Окисление оксида азота в производстве азотной кислоты

 

2.4 Выход из окислителя.

Реакция окисления оксида азота до диоксида азота:

NO + 0.5O2 = NO2

 

2.4.1 Определяем  массовый расход NO выходящий из окислителя:

       

        - степень превращения NO на выходе из окислителя (исходные данные):

2.4.2 Определение объемного расхода NO:

       

2.4.3 Определение  массового расхода O2 (по реакции):

        

2.4.4 Определение  объемного расхода O2:

        

2.4.5 Определение  массового расхода NO2 (по реакции):

        

2.4.6 Определение  объемного расхода NO2 :

        

 

2.4.7 Определение  массового расхода NO на входе в окислитель:

        

2.4.8 Определение  объемного расхода NO на входе в окислитель:

        

2.4.9 Определение  массового расхода O2 на входе в окислитель:

        

2.4.10 Определение  объемного расхода O2 на входе в окислитель:

          

 

Таблица выходных данных из окислителя:

Таблица 4.

Компонент	m, кг/ч	u, м3/ч	%, об
N2	60287,5	48151,6	73,96
NO	605	451,7	0,69
O2	9028,5	6320	9,71
NO2	6803,2	3312,9	5,09
H2O	5518	6866,8	10,55
S	82242,2	65103	100,00

 

3. Определение температуры газа  на выходе из окислителя, Т

 

NO + 0.5O2 = NO2              DH = -124 кДж 

 Принимаем  Твых = Т0 + 40

                      Тср  = Т0 + 20

3.1 Из уравнения  теплового баланса:

 

    

     T0 – температура на входе в окислитель, К; T0 = 548 K (исходные даннае)

3.1.1

3.1.2 Из уравнения  материального баланса:

        

3.1.3 - средняя теплоемкость смеси,

        

3.1.3.1 Определение средних теплоемкостей компонентов:

          

          

          

         

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Определение объема окислителя, V

 

NO + 0.5O2 = NO2              DH = -124 кДж

 

4.1 Из уравнения  материального баланса:

    

4.2 K – константа равновесия химической реакции,

    

      Е – энергия активации, кДж/моль; E = -4.7 кДж/моль[2, 206]

      K0 – предэкспоненциальный множитель, ; [2, 206]

      R – универсальная газовая постоянная; R = 8.31 Дж/К моль

 

4.3 Определение  концентраций компонентов:

    

4.3.1 - суммарный рабочий объемный расход, м3/ч;

        

         Pраб – рабочее давление в аппарате, атм; Pраб = 5.1 атм (исходные данные)

 

5. Вывод

 

В процессе работы была рассчитана одна из стадий процесса производства азотной кислоты, а именно окисление оксида азота. Был составлен материальный баланс входящих и выходящих из окислителя потоков. На основе теплового баланса была рассчитана температура газа на выходе из окислителя, при условии, что он является адиабатическим реактором, то есть отсутствует теплообмен с окружающей средой. Затем на основе уравнения материального баланса был рассчитан объем окислителя, по заданному давлению в аппарате.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Использованная литература

 

 

 

 

 

 

 

1. Кутепов А. М., Бондарева Т. И. , Беренгартен М. Г. “Общая химическая техно-

    логия”; Москва; Высшая школа; 1990 г.

 

 

 

2. Краткий справочник физико-математических  величин; Москва; Химия; 1983 г.