— температура кипения 70%-ного раствора аммиачной селитры, (°С).
Температура кипения NН4NО3 определяется при давлении в аппарате 1,2×105 (н/м2). При этом давлении температура насыщенного водяного пара равна 100 (°С). При атмосферном давлении температура кипения 70%-ного раствора нитрата аммония составляет 123,5 (°С).
Температура депрессии: .
Температура кипения 70%-ного раствора селитры определяется по формуле:
.
η - коэффициент температурной депрессии при любом давлении.
Тепло, уносимое раствором аммиачной селитры: .
2) Определяем количество тепла, расходуемое на испарение воды из раствора: .
17 020,5 — количество сокового пара, (кг/ч); 2682 — энтальпия сухого пара при давлении 1,2×105 (н/м2), (кдж/кг).
3) Определяем количество тепла, теряемого нейтрализатором в окружающую среду:
.
Эта величина не превышает 10% от общего расхода тепла, что согласуется с практическими данными. Следовательно, тепловой расчет подтверждает возможность получения 70%-ного раствора NН4NО3. Результаты расчетов сводятся в табл.
2.
Таблица 2
Тепловой баланс нейтрализатора Статья прихода кдж/ч Статья расхода кдж/ч Физическое тепло газообразного аммиака 1 306 503,7 Тепло раствора аммиачной селитры 25 781 183
Физическое тепло азотной кислоты 4 814 657,2 Тепло, уносимое соковым паром 45 648 981
Тепло реакции нейтрализации 79 093 440
Потери в окружающую среду 13 784 437 ИТОГО 85 214 601 ИТОГО 85 214 601
Выводы
Прежде чем приступать к составлению материального и теплового балансов любого технологического процесса, к подсчету расходных коэффициентов, выхода продуктов или полупродуктов и т. п., необходимо ясно представить себе ход этого процесса, а следовательно, и те закономерности, которым он подчиняется. На основе этих закономерностей строится методика расчета, которая зависит не только от рода производства, но также от способа переработки и качества сырья, от режима работы аппаратов и других конкретных условий производства.
Материальные расчеты производственных процессов по своему существу должны быть материальными балансами каждой стадии производства и всего производства в целом, основанными на законах стехиометрии и на законе сохранения вещества. В результате материального баланса определяется вес, объем и состав исходных материалов, готовой продукции, отходов и потерь по всем стадиям производства. Это в свою, служит основанием для всех остальных технологических и энергетических расчетов аппаратуры. Результаты материального баланса, вскрывая полностью всю сущность материальных превращений по каждой стадии производства и тем самым намечают пути, по которым должно идти дальнейшее совершенствование производства. Отсутствие четко составленного материального баланса в том или ином производстве является показателем его несовершенства, и наоборот, целый ряд действующих производств достиг высокого уровня технического совершенства благодаря наличию тщательно проработанных материальных балансов.
Материальный баланс иногда корректируется данными тепловых расчетов (особенно при периодически действующей аппаратуре), поэтому окончательный вид следует ему давать лишь после составления теплового баланса.
Производственные процессы протекают при заданных температурных условиях, причем температура проведения процесса может быть как выше, так и ниже температуры окружающей среды. в основе уравнения теплового баланса любого процесса или аппарата положен закон сохранения энергии, согласно которому количество теплоты, поступающей в данный процесс) если в нем нет превращения в другой вид энергии), равно количеству теплоты, выделившейся в процессе.
Всякое вещество в процессе производства претерпевает различные изменения. Но какие бы изменения с веществом ни происходили, они протекают по вполне определенным законом, детальным рассмотрением которых занимается химия, физика, термодинамика, гидравлика и т. д. Без знания законом, на основании которых происходят химические и физические превращения вещества в процессе их обработки, сколько-нибудь серьезные расчеты вести невозможно.
1. Абалонин Б. Е. и др. Основы химических производств: Учебное пособие для вузов. — М.: Химия, 2001.
2. Иоффе И. Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для техникумов. — Л.: Химия, 1991.
3. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / под. ред. Дытнерского Ю. И. — М.: Химия, 1991.
4. Позин М. Е. Технология минеральных удобрений: Учеб. для вузов по спец. «Хим. технология неорганич. веществ». / 6-е изд., перераб. — Л.: Химия, 1989.
5. Романков П. Г. и др. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи): Учеб. пособие для вузов. — СПб: Химия, 1993.
6. Салтыкова В. П., Торочешников Н. С. Технология связанного азота: Учеб. пособие для средних проф.
техн. учеб. заведений. — М.: Высш.
шк., 1991.
7. Сватовская Л. Б. и др. Инженерная химия ч.1, 2. — СПб: ПГУПС, 1998.
8. Технология аммиачной селитры / под ред. Олевского В. М. — М.: Химия, 1978.
9. Тюрин Ю. Н. Материальный баланс химико-технологических систем. — Кемерово, 2001.
Позин М. Е. Технология минеральных удобрений: Учеб. для ВУЗов по спец. «Хим. Технология неорганич. веществ"/ 6-е изд., перераб. — Л.: Химия, 1989.
Технология аммиачной селитры / под ред. Олевского В. М. — М.: Химия, 1978.
Технология аммиачной селитры / под ред. Олевского В. М. — М.: Химия, 1978.
Тюрин Ю. Н. Материальный баланс химико-технологических систем. — Кемерово, 2001.
Абалонин Б.Е. и др. Основы химических производств.: Учеб. пособие для ВУЗов. — М.: Химия, 2001.
Кислота Аммиак (газ)
Нитрат аммония
Воздух
Конденсат
В атмосферу
