КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Тепловой баланс процесса кристаллизации
Расход Приход Тепловой баланс процесса упаривания Расход Приход 1. Тепло, приходящее с раствором аммиачной селитры: QАС = (сNH4NO3·nNH4NO3 + cH2O·nH2O)· tвх, tвх = 170ºС Теплоемкости компонентов рассчитываем для данной температуры аммиачной селитры, используя температурные ряды [9] сNH4NO3 = 139,3 Дж/моль·К cH2O = 39,02 + 0,07664·(170+273) + (11,96·105/(170+273)2) = 78,99 Дж/моль·К QАС = (139,3·710 + 78,99·350,6)·443 = 5,6·107 Дж 2. Тепло, приходящее с раствором Mg(NO3)2: Qмаг = (сMg(NO3)2·n Mg(NO3)2 + cCa(NO3)2·n Ca(NO3)2 + cSiO2·nSiO2 + cFe2O3·nFe2O3 + cH2O·nH2O)· ·tвх Теплоемкости компонентов рассчитываем для данной температуры Mg(NO3)2, используя температурные ряды [9] сMg(NO3)2 = 141,9 Дж/моль·К cCa(NO3)2 = 122,9 + 0,154·(170+273) - (17,28·105/(170+273)2) = 182,32 Дж/моль·К cSiO2 = 46,94 + 0,03431·(170+273) - (11,3·105/(170+273)2) = 56,39 Дж/моль·К cFe2O3 = 97,74 + 0,07213·(170+273) - (12,89·105/(170+273)2) = 123,13 Дж/моль·К cH2O = 39,02 + 0,07664·(170+273) + (11,96·105/(170+273)2) = 78,99 Дж/моль·К Qмаг = (141,9·232,9 + 182,32·0,96 + 56,39·8,98 + 123,13·0,28 + 78,99·6222,2)·443 = 2,32·108 Дж 3. Тепло, приходящее с газообразным аммиаком: QА = (сNH3·nNH3 + cH2O·nH2O)· tвх сNH3 = 29,8 + 0,02548·(170+273) - (1,65·105/(170+273)2) = 40,24 Дж/моль·К QА = (40,24·1,4 + 78,99·0,005)·443 = 2,51·104 Дж 4. Теплота химической реакции NH3 + HNO3 = NH4NO3 Qхр = ΔНхр·n, ΔHхр = ΔfHº(298)NH4NO3 – ΔfHº(298)NH3 – ΔfHº(298)HNO3, где ΔfHº(298)I – энтальпия образования i-го компонента, n – количество молей образовавшегося вещества Таблица 4.4.2.7 Стандартные энтальпии образования для соответствующих компонентов
ΔHхр = -365,1 – (-46,19) – (-173) = -145,91 кДж/моль Qхр = 145,91·876, 5 = 1,27·108 Дж
1. Тепло, уходящее с раствором аммиачной селитры: QАС = (сNH4NO3·nNH4NO3 + сMg(NO3)2·n Mg(NO3)2 + cCa(NO3)2·n Ca(NO3)2 + cSiO2·nSiO2 + cFe2O3·nFe2O3 + cH2O·nH2O + сNH3·nNH3)·tвых, tвых = 170ºС QАС = (139,3·876,5 + 141,9·232,9 + 182,32·0,96 + 56,39·8,98 + 123,13·0,28 + 78,99·6611,1 + 40,24·0,44)·443 = 4,0·108 Дж
2. Тепло, уходящее с газообразным аммиаком: QА = (сNH3·nNH3)·tвых QА = (40,24·0,04)·443 = 713,05 Дж 3. Теплопотери: Общее уравнение теплового баланса: QАС+ Qмаг + QА+ Qхр= QАС+ QА + Qт.пот. Т.к. теплопотери составляют 3% от общего количества тепла, приходящего в систему, тогда: Qт.пот. = 0,03·(QАС+ Qмаг + QА+ Qхр) = 0,03·(5,6·107 + 2,32·108 + 2,51·104 + 1,27·108) = 1,24·107 Дж Сводим тепловой баланс в таблицу: Таблица 4.4.2.8
1. Найдем из теплового баланса трубчатой части аппарата количество подаваемого пара: Q1 + Q2 = Q3 + Q4 где Q1 = G1c1t1 = 1,299·106·1,93·150 = 3,76·108 кДж/ч – тепло с 99,3%-ным раствором аммиачной селитры; Q3 = G3c3t3 = 1,295·106·1,8·180 = 4,2·108 кДж/ч – тепло с 99,5%-ным раствором аммиачной селитры; Q4 = G4r4 = 3093,6×2837,5 = 8,7·106 кДж/ч – тепло с выпаренной водой; Q2= 4,2·108 + 8,7·106 - 3,76·108 = 5,27·107 кДж/ч – тепло греющего пара. Расход греющего пара, подаваемого в трубчатую часть аппарата: Gпара= Q2/ r = 5,27·107 /1977,7 = 2,66·104 кг/ч С учетом потерь 3%: Gпара= 2,66·104 ·1,03 = 2,74·104 кг/ч 2. Найдем из теплового баланса тарельчатой части аппарата количество подаваемого пара в змеевики: Q1 + Q2 = Q3 + Q4 где Q1 = G1c1t1 = 1,296·106·1,8·180 = 4,2·108 кДж/ч – тепло с 99,5%-ным раствором аммиачной селитры; Q3 = G3c3t3 = 1,293·106·1,8·180 = 4,2·108 кДж/ч – тепло с 99,7%-ным раствором аммиачной селитры; Q4 = G4r4 = 3000×2837,5 = 8,51×106 кДж/ч – тепло с выпаренной водой; Q2= 4,2·108 + 8,51×106 - 4,2·108 = 8,51×106 кДж/ч – тепло греющего пара. Расход греющего пара, подаваемого в трубчатую часть аппарата: Gпара= Q2/ r = 8,51×106 /1977,7 = 4,3·103 кг/ч С учетом потерь 3%: Gпара= 4,3·103·1,03 = 4,43·103 кг/ч 1. Тепло, приходящее с 90%-м раствором аммиачной селитры:
QАС = (сNH4NO3·nNH4NO3 + сMg(NO3)2·n Mg(NO3)2 + cH2O·nH2O)· tвх, tвх = 150ºС Теплоемкости компонентов рассчитываем для данной температуры аммиачной селитры, используя температурные ряды [9] сNH4NO3 = 139,3 Дж/моль·К сMg(NO3)2 = 141,9 Дж/моль·К cH2O = 39,02 + 0,07664·(150+273) + (11,96·105/(150+273)2) = 78,1 Дж/моль·К QАС = (876,5·139,3 + 232,9·141,9 + 6611,1·78,1)·423 = 2,83·105 кДж 2. Тепло, приходящее с греющим паром: а) поступающим в трубчатую часть аппарата: 2,74·104 ×1977,7 = 3,41·107 кДж/ч б) с поступающим в змеевики, расположенные на тарелках концентрационной части аппарата: 4,43×103 ×1977,7 = 8,76×106 кДж/ч QГП = 3,41·107 + 8,76×106 = 4,28·107 кДж/ч 3. Тепло, приходящее с паровоздушной смесью: а) Сухой воздух: 29287,25·1·180 = 5,27·105 кДж/ч б) Вода: 112,75·2837,5 = 3,19·105 кДж/ч где 2837,5 кДж/кг – теплосодержание перегретого пара при Р=1 ат и t =150ºС. QПВС = 5,27·105 + 3,19·105 = 8,46·105 кДж/ч 4. Тепло, приходящее с конденсатом сокового пара: QКСП = G·r = 2606,56×419 = 1,09·106 кДж/ч, где G – количество поступающего конденсата сокового пара, кг/ч r – теплота парообразования, кДж/кг 1. Тепло, уходящее с 99,7%-м плавом аммиачной селитры: QАС = (сNH4NO3·nNH4NO3 + сMg(NO3)2·n Mg(NO3)2 + cH2O·nH2O)· tвых, tвых = 178,4ºС Теплоемкости компонентов рассчитываем для данной температуры аммиачной селитры, используя температурные ряды [9] сNH4NO3 = 139,3 Дж/моль·К сMg(NO3)2 = 141,9 Дж/моль·К cH2O = 39,02+0,07664·(178,4+273) + (11,96·105/(178,4+273)2) = 79,46Дж/моль·К QАС = (16162,5·139,3 + 232,9·141,9 + 166,6·79,46)·451,4 = 1,03·106 кДж 2. Тепло, уходящее с паровоздушной смесью: а) Сухой воздух: 29287,25·1·65 = 1,9·106 кДж/ч б) Вода: 6206,35·2641,8= 3,63·107 кДж/ч где 2641,8 кДж/кг – теплосодержание перегретого пара при Р=1ат и t = 65ºС QПВС = 1,9·106 + 3,63·107 = 3,82·107 кДж 3. Теплопотери: Общее уравнение теплового баланса: QАС+ QГП + QПВС+ QКСП= QАС+ QПВС + Qт.пот. Т.к. теплопотери составляют 3% от общего количества тепла, приходящего в систему, тогда: Qт.пот. = 0,03·(QАС+ QГП + QПВС+ QКСП) = 0,03·(2,28·105 + 4,28·107 + 8,46·105 + 1,09·106) = 1,35·106 кДж Сводим тепловой баланс в таблицу: Таблица 4.4.2.9
Дата добавления: 2015-06-28; Просмотров: 1138; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |