Матеріальний розрахунок безсатураторного методу отримання сульфату амонію

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 10Следующая ⇒

Вихідні дані:

Склад прямого коксового газу:

Водяні пари 30,0 г/м³

Бензольні вуглеводні 36,0 г/м³

Аміак 7,0 г/м³

Сірководень 16,0 г/м³

Піридинові основи 0,4 г/м³

Склад сухого коксового газу:

H₂ – 60,0 %

CO – 7,0 %

CO₂ – 2,7 %

C_nH_m – 2,3 %

N₂ – 4,0 %

O₂ – 1,0 %

CH₄ – 22,0 %

Вміст аміаку у очищеному коксовому газі – 0,03 г/м³

Проектна потужність заводу по газу – 52000 м³/год

Перераховую кількість компонентів, які містяться у 52000 м³/год коксового газу за формулою:

G_комп.= , (5.1)

де V_к.г.- кількість коксового газу - 52000 м³/год

g_комп.- кількість компоненту г, у 1 м³

G_в.п.= 52000×30/1000=1560 кг/год.

G_б.в.= 52000×36/1000=1872 кг/год.

G_ам.= 52000×7/1000=365 кг/год.

G_с=52000×16/1000=832 кг/год.

G_п.о.= 52000×0,4/1000=20,8 кг/год.

Об’єм складових коксового газу розраховую за формулою:

V_i=G_i×22,4/M (5.2)

де G_i - кількість компонента

M_i - молекулярна масса компонента

V_в= G_в×22,4/М_в=1560×22,4/18=1941,3 м³/год

V_б= G_б×22,4/М_б=1872×22,4/83=505,2 м³/год

V_с= G_с×22,4/М_с= 832×22,4/34=548,1 м³/год

V_а= G_а×22,4/М_а=365×22,4/17=480,9 м³/год

V_п= G_п×22,4/М_п=20,8×22,4/80=6 м³/год

Об’єм сухого коксового газу розраховую за формулою:

 (5.3)

де V_к.г.- об’єм коксового газу, м³/год,

- сума кількості компонентів коксового газу.

V_с.г.= 52000-(1941,3+505,2+548,1+480,9+6)=48518,5 м³/год.

G_с.г.= ρ_с.г×V_с.г. (5.4)

де ρ_с.г. – густина сухого коксового газу кг/м³, ρ_с.г=0,401 кг/м³[1]

V_с.г. – об’єм сухого коксового газу м³/год.

G_с.г.=0,401×48518,5=19456 кг/год

У абсорбер надходить наступна кількість коксового газу з нагнітача (табл.5.1).

Таблиця 5.1 Склад коксового газу, що входить до абсорбера

Кількість сірчаної кислоти, яка необхідна для нейтралізації 365 кг/год аміаку розраховуємо за рівнянням хімічної реакції, на основі закону еквівалентів:

2NН₃ + Н₂SO₄ = (NН₄)₂SO₄ (5.5)

За умовою ν_NH3=m_NH3/M_NH3=365000/17=21470,6 моль/год

де m_NH3 - маса аміаку, що поступає в абсорбер з газом 365 кг/год=365000 г/год;

M_NH3-молекулярна масса аміаку 17 г/моль

Відповідно до рівняння реакції 1 моль Н₂SO₄ реагує з 2 моль NН₃, а з 21470,6 моль/год NН₃ реагують 10735,3 моль Н₂SO₄ або 10735,3×98=1052059,4 г/год=1052,1 кг/год

Кількість 92,5 %-ої кислоти:

G_H2SO4=1052,1 /0,925=1137,4 кг/год.

Кількість поглинутого аміаку на першому ступеню абсорберу можна визначити виходячи з умови рівняння поверхні контакту чи об’ємів обох ступенів абсорберів та коефіцієнтів абсорбції, що приводить до рівняння:

 (5.6)

де а₁, а₂,та а₃ – вміст аміаку у газі до першої,до другої та після другої ступені абсорберу.

Величина а₁ дорівнює 7 г/м³

Величину a₃ приймаю згідно ПТЕ 0,03 г/м³. [2]

Тоді

=

Таким чином, на першому ступені абсорберу поглинається аміаку

Залишається аміаку в коксовому газі:

Надходить аміаку на другу ступінь 365-340 =25 кг/год та поглинається аміаку на другій ступені 25-1,6=23,4 кг/год.

Для поглинання 340 кг/год аміаку на першому ступеню абсорберу необхідно витратити сірчаної кислоти у моногідраті [6]:

 (5.7)

де - кількість аміаку, яка поглинається на першому ступеню абсорберу

- молекулярна маса сірчаної кислоти

- молекулярна маса аміаку.

При цьому утворюється сульфату амонію 340+980=1320 кг/год.

На другому ступеню поглинається аміаку 23,4 кг/год, витрачається сірчаної кислоти:

та утворюється сульфату амонію 23,6+68=91,6 кг/год.

Таким чином, накопичується сульфату амонію у матковому розчині на другому ступені абсорберу 91,6 кг/год.

Загальна кількість сульфату амонію, яка утворюється 1320+91,6=1411,6 кг/год, а з вологістю 2% .

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии