Материальный баланс холодильника-конденсатора

Исходные данные для расчета. Определение состава нитрозного газа после холодильника-конденсатора. Выявление количества двуокиси азота, превращенной в азотную кислоту. Сводный материальный баланс холодильника–конденсатора. Расчёт тепловых потоков.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 26.10.2009
Размер файла 37,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

9

1. Исходные данные для расчета

1. В холодильник-конденсатор поступает 5000 нмі/ч нитрозных газов.

2. Состав газа на входе, %об.: NO - 2, NO2 - 8,35, O2 - 1,92, N2 - 70,80, Н2О - 16,93.

3. Давление в системе 7,5 атм.

4. Степень превращения окислов азота при абсорбции - 0,98.

5. В расчете теплового баланса определить количество охлаждающей воды.

6. Температура нитрозного газа на входе в холодильник - конденсатор - 160єС.

7. Температура нитрозного газа на выходе из холодильника-конденсатора - 40єС.

8. Степень конденсации водяных паров - 90 %.

2. Материальный баланс холодильника-конденсатора

Цель материального баланса: определение состава нитрозного газа после холодильника-конденсатора.

Таблица 1. Состав нитрозных газов, поступающих в холодильник-конденсатор

Состав

м3

кг/ч

кмоль/ч

% (об.)

NO

100

133,8

4,46

2

NO2

417,5

857,44

18,64

8,35

O2

96

137,152

4,286

1,92

N2

3540

4425,008

158,036

70,80

H2O

846,5

680,22

37,79

16,93

Всего

5000

6233,62

223,212

100

В холодильнике - конденсаторе образуется конденсат, содержащий 40%-ную HNO3 , что соответствует степени превращения окислов азота 25 %.

Условно пересчитываем окислы азота, содержащиеся в нитрозном газе, на NO2:

(NO+ NO2)=4,46+18,64=23,1 кмоль/ч

1. Количество конденсата.

Количество двуокиси азота, превращенной в азотную кислоту, составит:

23,1*0,25=5,775 кмоль/ч

На образование азотной кислоты по реакции

4 NO2 + O2 +2Н2О = 4HNO3 - 73600 кДж

расходуется воды: 5,775 / 2 = 2,887 кмоль/ч.

Количество сконденсировавшейся воды x, пошедшей на образование 40%-ной HNO3 , можно вычислить по уравнению:

36382,5=14553+720x

x= 30,32 кмоль/ч

Всего сконденсировалось воды:

2,887 + 30,32 = 33,21 кмоль/ч

В газе осталось водяных паров:

37,79 - 33,21 =4,58 кмоль/ч

Количество образовавшейся 40%-ной HNO3 :

5,775 + 30,32 = 36,095 кмоль/ч

2. Количество и состав газа после холодильника.

На образование HNO3 пошло кислорода:

5,775*0,25 = 1,444 кмоль/ч

В газе осталось:

кислорода

4,286 - 1,444=2,842 кмоль/ч

окислов азота

23,1 - 5,775=17,325 кмоль/ч

Таблица 2. Состав нитрозных газов, выходящих из холодильника-конденсатора

Состав

м3

кг/ч

кмоль/ч

% (об.)

NO

99,904

133,8

4,46

2,44

NO2

288,176

591,79

12,865

7,04

O2

63,661

90,944

2,842

1,55

N2

3540,006

4425,008

158,036

86,46

H2O

102,592

82,44

4,58

2,51

Всего

4094,339

5323,982

182,783

100

Таблица 3. Состав конденсата

Состав

м3

кг/ч

кмоль/ч

%(об.)

HNO3

129,36

363,825

2,05

39,99

H2O

679,17

545,76

37,73

60,01

Всего

808,53

909,585

39,78

100

3. Сводный материальный баланс холодильника-конденсатора

Таблица 4.

ПРИХОД

РАСХОД

В-во

м3

кг/ч

кмоль/ч

%(об.)

В-во

м3

кг/ч

кмоль/ч

%(об.)

NO

100

133,8

4,46

2

NO

99,904

133,8

4,46

2,01

NO2

417,5

857,44

18,64

8,35

NO2

288,176

591,79

12,865

5,78

O2

96

137,152

4,286

1,92

O2

63,661

90,944

2,842

1,28

N2

3540

4425,01

158,036

70,80

N2

3540,01

4425,01

158,04

71,06

H2O

846,5

680,22

37,79

16,93

H2O

102,592

82,44

4,58

2,06

H2O

конд-ат

679,17

545,76

37,73

16,96

HNO3

конд-ат

129,36

363,825

2,05

0,92

Всего

5000

6233,62

223,212

100

Всего

4902,873

6233,57

222,39

100

Неувязка материального баланса составляет:

Она не превышает 1 %, соответственно материальный баланс рассчитан верно.

Тепловой баланс холодильника - конденсатора

Цель теплового баланса: расчёт тепловых потоков.

1. Теплоту, приносимую с нитрозным газом, находим по формуле,

,

где ni - количество вещества исходных реагентов, кмоль/ч (материальный баланс);

ci - средняя удельная теплоемкость компонентов, кДж / (кмоль К);

tвх,i - температура входного потока, єС.

Находим среднюю теплоёмкость компонентов нитрозного газа по формулам:

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

Таблица 3. Средняя теплоёмкость нитрозного газа

Компоненты

Теплоёмкость,

30,53

N2

29,44

NO2

39,86

O2

29,78

H2O

34,15

Рассчитаем среднюю теплоёмкость нитрозного газа по правилу аддитивности:

;

.

