додати матеріал


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 нмі / год нітрозних газів.
2. Склад газу на вході,% об.: NO - 2, NO2 - 8,35, O2 - 1,92, N2 - 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 - 160єС.
7. Температура нитрозного газу на виході з холодильника-конденсатора - 40єС.
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 = 4HNO 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
Проблема 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, єС.
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,

30,53
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.
2. 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.
3. 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, єС.
кДж / (кмоль К)
кДж / (кмоль К)
кДж / (кмоль К)
кДж / (кмоль К)
кДж / (кмоль К)
Таблиця 3. Середня теплоємність нитрозного газу
Компоненти
Теплоємність,

30,12
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 єС, 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
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Контрольна робота
91.6кб. | 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