Производство неконцентрированной азотной кислоты

Расчет ведем на 1000 кг 100,00%-й HNO3, получаемой в технологическом процессе.

Температура нитрозных газов на входе в холодильник, 0С 130.

Температура нитрозных газов на выходе из холодильника, 0С 65.

Температура охлаждающей воды , 0С 40.

Давление в холодильнике, МПа 0,36

Диаметр холодильника-конденсатора, м 2,2.

Поверхность теплообмена, м2 1428.

Наружный диаметр трубок, м 0,05.

Расход газа, поступающего в холодильник-конденсатор 3789,17нм3/т [1].

Зная состав газа, можно определить расход каждого компонента:

Расчет материального баланса процесса окисления нитрозного газа

Равновесие и скорость окисления оксида азота II.

NO+1/2O2=NO2 ΔrH(298) =112кДж/моль (3.1)

Зависимость константы равновесия от температуры по данным М. Боденштейна [3] выражается следующим уравнением:

LgK =Lg+1,75LgT-0,0005T+2,839 (3.2)

Для расчета равновесной степени окисления оксида азота (II) выразим парциальные давления газов, входящие в уравнение равновесия, через общее давление в зависимости от начальной концентрации газа[3]:

Введем обозначения:

2a- начальная концентрация NO, мольн.доли;

b- начальная концентрация O2, мольн.доли;

xр- равновесная степень окисления NO, доли единицы;

Робщ- общее давление газа, атм.

Равновесные концентрации компонентов газовой смеси согласно реакции (3.1)составят:

Тогда парциальные давления компонентов газа при общем давлении 3,6 атм. в момент равновесия будут равны:

PNO=Pобщ;

РO2=Pобщ;

РNO2=Pобщ;

Подставляя значения парциальных давлений в уравнение равновесия, получим:

=P (3.3)

Определим равновесную степень окисления оксида азота (II) для газа, содержащего 3,09% NO и 3,57% (об) O2 при 3,6 атм.