Составление материального баланса контактного узла — КиберПедия 

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

Составление материального баланса контактного узла



Теоретический расход NН3 на 1 т HNО3 согласно уравнению (38) составит:

кг.

Фактический расход NH3 при степени конверсии 96% и степени абсорбции оксидов азота 99,99% составит:

кг.

Общий расход NH3 за 1 ч

кг или кмоль.

Часовой расход воздуха при содержании в аммиачновоздушной смеси 11,5% NH3 составит:

кмоль.

В нем содержится О2:

7970×0,21 = 1670 кмоль или 53500 кг.

Количество других газов, поступающих с воздухом, составит:

7970×0,79 = 6300 (кмоль), или 176400 кг.

Содержание паров воды даже при полном насыщении воздуха при 25°С и 8×105 Па 0,4 %, поэтому в расчете эту цифру не учитываем.

Количество и состав аммиачновоздушной смеси, поступающей в контактный аппарат:

 

  кмоль об.% кг масс.%
NH3 11,5 7,12
O2 18,6 21,60
N2 69,9 71,28
Всего 100,00

 

В контактном реакторе реакция (38) протекает на 96%, а на 4% протекает реакция:

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O + 1269000 Дж (42)

Образованием N2O пренебрегаем.

Образуется NO и N2:

1035×0,96 = 994 кмоль или 29820 кг;

1035×0,04×0,5 = 20,5 кмоль;

паров воды

1035×1,5 = 1552 кмоль или 27980 кг.

При образовании NO и N2 связалось О2:

1035×0,96×1,25+1035×0,04×0,75= 1272 кмоль;

Осталось О2 в нитрозном газе:

1670-1272=398 кмоль или 12740 кг.

Количество N2 в нитрозном газе:

6300+20,5=6320,5 кмоль или 176960 кг.

Количество и состав нитрозных газов, выходящих из контактного реактора:

 

  кмоль об.% кг масс.%
NO 994,0 10,7 12,00
O2 398,0 4,3 5,20
H2O 1552,0 16,75 11,30
N2 6320,5 68,25 71,50
Всего 9264,5 100,00 100,00

 

Расчет необходимого количества катализатора

Предельная степень превращения NH3 в NО определяется по уравнению

, (43)

где Тк — температура катализа, К; Р — давление газа при катализе, ат.

% = 0,977.

Время контакта аммиачновоздушной смеси с катализатором определяем из уравнения

, (44)

Откуда

, (45)

где - предельная степень прекращения; a - степень превращения NH3 в оксиды азота за время t; t — время контакта газа с катализаторными сетками; К — константа скорости реакции. Она равна

, (46)

где R - газовая постоянная (8,29 Дж/(моль×°С); 33494 – энергия активации, Дж/моль. Подставляем значения величин и получаем:

.

Тогда

,

 

с.

Количество необходимых платинородиевопалладиевых сеток, диаметром ниток 0,009 см и числом плетения 1024 на 1 см2, рассчитываем по уравнению:

m = 1,43+1,57Р = 1,43+1,57×8 = 14 шт.

Берем с запасом (16 штук) с учетом постепенного отравления их.

Площадь сечения контактных платииоидних сеток будет раина

где t — время катализа, с (0,95×10-4 с);V0 - объем аммиачновоздушной смеси при 0°С и атмосферном давлении; Тк - температура конверсии (1203 К); m — расчетное количество платиноидных сеток (14 штук); (d — диаметр нитей сеток (0,009 см); Рн - начальное давление газа (1×105 Па); Рк - давление газа при катализе (8×105 Па); n - число плетений на 1 см2 сетки (1024).



Объем аммиачновоздушной смеси, проходящей за 1 с через катализатор:

м3.

Площадь сечения:

м2.

Диаметр контактных сеток:

м.

Таким же будет и внутренний диаметр кольца, в котором зажимаются платиноидные сетки. Общий диаметр сеток с учетом их зажима в кольцо составит

2,24+2×0,05=2,34 м.

Поверхность 1 м2 сетки:

м2.

Общая поверхность всех сеток равна:

F = 1,81×16×3,92 = 114 м2.

Напряженность 1 м2 активной поверхности сеток в сутки составит:

кг NH3.

Общая масса сеток при массе 1 м2 сеток 875 г.

875×16×3,92=55000 г.

Напряженность 1 г платиноидных сеток в сутки составит:

кг NH3.

 






Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...





© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав

0.006 с.