Контрольная работа: Виробництво азотної кислоти

азотний кислота аміак оксид

де 1,1 - коефіцієнт, що враховує збільшення часу контакту за рахунок подовження ниток сітки при провисанні.

Діаметр сітки:

(17)

Оптимальний час контакту залежить від природи каталізатора й температури. Для 900⁰ С при ступені перетворення 90-98% час контакту газу з каталізатором можна визначити по формулі:

(18)

де - ступінь перетворення NH₃ в NO, %.

Підвищення температури внаслідок виділення теплоти при окислюванні аміаку киснем повітря можна визначити по формулі:

(19)

де - ступінь перетворення, частки одиниці;

х - зміст аміаку в аміачно-повітряної суміші, об. частки;

Р_Н2О – парціальний тиск водяних пар у суміші;

Р – загальний тиск газу.

Вищенаведена формула справедлива при наступних значеннях мольних теплоємкостей компонентів суміші, кДж/(кмоль*град):

С(О₂ ) – 32,3 С(Н₂ О) – 37,4 C(N₂ ) – 30,8 C(NO) – 31,6

При виборі температури конверсії аміаку необхідно враховувати зростання питомих втрат платинового каталізатора, які сильно збільшуються вище 950⁰ С. Питомі втрати платинового каталізатора можна визначити по емпіричному рівнянню:

(20)

де - питомі втрати платини, г/т;

Т – температура конверсії, К.

1.1 Технологічні розрахунки

1.1.1 Завдання 1

Скласти матеріальний і тепловий баланси стадії окислювання аміаку на 1 т азотної кислоти. Ступінь окислювання NH₃ до NO – 0,97; NO до NO₂ 0,99 і ступінь абсорбції 0,97. Зміст аміаку в аміачно-повітряній суміші 7,5 % мас. Температура АВС на вході в контактний апарат 270⁰ С, втрати тепла становлять 5% від загального приходу тепла. Визначити температуру нітрозних газів на виході з контактного апарата.

Рішення:

Визначимо витрату аміаку з сумарного рівняння:

NH₃ + 2O₂ = HNO₃ + H₂ O (І)

1. Теоретична витрата NH₃ на 1 т HNO₃ складе:

Фактична витрата NH₃ при значенні ступеня конверсії 97% і ступеня абсорбції оксидів азоту 99% складе:

Об'єм цієї кількості аміаку складе: