Задача 4

 

Вариант 1

Составить материальный и тепловой баланс среднетемпературного конвертора СО производительностью по аммиаку 1320 т/сут. Расчет вести на 100 м³ сухого газа на входе.

Исходные данные:

Состав сухого газа на входе, % об.: Н₂ – 57,12, N₂ – 22,22, СО – 11,75, СО₂ – 8,33, CH₄ – 0,30, Ar – 0,28.

Объемное отношение на входе в реактор пар:сухой газ определить расчетом материального баланса.

Температура ПГС на входе в реактор 385 ^оС.

Соотношение между компонентами газа на выходе при условии достижения равновесия задается величиной константы равновесия реакции при 400 ^оС.

Степень превращения СО составляет 0,85.

Давление газа на выходе 27,2 атм.

Потери тепла в окружающую среду принять равными 0,5% от прихода тепла.

 

Вариант 2

Составить материальный и тепловой баланс низкотемпературного конвертора СО производительностью по аммиаку 1200 т/сут. Расчет вести на 100 м³ сухого газа на входе.

Исходные данные:

Состав сухого газа на входе, % об.: Н₂ – 60,41, N₂ – 20,40, СО – 3,55, СО₂ – 15,04, CH₄ – 0,30, Ar – 0,30.

Объемное отношение на входе в реактор пар:сухой газ = 0,55.

Температура ПГС на входе в конвертор 225 ^оС.

Адиабатический разогрев смеси в результате конверсии равен 15 ^оС.

Соотношение между компонентами газа на выходе при условии достижения равновесия задается величиной константы равновесия реакции при температуре на выходе из реактора.

Давление газа на выходе 26 атм.

Потери тепла в окружающую среду принять равными 0,5% от прихода тепла.

Расчет итерационный до полного схождения материального и теплового баланса.

 

Вариант 3

Составить материальный и тепловой баланс колонны синтеза аммиака, состоящей из одной полки с катализатором.

Исходные данные:

Производительность колонны по аммиаку 1380 т/сут.

Состав газа, подаваемого на синтез, % об.: Н₂ – 72,51, N₂ – 24,17, NH₃ – 3,32.

Температура газа на входе в колонну равна 450 ^оС.

Давление в колонне 300 атм.

Содержание аммиака на выходе определяется константой равновесия.

Потери тепла в окружающую среду принять равными 2% от прихода тепла.

 

Вариант 4

Составить материальный и тепловой баланс контактного аппарата окисления аммиака в производстве неконцентрированной азотной кислоты производительностью 12 т/ч по 56%-ной HNO₃.

Исходные данные:

Содержание аммиака в АВС – 10,5 % об.

Степень окисления аммиака до NO – 98 %, до N₂ – 2 %.

Степень абсорбции оксидов азота – 97 %.

Воздух, поступающий на приготовление АВС, имеет относительную влажность 75 % при t=25 °С.

Температура нитрозных газов на выходе из аппарата t = 920 °С.

Потери тепла в окружающую среду – 4 % от прихода теплоты.

Температуру АВС на входе определить расчетом.

 

Вариант 5

Составить материальный и тепловой баланс холодильника-конденсатора агрегата получения неконцентрированной азотной кислоты.

Исходные данные:

В холодильник-конденсатор поступает 5000 нм³/ч нитрозных газов.

Состав газа на входе, % об.: NO – 2, NО₂ – 8,35, О₂ – 1,92, N₂ – 70,80, H₂О – 16,93.

Давление в системе 7,5 атм.

Степень превращения оксидов азота при абсорбции a_а = 0,98.

Степень конденсации водяных паров принять 90 %.

Температура нитрозных газов на входе в холодильник-конденсатор 150 ^оС.

Температура нитрозных газов на выходе из холодильник-конденсатор 40 ^оС.

В расчете теплового баланса определить количество охлаждающей воды.

 

Вариант 6

Составить материальный и тепловой баланс моногидратного абсорбера первой ступени абсорбции в производстве серной кислоты.

Исходные данные:

Количество газа, поступающего в абсорбер 135 000 нм³/ч.

Количество кислоты, орошающей абсорбер 1000 м³/ч.

Плотность орошения 30 м³/ч×м².

Концентрация H₂SO₄, орошающей абсорбер 98 %.

За один цикл орошающая кислота закрепляется на 0,5 %.

Температура газа на входе в абсорбер 170 °С, на выходе 70 °С.

Температура 98 % кислоты, орошающей абсорбер, 65 °С, а на выходе из него 95°С.

Концентрация SO₃ в исходном газе 12 %.

 

Вариант 7

Составить материальный и тепловой баланс аппарата ИТН для агрегата АС-72М производительностью 56 т/ч в расчете на 100% NH₄NO₃.

Исходные данные:

Концентрация HNO₃ 58% мас.

Концентрация газообразного NH₃ 100% мас.

Концентрация получаемого раствора амселитры 93 % мас.

Начальная температура азотной кислоты 80 °С.

Начальная температура аммиака 120 °С.

Потери HNO₃ 1%.

Потери NH₃ 1%.

Давление сокового пара 120 кПа.

 

Рекомендуемая литература.

1. Расчеты по технологии неорганических веществ / Под ред. М.Е. Позина. – Л.: Химия, 1977. – 496 с.

2. Терещенко Л.Я. и др. Производство фосфорной и серной кислот: Пособие по курсовому и дипломному проектированию. – Л.: СЗПИ, 1968. – 158 с.

3. Расчеты по технологии неорганических веществ /Под ред. П.В. Дыбиной. – М.: Высшая школа, 1967. – 524 с.

4. Химическая технология неорганических веществ: В 2 кн. Кн.1: Учеб. пособие для вузов /Под ред. Т.Г. Ахметова. – М.: Высш. шк., 2002. – 688 с., Кн.2. – 533с.

5. Краткий справочник физико-химических величин /Под ред. А.А. Равделя, А.М. Пономаревой. – СПб.: “Иван Федоров”, 2003. – 238 с.

6. Справочник азотчика. – Кн. 1. – М.: Химия, 1986. – 512 с. Кн. 2. – М.: Химия, 1987. – 464 с.

7. Технология связанного азота / Под ред. В.И. Атрощенко. – Киев: Вища школа, 1985. – 327 с.

8. Производство аммиака / Под ред. В.П. Семенова. – М.: Химия, 1985. – 368 с.

9. Курс технологии связанного азота. – М.: Химия, 1969.

10. Атрощенко В.И., Каргин С.И. Технология азотной кислоты. – М.: Химия, 1970. – 496 с.

11. Производство азотной кислоты в агрегатах большой единичной мощности / Под ред. В.М. Олевского. – М.: Химия, 1985. – 464 с.

12. Производство аммиачной селитры в агрегатах большой единичной мощности / Под ред. В.М. Олевского. – М.: Химия, 1990. – 288 с.

13. Васильев Б.Т., Отвагина М.И. Технология серной кислоты. – М.: Химия, 1985. – 384 с.

14. Амелин А.Г. Технология серной кислоты. – М.: Химия, 1983. – 360 с.

15. Справочник сернокислотчика / Под ред. К. М. Малина. – М.: Химия, 1971. – 744 с.

16. Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. – Л.: Химия, 1981. – 224 с.