Задачи на получение азотистой кислоты
Задача 5.1. Определить количество аммиака и воздуха, необходимые для производства 1000 кг HNO3, а также состав газа после окисления аммиака и температуру, до которой необходимо нагревать аммиачно-воздушную смесь для того, чтобы процесс окисления аммиака протекал автотермично. Исходные данные для расчета: степень превращения аммиака в окись азота К1 = 0,97; степень абсорбции K2 = 0,92; концентрация аммиака в аммиачно-воздушной смеси K3 = 11,5% (об.); теплопотери в окружающую среду K4 = 0,04 от прихода теплоты; температура контакта tК = 800 °С и температура нитрозных газов, поступающих в котел-утилизатор, tF = 800 °С.
Скачать решение задачи 5.1 (цена 60р)
Задача 5.3. Рассчитать диаметр сетки платинородиевого катализатора для контактного аппарата, обеспечивающего получение 70 т/сут НNО3. Степень превращения NH3 в NO составляет 0,97, степень абсорбции 0,99. Окисление аммиака происходит при 1*105 Па (1 атм). Напряженность катализатора принять равной 600 кг/(м2*сут). Содержание аммиака в смеси 11% (об.).
Скачать решение задачи 5.2 (цена 60р)
Задача 5.4. Определить основные размеры контактного аппарата для окисления аммиака под давлением 7,5*105Па (7,5 атм) производительностью по НNO3 2,5 т/ч. Степень превращения в N0 0,96; степень абсорбции 0,99. Содержание аммиака в газе, поступающем на окисление, 11 % (об.). Катализатор - платино-родиевый в виде сетки: d = 0,009 см и n = 1024. Температура процесса 900 °С.
Скачать решение задачи 5.3 (цена 60р)
Задача 5.5. Определить количество пара, которое можно получить на 1000 кг НNО3 при охлаждении нитрозных газов, выходящих из контактного аппарата, в котле-утилизаторе.
Параметры получаемого пара: t = 450 °С, Р = 40*105 Па (40 атм). Состав газа, поступающего в котел-утилизатор на 1000 кг HNO3:
м3 % об
NO 329 10,85
O2 105,5 3,8
N2 1981 64,95
H2O 3,8 20,4
Температура газа на входе в котел-утилизатор 800 °С, на выходе из него 250 °С. Теплопотери составляют 5% от количества поступающей теплоты.
Скачать решение задачи 5.5 (цена 60р)
Задача 5.6. Определить время, необходимое для окисления наполовину окиси азота при 30 С и 3,6*105 Па (3,6 атм), если в газе содержится 8% NO и 6% (об.) O2.
Скачать решение задачи 5.6 (цена 60р)
Задача 5.7 Нитрозный газ, содержащий 9% - NO, 6% (об.) - О2 и азот, должен быть окислен перед дальнейшей переработкой на 90%. Какой необходим окислительный объем, если часовое количество нитрозного газа при 30 °С и 1*105 Па (1 атм) составляет 20000 м3.
Скачать решение задачи 5.7 (цена 60р)
Задача 5.8 Для условий предыдущей задачи, насколько окислится газ в газоходе, если диаметр его 1 м, а длина 25 м. Нагревом газа за счет теплоты реакции окисления пренебречь.
Скачать решение задачи 5.8 (цена 60р)
Задача 5.9. Нитрозный газ, содержащий 7% - NO, 5% (об.) - О2 и азот, окисляется на 30%. Определить состав газа после окисления.
Скачать решение задачи 5.9 (цена 60р)
Задача 5.10. Газовая смесь состоит из окиси азота и кислорода. Найти концентрацию кислорода, при которой содержащаяся в смеси окись азота окисляется с максимальной скоростью. Температура газов, при которой протекает окисление, менее 150 С.
Скачать решение задачи 5.10 (цена 60р)
Задача 5.11. Решить задачу, аналогичную предыдущей, но для случая, когда в газовой смеси, помимо окиси азота и кислорода, содержатся и другие компоненты, не принимающие участия в химической реакции окисления окиси азота. Определить, при каком отношении b : x скорость окисления максимальна.
Скачать решение задачи 5.11 (цена 60р)
Задача 5.12. Содержащий окись азота газ смешивают с воздухом. Определить, при каком содержании кислорода в полученной смеси скорость окисления азота максимальна и какой объем добавляемого к газу воздуха обеспечивает это количество кислорода в смеси.
Примем обозначения: x - число объемов воздуха, добавляемого к 1 объему исходного газа;
a - объемная доля окиси азота в исходном газе; b - объем кислорода, вводимого с воздухом на 1 объем исходного газа; c - объемная доля прочих (инертных) компонентов в исходном газе; n - объем азота, вводимого в смесь с воздухом.
Скачать решение задачи 5.12 (цена 60р)
Задача 5.13 Рассчитать степень полимеризации NO2 при 45 С и давлении NO2 и N2O4 [в пересчете на NO2 (т. е. РNO2 + 4- 2РN2O4), равном 0,5*105 Па (0,5 атм). Общее давление 1*105 Па (1 атм). Кроме окислов азота, в газе содержится азот.
