Слабая серная кислота с массовой долей 70 %

6. Слабая серная кислота с массовой долей 70 %.

В колону поступает с кислотной смесью моногидрата H₂SO₄ – 154 кг и 1900 кг с массовой долей 92 %. Тогда жидкостная нагрузка по серной кислоте:

G ^´₃ =  кг

При этом с этой кислотой уносится воды:

g ₃ = 30 % · G ^´₃ , (кг) (3.15)

G ^´₃ – жидкостная нагрузка по серной кислоте, кг.

g ₃ = 0,3 · 2720 = 816 кг. Принимаем g ₃ = 820 кг.

В результате гидролиза получается следующее количество сухих нитрозных газов (без учета подсоса воздуха):

O₂ = NO₂ = 2,72 + 5,45 + 5,43 = 13,6 кг

или NO₂ = 13,6 ∙ 22,4 / 46 = 6,62 нм

NO = 3,55 + 3,54 = 7,09 кг

или NO = 7,09 · 22,4 / 30 = 5,3 нм

N₂ = 0,53 + 0,53 = 1,06 кг

или N₂ = 1,06 ∙ 22,4 / 28 = 0,85 нм

O₂ = 0,47 + 2,36 = 2,83 кг

или O₂ = 2,83 · 22,4 / 32 = 1,981 нм

HNO₃ = 2,48 кг

HNO₃ = 2,48 · 22,4 / 63 = 0,88 нм

Всего: 24,58 кг или 14,76 нм.

4. Воздух, подсасываемый из помещения:

Принимаем, что подсасываемый воздух поступает при t = 20 ºС с относитель-ной влажностью 70%. Подсос воздуха через неплотности соединений царг принимаем равным 100 % объема сухих газов. Тогда V _подс = 14,76 нм..

В том числе:

N₂ = с ₁ ∙ V _подс , (нм) (3.16)

где с ₁ = 78 % - массовая доля азота в сухом воздухе /5/; V _подс – объем воздуха, подсасываемый через неплотности соединений царг, нм.

N₂ = 0,78 ∙ 14,76 = 11,51 нм

O₂ = с ₂ · V _подс , (нм) (3.17)

где с ₂ = 21 % - массовая доля кислорода в сухом воздухе /5/; V _подс – объем воздуха, подсасываемый через неплотности соединений царг, нм.

O₂ = 0,21 · 14,76 = 3,10 нм.

Или N₂ = 11,51 ∙ 28 / 22,4 = 14,40 кг

O₂ = 3,10 ∙ 32 / 22,4 = 4,43 кг

Итого: 18,83 кг.

Масса водяных паров, поступающих в колонну с воздухом:

М _{Вод. пар.} =18,83 · 0,01042 = 0,2 кг

где d ₀ = 10,42 г/ кг сухого воздуха – влагосодержание

Количество и состав сухих газов, выходящих из колонны с учетом подсоса воздуха:

NO₂ = 2,72 + 5,45 + 5,43 = 13,6 кг

или NO₂ = 13,6 ∙ 22,4 / 46 = 6,62 нм

NO = 3,55 + 3,54 = 7,09 кг

или NO = 7,09 · 22,4 / 30 = 5,3 нм

N₂ = 0,53 + 0,53 + 14,40 = 15,46 кг

или N₂ = 15,46 ∙ 22,4 / 28 = 12,37 нм

O₂ = 0,47 + 2,36 + 4,43 = 7,26 кг

или O₂ = 7,26 · 22,4 / 32 = 5,10 нм

HNO₃ = 2,48 кг

HNO₃ = 2,48 · 22,4 / 63 = 0,88 нм

Итого: 45,89 кг или 30,27 нм.

 Количество паров воды, уходящих из колонны с нитрозными газами при t = 35 ºС, определяем по формуле:

H₂O =  (кг) (3.18)

где V = 30,27 нм ³ – объем сухих газов; р – парциальное давление паров воды /5/, МПа; М – молекулярная масса воды, кг/моль.

р = 1,8 мм. рт. ст – парциальное давление воды над 98 % HNO₃ при t = 35 ºС

p = 133.3 · 1.8 = 239.9 Па

H₂O =  кг

или в объеме

 нм

Общий состав и количество газов, выделившихся из системы гидролиза и поступающих на поглощение:

NO₂ = 13,6 кг или NO₂ = 6,62 нм

NO = 7,09 кг или NO = 5,3 нм

N₂ = 15,46 кг или N₂ = 12,37 нм

O₂ = 7,26 кг или O₂ = 5,10 нм

HNO₃ = 2,48 кг или HNO₃ = 0,88 нм

H₂O = 1,45 кг или H₂O = 1,80 нм

Итого: 45,89 кг или 30,27 нм.

На основании полученных данных в таблице 3.1 приведен сводный баланс воды при регенерации кислотной смеси, в таблице 3.2 приведен сводный баланс по кислотам и нитрозным газам.

Таблица 3.1 – Сводный баланс воды при регенерации 1 тонны кислотной смеси

Таблица 3.2 – Сводный баланс по кислотам и нитрозным газам при регенерации 1 тонны кислотной смеси

3.1.2 МАТЕРИАЛЬНЫЕ РАСЧЕТЫ ОТДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ОТРАБОТАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Для расчета принимаем следующие исходные данные:

Производительность концентратора по моногидрату H₂SO₄ – 31,5 тонн;

Массовая доля продукционной кислоты – 92 %;

Массовая доля отработанной серной кислоты, поступающей на концентрирова-ние – 70 %;

Потери серной кислоты с отходящими газами – 1,5 %;

Приход:

1. В вихревую колонну поступает разбавленная /3/ серная кислота с учетом 0,06 % потерь:

G_разб = G · (1 – 0,0006), (кг) (3.19)

G_разб = 7654,87 · 0,9994 = 7650,28 кг

в том числе воды:

G_H2O = G_разб · (1 – w / 100), (кг) (3.20)

G_H2O = 7650,28 · (1 – 0,7) = 2295,08 кг

2. Топочные газы:

Соотношение серной кислоты с массовой долей 70 % и топочных газов равно 3:1. Следовательно, масса топочных газов, поступивших в колонну на концентрирование 70 % - ной серной кислоты: m = 2600 кг.

3. Вода, поступившая в концентратор на абсорбцию:

G_H2O^´ =  (кг), (3.21)

где G_разб – количество серной кислоты, поступившей на концентрирование, кг; w₁ – массовая доля воды, содержащейся в разбавленной серной кислоте, %; w ₂ – массовая доля серной кислоты, поступившей на концентрирование, %.

G_H2O^´ =  = 3278,7 кг

Расход:

1. При концентрировании серная кислота разлагается по формуле:

H₂SO₄ = SO₂ + H₂O + ½ O₂ (3.6)

Потери от разложения составляют 50% общих потерь или 0,03 %:

G_пот = 0,03 % · G _разб, (кг) (3.22)

G_пот = G _разб · 0,03 / 100 = 7650,28 · 0,0003 = 2,3 кг.

2. Потери вследствие уноса серной кислоты с дымовыми газами составляют

также 50% общих потерь (0,03%):

G _ун = 0,03 % · G _разб, (кг) (3.23)

G_ун = 0,0003 ∙ 7650,28 = 2,3 кг.

2.  Общие потери составляют:

G_пот = G_ун + G_разл , (кг) (3.24)

G_пот = 2,3 + 2,3 = 4,6 кг.

4. При разложении серной кислоты образуется:

H₂SO₄ = SO₂ + H₂O + ½ O₂ (3.7)

SO₂ = (М_SO2 / М _H2SO4 ) · G_ун , кг, (3.25)

где М _H2SO4 – молекулярная масса серной кислоты, кг/моль; М _SO2 – молекулярная масса оксида серы (VI), кг/моль; G _ун – потери вследствие уноса серной кислоты с дымовыми газами, кг.

SO₂ = (64 / 98) · 2,3 = 1,5 кг

H₂O = (М_Н2О / М _H2SO4 ) · G_ун , (кг) (3.26)

где М _H2O – молекулярная масса воды, кг/моль; М _Н2SO4 – молекулярная масса серной кислоты, кг/моль; G _ун – потери вследствие уноса серной кислоты с дымовыми газами, кг.

