Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

РАСЧЕТЫ РАСХОДНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

Расходные коэффициенты - величины, характеризующие рас­ход различных видов сырья, воды, топлива, электроэнергии, пара на единицу вырабатываемой продукции. При конструировании ап­паратов и определении параметров технологического режима за­даются также условия, при которых рационально сочетаются высокая интенсивность и производительность процесса с высоким качеством продукции и возможно более низкой себестоимостью.

Пример 1. Определить теоретические расходные коэффициенты для следующих железных руд в процессе выплавки чугуна, со­держащего 92% Fe, при условии, что руды не содержат пустой породы и примесей:

Решение

FeCO₃

Из 1 кмоль FeCO₃ можно получить 1 кмоль Fe или из 115,8 кг FeCO₃ - 55,9 кг Fe. Отсюда для получения 1 т чугуна с содержа­нием Fe 92% (масс) необходимо:

т

Аналогично находим значения теоретических расходных коэф­фициентов для других руд:

2Fe₂O₃×3H₂O

т

2Fe₂O₃-2H₂O

т

Fe₂O₃

т

Fe₃O₄

т

Пример 2. Рассчитать расходный коэффициент для природного газа, содержащего 97% (об.) метана в производстве уксусной кислоты (на 1 т) из ацетальдегида. Выход ацетилена из метана составляет 15% от теоретически возможного, ацетальдегида из ацетилена - 60%, а уксусной кислоты из ацетальдегида 90% (масс).

Решение

Уксусная кислота получается из метана многостадий­ным методом. Схематично процесс может быть описан следующими, последовательно протекающими реакциями:

Молекулярная масса: С₂Н₂ - 26; СН₃СНО - 44; СН₃СООН - 60; СН₄- 16.

Теоретический расход метана на 1 т уксусной кислоты со­ставит:

кг

с учетом выхода продукта по стадиям

кг

или

см³ СН₄

или

м³ природного газа

Пример 3. Определить количество аммиака, требуемое для производства 100000 т/год азотной кислоты, и расход воздуха на окисление аммиака (в м³/ч), если цех работает 355 дней в году, выход окиси азота Х₁ = 0,97%, степень абсорбции Х₂ = 0,92, а содержание аммиака в сухой аммиачно-воздушной смеси - 7,13% (масс).

Решение

Окисление аммиака является первой стадией полу­чения азотной кислоты из аммиака. По этому методу аммиак окисляется кислородом воздуха в присутствии платинового ката­лизатора при 800-900°С до окислов азота. Затем, полученная окись азота окисляется до двуокиси, а последняя поглощается водой с образованием азотной кислоты. Схематично процесс
можно изобразить следующими уравнениями:

4NH₃ + 5О₂ = 4NO + 6Н₂О

2NO + О₂ = 2NO₂

3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO

Для материальных расчетов можно в первом приближение записать суммарное уравнение этих трех стадий в виде:

NH₃ + 2О₂ = HNO₃ + Н₂О

Молекулярная масса: NH₃ -17; HNO₃ -63.

Необходимое количество аммиака для получения 100000 т HNO₃ с учетом степени окисления и степени абсорбции составит:

т

Расход аммиака составит:

кг/ч

Объем аммиака составит:

м³

Расход воздуха (в м³/ч), требуемый для окисления (в составе аммиачно-воздушной смеси), будет равен

м³

где 11,5 - содержание NH₃ в смеси в % (об), то есть