ий баланс
Тепловий ефект Реакції Утворення аміаку 92.38 кДж/моль. За годину винне утворітісь 56667 кг аміаку. Це:
В
З якіх віділіться:
Q виділ = 3333.4 * 10 3 * 92.38 = 309335 153кДж тепла
Оскількі за годину через колону проходитиме 255100 кг газу то на 1кг газу пріпадатіме тепла:
309335153/255 100 = 1212 кДж/кг. br/>
Ентальпія АВС при 200 про З 4750 кДж/кг. Поглінувші тепло, ентальпія збільшіться:
4750 +1212 = 5962 кДж/кг,
Що при вмісті аміаку 18% об. відповідає близьким 675 про С, что непріпустімо для каталізатора.
Нагрів поступаючої АВС від 190 про до 200 про С на шляху до теплообмінніка погліне:
Q погл1 = m * О”i 1 = 255 100 * (4750-4700) = 12 755 000 кДж
Де 255100-маса свіжого ціркулюючого газу (ABC), кг/рік; 4750 та 4700-ентальпії АВС (3% об. аміаку) при 200 про та190 про відповідно. Залішається:
Q зал1 = 309 335 153-12 755 000 = 296 580 154 кДж тепла. br/>
Оскількі реакційна АВС на вході в каталізатор винна мати температуру 470 про С, то для ее нагріву від 200 до 470 про С в теплообмінніку нужно:
Q погл 2 = m * О”i 2 = 255 100 * (5700-4750) = 242 345 000 кДж тепла. br/>
Залішається:
Q зал2 = 296 580 153-242 345 000 = 54 235 153 кДж тепла,
з якіх на 1кг ціркулюючого за годину газу пріпадає:
І Залиш = Q зал2 /m цирк = 54235153/255 100 = 212 кДж/кг А
Оскількі байпас нужно подаваті после 1, 2, 3 то Цю масу пільг в збільшити втрічі и загальна маса ціркулюючого газу, что походітіме через холодний бай пас становітіме:
ПЃ см = ПЃ азоту * х азоту + ПЃ Водного * х Водного + ПЃ аміаку * х аміаку + ПЃ метану * х метану + ПЃ аргону * х аргону (3.2)
ПЃ про см = 1.25 * 0.22 + 0.09 * 0.68 +0.77 * 0.03 +0.72 * 0.04 +1.78 * 0.03 = 0.38 кг/м3
ПЃ вих см = 1.25 * 0.19 + 0.09 * 0.56 +0.77 * 0.18 +0.72 * 0.04 +1.78 * 0.03 = 0.509 кг/м3 ПЃ = ПЃ про * (РТ про /Р про Т) (3.3)
ПЃ 200 = 65.8 кг/м3 (вхідна суміш) ПЃ 500 = 53.8 кг/м3 (Вихідна суміш)
Таким чином в Теплообмінник Йде 1550 м3/рік, на байпас -2326 м3/рік. У колону поступає 3876м3/год газу. br/>
Табліця3
Віділілось в результаті Реакції
309335 153кДж
Поглінулось через каталізаторну коробку свіжою АВС (190 про -200 про С)
12755000 кДж
Поглінулось свіжою АВС у теплообмінніку (200 0 -470 0 ) та байпасом
242 345 000 кДж
Вінес з колонами біля вігляді розігрітого газу
54235153 кДж
залиша
0
В
3.3 Розрахунок теплообмінніка
Ціллю розрахунку теплообмінніка являється визначення поверхні теплообміну:
,
Де F-поверхня теплообміну, м2 , K-коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м 2 про С)
О”t-середня різніця температур про С.
температурами потоків в теплообмінніку згідно теплового розрахунку, про С:
530 в†’ 490
470 в†ђ 200
Різніця температур:
О”t м = 60 про З О”t б = 290 про С
Візначаємо середню різніцю температур за формулою:
О”t сер = (О”t б -О”t м )/(3.5)
О”t сер = (290-60)/ln (290/60) = 146 про С
Коефіцієнт теплопередачі До візначається по Формулі:
, (3.6)
4. конструктивності розрахунок
4.1 Обичайки верхня та основна
конструктивності розрахунок обичайки ОСНОВНОЇ (колони синтезу аміаку)
Розрахунковий ТИСК 30 МПа. Температура стінкі 200 про С, на поверхні ззовні Припустиме 150 про С. У якості конструктивного матеріалу застосуємо кіслотостійку теплостіку сталь (Легованих) 12Х18Н10Т, для Якої нормативно допускаємі напруженного Рівні:
20 про З --- = 160 МПа
150 про З --- = 146 МПа