Н₂O= (18 / 98) · 2,3 = 0,42 кг

O₂ = (0,5 · М_О2 / М _H2SO4 ) · G_ун , (кг) (3.27)

где М _H2O – молекулярная масса воды, кг/моль; М _Н2SO4 – молекулярная масса серной кислоты, кг/моль; G _ун – потери вследствие уноса серной кислоты с дымовыми газами, кг.

O₂ = (0,5 · 32 / 98) · 2,3 = 0,38 кг,

5. В колонне выпаривается воды:

G_вых = G_разб · [(1 – w ₃ / 100) – (1 – w ₄ / 100)], (кг) (3.28)

где G_разб – количество серной кислоты, поступившей на концентрирование, кг; w₁ – массовая доля разбавленной серной кислоты, %; w ₂ – массовая доля концентрированной серной кислоты, %.

G_вых = 7650.28 · [(1 – 70 / 100) – (1 – 92 / 100)] = 1606,56 кг

На процесс абсорбции поступает вода в количестве 3278,7 кг. При этом на поглощение газов затрачивается по 5 % на каждой абсорбционной ступени, т. е. 15 % от общего количества воды и равно 491,81 кг. Остальное количество воды выходит из колонны.

6. Выход 92% продукционной H₂SO₄:

G_кон= G _разл – G_вых , (кг) (3.29)

G_кон= 7650.28 – 1606.56 = 6043,76 кг.

7. Приход кислоты по моногидрату (конденсат):

G _конд = G_разб · (1 – w ₃ / 100), (кг) (3.30)

G _конд = 7650,28 ∙ 0,7 = 5355,2 кг

В таблице 3.3 приведен сводный баланс отделения концентрирования серной кислоты.

Таблица 3.3 – Сводный баланс концентрирования серной кислоты.

3.2 ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ

3.2.1 ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ ОТДЕЛЕНИЯ ДЕНИТРАЦИИ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

Исходные данные:

1. Температура отработанной кислотной смеси, поступающей в колонну,

t = 90 ºС.

2. Температура азотной кислоты с массовой долей 50 %, поступающей в колонну,

t = 20 ºС.

3. Температура серной кислоты с массовой долей 92%, поступающей в колонну,

t = 20 ºС.

4. Температура отработанной серной кислоты 70%, выходящей из колонны,

t = 170 ºС.

5. Температура выходящих из колонны паров азотной кислоты и нитрозных газов

t = 85ºС.

6. Температура азотной кислоты 98%, выходящей из конденсатора, поступающей в колонну, t = 40 ºС.

7. Температура концентрированной азотной кислоты с массовой долей 98%, выходящей из колонны, t = 85 ºС.

8. Температура подсасываемого воздуха t = 20 ºС

Общий вид уравнения теплового баланса:

Q _приход = Q _расход , (кДж) (3.31)

Приход теплоты:

Q _приход = q ₁ + q ₂ + q ₃ + q ₄ + q ₅ + q ₆, (кДж) (3.32)

где q ₁ – теплота от поступающей серной кислоты с массовой долей 92 %.

Теплота от серной кислоты состоит из физической теплоты q ₁^´ и теплоты разбавления q ₁^´´:

q ₁ = q ₁^´ + q ₁^´´, (кДж) (3.33)

Физическая теплота определяется по формуле:

q ₁^´ = G ^´ · c ₁ ∙ t, кДж, (3.34)

где - G ^´– масса серной кислоты с массовой долей 92 %, поступающей в колонну, кг; с ₁ – удельная теплоемкость серной кислоты с массовой долей 92 % при температуре 20 ºС, кДж / (кг · К) /6/; t – температура поступающей в колонну серной кислоты, К.

q ₁^´ = 1900 · 1,579 ∙ 293 = 979235,3 кДж

Теплота разбавления серной кислоты q ₁^´´ определяется разницей теплот разбавления моногидрата серной кислоты до массовой доли 70 %:

q ₁^´´ = q ₇₀ + q ₉₂, кДж, (3.35)

q ₇₀ – теплота разбавления серной кислоты с массовой долей 70 %; q ₉₂ – теплота разбавления серной кислоты с массовой долей 92 %.

Удельная теплота разбавления моногидрата:

 , (кДж) (3.36)

где – молярное отношение H₂O : H₂SO₄.

Находим n для серной кислоты с массовыми долями 92 % и 70 %.

В серной кислоте с массовой долей 92 % содержится:

H₂SO₄ = , (моль) (3.37)

где – G ^´– масса серной кислоты с массовой долей 92 %, поступающей в колонну, кг; w – концентрация серной кислоты, %; М – молекулярная масса серной кислоты, кг / моль.

H₂SO₄ =  моль

H₂O = , (моль) (3.38)

где – G ^´– масса серной кислоты с массовой долей 92 %, поступающей в колонну, кг; w – содержание воды в 92 % серной кислоте, %; М – молекулярная масса воды, кг / моль.

H₂O =  моль

Отсюда n = 8,44 / 17,8 = 0,47

В серной кислоте с массовой долей 70 % содержится:

H₂SO₄ = , (моль) (3.39)

где – G ^´– масса серной кислоты с массовой долей 70 %, поступающей в колонну, кг; w – концентрация серной кислоты, %; М – молекулярная масса серной кислоты, кг / моль.

H₂SO₄ =  моль

H₂O = , (моль) (3.40)

где – G ^´– масса серной кислоты с массовой долей 70 %, поступающей в колонну, кг; w – содержание воды в 70 % серной кислоте, %; М – молекулярная масса воды, кг / моль.

H₂O =  моль

Отсюда n = 45,33 / 19,42 = 2,33

Тогда удельная теплота разбавления серной кислоты с массовой долей 100 % до массовой доли 70 %:

 ккал / моль (42238,80 кДж / моль)

и до массовой доли 92 %:

 ккал / моль (15507,82 кДж /моль)

Следовательно, удельная теплота разбавления серной кислоты с массовой долей 92 % и 70 % составит:

 кДж / моль

Или на 1 т отработанной кислоты:

q ₂^´´ = 17,8 · 26730,98 = 475811,44 кДж

Тогда на 1 т отработанной серной кислоты приход теплоты:

q ₁ = 979235,3 + 475811,44 = 1455046,74 кДж

Физическая теплота, поступающая с азотной кислотой с массовой долей 50 %:

q ₂ = G ₂ · с ₂ ∙ t ₂ , (кДж) (3.41)

где – G₂ – масса азотной кислоты с массовой долей 50 %, поступающей в колонну, кг; с ₂ – удельная теплоемкость азотной кислоты с массовой долей 50 % при температуре 20 ºС, кДж / (кг · К) /7/; t – температура поступающей в колонну азотной кислоты, К.

q ₂ = 333,40 · 2,847 ∙ 293 = 278112,61 кДж

Физическая теплота, поступающая с отработанной кислотной смесью:

q ₃ = G ₃ · с ₃ ∙ t ₃ , (кДж) (3.42)

где – G ₃ – масса кислотной смеси, поступающей в колонну, кг; с ₃ – удельная теплоемкость кислотной смеси при температуре 90 ºС, кДж / (кг · К) /2/; t ₃ – температура поступающей в колонну кислотной смеси, К.

q ₃ = 666,60 · 2,22 ∙ 363 = 537186,28 кДж

Физическая теплота, поступающая с азотной кислотой с массовой долей 98 %, поступающей из конденсатора в зону отдувки:

q ₄ = G ₄ · с ₄ ∙ t ₄ , (кДж) (3.43)

где – G ₄ – масса азотной кислоты, поступающей в колонну, кг; с ₄ – удельная теплоемкость азотной кислоты при температуре 30 ºС, кДж / (кг · К) /7/; t ₄ – температура поступающей в колонну азотной кислоты, К.

q ₄ = 243 · 1,93 ∙ 303 = 142103,97 кДж

Физическая теплота, поступающая с воздухом, подсасываемым из помещения:

q ₅ = G ₅ · с ₅ ∙ t ₅ , (кДж) (3.44)

где – G ₅ – масса воздуха, поступающего в колонну, кг; с ₅ – удельная теплоемкость воздуха, кДж / (кг · К) /5/; t ₅ – температура поступающей в колонну азотной кислоты, К.

q ₅ = 18,83 · 1 ∙ 293 = 5517,20 кДж

Физическая теплота, поступающая с перегретым паром равна q ₆.

