Контрольная работа: Виробництво азотної кислоти

(40)

Ступінь перетворення в азотну кислоту:

(41)

На практиці ступінь перетворення окислів азоту в азотну кислоту іноді розраховують по різниці парціальних тисків всіх окислів азоту в початковому й кінцевому газі.

(42)

Частка всіх окислів азоту, перетворених в азотну кислоту, складе (частки од.):

(43)

Кількість нітрозних газів, що поглинаються в абсорбційній колоні пропорційна зменшенню парціального тиску оксидів азоту внаслідок перетворення їх в азотну кислоту. Це зменшення можна визначити по рівнянню R=C(p_н - p_к )

При сталій рівновазі коефіцієнт С = 1 . Якщо рівновага не досягається, величина С буде характеризувати ступінь досягнення рівноваги, а у випадку поглинання нітрозних газів в абсорбційних колонах тарілчастого типу - коефіцієнт корисної дії тарілок. Тоді кількість оксидів азоту, перетворених в азотну кислоту, складе

де Q - загальна кількість оксидів азоту, що знаходяться в газі.

Коефіцієнт С , що характеризує ступінь досягнення рівноваги або к. п. д. сітчастих тарілок при поглинанні оксидів азоту в абсорбційних колонах, залежить від ряду факторів. Виведене рівняння для розрахунку к. п. д. сітчастих тарілок абсорбційних колон має вигляд

(44)

де а — постійна (для тарілок з отворами діаметром 2 мм кроком 8 мм при концентрації оксидів азоту у вихідному газі 8-9% а =0,3);

с_NH3 – концентрація азотної кислоти, % мас;

Р – тиск газу, МПа; h – відстань між тарілками, м;

t – температура кислоти, ⁰ С;

w – швидкість газу, м/с;

К – коефіцієнт, що залежить від тиску й швидкості газу.

Розрахунки показують, що найбільш ефективні сітчасті тарілки з діаметром отворів 1-2 мм і вільним перетином у межах 3-5%.

У промисловості знайшли застосування установки для одержання азотної кислоти, у яких абсорбція оксидів азоту проводиться при різних тисках: від 0,1 до 0,9 МПа.

Застосування підвищеного тиску дозволяє досягти високого ступеня поглинання оксидів азоту до 99,8-99,9%.

3.1 Технологічні розрахунки

3.1.1 Завдання 7

Визначити ступінь поглинання окислів азоту 50%-ний азотною кислотою при 25⁰ С и атмосферному тиску. У газі міститься 2% NO; 4,7% NO₂ ; 1,6% N₂ O₄ .

Рішення:

Позначивши парціальні тиски компонентів газу через а, b і с, визначимо:

а = 0,02 ата b = 0,047 ата с = 0,016 ата

при 25⁰ С розрахуємо К: