оджуються водою в холодильнику 16 до 50-55. Одночасно з охолодженням газу в холодильнику 16 відбувається конденсація парів води і утворення азотної кислоти в результаті взаємодії води з двоокисом азоту. Концентрація утворюється кислоти не перевищує 52% НNО3, вихід становить близько 50% всієї продуктивності установки.
З холодильника 15 нітрозні гази надходять в абсорбційну колону 16 з сітчатимі тарілками, де NО2 поглинається водою з утворенням азотної кислоти (концентрація до 55%). На тарілках абсорбційної колони 16 укладені змійовики (холодильні елементи), по яких циркулює вода для відводу тепла, що виділяється в процесі утворення азотної кислоти.
Для очищення відхідних газів від оксидів азоту їх підігрівають до 370-420 ° С, додають до них невелику кількість природного газу і направляють в конвертор (реактор) 17. Тут у присутності паладієвого каталізатора протікають такі реакції:
СН4 + О2 2СО + 4Н2 + Q (27)
2NО2 + 4Н2=N2 + 4Н2О + Q (28)
2NО + 2Н2=N2 + 2Н2О + Q (29)
Так як ці реакції йдуть з виділенням тепла, то температура газів підвищується до 700-730. Ці гази надходять під тиском 0,5-0,6 МПа в турбіну 5, яка приводить в рух турбокомпресори 2 і 4, що стискають повітря. Після цього гази при температурі близько 400 надходять в котел-утилізатор 19, в якому отримують пар низького тиску.
Турбокомпресори першого і другого ступенів 2 і 4, а також газова турбіна 5 являють собою єдиний агрегат. Турбіна першого ступеня 2 і газова турбіна 5 знаходяться на загальному валу і з'єднані редуктором 6 з турбіною другого ступеня 4 і електромотором 7. Такий агрегат дозволяє використовувати основну частину енергії, витрачену на стиснення повітря, і таким чином значно знизити витрату електроенергії [14].
7. РОЗРАХУНОК МАТЕРІАЛЬНОГО І ТЕПЛОВОГО БАЛАНСІВ РЕАКТОРА
7.1 Розрахунок матеріального балансу реактора
1) Обчислюємо необхідний обсяг повітря:
(30)
2) Обсяги надходять з повітрям, нм3:
а) водяної пари
(31)
б) сухого повітря
(32)
3) Обчислимо надходять з повітрям обсяги кисню азоту та аргону виходячи з їхнього процентного вмісту в повітрі
(33)
(34)
) Знаходимо обсяги утворюються за реакцією (14), нм?/год:
а) окису азоту
(35)
б) парів води
(36)
в) витрачається при протіканні цієї реакції кисню
(37)
5) Визначаємо обсяги утворюються за реакцією (15), нм?/год:
а) азоту
(38)
б) парів води
(39)
в) витрачається при протіканні цієї реакції кисню
(40)
6) Обчислюємо знаходяться в газі після окислення аміаку обсяги, нм?/год:
а) кисню
(41)
б) азоту
(42)
в) аргону
г) парів води
(43)
7) Власне матеріальний баланс можна розрахувати, якщо обсяги потоків на вході в контактний апарат і на виході з нього перерахувати на маси, при цьому повинен дотримуватися матеріальний баланс.
(44)
Прихід:
(45)
(46)
(47)
(48)
(49)
Витрата:
(50)
(51)
(52)
(53)
(54)
Заповнимо таблицю для матеріального балансу (таблиця 6).
Таблиця 6
ПриходРасходКомпонентКоличествоКомпонентКоличествокг/чм ?/чкг/чм? /чNH34477,6795900NO7348,6615487O215608,57110926O25367,8573757,5N250729,69140583,755N250987,81640790,255Ar929,116520,305Ar928520H2O1827,022273,625H2O8938,62711123,625Всего73572,07760203,68Всего73570,96161678,38
Невязка балансу
7.2 Розрахунок теплового балансу реактора
Знайдемо температуру tx, до якої необхідно нагрівати аміачно-повітряну суміш для забезпечення автотермічності процесу окислення аміаку.
1) Обчислюємо загальний обсяг аміачно-повітряної суміші
(55)
) Визначаємо концен...
