Основы проектирования химических производств. Косинцев В.И - 207 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

Пример 9.3. Произвести тепловой расчет и составить тепловой баланс
колонны синтеза аммиака в соответствии с исходными данными:
температура в зоне реакции t=500 °C;
количество газовой смеси на входе в колонну V
1
=119025 нм
3
/ч;
температура газовой смеси на входе t
1
=35 °С;
количество газовой смеси на выходе из колонны V
2
=102329 нм
3
/ч;
температура газовой смеси на выходе t
2
=110 °С.
Состав газовой смеси
Компонент
Состав газовой смеси,
% по объему
на входе на выходе
Водород 74,1 62,06
Азот 24,7 20,7
Аммиак 1,2 17,24
Количество образующегося аммиакаG
NH3
=12500 кг/ч.
Рабочее давление в аппарате P
p
=30 МПа.
Температура воды
на входе 200 °С;
на выходе 374 °С.
Решение. (Исходные данные и физико-химические свойства компонен-
тов взяты из литературы [11, 49, 120].)
Составим уравнение теплового баланса
потрасхпр
QQQ
+=
∑∑
.
Приход тепла в колонну синтеза аммиака (ΣQ
пр
).
1) С газовой смесью
1111
tCGQ
p
=
,
где G
1
– количество поступающей газовой смеси, кмоль/ч;
С
р1
– ее мольная теплоемкость, С
р
1
=31,0 кДж/(кмоль×К).
Откуда
1550
36004,22
119025
350,30
1
=
⋅
⋅=
Q
кВт.
2) Тепловой эффект реакции синтеза аммиака при высоком давлении.
Определяется по уравнению
2
5
p èçá
3
3 2 6 3
3,519 10 19240
38332 2,281 10
22,38 1,057 10 7,087 10 ,
q P
T
T
T T T
−
−
− −
ж ц
Ч
= + + + +Ч
з ч
и ш
+ + −Ч Ч
где q
p
– тепловой эффект реакции, кДж/кмоль;
Р
изб
– избыточное давление в реакторе, Па;
Т – температура, К.
В данном случае
207

Страницы