Контрольная работа: Материальный баланс холодильника-конденсатора
1. Исходные данные для расчета
1. В холодильник-конденсатор поступает 5000 нм³/ч нитрозных газов.
2. Состав газа на входе, %об.: NO – 2, NO2 – 8,35, O2 – 1,92, N2 – 70,80, Н2О – 16,93.
3. Давление в системе 7,5 атм.
4. Степень превращения окислов азота при абсорбции – 0,98.
5. В расчете теплового баланса определить количество охлаждающей воды.
6. Температура нитрозного газа на входе в холодильник – конденсатор – 160ºС.
7. Температура нитрозного газа на выходе из холодильника–конденсатора – 40ºС.
8. Степень конденсации водяных паров – 90 %.
2. Материальный баланс холодильника-конденсатора
Цель материального баланса: определение состава нитрозного газа после холодильника-конденсатора.
Таблица 1. Состав нитрозных газов, поступающих в холодильник-конденсатор
| Состав | м3 /ч | кг/ч | кмоль/ч | % (об.) |
| NO | 100 | 133,8 | 4,46 | 2 |
| NO2 | 417,5 | 857,44 | 18,64 | 8,35 |
| O2 | 96 | 137,152 | 4,286 | 1,92 |
| N2 | 3540 | 4425,008 | 158,036 | 70,80 |
| H2 O | 846,5 | 680,22 | 37,79 | 16,93 |
| Всего | 5000 | 6233,62 | 223,212 | 100 |
В холодильнике – конденсаторе образуется конденсат, содержащий 40%-ную HNO3 , что соответствует степени превращения окислов азота 25 %.
Условно пересчитываем окислы азота, содержащиеся в нитрозном газе, на NO2 :
(NO+ NO2 )=4,46+18,64=23,1 кмоль/ч
1. Количество конденсата.
Количество двуокиси азота, превращенной в азотную кислоту, составит:
23,1*0,25=5,775 кмоль/ч
На образование азотной кислоты по реакции
4 NO2 + O2 +2Н2 О = 4HNO3 - 73600 кДж
расходуется воды: 5,775 / 2 = 2,887 кмоль/ч.
Количество сконденсировавшейся воды x, пошедшей на образование 40%-ной HNO3 , можно вычислить по уравнению:
36382,5=14553+720x
x= 30,32 кмоль/ч
Всего сконденсировалось воды:
2,887 + 30,32 = 33,21 кмоль/ч
В газе осталось водяных паров:
37,79 – 33,21 =4,58 кмоль/ч
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--