Моддий хисоб

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, 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
64655– (45875+998) = 17782
Kelish

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

7.1 jadval

Kelishi				Sarf
Nomi	kg/soat	nm^3/soat	%	Nomi	kg/soat	nm^3/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
G_ҳаво = 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	%	нм^3/соат	%	Номи	кг/соат	%	нм^3/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	нм^3/соат	%	номи	кг/соат	нм^3/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
Q_келиш=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
Q_сарф=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄=1526308 + 355488 + 102217247+ 224584 =104323627

Атроф муҳитга йўқотилган иссиқлик:

Q_{йўқотилиш}=Q_келиш-Q_сарф= 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: