Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Предпосылки укрупнения агрегатов и основные количественные соотношения.

Читайте также:
  1. CALS-технологии. Предпосылки
  2. I. Основные задачи и направления работы библиотеки
  3. I. Основные парадигмы классической социологической теории.
  4. I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ
  5. I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. РУКОВОДСТВО ПОДГОТОВКОЙ И НАПИСАНИЕМ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
  6. I. Основные свойства живого. Биология клетки (цитология).
  7. I. Основные цели
  8. I. Понятие, признаки и предпосылки правовых отношений.
  9. I. Понятие, признаки и предпосылки правовых отношений.
  10. I. Предпосылки формирования философии НВ.

Цель рас-та:

опред-е всех потоков прихода и расхода тепла д/принятой в мат б-се конц-ции р-ра НА, равной 90% масс.

Исх. дан-е: 1. данные из мат.б-са; 2. тем-ра 58% НNO3 – 80гр. 3. тем-ра г/обр NH3 – 175гр; 4. тем-ра 20%-го р-ра НА равна темп-ре кип-я этого р-ра при давл-и в апп-те; 5. темп-ра 90%-го р-ра НА и тем-ра сок-го пара равна тем-ре кип-я 90%-го р-ра НА при давл-и в апп-те; 6. давл-е в апп-те ИТН, Па – 1,216*105; 7. теплота р-ции нейтр-ции – 146,49 кДж.

Усл-е тепл.б-са: Qприх = Qрасх.

Уравн-е тепл.б-са: Q1+Q2+Q3+Q4=Q5+Q6+Q7+Q8+Q9+Q10, где Q1 – ф.т. 58% НNO3; Q2 – ф.т. г/обр NH3; Q3 – ф.т. 20% NH4NO3; Q4 – тепло, выдел. при нейтр-ции; Q5 – эндотерм. эфф-т разб-я 90% р-ра НА 20%-м р-ром НА; Q6 – тепло, затрач на испар-е воды из р-ра НNO3; Q7 – тепло, затрач на испар-е НNO3 (потери) НNO3; Q8 – ф.т. сок пара; Q9 – ф.т. 90% р-ра НА; Q10 – потери тепла в окр ср.

Приход: 1) Q1= mct, Сред теплое-ть 58% НNO3 в инт-ле 0-80гр выч-ся как среднее извест истинных теплоем-тей Þ с=2,666 кД/кгК.

2) Q2= mct, Сред теплое-ть г/обр NH3 при 0,12МПа в инт-ле 0-175гр выч-ся по истинным теплоем-тям Þс=2,26 кД/кгК.

3) Q3= mct; 1. Выч-м темп-ру: t = tкип 20%-го р-ра при 1,216*105 (исх дан-е), tкип = tнас пара + t* , где tнас пара = темп-ре нас вод пара при повышенном давл-и, гр; t – темп-ра дипрессии, равная темп-ре кип-я р-ра и воды при атм давл-и, гр; - коэф-т темп-й дипрессии. а) выч t нас пара (из лит данных): = 104,87 гр. б) выч-м t и . tкип возьмем из табл. tкип = 103 гр. t =103-100=3гр. Выб-м при tнас пара: =1,033. в) Выч-м темп-ру кип-я: tкип = 104,87+3*1,033=108 гр. 2)Выч-м теплоем-ть. Сред теплое-ть 20% р-ра НА в инт-ле 0-108 гр выч-ся как по истинным теплоем-тям Þ с=3,530 кД/кгК. 3) Q3= 6944*3,53*108=2647331 кДж.

4. Расс-ем Q4. NH3 + НNO3 = NH4NO3. Н= -146,49. Вел-на Q4 явл результир-ей след теплот: 1) теп-та дегидротации азот к-ты, пред соб затраты энергии на разруш-е гидратов НNO3 * k Н2О и гидратных оболочек ионов, теплота дегидротации численно равна и противопол-на по знаку теплоте разбавл-я НNO3 водой от 100% до СНNO3 (до 58%), приводятся на графиках. Теплота дегидротации равна: 357,88 кДж/кг НNO3. Теплота дегидротации, приход-яся на 1кг NH4NO3 составит: 357,88*63,01/80,04 = 281,7 кДж/кг NH4NO3. 2) теп-та нейтр-ции (в соотв-вии с р-цией): 1000*146,49/80,04 = 1830,2 NH4NO3. 3) тепл-та раствор-я образовав-ся НА. При разб-нии NH4NO3 до конц-ции 90% масс затрач-ся тепло в кол-ве 76 кДж/кг NH4NO3. Итак, удел теплота нейтр-ции равна: 1830,2-281,7-76=1472,5 кДж/кг NH4NO3. 4) Q4 = 56000*1472,5 = 82460000 кДж.

5. Qприх = 106240310 кДж.

Расход: 6.

Q5. 1) Масса NH4NO3 в разбавл-м р-ре: 56000-1389=57389 кг. 2) общ масса разбавл-го р-ра после разб-я: 62222-6944=69166 кг.

3) конц-ция р-ра после разб-я: 57389*100/69166=83%.

4) затраты тепла на раствор-е NH4NO3 до конц-ции 83% (из графика): 122 кДж/кг*57389 = 7001458 кДж.

5) затраты тепла на раствор-е NH4NO3 до конц-ции 90%: 76кДж/кг*57389 = 4361564 кДж.

6) затраты тепла на разб-е р-ра NH4NO3 от 90% до 83%: 7001458 -4361564 = 2639894 кДж.

7). Q6 = НИСП*GН2О, где НИСП – сред т-та исп-я воды при темп-ре кип-я и концентрир-нием р-ра от 63,5 до 90% масс, кДж/кг Н2О; GН2О – масса испар-йся воды. НИСП выч-ют как среднее дифф теплот исп-я из р-ров НА Þ НИСП = 2252 кДж/кг; GН2О = 26017+5401 = 31418 кг. Q6 = 2252*31418 = 70753336кДж.

8). Q7. Q7 явл S след теплот: 1) теп-та дегидротации азот к-ты; 2. т-та испар-я азот к-та из 100%-й аз к-ты. Уд. Т-та испар-я равна 626,3 кДж/кг НNO3 (из справ-ка). Q7 = (357,88+626,3)*420 = 413356 кДж.

9). Q8 = m*c*tкип: 1) Выч-м tкип 90% р-ра НА. tкип 90%-го р-ра при атм давл-и равна 149 гр. t = 149-100=49 гр. Тогда tкип = 104,87+49*1,033 = 155,5 гр. 2) Выч-м сред теплоем-ть вод пара при 155,5 гр. по справ данным: с=1,897 кДж/кгК. 3) Масса соков пара: м = м Н2О + м NH3 +м НNO3 = 420+31418+140=31978 кг. 4) Q8=31978*1,897*155,5= 9432982 кДж.

10). Q9 = m*c*tкип: 1) сред теплое-ть 90% р-ра при 155,5гр (по справ лит-ре): = 2,193 кДж/кг К. Þ Q9 = 63765*2,193*155,5= 21744598 кДж.

11). Выч-м Q10. Q10 = Qприх – (Q5+Q6+Q7+Q8+Q9) = 1256144 кДж, что в % от прихода тепла: 1256144*100/106240310 = 1,2% - вел-на соглас-ся с производств данными.

12. Таблица тепл бал-са. Q1 – 15,41%; Q2- 4,48%; Q3- 2,49%; Q4-77,62%; Q5- 2,48%; Q6- 66,6%; Q7- 0,395%; Q8- 8,88%; Q9- 20,47%; Q10 – 1,18%.

 

 

Таблица 1 Химический состав растворов КАС

Наименование показателя КАС-28 КАС-30 КАС-32
1. Суммарная массовая доля азота, % 27¸29 29¸31 31¸33
2. Масс. отношение «карбамид: амселитра» 0,73¸0,83 0,73¸0,83 0,73¸0,83
3.Щелочность в пересчете на свободный аммиак, % 0,05¸0,50 0,05¸0,50 0,05¸0,50
4.Массовая доля ингибитора коррозии в пересчете на Р2О5 , % 0,20¸0,50 0,20¸0,50 0,20¸0,50

В табл. 2 приведены содержания NH4NO3 и CO(NH2)2 и фи­зические свойства удобрения. Удобрение имеет значительную плотность - от 1,265 до 1,326 г/см3 (т/м3), что да­ет экономию при сооружении складских емкостей и транспортных цистерн. Низкие tº кристаллизации (КАС-28 и КАС-30) и tº за­мерзания (все марки) позволяют выпускать удобрение почти круглогодич­но, особенно при оснащении емкостей и цистерн обогревом. В случае за­мерзания при размерзании свойства р-ров КАС полностью восстанавли­ваются.

Табл.2 Содержание основных компонентов и физические свойства р-ров КАС

Наименование показателя КАС-28 КАС-30 КАС-32
1. Масс. доля нитрата аммония, % 39,1¸41,1 41,1¸43,1 43,1¸45,1
2. Массовая доля карбамида,% 29,6¸31,6 31,6¸33,6 33,6¸35,6
3. Плотность при 20°С, г/см3 1,265¸1,292 1,285¸1,316 1,306¸1,326
4. Вязкость при 20°С, сП, не более      
5. tº °С, не выше -17 -10 -2
6.Температура замерзания,°С -26 -26 -26

Технология производства КАС основана на непрерывном процессе смешения р-ра NH4NO3 и р-ра CO(NH2)2 и + необходимых количеств воды и ингибитора коррозии, при этом отсутствуют операции доупаривания, гранулирования, кондиционирования => низкая себестоимость. Н2О ====>

Р-р CO(NH2)2 (110 °С) ========> смеситель ===> Н2О-й холодильник =>

90%-й р-р NH4NO3 (110°С) =====> (охл-ие до 40 °С)

NH3, фосфорная кислота =======>

52. Физико-химич. основы производства ЖАУ. Система « CO(NH2)2 - NH4NO3 - Н2О»

Получение водного NH3 из газообразного: NH3 поступ-т в тарельчат. колонну с колпачками, нижняя часть кот. – трубчатый теплооб-к (в нем отводится часть Q, выделяющ-ся при раствор-ии NH3). По трубам теплооб-ка движ. Н2О, в межтрубн-м простр-ве – р-р NH3 (через него барботир-т NH3-газ. Окончател-ое поглощение происх-т в верхней части колонны на тарелках со змеевиками. Поглощение NH3 происх. химочищ. Н2О. При длит-ном хран-ии р-ров NH3 из них выдел-ся некот. кол-во NH3, кот. возвращ-т в абсорбц-ю колонну. На произв-во 1т NH3 расх-ся: 3м3 химочищ. Н2О, 200 м3 оборотн.Н2О, 28,8 МДж эл/эн.

Основные апп-ты в произв-ве аммиакатов – реактор для пригот-ия жидкого уд-ия и Н2О-й холод-к, ч/з кот. циркул-т приготовл- ый р-р. tº р-ра поддерж-ся на уровне 20-25ºС. Аммиакаты на основе NH4NO3: сначала залив-т стол-ко воды, скол-ко треб-ся для зад-го состава, пропуск-т ч/з нее NH3-газ для получ-ия 10-15%-го р-ра. Затем в циркулир-й Н2О-й NH3 постеп-но +горячий 75-85%-й р-р NH4NO3. Аммиакаты на основе аммиачн. и кальциев. селитр: в реактор одновр-но с NH4NO3 + 75-80%-й р-р Са(NO3)2. Аппаратура для произв-ва аммиакатов д.б. изготовлена из нержав. стали, алюминия или из пластмасс. tº кристалл-и аммиакатов ↓ с ↑ содерж-я в них NH3 и ↓ содерж-я Н2О.

Диаграмма Розебома. Р-ры КАС, содерж-ие 28-32% N широко распростр-ны.

