Модернизация технологии производства аммиачной селитры на ОАО "Череповецкий "Азот"
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
7932117,8 Q5-эндотермический эффект разбавления 90%-го раствора NН4NО3 20%-ым раствором NН4NО3, кДж;26766942,5Q2 - физ. тепло газообразного аммиака, кДж34498903,2 Q6 - теплота, затрачен-ная на испарение Н2О из раствора NН4NО3, кДж 7075333664,8Q3 -физ. тепло 20%-го раствора, кДж;26473312,4Q7 - теплота, затраченная на испарение НNО3 и раствора азотной кислоты, кДж419260,680,4Q4 - теп. эффект реакции нейтра-лизации, кДж8363800076,6Q8 - физ. тепло сокового пара, кДж95347188,7Q9 - физ. тепло 90%-го раствора NН4NО3, кДж2204775820,2 Q10 - потери тепла в окружающую среду, кДж3782775,33,4 Всего:109214542100 Всего:109214542100
В данном разделе произведен расчет теплового баланса на два аппарата ИТН. Значительную часть прихода тепла составляет тепло реакции нейтрализации (76,6%), а в расходе тепла - это тепло, затраченное на испарение воды из раствора аммиачной селитры (64,8%).
.1.3 Материальный баланс донейтрализатора Р-4
Исходные данные:
Данные материального баланса аппарата ИТН
Массовая доля NH4NO3 в выходящем растворе…………………………..…..0,885В аппарат подается добавка ЖКУ, кг/ч…………………………….….…..…6336,4в том числефосфаты аммония, кг/ч…………………………………………………..……4749,2вода, кг/ч ………………………………………………………………………1587,2Потери аммиака, %мас………………………………………..…………………...58Потери фосфатов аммония, %мас………...…………………………………….0,09
Расчет материального баланса.
1)Нейтрализация азотной кислоты происходит по реакции
NН3+НNО3 NН4NО3+Q ?Н = -146490 кДж
В донейтрализатор поступает 27кг/ч аммиака. Учитывая потери, прореагирует только 15,7 кг аммиака. Вычислим, сколько азотной кислоты при этом нейтрализуется:
кг NH3 - 63 кг HNO3
15,5 кг NH3 - х кг HNO3
Тогда останется азотной кислоты: 87 - 57,4 = 29,6 кг.
) Найдем сколько получится нитрата аммония:
17 кг NH3 - 80 кг NH4NO3
15,5 кг NH3 - х кг NH4NO3
Тогда в выходящем из донейтрализатора растворе САФУ содержится нитрата аммония: 51504,4 + 72,9 = 51577,3 кг/ч
) В аппарат с добавкой ЖКУ и аммиаком поступает вода. Вычислим, сколько воды будет в выходящем растворе:
,7 + 1587,2 + 0,1 = 7310 кг/ч.
) составим таблицу материального баланса
Таблица 6.3 Материальный баланс донейтрализатора Р-4
Статьи приходакг/ч%масСтатьи расходакг/ч%масРаствор аммиачной селитры с м.д. NH4NO3 0,9, в том числе NH4NO3 HNO3 Н2О57314,1 51504,4 87 5722,7 85,3Раствор САФУ с м.д. NH4NO3 0,885, в том числе NH4NO3 HNO3 Н2О фосфаты аммония63661,7 51577,3 29,6 7310 4744,8 99,98ЖКУ, в том числе фосфаты аммония Н2О6336,4 4749,2 1587,210Потери NH3 фосфаты аммония15,9 11,5 4,40,02Аммиак с м.д. NH3 0,996 в том числе Н2О NH3 27,1 0,1 274,7ИТОГО63677,6100ИТОГО63677,6100
В данном разделе произведен расчет материального баланса донейтрализатора Р-4. Большую часть прихода составляет раствор аммиачной селитры - 85,3%, а расходуется больше раствора САФУ - 99,98%.
.1.4 Тепловой баланс донейтрализатора Р-4
Исходные данные:
Данные теплового баланса аппарата ИТН
Данные материального баланса донейтрализатора Р-4
Температура ЖКУ……………………………………………………………....80СПотери тепла………………………………………………………………………4%
Целью расчета теплового баланса донейтрализатора является определение расхода пара для обогрева донейтрализатора.
Условием теплового баланса является равенство прихода и расхода тепла.
Запишем уравнение теплового баланса:
Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = Q6 + Q7 + Q8 + Q9, (6.8)
где Q1 - физическое тепло 90%-го раствора аммиачной селитры, кДж;
Q2 - физическое тепло газообразного аммиака, кДж;
Q3 - физическое тепло ЖКУ, кДж;
Q4 - тепло реакции нейтрализации, кДж;
Q5 - тепло пара, подаваемого на обогрев донейтрализатора, кДж;
Q6 - физическое тепло раствора САФУ, кДж;
Q7 - физическое тепло аммиака в скруббер-нейтрализатор, кДж;
Q8 - теплота, затраченная на разбавление 90%-го раствора аммиачной селитры 4,4%-м раствором, кДж;
Q9 - потери тепла, кДж.
Расчет прихода тепла:
1) физическое тепло 90%-го раствора аммиачной селитры рассчитаем:
Q = m c t, (6.9)
где m - масса 90%-ного раствора аммиачной селитры, кг;
с - теплоемкость 90%-ного раствора аммиачной селитры, кДж/кгК;
t - температура 90%-ного раствора аммиачной селитры, С.
Q1 = 57314,1 2,400 155 = 21320845,2 кДж
) физическое тепло газообразного аммиака рассчитаем по формуле:
Q = n c t, (6.10)
где n - количество аммиака, кмоль;
c - теплоемкость аммиака, кДж/кмольК;
t - температура аммиака, С.
Q2 = = 5196,3 кДж
) физическое тепло ЖКУ рассчитаем по формуле:
Q = m c t, (6.11)
где m - масса ЖКУ, кг;
с - теплоемкость ЖКУ, кДж/кгК;
t - температура ЖКУ, С.
Теплоемкость ЖКУ рассчитаем по правилу аддитивности, используя теплоемкости чистых веществ и зная массовые доли их в растворе:
сЖКУ = 1,349 0,75 + 4,19 0,25 = 2,059 кДж/кгК
Q3 = 6336,4 2,059 80 = 1043731,8 кДж
) рассчитаем тепло реакции нейтрализации:
при нейтрализации 63 кг HNO3 выделяется 146490 кДж тепла
при нейтрализации 57,4 кг HNO3 выделяется х кДж тепла
Q4 = = 133468,7 кДж
) выразим тепло пара, кДж: Q5 = n 36,1 183= n 6606,3
6) приход тепла равен:
QПРИХ = 21320845,2 + 5196,3 + 1043731,8 + 133468,7 + n 6606,3
QПРИХ = 22503242 + n 6606,3
Расчет расхода тепла:
) физическое тепло раствора САФУ с массовой долей нитрата аммония 0,88 рассчитаем по формуле:
Q = m c t, (6.12)
где m - масса раствора САФУ, кг;
с - теплоемкость раствора САФУ, кДж/кгК;
t - температура раствора САФУ, С.
Q