3785
Nitrat kislota hosil bo’lishi uchun
2NO + H₂O + 1,5O₂ = 2HNO₃ (1)
reaksiya bo’yicha sarf bo’lgan suvning miqdori, kg/soat.

Hosil bo’lgan nitrat kislotani miqdori, kg/soat.

35% li nitrat kislota hosil bo’lishi uchun kondensatlangan suv miqdori quyidagi ifoda bo’yicha topiladi, kg/soat.

bu yerdan x = 14761.5.
Kondensatlangan suvning umumiy miqdori, kg/soat.
14761.5 + 1162.5 = 13599
Bug’ holatda qolgan suv bug’lari miqdori, kg/soat.
16822.25 – 13599 =3223.5
Sovutgich – kondensatoridan keyingi gaz tarkibi.
II reaksiya bo’yicha sarf bo’lgan kislorod miqdori, kg/soat.

Azot (II) – oksidini qo’shimcha oksidlashga sarf bo’lgan kislorod miqdori, quyidagi reaksiya bo’yicha topiladi.
2NO + O₂ = 2NO₂ (2)
Oksidlanish darajasi amaliy natijalarga ko’ra 27%ni tashkil qilishini hisobga olib, sarf bo’lgan kislorod miqdori, kg/soat.

bu yerda, 22891 kelayotgan azot (II) – oksidining miqdori, kg/soat.
5150 – nitrat kislotaga aylangan azot (II) oksid miqdori, kg/soat.
Qolgan gaz tarkibidagi kislorod miqdori, kg/soat.
8656.74– (1877.36 + 3028) = 3751.38
Ikkinchi reaksiya bo’yicha hosil bo’lgan azot (IV) – oksid miqdori, kg/soat.

bu yerda, 2555 – ikkinchi reaksiyada sarf bo’lgan kislorod miqdori, kg/soat.
Ikkinchi reaksiya bo’yicha sarf bo’lgan azot (II) – oksidining miqdori, kg/soat.
(16822.25 – 3785)^.0,27 = 3520
Qolgan gaz tarkibida azot (II) – oksidining miqdori, kg/soat.
16822.25 – (3875 + 3520) = 9427.25
Kondensator sovutgich moddiy balansi.
7.3 jadval

Kelishi				Sarf
Nomi	kg/soat	nm^3/soat	%	Nomi	kg/soat	nm^3/soat	%
NO	16822.25	12506.62		NO	9427.25	7039
O2	8656.74	6059.72		NO2	10785.21	5252
N2	104519.39	83615.51		O2	3751.38	2626
H2O(b)	19678.54	24488.85		H2O(b)	3223.5	4011.2
Jami	149676.92	126670.7		N2	104519.39	83615.51
				Jami	131706.73	102543.7
				Kondensat
				HNO3	7948.5	2826
				Suv	14761.5	18370
				Jami	22710	21196
				Umumiy	149676.92	126670.7