Задача. В распор-ии технолога им-ся 3 исх-х в-ва для пригот-ия р-ров КАС:70%-й р-р CO(NH2)2, 85%-й р-р NH4NO3 и Н2О. Рассчит-те расход сырья на пригот-ие указ-х марок удобр-ия. Опр-те для каждой марки: состав, общее содерж-ие N, tº кристалл-и. Расчеты вести на 1000 кг смеси 70% CO(NH2)2 и 85%-го р-ра NH4NO3. Марки: 1) уд-ие, имеющее tº кристалл-и +10 ºС; 2) уд-я с масс-й долей общ. N 27% и min возможной tº крист-ии; 3) уд-ия с масс. Долей 30% CO(NH2)2 и 30% NH4NO3.

1) Проводим линию, она пересек-т линию изотермы +10ºС в 2-х точках Е и F. Т.о.,имеется 2 состава КАС, удовлетвор-х зад-му усл-ю. Координаты состава Е: CO(NH2)2 – 40%, NH4NO3 – 37%, Н20 – 23%. Состав F: CO(NH2)2 – 28%,NH4NO3 – 52%, Н20 – 20%. Расчет масс для пригот-ния составов: Состав F: g(исх) р-ра CO(NH2)2 – Х кг

g(исх) р-ра NH4NO3 – 1000-Х кг

Х/ (1000-Х)= FD/FС=35/54, Х=393 кг р-ра CO(NH2)2

1000-393=607 кг р-ра NH4NO3

Общего азота – 31,8%

2) Условию удобр-я данного состава отв-т Н: 27%N, tº крист. т in, т.е. Н лежит на линии перегиба изотермы; составы, наход-ся справа и слева, им. более выс. tº крист. Состав в т. Н: CO(NH2)2 – 30%,NH4NO3 – 38%,

Н20 – 32%, сод-ие общегоN – 27%. tº крист.= -20 ºС.

Готовим состав G: g CO(NH2)2 – Х кг

g NH4NO3 – 1000-Х кг

Х/ (1000-Х)= GD/ GС=43/47, Х=478 кг р-ра CO(NH2)2

1000-478=522 кг р-ра NH4NO3

К составу, отвечающему т. G, + Н2О. У – масса добавляемой воды.

У/1000= GН/ КН=10/64 У=156 кг

3) g CO(NH2)2 – Х кг

g NH4NO3 – 1000-Х кг

Х/ (1000-Х)= МD/СМ=49/41, Х=544 кг р-ра CO(NH2)2

1000-544=456 кг р-ра NH4NO3

У – масса добавляемой воды

У/1000= LМ/ LК=16/56 У=286 кг

1000+286=1286 – масса смеси.

 

 

 

 

Предпосылки укрупнения агрегатов и основные количественные соотношения.

За последние десятилетия в химической промышленности произошло значительное укрупнение единичной мощности многих агрегатов и технологических линий, особенно в производстве минеральных удобрений, средств защиты растений, химических волокон и пластмасс. Наглядный пример – производство NH3:1965г. – мощность 1 агрегата 30 000т NH3/год;1970г. – мощность 1 агрегата 100 000т NH3/год;1978г. – мощность 1 агрегата 450 000т NH3/год.

В других производствах единичная мощность агрегата к 1990г. достигла: аммиачная селитра - 450 000 т/год;серная кислота - 500 000т/год;фосфорная кислота-300 000тР2О5/год;

аммофос (МАФ)- 130 000 т Р2О5/год.

Укрупнение единичной мощности агрегатов – одно из важнейших направлений технической политики в химической промышленности.

Достоинства от укрупнения агрегатов:1.снижение капитальных вложений на 1т. продукта;2.уменьшение эксплуатационных затрат на 1т. продукта;3.снижение трудоемкости и себестоимости продукции;4.упрощение управления производством.

Рассмотрим следующие количественные соотношения при укрупнении агрегата:

1.Общие энергетические затраты (Э) увеличиваются в соответствии с формулой:

(1)

где М1 – мощность базового агрегата (до укрупнения),т/год;М2 – мощность укрупненного агрегата, т/год.



Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 37 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав


lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.012 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав