Матеріальний баланс холодильника-конденсатора

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

1. Вихідні дані для розрахунку

  1. У холодильник-конденсатор надходить 5000 нм ³ / год нітрозних газів.

  2. Склад газу на вході,% об.: NO - 2, NO 2 - 8,35, O 2 - 1,92, N 2 - 70,80, Н2О - 16,93.

  3. Тиск у системі 7,5 атм.

  4. Ступінь перетворення оксидів азоту при абсорбції - 0,98.

  5. У розрахунку теплового балансу визначити кількість охолоджуючої води.

  6. Температура нитрозного газу на вході в холодильник - конденсатор - 16 0 º С.

  7. Температура нитрозного газу на виході з холодильника-конденсатора - 40 º С.

  8. Ступінь конденсації водяної пари - 90%.

2. Матеріальний баланс холодильника-конденсатора

Мета матеріального балансу: визначення складу нитрозного газу після холодильника-конденсатора.

Таблиця 1. Склад нітрозних газів, що надходять в холодильник-конденсатор

Склад

м 3 / год

кг / год

кмоль / год

% (Об.)

NO

100

133,8

4,46

2

NO 2

417,5

857,44

18,64

8,35

O 2

96

137,152

4,286

1,92

N 2

3540

4425,008

158,036

70,80

H 2 O

846,5

680,22

37,79

16,93

Всього

5000

6233,62

223,212

100

У холодильнику - конденсаторі утворюється конденсат, що містить 40%-ную HNO 3, що відповідає ступеню перетворення окислів азоту 25%.

Умовно перераховуємо окисли азоту, що містяться в нітрозному газі, на NO 2:

(NO + NO 2) = 4,46 +18,64 = 23,1 кмоль / год

1. Кількість конденсату.

Кількість двоокису азоту, перетвореної в азотну кислоту, складе:

23,1 * 0,25 = 5,775 кмоль / год

На освіту азотної кислоти з реакції

4 NO 2 + O 2 +2 Н 2 О = 4 HNO 3 - 73600 кДж

витрачається води: 5,775 / 2 = 2,887 кмоль / ч.

Кількість сконденсировавшейся води x, яку витратили на освіту 40%-ної HNO 3, можна обчислити за рівнянням:

36382,5 = 14553 +720 x

x = 30,32 кмоль / год

Всього сконденсировалось води:

2,887 + 30,32 = 33,21 кмоль / год

У газі залишилося водяної пари:

37,79 - 33,21 = 4,58 кмоль / год

Кількість утворилася 40%-ної HNO 3:

5,775 + 30,32 = 36,095 кмоль / год

2. Кількість і склад газу після холодильника.

На освіту HNO 3 пішло кисню:

5,775 * 0,25 = 1,444 кмоль / год

У газі залишилось:

кисню

4,286 - 1,444 = 2,842 кмоль / год

окислів азоту

23,1 - 5,775 = 17,325 кмоль / год

Таблиця 2. Склад нітрозних газів, що виходять з холодильника-конденсатора

Склад

м 3 / год

кг / год

кмоль / год

% (Об.)

NO

99,904

133,8

4,46

2,44

NO 2

288,176

591,79

12,865

7,04

O 2

63,661

90,944

2,842

1,55

N 2

3540,006

4425,008

158,036

86,46

H 2 O

102,592

82,44

4,58

2,51

Всього

4094,339

5323,982

182,783

100

Таблиця 3. Склад конденсату

Склад

м 3 / год

кг / год

кмоль / год

% (Об.)

HNO 3

129,36

363,825

2,05

39,99

H 2 O

679,17

545,76

37,73

60,01

Всього

808,53

909,585

39,78

100

3. Зведений матеріальний баланс холодильника-конденсатора

Таблиця 4.

ПАРАФІЯ

ВИТРАТА

В-во

м 3 / год

кг / год

кмоль / год

% (Об.)

В-во

м 3 / год

кг / год

кмоль / год

% (Об.)

NO

100

133,8

4,46

2

NO

99,904

133,8

4,46

2,01

NO 2

417,5

857,44

18,64

8,35

NO 2

288,176

591,79

12,865

5,78

O 2

96

137,152

4,286

1,92

O 2

63,661

90,944

2,842

1,28

N 2

3540

4425,01

158,036

70,80

N 2

3540,01

4425,01

158,04

71,06

H 2 O

846,5

680,22

37,79

16,93

H 2 O

102,592

82,44

4,58

2,06






H 2 O

конд-ат

679,17

545,76

37,73

16,96






HNO 3

конд-ат

129,36

363,825

2,05

0,92

Всього

5000

6233,62

223,212

100

Всього

4902,873

6233,57

222,39

100

Не у в'язка матеріального балансу складає:

Вона не перевищує 1%, відповідно матеріальний баланс розрахований вірно.

Тепловий баланс холодильника - конденсатора

Мета теплового балансу: розрахунок теплових потоків.

  1. Теплоту, принесену з нітрозні газом, знаходимо за формулою,

,

де n i - Кількість речовини вихідних реагентів, кмоль / год (матеріальний баланс);

c i - середня питома теплоємність компонентів, кДж / (кмоль К);

t вх, i - температура вхідного потоку, º С.

Знаходимо середню теплоємність компонентів нитрозного газу за формулами:

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

Таблиця 3. Середня теплоємність нитрозного газу

Компоненти

Теплоємність,

N Про

3 0, 53

N 2

29,44

NO 2

39,86

O 2

29,78

H 2 O

34,15

Розрахуємо середню теплоємність нитрозного газу за правилом адитивності:

;

.

Q 1 = 223,212 * 31,136 * 160 = 1111988,613 кДж / ч = 308,89 кВт.

  1. Теплоту, що надходить за рахунок конденсації водяної пари, визначаємо як:

Q 2 = (2780 - 4,18 * 40) 33,21 * 18 = 1561879,584 кДж / ч = 433,85 кВт.

де 2780 кДж / кг - теплота конденсації водяної пари.

  1. Теплоту при утворенні азотної кислоти знаходимо за формулою, кДж:

,

де q - теплота освіти безводній HNO 3 (по реакції), кДж; q = 73600 кДж;

m - кількість утворилася кислоти, кмоль / год (матеріальний баланс)

Q 3 = кДж / год = 29,52 кВт.

Теплота, що виділяється при розведенні безводній кислоти до 40%-ної HNO 3:

Q 4 = 28400 * 5,775 = 164010 кДж / год = 45,56 кВт.

де 28400 - теплота розведення азотної кислоти, кДж / моль.

Теплоту, відведену нітрозні газом з конденсатора, знаходимо за формулою, кДж:

де n j - Кількість речовини продуктів реакції, кг / год, (матеріальний баланс); c j - середня питома теплоємність компонентів, кДж / (кмоль К);

t кін, j - температура вихідного потоку, º С.

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

Таблиця 3. Середня теплоємність нитрозного газу

Компоненти

Теплоємність,

N Про

3 0, 12

N 2

29,18

NO 2

37,09

O 2

28,45

H 2 O

33,59

.

Q 5 = 182,787 * 29,859 * 40 = 218313,481 кДж / год = 60,64 кВт.

Теплоту, що відводиться з кислотою з холодильника - конденсатора знаходимо як:

Q 6 = кДж / год = 30,73 кВт.

[3,041 - теплоємність 40%-ної HNO 3 при 40 º С, кДж / (кг К)].

По різниці між кількостями приходить і витрачається теплоти визначаємо теплоту, відведену охолоджуючої водою:

Q 7 = (308,89 + 433,85 + 29,52 + 45,56) - (60,64 + 30,73) = 726,45 кВт.

Таблиця 5. Тепловий баланс холодильника-конденсатора

ПАРАФІЯ

ВИТРАТА

Потік

кВт

%

Потік

кВт

%

Q 1

308,89

37,77

Q 5

60,64

7,41

Q 2

433,85

53,05

Q 6

30,73

3,76

Q 3

29,52

3,61

Q 7

726,45

88,83

Q 4

45,56

5,57




Всього

817,82

100

Всього

817,82

100

9


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Контрольна робота
46.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Матеріальний баланс холодильника конденсатора
Розрахунок конденсатора-холодильника парів бінарної суміші метанол-вода
Матеріальний облік на складі
Пристрій холодильника
Матеріальний потік і його характеристики
Комплексне дослідження ринку холодильника NORD
Розрахунок нормалізованого конденсатора
Розрахунок малогабаритного конденсатора
Розрахунок прямоемкостного конденсатора
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru