6.Технологик хисоб.
6.1КModdiy va issiqlik hisobi.
Dastlabki ma’lumotlar:
Apparat unumdorligi, kg/soat – 102702
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
= 362200-38031 = 324169
Ammiakni oksidlarga sarflanayotgan havoning tarkibi. Suv bug’ining miqdori, nm3/soat
bu yerda, Pc – 31oC harorat, 100% to’yingan havodagi suv bug’larining qarshiligi (k/m2) Pc = 4520, Pk – qoldiq bosim, Pk = 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
64655– (45875+998) = 17782
Kelish
Olingan natijalarni jadval shakliga keltiramiz. Ammiakni oksidlash bosqichining moodiy balansi:
7.1 jadval
Kelishi
|
Sarf
|
Nomi
|
kg/soat
|
nm3/soat
|
%
|
Nomi
|
kg/soat
|
nm3/soat
|
%
|
NH3
|
28863
|
38031
|
6.6
|
NO
|
49152
|
36700
|
11.2
|
O2
|
92364
|
64655
|
21.03
|
O2
|
25403
|
17782
|
5.79
|
N2
|
305874
|
244699
|
69.67
|
N2
|
306705
|
245364
|
69.86
|
H2O(b)
|
11905
|
14815
|
2.7
|
H2O(b)
|
57746
|
71862
|
13.15
|
Jami
|
439006
|
362200
|
100
|
Jami
|
439006
|
371708
|
100
|
Абсорбция босқичининг моддий ва иссиқлик ҳисоби
Абcорбция колоннасида қуйидаги реакциялар боради:
2 NO+O2 2NO2+Q (1)
3NO2+H2O HNO3+NO+Q (2)
1. (2) - реакция бўйича нитрат кислота хосил бўлишига сарфланаётган азот (IV) оксидининг миқдори:
кг/соат
ёки
нм3/соат
Абсорбция даражасини ҳисобга олган ҳолда азот (IV) оксидининг керакли миқдори:
кг/соат
ёки
нм3/соат
Азот (IV) оксидининг қолган миқдори:
кг/соат
ёки
нм3/соат
2. (1) – реакция бўйича азот (II) оксидининг хосил бўлишига сарфланаётган азот (IV) оксидининг миқдори:
кг/соат
ёки
нм3/соат
3. (2) – реакцияга кўра сувнинг керакли миқдори:
кг/соат
ёки
нм3/соат
4. (2) – реакцияга кўра азот (II) оксидининг ҳосил бўлиши:
кг/соат
ёки
нм3/соат
5. (1) – реакция бўйича азот (IV) оксидининг ҳосил бўлишига сарфланаётган кислороднинг миқдори:
кг/соат
ёки
нм3/соат
6. Кислородни бойитишга сарфланган ҳавонинг қўшимча миқдори:
бу ерда:
кг/соат
Gҳаво = 68962 - 67552 = 1410 кг/соат
7. Ҳаво билан келаётган азотнинг миқдори:
нм3/соат
нм3/соат
ёки
кг/соат
8. Кислороднинг зарур бўлган умумий миқдори:
нм3/соат
ёки
кг/соат
9. 60% ли нитрат кислота хосил бўлишига сарфланаётган сувнинг миқдори:
кг/соат
бу ерда: k – кислотанинг концентрацияси
G - агрегат унумдорлиги
бу ерда сарфланаётган сувнинг миқдори қуйидагича:
кг/соат
ёки
нм3/соат
10. Бойитишга келаётган сувнинг миқдори:
кг/соат
ёки
нм3/соат
11. Чиқиб кетаётган сувнинг умумий миқдори:
кг/соат
ёки
нм3/соат
Абсорбция босқичининг моддий баланс жадвали
1 - жадвал
КЕЛИШИ
|
САРФИ
|
номи
|
кг/соат
|
%
|
нм3/соат
|
%
|
Номи
|
кг/соат
|
%
|
нм3/соат
|
%
|
NO
|
126659
|
44.65
|
94572
|
37.8
|
NO
|
85284
|
30.06
|
63679
|
29.72
|
O2
|
68962
|
24.3
|
48273
|
19.3
|
NO2
|
3884
|
1.37
|
1891
|
0.88
|
N2
|
4669
|
1.65
|
3735
|
1.4
|
N2
|
4669
|
1.65
|
3735
|
1.74
|
H2O
буғи
|
14678
|
5.17
|
18266
|
7.3
|
H2O
буғи
|
275
|
0.09
|
342
|
0.16
|
жами
|
214968
|
75.77
|
164846
|
65.8
|
Жами
|
94112
|
33.17
|
69647
|
32.5
|
H2O
бойитилган
|
68743
|
24.23
|
85547
|
34.2
|
HNO3
|
102702
|
36.2
|
36516
|
17.04
|
сув
кислота билан
|
86897
|
30.63
|
108138
|
50.46
|
жами
|
283711
|
100
|
250393
|
100
|
Жами
|
283711
|
100
|
214301
|
100
|
Каталитик тозалаш реакторининг моддий ҳисоби.
Кататилитик тозалаш реакторида қуйидаги реакциялар боради:
4 NH3 + 6NO 5N2 + 6H2O + Q (1)
8NH3 + 6NO2 7N2 + 12H2O + Q (2)
Бу реакциядаги NO ва NO2 нисбатлари стехиометрик уулда аниқланади. Шартга кўра нитроза газларининг ютилиш даражаси η=99.5 %. Азот (IV) оксидининг ютилган миқдори:
кг/соат
Нитроз газида қолган NO2 нинг миқдори:
3884 – 3865 =19 кг/соат
Азот (II) оксиднинг ютилган миқдори:
кг/соат
Нитроз газидаги қолган NO нинг миқдори:
85284 – 84858 = 426 кг/соат
(1) реакция бўйича аммиак сарфи:
кг/соат
(2) реакция бўйича аммиак сарфи:
кг/соат
Аммиакнинг умумий сарфи:
32057 + 952 = 33009 кг/соат
(1) реакция бўйича ҳосил бўлган азотнинг миқдори:
кг/соат
(2) реакция бўйича ҳосил бўлган азотнинг миқдори:
кг/соат
Ҳосил бўлган азотнинг умумий миқдори:
4669 + 65701 + 2706 = 73076 кг/соат
(1) реакция бўйича ҳосил бўлган сув буғининг миқдори:
кг/соат
(2) реакция бўйича ҳосил бўлган сув буғининг миқдори:
кг/соат
Ҳосил бўлган сув буғининг умумий миқдори:
50615 + 2985= 53600 кг/соат
Каталитик тозалаш реакторининг моддий баланс жадвали
2-жадвал
Келиши
|
Сарфи
|
номи
|
кг/соат
|
нм3/соат
|
%
|
номи
|
кг/соат
|
нм3/соат
|
%
|
NO
|
85284
|
63679
|
67.1
|
NO
|
19
|
14
|
0.01
|
NO2
|
3884
|
1891
|
3.04
|
NO2
|
426
|
207
|
0.33
|
N2
|
4669
|
3735
|
3.66
|
N2
|
73076
|
58461
|
57.5
|
H2O
буғи
|
275
|
342
|
0.2
|
H2O
буғи
|
53600
|
66702
|
42.16
|
NH3
|
33009
|
43494
|
26
|
жами
|
127121
|
113141
|
100
|
Жами
|
127121
|
125384
|
100
|
Каталитик тозалаш реакторининг иссиқлик ҳисоби.
Берилган:
Келаётган газнинг миқдори, кг/соат: –127121
Келаётган газнинг ҳарорати, оС - 480
Чиқиб кетаётган газнинг ҳарорати, оС - 760
Иссиқлик миқдори ҳисоби қуйидаги формула билан ҳисобланади:
Q = G ∙ c ∙ ∆t
Бу ерда: G – компонентлар массаси, кг/соат.
с – компонентларнинг солиштирма иссиқлик сиғими, кж/кг∙град.
∆t – компонентларнинг ҳарорати, оС.
Иссиқликнинг келиши.
