Материальный баланс процесса абсорбции

Данные для расчета

1. Производительность установки – 120 тыс.т/год (на 100 % HNO3).

2. Число рабочих дней в году – 350.

3. Концентрация получаемой кислоты – 50 %(масс.).

4. Общая степень абсорбции NO2 – 92 %.

5. Состав поступающих на абсорбцию газов и концентрация кислоты, подаваемой на орошение абсорбера:

Таблица 6.1

6. База расчета – суточная производительность установки. Окисление NO в NO2 в абсорбционной башне можно не учитывать.

Расчет суточной производительности установки

[pic 1]

Состав газа в %(масс.):

Для пересчета объемного состава в массовый и обратно необходимо знать плотность ri каждого компонента:

[pic 2]

Масса любого газа при нормальных условиях равна его молярной массе, поделенной на объем, занимаемый одним молем, т.е. [pic 3], где [pic 4]- плотность газа при нормальных условиях.

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10];

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

Расчет массы двуокиси азота

Абсорбция двуокиси азота происходит по уравнению:

[pic 16]

Концентрация кислоты орошающей абсорбер – 47,5 %(масс.)

Содержание воды и кислоты

[pic 17]- масса кислоты (в пересчете на 100 %-ю) поступающей в абсорбер;

[pic 18]- масса воды в 47,5 %-ой кислоте.

Рассчитаем количество реагентов для получения 1 кг кислоты (в пересчете на 100 %-ю)

На образование 2-х моль 100% кислоты требуется 3 моль NO2.

[pic 19] [pic 20]

Масса поглощенной воды на образование 1 кг кислоты (в пересчете на 100 %-ю).

На образование 2-х моль кислоты поглощается 1 моль воды

[pic 21] [pic 22]

Масса водяных паров, вносимых в абсорбер с нитрозными газами на образование 1 кг кислоты (в пересчете на 100 %-ю).

[pic 23] [pic 24];

с учетом степени абсорбции NO2 92 % - [pic 25].

Для получения 50 %-ой кислоты на 1 кг кислоты требуется 1 кг воды. На разбавление полученной кислоты может использоваться 0,05 кг воды из поступающей на орошение 47,5 %-ой кислоты. Отсюда, количество кислоты подаваемой на орошение составит

0,864/0,05=17,28 кг.

Образуется оксида азота 1 моль

[pic 26] [pic 27]

Тогда на образование 1 кг азотной кислоты (в пересчете на 100 %-ю) из диоксида азота потребуется:

Нитрозные газы (учетом степени абсорбции):

NO2 – 1,095 кг;

Н2О – 0,136 кг;

Кислота на орошение 17,28 кг.

Образуется оксида азота – 0,238 кг.

Всего получаем кислоты (в пересчете на 100 %-ю):

17,28·0,475+1=9,208 кг или 2·9,208=18,416 кг 50 %-ой кислоты.

17,28 кг кислоты абсорбирует 1,095 кг NO2, тогда 1 кг кислоты абсорбирует Х кг NO2:

[pic 28] [pic 29].

Поступает с учетом степени абсорбции 92 % - [pic 30]

Образуется оксида азота:

[pic 31] [pic 32].

Поглощается воды:

[pic 33] [pic 34].

Из 0,136 кг воды, содержащейся в нитрозных газах