Moddiy va issiqlik hisobi. (absorbsiya)

Moddiy va issiqlik hisobi. (absorbsiya)
Menga bitiruv malakaviy ishim topshirig’iga binoan quvvati 373406 t/yil bo’lgan suyultirilgan nitratkislota ishlab chiqarish sexini loyihalash va absorbsiya kolonnasini hisoblash 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.

bu yerda:
342 – bir yildagi ish kuni; 24 – bir kundagi ish soati.
Ammiakni oksidlash bo’limining moddiy va issiqlik hiosbi:
Dastlabki ma’lumotlar:
Apparat unumdorligi, kg/soat – 45493
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 (7.1.1)
4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O + 1266,28 kDJ (7.2.2)
Ammiakning sarfi, kg/soat.


; nm³/soat

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


Ammiak – havo aralashmasi tarkibidagi havoning miqdori, nm³/soat


= 160467– 16849 =143618
Ammiakni oksidlashga 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
28644,5 – (20324 + 442) =7878,5
Olingan natijalarni jadval shakliga keltiramiz.
7.1.1 jadval
Ammiakni oksidlash bosqichining moddiy balansi

Kelishi					Sarf
Nomi	kg/soat	nm^3/soat	%	Nomi		kg/soat	nm^3/soat	%
NH3+havo	12787	16849	10,5	NO		21775	17681	9,87
O2	40921	28644,5	17,85	O2		11255	8568	4,78
N2	135513	108410,5	67,56	N2		135882	118214	66
Suv bug’i	5274	6563		Suv bug’i		25583	31836,5
Jami:	194495		100	Jami:		194495		100

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.........................................................21775
O₂...........................................................11255
N₂...........................................................135882
H₂O_(b).....................................................25583
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.
21775^.0,225 = 4899
Nitrat kislota hosil bo’lishi uchun
2NO + H₂O + 1,5O₂ = 2HNO₃ (7.1.3)
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 = 19106.
Kondensatlangan suvning umumiy miqdori, kg/soat.
19106 + 1470 = 20576
Bug’ holatda qolgan suv bug’lari miqdori, kg/soat.
25583 – 20576 = 5007
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 (7.1.4)
Oksidlanish darajasi amaliy natijalarga ko’ra 27%ni tashkil qilishini hisobga olib, sarf bo’lgan kislorod miqdori, kg/soat.

bu yerda,
21775 kelayotgan azot (II) – oksidining miqdori, kg/soat.
4899 – nitrat kislotaga aylangan azot (II) oksid miqdori, kg/soat.
Qolgan gaz tarkibidagi kislorod miqdori, kg/soat.
11255 – (2430 + 3919) = 4906
Ikkinchi reaksiya bo’yicha hosil bo’lgan azot (IV) – oksid miqdori, kg/soat.

bu yerda,
2430– ikkinchi reaksiyada sarf bo’lgan kislorod miqdori, kg/soat.
Ikkinchi reaksiya bo’yicha sarf bo’lgan azot (II) – oksidining miqdori, kg/soat.
(21775 – 4899)^.0,27 = 4556
Qolgan gaz tarkibida azot (II) – oksidining miqdori, kg/soat.
21775 – (4899 + 4556) = 12319
7.1.2 jadval
Kondensator sovutgich moddiy balansi.

Kelishi				Sarf
Nomi	kg/soat	nm^3/soat	%		Nomi		kg/soat		nm^3/soat		%
NO	21775	16259	11		NO		12320		9199		6,0
O2	11255	7878,5	6		NO2		6986		3402		4,0
N2	135882	108706	70		O2		4906		3434		3,0
H2O(b)	25583	31837	13		H2O(b)		5007		6231		3,0
Jami	194495	164680,5	100		N2		135882		108706		70,0
				Jami		165101		130972
				Kondensat
				HNO3		10288		3658		5,0
				Suv		19106		23776		9,0
				Jami		29394		27434		14,0
				Umumiy		194495		158406		100

Absorbsiya bo’limining moddiy hisobi.
Absorbsion kolonnada quyidagi reaksiyalar boradi:
2NO + O₂ = 2NO₂ + Q (1)
3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO + Q (2)
Hosil bo’lgan azot (II) – oksid yana kislorod bilan reaksiyaga kirishib, azot (IV) – oksid hosil bo’ladi.
= 49826 kg/s.
yoki:
= 24263 nm³/s.

Absorbsiya darajasi η_a = 99,5% ni hisobga olgan holda

=49826/0,995=50076 kg/s
yoki
nm³/s.
NO₂ ning qolgan miqdori:
=50076-49826=250 kg/s.
yoki:
= 122 nm³/s.
1-reaksiya bo’yicha NO₂ hosil bo’lishiga sarflanayotgan NO miqdori.
G`_NO= 32658 kg/s.
yoki:

V`_NO= = 24385 nm³/s.

2-reaksiyaga ko’ra suvning kerakli miqdori:
G_suv = = 6499 kg/s.
yoki:
V_suv = = 8088 nm³/s.
2-reaksiyada NO hosil bo’lishi.

G``_NO = =10832 kg/s.

yoki:
V``_NO = = 8088 nm³/s.
1-reaksiya bo’yicha NO₂ hosil bo’lishiga sarflangan kisloraodning miqdori.(1-reak)
G o₂ = = 17418 kg/s.
yoki:
G o₂ = = 12193 nm³/s.
Kisloraodni boyitishga sarflanayotgan havoning qo’shimcha miqdori:
G_xavo = 29476 – 17418 = 12058 kg/s.
V_xavo = = 40386 nm³/s.
4 – reaksiya bo’yicha kelayotgan azot (IV) – oksiddan hosil bo’lgan kislota miqdori, (η_a = 99,5%) kg/soat.

bu yerda, 7345 – sovutgichdan kelayotgan azot (IV) – oksid moqdori, kg/soat.
(3) – reaksiya bo’yicha kelayotgan azot (II) – oksiddan hoail bo’lishi kerak bo’lgan nitrat kislota miqdori, kg/soat.
38294 – 10351 = 27943
Bu miqdor kislota uchun sarf bo’lgan azot (II) – oksidini miqdori, kg/soat.

Chiqindi gazlar bilan chiqib ketayotgan azot (II) – oksidini miqdori, kg/soat.
13397 – 13306 = 91
bu yerda, 13397 –kelayotgan azot (II) – oksid miqdori, kg/soat.
(4) –reaksiya bo’yicha 10351 kg/soat nitrat kislota uchun sarf bo’lgan azot (IV) – oksidi miqdori, kg/soat.
7596 – 7558 = 38
bu yerda, 7596 – sovutgichdan kelayotgan azot (IV) – oksid moqdori, kg/soat.
Absorbsion kolonnadan 58% li eritma bilan chiqib ketayotgan suv miqdori, kg/soat.

Chiqindi gazlar bilan chiqib ketayotgan suvning miqdori, kg/soat.

Absorbsion kolonnaga sovutgichdan kelayotgan jami suv miqdori, kg/soat.
5445 + 20777 =26222
bu yerda, 5445 – nitroza gazlari bilan kelayotgan suv miqdori, kg/soat. 20777– 35% li kislota bilan kelayotgan suv miqdori, kg/soat.
3 – reaksiya uchun kerakli suv miqdori, kg/soat.

4 – reaksiya uchun kerakli suv miqdori, kg/soat.

Jami kerakli suv miqdori, kg/soat.
36012 + 3992 + 1479 – 26222 = 15291
Jami kerakli suv miqdori, kg/soat.
20777 + 15291 = 36068
3 – reaksiya bo’yicha kerakli kislorod miqdori, kg/soat.

4 – reaksiya bo’yicha kerakli kislorod miqdori, kg/soat.

Jami kerakli kislorod miqdori, kg/soat.
10645 + 1314 = 11959
Absorbsiya darajasi (η_a = 99,5%) ni hisobga olib, kg/soat.
11959^.0,995 = 11899
Chiqindi gazlar bilan chiqib ketayotgan kislorodning miqdori, kg/soat.
11959 – 11899 = 60
Absorbsiya uchun kerakli qo’shimcha kislorod miqdori, kg/soat.
11899 – 5336 = 6563
bu yerda, 5336 – absorbsion kolonnaga sovutgichdan kelayotgan kislorod miqdori, kg/soat.
Bu miqdor kislota uchun kerakli havo tarkibidagi azotning miqdori(shartli ravishda φ(O₂) = 21%; φ(N₂) = 79%) kg/soat.

Jami chiqindi gazlar tarkibidagi azotning miqdori, kg/soat.
147767 + 24689 =172456
7.1.3 jadval
Absorbsiya bo’limining moddiy balansi

Kelishi				Sarfi
Nomi	kg/soat	nm^3/soat	%	Nomi	kg/soat	nm^3/soat	%
NO	32658	24385	27	NO	10832	8088	12
O2	17418	12193	14	NO2	250	122	0,2
N2	8973	7178	8	N2	8973	7178	10,2
H2O(b)	6499	8088	9	H2O(b)	152	189	0,3
Jami	65548	51844	58	Jami	20207	15577	22,7
Suv	30481	37932	42	Suv(kisbn)	30329	37743	54
				HNO3	45493	16175	23,3
Umumiy	96029	89776	100	Umumiy	96029	69495	100

Absorbsiya jarayonining issiqlik hisobi.
Issiqlikning kelishi
1. NO bilan:
Q₁= 32658∙0,99∙35=1131600 kJ/soat
2. O₂ bilan:
Q₂= 17418∙0,919∙35=560250 kJ/soat
3. N₂ bilan:
Q₃= 8973∙1,04∙35=326617 kJ/soat
4. Suv bug‘i bilan:
Q₄=6499∙1,868∙35=424905 kJ/soat
5. Suv bilan:
Q₅= 30481∙4,19∙35=4470039 kJ/soat
6. Kislota bilan:
Q₆= 152/22,4∙173000=1173928 kJ/soat
7. Issiqlikning umumiy kelishi:
Q_kelish= Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆= 8087339 kJ/soat
Issiqlikning sarfi
1. NO bilan:
Q₁= 10832∙0,997∙30=323985 kJ/soat
2. NO₂ bilan:
Q₂= 250∙0,825∙30=6187,5 kJ/soat
3. N₂ bilan:
Q₃= 8973∙1,8467∙30=497113 kJ/soat
4. Suv bug‘i bilan:
Q₄= 152∙1,868∙30=8518 kJ/soat
5. Monogidrat bilan:
Q₅= 45493∙1,75∙30= 2404132,5 kJ/soat
6. Suv bilan:
Q₆= 35825∙1,868∙30=3812355 kJ/soat
7. Issiqlikning umumiy kelishi:
Q_sarf= Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆= 7825309 kJ/soat
8. Atrof muhitga yo‘qotilgan issiqlik:
Issiqlikning umumiy kelishi:
Q_atm=∑Q_kelish-∑Q_sarf= 262030 kJ/soat
Olingan natijalarni jadval ko‘rinishiga keltiramiz.
Jadval 7.1.4
Absorbsiya bo‘limining issiqlik balansi

Kelishi				Sarfi
Nomi	kJ/coat	%	Nomi		kJ/coat	%
NO	1131600	14,0	NO		323985	4,0
O2	560250	7,0	NO2		6187,5	0,1
N2	326617	4,0	N2		497113	7,0
H2O(b)	424905	5,0	H2O(b)		8518	0,1
Jami	2443372		Jami		835803,5
Suv	4470039	55,0	Suv		3812355	47,0
HNO3	1173928	15,0	HNO3		2404132,5	38,56
Jami	5643967		Jami		7825309
			Atrof muhitga yo’qatilayotgan issiqlik		262030	3,24
Umumiy	8087339	100	Umumiy		8087339	100