Q1 =223,212*31,136*160 = 1111988,613 кДж/ч = 308,89 кВт.

2. Теплоту, поступающую за счет конденсации паров воды, определяем как:

Q2 = (2780 - 4,18*40) 33,21*18 = 1561879,584 кДж/ч = 433,85 кВт.

где 2780 кДж / кг - теплота конденсации водяного пара.

3. Теплоту при образовании азотной кислоты находим по формуле, кДж:

,

где q - теплота образования безводной HNO3 (по реакции), кДж; q=73600 кДж;

m - количество образовавшейся кислоты, кмоль/ч.( материальный баланс)

Q3 = кДж/ч = 29,52 кВт.

Теплота, выделяющаяся при разбавлении безводной кислоты до 40%-ной HNO3:

Q4 = 28400 * 5,775 = 164010 кДж/ч = 45,56 кВт.

где 28400 - теплота разбавления азотной кислоты, кДж / моль.

Теплоту, отводимую нитрозным газом из конденсатора, находим по формуле, кДж:

где nj - количество вещества продуктов реакции, кг/ч, (материальный баланс); cj - средняя удельная теплоемкость компонентов, кДж / (кмоль К);

tкон,j - температура выходного потока, єС.

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

кДж / (кмоль К)

Таблица 3. Средняя теплоёмкость нитрозного газа

Компоненты

Теплоёмкость,

30,12

N2

29,18

NO2

37,09

O2

28,45

H2O

33,59

.

Q5 =182,787*29,859*40 = 218313,481 кДж/ч = 60,64 кВт.

Теплоту, отводимую с кислотой из холодильника - конденсатора находим как:

Q6 = кДж/ч = 30,73 кВт.

[3,041 - теплоемкость 40%-ной HNO3 при 40 єС, кДж / (кг К)].

По разности между количествами приходящей и расходуемой теплоты определяем теплоту, отводимую охлаждающей водой:

Q7 = (308,89 + 433,85 + 29,52 + 45,56) - (60,64 + 30,73) = 726,45 кВт.

Таблица 5. Тепловой баланс холодильника-конденсатора

ПРИХОД

РАСХОД

Поток

кВт

%

Поток

кВт

%

Q1

308,89

37,77

Q5

60,64

7,41

Q2

433,85

53,05

Q6

30,73

3,76

Q3

29,52

3,61

Q7

726,45

88,83

Q4

45,56

5,57

Всего

817,82

100

Всего

817,82

100


Подобные документы

  • Проектирование холодильника-конденсатора для конденсации водяного пара. Определение тепловой нагрузки аппарата, количества тепла при конденсации насыщеных паров, расхода охлаждающей воды, максимальной поверхности конденсации. Механический расчет деталей.

    курсовая работа [287,2 K], добавлен 14.07.2011

  • Принцип действия холодильника, процесс охлаждения. Классификация бытовых холодильников, основные структурные блоки. Расчет холодильного цикла, испарителя, конденсатора и тепловой нагрузки бытового компрессионного холодильника с электромагнитным клапаном.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.03.2012

  • Выбор продуктов для загрузки в морозильную и холодильную камеры. Расчет теплопритоков от продуктов, через стенки камер холодильника. Вычисление холодопроизводительности испарителя, компрессора и конденсатора. Построение диаграммы холодильного цикла.

    курсовая работа [3,2 M], добавлен 19.01.2015

  • Типы клинкерных холодильников. Теплота сгорания топлива, теоретический и действительный объем воздуха, необходимый для горения. Выход продуктов сгорания. Материальный баланс печи. Энтальпия клинкера холодильника на входе. Теплотехнические характеристики.

    курсовая работа [149,5 K], добавлен 10.01.2013

  • Описание принципиальной схемы холодильника. Рассмотрение основ процесса сжатия в компрессоре. Расчет охладителя воздуха. Теплопроизводительность промежуточного холодильника. Расход охлаждающей воды. Определение площади поверхности теплообменника.

    курсовая работа [133,5 K], добавлен 31.10.2014

  • Определение вместимости холодильника, расчет его площадей. Необходимая толщина теплоизоляции. Конструкции ограждений холодильника. Теплоприток через ограждения. Продолжительность холодильной обработки продукта. Расчет и подбор воздухоохладителей.

    курсовая работа [104,1 K], добавлен 09.04.2012

  • Проектный расчет воздушного холодильника горизонтального типа. Использование низкопотенциальных вторичных энергоресурсов. Определение тепловой нагрузки холодильника, массового и объемного расхода воздуха. Тепловой и экзегетический балансы холодильника.

    курсовая работа [719,0 K], добавлен 21.06.2010

  • Назначение компрессионного холодильника и его особенности, виды, представленные на рынке. Принцип работы, типовые неисправности и методы их устранения. Расчет теплового баланса, теплопритоков от охлаждаемых продуктов, ремонтопригодности холодильника.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.12.2012

  • Исходные данные для составления материального баланса массообменного аппарата. Учет массовых долей компонента в сырье, дистилляте и остатке. Тепловой баланс ректификационной колонны и ее отдельных секций. Основные рабочие и равновесные параметры.

    презентация [357,3 K], добавлен 26.05.2015

  • Классификация теплообменных аппаратов. Расчёт гидравлического сопротивления теплообменника. Расчет холодильника первой ступени. Вычисление средней разности температур теплоносителей. Расчет конденсатора паров толуола и поверхности теплопередачи.

    курсовая работа [688,1 K], добавлен 17.11.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.