Скачать решение задачи 5.13 (цена 60р)
Задача 5.14 Определить равновесный состав газа, содержащего 50% NO и 50% (об.) NO2, при 25 С и 1*105 Па (1 атм). Константы равновесия:
Kp = P2(NO2)/P(N2O2)=0,145 Kp = P(NO)*P(NO2)/P(N2O2)=1,4
Скачать решение задачи 5.14 (цена 60р)
Задача 5.15 Определить равновесную концентрацию азотистой кислоты в 6%-ном растворе HNO3 при 25 °С и парциальном давлении окиси азота над раствором РNO = 0,4 атм.
Скачать решение задачи 5.15 (цена 60р)
Задача 5.16. На абсорбцию поступает нитрозный газ, содержащий 2% NO; 4,7% NO2 и 1,8% (об.) N2O4. Абсорбцию ведут 50%-ной HNO3 при 25 °С и 1*105 Па (1 атм). Найти степень поглощения окислов азота, степень превращения их в азотную кислоту и состав газа после абсорбции, если будет достигнуто равновесие. Окисление NO кислородом в расчете не учитывать.
Скачать решение задачи 5.16 (цена 70р)
Задача 5.17. Определить значения РNO2 и РNO+NO2. Для построения линии, характеризующей равновесие при t = 35 °С над 40%-ной HNO3.
Скачать решение задачи 5.17 (цена 50р)
Задача 5.18. Определить по номограмме, равновесный состав газа при общем парциальном давлении окислов азота 0,25*105 Па (0,25 атм) над 50%-ной HNO3 при 30 °С.
Скачать решение задачи 5.18 (цена 50р)
Задача 5.20. Сколько следует добавить воздуха к нитрозному газу, поступающему на абсорбцию для того, чтобы содержание кислорода в выхлопном газе, обеспечивающее высокую скорость окисления N0, а следовательно, и переработку окислов азота в азотную кислоту, было 5% (об.). Нитрозный газ после окисления аммиака содержит, кмоль:
NO - 17,65
O2 - 6,9
Н2O - 33,6
N2 - 111,95
Всего - 170,1
Состав воздуха: 79,1% N2 и 20,9% (об.) О2. Принять степень окисления окислов азота в выхлопном газе равной нулю, степень кислотной абсорбции 90%, температуру выхлопных газов 30 °С.
Скачать решение задачи 5.20 (цена 70р)
Задача 5.21. Рассчитать состав нитрозного газа, поступающего в холодильник-конденсатор агрегата получения азотной кислоты, работающего под давлением 7,3*105 Па (7,3 атм)
Исходные данные
производительность агрегата 14,9 т/ч HNO3;
расход аммиачно-воздушной смеси (АВС) 48000 м3/ч;
содержание NH3 в аммиачно-воздушной смеси 10,3% (об.);
степень превращения аммиака 0,94;
степень окисления окислов азота перед окислителем 0,57;
степень окисления окислов азота после окислителя 0,84.
Скачать решение задачи 5.21 (цена 70р)
Задача 5.22. Составить для условий предыдущей задачи материальный и тепловой балансы холодильника-конденсатора нитрозного газа агрегата по получению азотной кислоты, работающего под давлением 7,39*105 Па (7,3 атм). Расчет производится на 1000 кг HNO3.
При расчете принять:
степень превращения окислов азота 0,98;
температура нитрозного газа на входе в холодильник-конденсатор 160 °С;
температура нитрозного газа на выходе из холодильника-конденсатора 40 °С.
Состав поступающего газа в холодильник-конденсатор:
м3 кг кмоль %об.
NO 49,62 66,45 2,215 1,55
NO2 262,28 538,6 11,71 8,21
O2 63,02 90,02 2,81 1,97
N2 2294,9 2868,6 102,45 71,8
H2O 522,77 420,08 23,33 16,36
Всего 3192,59 3983,75 142,52 100
Степень конденсации водяных паров принимаем 90%.
Скачать решение задачи 5.22 (цена 100р)
Задача 5.23. Для условий предыдущей задачи, рассчитать количество воды, необходимое для орошения ейсорйщюнтюй колонны, а также выполнить расчет трех первых по ходу газа тарелок
Скачать решение задачи 5.23 (цена 70р)
Задача 5.25. Произвести материальный расчет двух первых по ходу газа тарелок абсорбционной колонны для переработки окислов азота в азотную кислоту при пенном режиме и тепловой расчет первой тарелки. В расчетах учесть окисление N0 в жидкой фазе.
Исходные данные Состав нитрозного газа перед абсорбционной колонной, % (об.): NO2 - 7,66; N2 - 82,2; NO - 0,64; Н2O - 3,15; O2 - 6,35
Давление газа на входе в колонну 1,3 атм,
Степень окисления окислов азота в азотную кислоту в колонне 0,92.
Концентрация продукционной кислоты 50% HNO3,
Окислы азота перерабатываются в изотермических условиях при 30 °С,
Теплота отводится холодной водой через стенку холодильных элементов, расположенных в слое пены на тарелке.
Материальный и тепловой расчеты ведем на 1000 кг моногидрата азотной кислоты.
Скачать решение задачи 5.25 (цена 100р)