«Производство фосфорной кислоты термическим методом»

3.2. Тепловой баланс камеры сжигания фосфора

Исходные данные.
Температура поступающих и отходящих материалов, в : фосфора 60; кислоты, поступающей на башни гидратации 40; оборотной кислоты (на входе в башню) 60; воды, входящей в башню 20; кислоты, вытекающей из башни, 80; отходящих газов 150; поступающего воздуха 15; 10% от общего количества воздуха подогрето до 60.
Содержанием примесей в фосфоре пренебрегаем.
Приход теплоты.
С фосфором поступает:

Воздух вносит:
подогретый до 60

имеющий температуру 15

Всего воздух вносит:

Поступающая из башни гидратации 65%-ная H₃PO₄ вносит:

Поступает теплоты за счет:
сгорания фосфора –


гидратации 50% фосфорного ангидрида от общего его количества –


Общее поступление теплоты за счет сгорания и гидратации:

С водой поступает:

С оборотной 75%-ной H₃PO₄ поступает:

Количество оборотной кислоты определяем, пользуясь уравнением теплового баланса.
Окончательно всего поступает теплоты:

Расход теплоты.
С продукционной 75%-ной H₃PO₄ теряется:

Отходящие газы из башни сжигания при 150 уносят:

Оборотная кислота уносит:

Теплопотери принимаем, по практическим данным, равными 418,68 кДж/ч (100 ккал/ч) с 1 м² поверхности башни, или всего при поверхности башни 200 м²:

Итак:

Из уравнения теплового баланса определяем количество оборотной кислоты, циркулирующей в башне в качестве охладительного агента (полученная теплота отводится в водяном холодильнике):



Следовательно:


Таблица 2. Тепловой баланс.

Приход	МДж/ч	Расход	МДж/ч
С фосфором	135,7	С отходящими газами	18267,7
С воздухом	611,6	С продукционной 75%-ной H3PO4	2070,8
С 65%-ной H3PO4	595,1	С оборотной 75%-ной H3PO4	216000,8
За счет сгорания и гидратации	75626,6	Теплопотери	83,7
С водой	578,7
С оборотной 75%-ной H3PO4	158875,3
Всего	236423	Всего	236423

Тепловой режим работы близок к расчетному [3].