Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Декабря 2012 в 19:51, курсовая работа
Сірчана кислота є одним з основних продуктів хімічної промисловості і застосовується в різних галузях народного господарства. Істотна гідність сірчаної кислоти полягає в тому, що вона не димить, не має кольору і запаху, при кімнатній температурі знаходиться в рідкому стані і в концентрованому вигляді не діє на чорні метали. Основна ж особливість сірчаної кислоти полягає в тому, що вона належить до сильних кислот і є найдешевшою кислотою. Сірчана кислота знаходить різноманітне застосування в нафтовій, металургійній і інших галузях промисловості, вона широко використовується у виробництві різних солей і кислот, всіляких органічних продуктів, фарбників, димооутворюючих і вибухових речовин, а також застосовується як водовіднімаючий і осушуючий засоби, використовується в процесах нейтралізації, труять і багато інших, але особливо велика кількість сірчаної кислоти – понад 40% всієї продукції, що виробляється, – використовується у виробництві мінеральних добрив.
|
|
2288,2 124,2 13760 2459,5 |
|
|
|
18631,9 |
Виходячи з фізико-хімічних основ окислення у , оптимальна кількість у початковій газовій суміші повинна складати 9% при мокрому каталізі [1, с.121]. Для цього газ розбавляють повітрям концентрації 9%.
Об'єм обпалювального газу після розбавлення
Кількість сухого повітря, що подається в контактний апарат разом з обпалювальним газом
2. Склад газу, що подається в контактний апарат:
% | ||
2288,2 |
9,0 | |
5,6 | ||
75 | ||
124,2 |
0,5 | |
2459,5 |
9,9 | |
Разом: |
25424,4 |
100 |
3. Склад газу на виході з контактного апарату.
При ступені контакту
98% [1, с.76] склад газу на виході з
контактного апарату в
Суха газова суміш
% | ||
2288,2 |
10,0 | |
1426,4 |
6,2 | |
19126,1 |
83,3 | |
124,2 |
0,5 | |
Разом: |
22964,9 |
100 |
Утворилося в контактному апараті
10,0·0,98-9,8% | |
залишилося |
6,2-0,5·9,8=1,3% |
залишилося |
10-9,8=0,2% |
залишок |
83,3% |
залишок |
0,5% |
Разом: |
95,10% |
Разом на 100 об'ємів газу, що поступає на контакт, отримано 95,1 об'ємів або 22964,9·0,951=21839,6 газовій суміші.
У перерахунку на 100%-ный склад отримаємо в %.
______________________________
6.2 Розрахуємо кількість і склад газу, що поступає з контактного апарату в башту-конденсатор, розрахунок зведемо в табл. 6.2
Таблиця 6.2 – Склад газу контактного апарату
Склад газу |
За об'ємом |
% |
По масі |
|
% |
% | |||
0,103·21839,6=2249,5 |
10,3 |
24,5 | ||
0,0021·218396=45,9 |
0,2 |
0,4 | ||
0,014·21839,6=305,8 |
1,4 |
1,3 | ||
0,876·21839,6=19131 |
87,6 |
73,1 | ||
0,005·21839,6 |
0,5 |
0,7 | ||
21839,6 |
100 |
100 |
5. Кількість освіченого моногідрата в башті-конденсаторі [2, с.222]
6. Кількість водяної пари, необхідної для утворення моногідрата
7. Надлишок пари води проти необхідного для освіти моногідрата
8. Загальна маса кислоти
9. Тиск пари води над сірчаною кислотою.
При тиск над кислотою концентрацією 98% складає . Отже, об'єм пари води в газовій суміші, що йде з башти, при загальному тиску складає
10. Залишається води для розбавлення моногідрата
11. Кількість кислоти, що утворилася
Її концентрація 98%.
З цієї кількості виділиться в башті 70% або
Останнє (30%) йде в електрофільтр у вигляді туману
Результати розрахунку матеріального балансу башти конденсатора зведені в таблиці 6.2.
6.2.2 Тепловий розрахунок башти-конденсатора
1. Тепло невзаємодіючих газів ( )
Де - питома теплоємність компонентів газової суміші
Таблиця 6.3 – Матеріальний баланс
Прихід |
Витрата | ||
Статті |
Статті |
||
|
1.Гази з контакт- ного апарату |
8033,9 131 436,8 23914 214,1 1990,6 |
1.Гази в електрофільтрі Туман |
131 436,8 23914 214,1 4,7 3006 |
Разом |
34720,4 |
Разом |
27706,6 |
2.Кислота на зрошування |
589575,4 |
2. Сірчана кислота |
596589,2 |
Разом: |
624295,8 |
Разом: |
624295,8 |
2. Тепло тих же газів на виході з башти при =70 [2. с.225]
Де - питома теплоємність компонентів газової суміші при
3. Тепло, що виділяється в башті при охолоджуванні цих газів
4. Тепло сірчаного ангідриду що поступає при його теплоємності
[2, с.225]
5. Тепло сірчаного ангідриду при =185 (температура утворення сірчаної кислоти)
6. Тепло, що відводиться прои охолоджуванні сірчаного ангідриду в башті
7. Тепло пари води, що поступає в башту
де - ентальпія водяної пари при 410 [2,с.225]
8. Тепло пари води, яка приймає участь в утворенні моногідрату при 185
де - ентальпія при 185 [2,с.225]
9. Тепло води, що сконденсувалася при 100
10. Тепло пари води, що йде з башти
11. Тепло, що виділяється при охолоджуванні і конденсації пари води в башті
12. Тепло утворення для реакції
ентальпія при 25 складає [2, с.226] –
811,3 – (-395,2-241,84)=-174,26
Тоді з урахуванням середніх теплоемкостей для 185 отримаємо [5, с.226]
Теплота реакції дорівнює зміні ентальпії, узятій із зворотним знаком
13. Фізичне тепло моногідрата сірчаної кислоти при 185
14. Фізичне тепло моногідрата сірчаної кислоти при 100
15. Тепло, що виділяється при охолоджуванні моногідрата від 185 до 100
16. Теплота розбавлення сірчаної кислоти.
Приймаємо, що моногідрат, що утворився, розбавляється конденсатом води при 100 . Питома теплота розбавлень
[2, с.227]
де - число мілі води на 1 моль .
Розрахуємо по рівнянню [1, с.28]
або
17. Фізичне тепло розбавленої
сірчаної кислоти, що
;
де - ентальпія кислоти при .
18. Фізичне тепло частини
продукційної сірчаної кислоти,
19. Фізичне тепло частини продукці
20. Тепло, що виділяється при охолоджуванні розбавленої сірчаної кислоти
21. Загальна кількість тепла, що виділяється в башті
22. Петері тепла в
навколишнє середовище
23. Кількість тепла, яке повинне бути відведене зрошуючою кислотою
24. Кількість кислоти,
необхідна для відведення
Ентальпія 1кг зрошуючої кислоти збільшується в башті на
[2, с.228]
Отже
25. Кількість тепла, що йде із зрошуючою кислотою
26. З кислотою, що йде з башти, відноситься й тепло
Результат розрахунку теплового балансу башти-конденсатора зведемо в таблицю 6.4
Таблиця 6.4 – Тепловий баланс башти-конденсатора
Прихід |
Витрата | ||
Статті |
Статті |
||
|
З газами 1. |
19845,3 |
З газами 1. |
1779,4 |
2. Теплота освіти |
16317,2 |
2. Тепло |
1041,9 |
3. Теплота охолоджування |
1495,9 |
2. Тепло |
5151,6 |
4. Теплота розбавлення |
381,8 |
2. Тепло |
74,6 |
5. Теплота продук-ционной кислоти - |
1643,2 |
5. З туманом |
399,6 |
6. Із зрошуючою кислотою - |
46576,5,2 |
6. Сірчаною кислотою
- |
77556,5 |
7. Втрати в навколишнє
середовище |
316,2 | ||
Разом: |
86259,9 |
Разом: |
86259,9 |