Расчет расхода оборотной воды и пов-ти змеевиков на тарелке №1

11. Величина потока передается оборотной воде. Расход оборотной воды определим из формулы: , где: , , - теплоем-ть воды, кДж/кг*К; = 4,187 кДж/кг*К; - масса воды, кг.

12. Определим требуемую поверхность змеевиков на тарелке. Примем диаметр труб змеевиков 38*2,5 мм, количество труб в секции 36.

1) Обозначим как W, - объемная скорость воды, тогда линейная скорость воды в трубах равна:

 

2) Коэффициент теплоотдачи от кислоты к стенке , .

3) Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде определяется по формуле:

,г де: d- внутр. диаметр труб, м; R- радиус кривизны змеевика, м; - ср. Т оборотной воды, ; - скорость движения воды, м/с.

. Переводим в

4) Коэффициент теплопередачи находим по формуле:

, где: - толщ. стенки трубки (0,0025 м); - толщ. накипи на стенках (0,0005 м); - коэф-т теплопровод-ти матер-ла стенки, т.е. хромоникелевой стали, =17,45 Вт/м*К; - коэф-т теплопров-ти накипи, =2,33 Вт/м*К.

5) Находим среднюю разность температур:

6) Пов-ть змеев-в на тар. №1 опред-ся из ф-лы: , где: К- коэф-т теплопередачи,кДж/м²*К.

Принимаем коэффициент запаса охлаждающей поверхности 20%. Тогда действительная поверхность змеевиков равна:

13. Составим таблицу теплового баланса.

ПРИХОД	РАСХОД
Поток	кДж	%	Поток	кДж	%
- физическое тепло НГ на входе в колонну			- физическое тепло НГ на выходе из тарелки №1
- тепло реакции гомогенного окисления до			- физическое тепло раствора , покидающего тарелку №1
- тепло реакции образования на тарелке			- избыточное тепло, передаваемое оборотной воде
- тепло разбавления обр-ся от 100 до 58% масс.			- потери тепла в окружающее пространство
- физическое тепло раствора , поступающего на тарелку №1 с тарелки №2
Всего			Всего

 

 

Селективная и неселективная каталитическая очистка хвостовых газов от оксидов азота: р-ции, равновесие и Кт процесса. Достоинства селективной очистки по сравнению с неселективной очисткой.

Объёмная доля NO_Х в газе на выходе из абсорбционной колонны составляет 0,09÷0,11 %. В то же время санитарная норма по NO_Х при выбросе их в атмосферу равна 0,005 %об. Следовательно, в промышленной практике применяются методы каталитического восстановления остаточных NO_Х природным газом или NН₃ до молекул-го N₂ и водяного пара. Процессы восстановл-я NO_Х делятся на высокотемперат-е (более 500^оС) и низкотемпер-е (менее 500^оС). В типовом агрегате, работ-м под един. Р 0,716МПа, предусмотрена высокотемперат-я неселективная очистка с пом-ю ПГ (t _{процесса}=420 ÷730^оС). Прим-ся 2 слоя kt: I – алюмопалладиевый kt АПК-2 (2 %масс. Pd). II – активированный Al₂O₃

Хвостовые газы наряду с NO_Х содержат О₂ до 3,5 %об. => при неселективной очистке в первую очередь с ПГ взаимодействует именно О₂, а затем NO_Х по реакциям:

СН₄+2О₂=СО₂+2Н₂О, Н=-802 кДж (33)

СН₄+4NО=2N₂+СО₂+2Н₂О, Н=-1165 кДж (34)

СН₄+2NО₂=N₂+СО₂+2Н₂О, Н<0 (35)

Процессу неселективной высокотемпературной каталитич. очистки присущи следующие недостатки:

1) Высок. затраты дорогост-го ПГ в р-ции с О₂ (33); об. доля О₂ в ХГ ≈ в 35 раз превыш-т об. долю NO_Х;

2) высокие требов-я к kt и реактору по термостойкости. Реактор д.б. изготовлен из жаропрочной стали;

3) kt размещается на 2-х слоях, на каждом по 3 тонны (всего 6 тонн);

4) kt АПК-2, содержащий Pd, имеет чрезвычайновысокую стоимость.

Узел каталитической очистки переоснащается на низкотемпературную селективную очистку. В кач-ве газа-восстановителя используют аммиак:

6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O, Н<0 (36)

6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O, Н<0 (37)

NH₃ с О₂ практически не взаимодействует в отличие от высокотемпературной очистки. Т процесса: 250÷300^оС. Прим-ся kt на 1-ой полке, марка kt – АВК-10М, масса kt–3 тонны. АВК – алюмованадиевый kt с м.д. V₂O₅=10 % (М – модернизирован).

В реакциях (36)÷(37) необходимо обеспечивать 10÷15%-ный избыток NH₃.

Достоинства низкотемпературной селективной очистки:

1) восстановитель NH₃ расходуется только в реакциях с NO_Х и не тратиться на реакцию с О₂;

2) процесс протекает при t=250÷300^оС => kt м.б. менее термостойким, а к материалу реактора предъявляются менее жёсткие требования по t;

3) АВК-10М значительно дешевле и менее дефицитен, чем kt АПК-2;

4) общая масса kt в 2 раза меньше (3 тонны), чем масса kt в процессе неселективной очистки; kt используют на одной полке вместо двух.

При понижении Т р-ции (33) равновесие смещается в сторону продуктов. При понижении Т р-ции (34) равновесие смещается в сторону продуктов. В (33) и (34) Р не влияет. При понижении Т р-ции (35) равновесие смещается в сторону продуктов; при понижении давления смещается в сторону продуктов.
При понижении температуры реакции (36) равновесие смещается в сторону продуктов; при понижении давления смещается в сторону продуктов. По реакции (37) при понижении температуры равновесие смещается в сторону продуктов; при понижении давления в сторону продуктов.Я бы так же написала, но я не очень уверена.
Для увеличения выхода продуктов температуру во всех реакциях нужно понижать, концентрацию исходных веществ увеличивать, давление в реакциях (35), (36), (37) надо понижать, в реакциях (33) и (34) давление не влияет.