Итого: Q _приход = 1455046,74 + 278112,61 + 537186,28 + 142103,97 + 5517,20 + q ₆

Расход теплоты:

Q _расход = q ₁^´ + q ₂^´+ q ₃^´+ q ₄ ^´+ q ₅ ^´+ q ₆^´ + q ₇^´ + q ₈^´ + q ₉^´ , (кДж) (3.45)

где q ₁^´ - теплота на закрепление содержащейся в отработанной кислоте азотной кислоты при ее массовой доле в смеси:

 %

до массовой доли 98 %

Удельная теплота разбавления для азотной кислоты:

 , (кДж) (3.46)

В кислоте с массовой долей 29 %, моль:

HNO₃ =  1,08 моль

H₂O = 9,20 моль

Отсюда n = 9,20 / 1,08 = 8,52. Принимаем n = 8,5.

Удельная теплота разбавления для азотной кислоты с массовой долей 29 %:

= 7451,3 ккал / моль (31220,96 кДж/моль)

Теплота разбавления для азотной кислоты с массовой долей 98 %. В кислоте, моль:

HNO₃ =  0,020 моль

H₂O =  0,01 моль

Отсюда n = 0,01 / 0,020 = 0,5. Принимаем n = 0,5.

Теплота разбавления:

q ^´ =  2005,81 ккал/моль (8704,35 кДж/моль)

Теплота закрепления азотной кислоты, находящейся в отработанной кислоте с 29 % до массовой доли 98 %:

q ₁^´ = (31220,96 – 8704,35) · (233,28 / 63) = 83309,2 кДж

Физическая теплота, уносимая парами кислоты с массовой долей 98 % из колонны при 85 ºС:

q ₂^´ = 0,97 ∙ G ₂^´ · с ₂^´ ∙ t ₂^´ , (кДж) (3.47)

где – G ₂^´ – масса азотной кислоты, поступающей в колонну, кг; с ₂^´ – удельная теплоемкость азотной кислоты при температуре 85 ºС, кДж / (кг · К) /7/; t ₂^´ – температура, поступающей в колонну азотной кислоты, К.

q ₂^´ = 0,97 · 243 · 1,936 ∙ 358 = 163367,77 кДж

Расход теплоты на испарение азотной кислоты:

q ₃^´ = 0,97 ∙ 243 i, (кДж) (3.48)

где – i – теплота испарения 1 кг кислоты, кДж / кг.

q ₃^´ = 0,97 · 243 · 483 = 113847,93 кДж

Расход теплоты на испарение 2 % воды, содержащейся в азотной кислоте:

q ₄^´ = 0,97 · 2 / 98 · 243 i ₁ , (кДж) (3.49)

где – i ₁ – теплота парообразования воды, кДж / кг.

q ₄^´ = 0,97 · 2 / 98 · 243 · 2259 = 10866,71 кДж,

Физическая теплота, уносимая с отработанной серной кислотой с массовой долей 70 % из колонны при 170 ºС:

q ₅^´ = G ₃^´ · с ₅^´ ∙ t ₅^´, (кДж) (3.50)

где – G ₃^´ – масса серной кислоты, поступающей в колонну, кг; с ₂^´ – удельная теплоемкость серной кислоты с массовой долей 70 %, кДж / (кг · К) /6/; t ₂^´ – температура серной кислоты, выходящей из колонны, К.

q ₅^´ = 2720 · 2,09 ∙ 443 = 2518366,4 кДж

Расход теплоты на нагревание подсасываемого воздуха в среднем до 90 ºС:

q ₆^´ = g _подс ∙ с · (t ₂ – t ₁), (кДж) (3.51)

где – с – удельная теплоемкость воздуха, кДж / кг ∙ К; t ₁ – температура подсасываемого воздуха, К.

q ₆^´ = 18,83 · 1 ∙ (363 – 273) = 1694,7 кДж

Расход теплоты, уносимой с азотной кислотой с массовой долей 98 % из колонны при температуре 85 ºС:

q ₇^´ = G ₂^´ ∙ с · t , (кДж) (3.52)

где – с – удельная теплоемкость азотной кислоты при температуре 85 ºС, кДж / кг ∙ К /7/; t ₁ – температура уходящей азотной кислоты из колонны, К.

q ₇^´ = 243 · 1,93 ∙ 358 = 167898,42 кДж

Расход теплоты в окружающую среду:

Колонна типа ГБХ в течение 1 часа теряет в окружающую среду порядка 33520 кДж. При условии подачи в колонну 92 кг / мин тройной кислотной смеси потери теплоты в окружающую среду:

q ^´₈ =  6072,46 кДж

Теплота, уносимая нитрозными газами q ^´₉:

q ₉^´ = ∑ q _9i^´, (кДж) (3.53)

где ∑ q _9i^´ = ∑( g _i ∙ с _i· t _i) ; g _i – масса уносимого газа, кг; с _i– удельная теплоемкость уносимого газа, кДж / кг ∙ К /2/; t _i– температура уносимого газа, К.

q _NO2^´ = 13,6 ∙ 0,754 ∙ 358 = 3671,08 кДж

q _NO^´= 7,09 ∙ 0,996 ∙ 358 = 2528,07 кДж

q _N2^´ = 15,46 ∙ 1,040 ∙ 358 = 5756,07 кДж

q _O2^´= 7,26 ∙ 0,923 ∙ 358 = 2398,95 кДж

q _НNO3^´= 2,48 ∙ 1,800 ∙ 358 = 1598,11 кДж

q _Н2O^´= 1,45 ∙ 1,873 ∙ 358 = 972,27 кДж

Итого: q ₉^´ = 16924,55 кДж

Отсюда Q _расход = 83309,2 + 163367,77 + 10866,71 + 966416 + 1694,7 + 167898,42 + 16924,55 = 1410477,35 кДж

Приравнивая приход теплоты к расходу, определяем количество теплоты, которое необходимо подать в колонну с перегретым паром.

Q _приход = 1455046,74 + 278112,61 + 537186,28 + 142103,97 + 5517,20 + q ₆ = 2417966,8 + q ₆ = Q _расход

2417966,8 + q ₆ = 2951575,66

Отсюда q ₆ = 533608,86 кДж

Таблица 3.4 – Тепловой баланс концентрирования азотной кислоты

3.2.2 ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ ОТДЕЛЕНИЯ КОНЕНТРИРОВАНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Исходные данные:

1. Температура продукционной кислоты /3/ с массовой долей 92 %, вытекающей из концентратора t = 240 ºС.

1. С разбавленной серной кислотой 70 % при t = 120 ºС

4. С дымовыми газами, поступившими из топки, t = 900 ºС

5. Температура кислотного конденсата с массовой долей 70 % из брызгоулови-тельной ступени на входе в концентратор t = 130 ºС.

6. Температура брызг серной кислоты 70 %, поступающей на брызгоуловитель-ную ступень, t = 150 ºС.

Общий вид уравнения теплового баланса:

Q _приход = Q _расход , (кДж) (3.54)

Приход теплоты в концентратор:

1. С серной кислотой с массовой долей 70 %:

q ₁ = G_разб ∙ Н, (кДж) (3.55)

где G_разб – масса серной кислоты с массовой долей 70 %, кг; Н – удельная энтальпия кислоты при 120 ºС, кДж/кг.

q ₁ = 7650,28∙ 271,7 = 2078581,1 кДж

2. С конденсатом:

q ₂ = G_конд ∙ Н, (кДж) (3.56)

где G _конд – масса конденсата, поступающего в колонну из конечной брызгоуло-вительной ступени, кг; Н – удельная энтальпия кислоты при 130 ºС, кДж/кг.

q ₂ = 5355,2 ∙ 262,1 = 1403597,92 кДж

3. С топочными газами, поступившими из топки:

q ₃ = G_{топ газ} ∙ с · t , (кДж) (3.57)

где G_{топ газ} – масса топочных газов, кг; с – удельная энтальпия газов, кДж/кг · К /2/; t – температура поступивших газов, К.

q ₃ = 2600 ∙ 1,450 · 1173 = 4422210 кДж

Общий приход тепла: Q_общ = q ₁ + q ₂ + q ₃ = 2078581,1 + 1403597,92 + 4422210 = 7904389,02 кДж

Расход теплоты в концентраторе:

1. С продукционной кислотой при 250 ºС:

q ₁^´ = G_конц ∙ Н _конц, (кДж) (3.58)

где H _конц = 436 кДж/кг – энтальпия серной кислоты 92%; G_конц – масса выходящей из колонны серной кислоты с массовой долей 92 %, кг.

q ₁^´ = 6043,76 ∙ 436 = 2635079,36 кДж

2. С водяным паром выделяется при выпаривании и разложении:

q ₂ ^´ = C_вп ∙ H_вп , (кДж) (3.59)

где G_вп = G_уп + G_разл = 1606,56 + 0,42 = 1606,98 кг; H_вп = 2737,7 кДж/кг – энтальпия водяного пара.

q ₂ ^´ = 1606,98 · 737,7 = 4399429,15 кДж

3. С дымовыми газами, уходящими с t = 130 ºС:

q ₃^´ = G_{топ газ} ∙ с ₂ · t ₂, (кДж)  (3.60)

где G_{топ газ} – масса дымовых газов на м ³ сжигаемого газа, кг; с ₂ – удельная теплоемкость дымовых газов при t = 130 ºС /2/; t ₂ – температура дымовых газов, К.

q ₃ ^´ = 2600 ∙ 1,336 · 403 = 1399860,8 кДж

4. На испарение серной кислоты:

q ₄ ^´ = G _исп ∙ H _исп, (кДж) (3.61)

где G_исп – масса серной кислоты, уносимой дымовыми газами, кг; Н _исп = 511.2 кДж/кг – удельная теплота парообразования серной кислоты.

q ₄ ^´ =2,3 · 511,2 = 1175,76 кДж

5. С парами серной кислоты:

q ₅ ^´ = G _исп ∙ H , (кДж) (3.62)

q ₅^´ = 2,3 ∙ 201,4 = 463,22 кДж

где Н – энтальпия 100% серной кислоты при температуре отходящих газов 130 ºС

/6/.

6. На разложение серной кислоты:

q ₆ ^´ = G _разл ∙ Q _разл / М _Н2SО4 , (кДж) (3.63)

q ₆ ^´ = 2,3 ∙ 228900 / 98 = 5372,14 кДж

Похожие работы

Регенерация азотной и серной кислоты

Скачать

135937

46

0

... Содержание прокаленного остатка, в % 0,4 4.      Содержание окислов азота N2O3, в %, не более 0,01 5.      Содержание железа, в %, не более 0,2 3. Отработанные и вытесненные кислоты представляют собой тройную смесь азотной и серной кислот, а также воды. Таблица №5 - Состав тройных смесей № Наименование составных частей Отработанной кислоты Вытесненной кислоты 1.      Азотная ...

Производство серной кислоты из серы

Скачать

22960

4

2

... еще не всегда осуществима. В то же время отходящие газы – наиболее дешевое сырье, низки оптовые цены и на колчедан, наиболее же дорогостоящим сырьем является сера. Следовательно, для того чтобы производство серной кислоты из серы было экономически целесообразно, должна быть разработана схема, в которой стоимость ее переработки будет существенно ниже стоимости переработки колчедана или отходящих ...

Производство серной кислоты

Скачать

15534

0

7

... между трубками теплообменников, расположенных в контактном аппарате между полками с контактной массой, нагревается до 450 °С и поступает на верхний слой катализатора, где 70...75 % Рис. 2.2. Схема производства серной кислоты контактным способом: 1, 2—промывные башни (полая и с насадкой); 3 — электрофильтр; 4 — башня с насадкой; 5 - турбокомпрессор; 6 - теплообменник; 7 — контактный аппарат; ...

Обеспечение экологической безопасности путем разработки малоотходного способа реутилизации сернокислых отходов аккумуляторных батарей

Скачать

45241

0

5

... 300 С ). Недостатком схемы является большой расход щелочи и сложность регенерации ее из шлама [ 3 ]. Глава 2. Обеспечение экологической безопасности путем разработки малоотходного способа реутилизации сернокислых отходов аккумуляторных батарей Экологическая безопасность и эффективное функционирование экономики каждого государства неразрывно связаны с транспортной отраслью. Транспортные ...