1. Азот (II) оксиди билан
Q1= 85284∙1.026∙480=42000664 кЖ/соат
2. Азот (IV) оксиди билан
Q2=3884∙1,087∙480=2026516 кЖ/соат
3. Азот билан
Q3=4669∙1,060∙480=2375587 кЖ/соат
4. Сув буғи билан
Q4=275∙1,087∙480=143484 кЖ/соат
5. Аммиак билан
Q5=33009∙2,916∙480=46202037 кЖ/соат
6. Биринчи реакция иссиқлиги:
Q6=84858∙1404=119140632 кЖ/соат
7. Иккинчи реакция иссиқлиги:
Q7=3865∙1488=5751120 кЖ/соат
Иссиқликнинг умумий келиши
Qкелиш=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7=
=42000664+2026516+2375587+143484+46202037+119140632 +5751120=217640040
Иссиқлик сарфи:
1. Азот (II) оксиди билан
Q1= 19∙1.057∙760=1526308 кЖ/соат
2. Азот (IV) оксиди билан
Q2=426∙1,098∙760=3554884 кЖ/соат
3. Азот билан
Q3=73076∙1,8405 ∙760 =102217247 кЖ/соат
4. Сув буғи билан
Q4=53600∙4.19 =224584 кЖ/соат
Иссиқликнинг умумий сарфи
Qсарф=Q1+Q2+Q3+Q4=1526308 + 355488 + 102217247+ 224584 =104323627
Атроф муҳитга йўқотилган иссиқлик:
Qйўқотилиш=Qкелиш-Qсарф= 217640040 – 104323627 =113316413 кЖ/соат
Каталитик тозалаш реакторининг иссиқлик баланс жадвали
3-жадвал
Келиш
|
Сарф
|
номи
|
кЖ/соат
|
%
|
номи
|
кЖ/соат
|
%
|
NO билан
|
42000664
|
19.3
|
NO билан
|
1526308
|
0.7
|
NO2 билан
|
2026516
|
0.93
|
NO2 билан
|
355488
|
0.16
|
N2 билан
|
2375587
|
1.1
|
N2 билан
|
199217247
|
93.84
|
H2O
буғи билан
|
143484
|
0.07
|
H2O
буғи билан
|
224584
|
0.1
|
NH3 билан
|
46202037
|
21.22
|
(1) реакция иссиқлиги
|
119140632
|
54.74
|
Атроф муҳитга йўқотилган иссиқлик миқдори
|
11331641
|
5.2
|
(1) реакция иссиқлиги
|
5751120
|
2.64
|
Жами
|
217640040
|
100
|
Жами
|
217640040
|
100
|
Асосий жихоз баёни.
Нитрат кислота ишлаб чиқариш жараёнида контакт, абсорбер, каталитик тозалаш реактори каби қурилмалар асосий қурилма ҳисобланади.
Нитроза газларини аммиакни билан азотгача қайтариш каталитик тозалаш реакторида амалга оширилади.
Каталитик тозалаш реактори асосан, пўлатдан тайёрланган бўлиб, қайтарилиш реакцияси натижасида юқори ҳарорат хосил бўлгани учун хам қурилма таркибига никель, хром, титан элементлар ҳар хил миқдорий нисбатларда қўшиб тайёрланади. Қурилманинг корпуси асосан 20Х23Н18, 08Х22Н6Т, 20X13, Х15Н60,12Х18Н10Т маркали углеродли – пўлат, пўлатдан тайёрланади. Каталитик тозалаш реактори горизонтал цилиндрик кўринишда бўлиб, қурилманинг умумий баландлиги 4700 мм, диаметри 3000 мм га тенг. Каталитик тозалаш реакториининг юқори қисми аралаштиргичдан иборат бўлиб, бу ерда нитроза газлари ва аммиак аралаштирилади. Аралашманинг таркибидаги аммиакнинг миқдори 9,6 – 10,5% дан ошмаслиги керак.
Каталитик тозалаш реакторида қуйидаги реакциялар боради:
4 NH3 + 6NO 5N2 + 6H2O + Q (1)
8NH3 + 6NO2 7N2 + 12H2O + Q (2)
Бу реакциядаги NO ва NO2 нисбатлари стехиометрик усулда аниқланади. Катализатор сифатида АМЦ (алюмомедьцинковий) ишлатилади.
Катализатор тўрларида бир вақтда қуйидаги реакция ҳам бориши мумкин, махсулот сифатида молекуляр азот хосил бўлади:
Do'stlaringiz bilan baham: |