Расчет материального баланса отделения концентрирования HNO3
Отделение денитрации и концентрирования азотной кислоты.
Состав отработанных кислот, поступающих на денитрацию:
а) от нитрации HNO3 16-26%
H2SO4 46-66%
H2O 18-28%
б) от абсорбционной установки
HNO3 50%
H2O 50%
Исходные данные для расчета
- концентрация крепкой азотной кислоты – 98%
- концентрация серной кислоты, поступающей в колонну – 91%
- концентрация отработанной кислоты, выходящей из колонны – 70%
Расчет составлен на 1 тонну условной отработанной кислоты, поступающей в колонну ГБХ, учитывая, что ОК – 80%, а смесь азотной кислоты и воды – 20%.
Выбираем средний состав кислот:
HNO3 27%
H2SO4 45%
H2O 28%
Принимаем, что в отработанной кислоте 3% АК в виде окислов азота связаны в нитрозилсерную кислоту по реакции (1):
2H2SO4 + N2O3 
2HNSO5 + H2O (1)
Пересчитав состав кислот, получим:
HNO3 - 25%
H2SO4 - 45%
H2O - 26,1%
N2O3 - 0,9%
HNSO5 - 3%
Всего - 100%
В процессе разгонки кислотных смесей и гидролиза HNSO5 в колонне протекают следующие реакции:
- разложение HNSO5
2HNSO5 + H2O = 2H2SO4 + NO2 (2)
- разложение HNO3
2HNO32NO2 + H2O + 1/2O2 (3)
2HNO3N2 + H2O + 2*1/2 O2 (4)
- разложение N2O3
N2O3(газ) NO (газ) + NO2 (газ) (5)
В колонну ГБХ поступает:
1. Отработанная кислота в количестве 1000 кг,
В том числе:
HNO3 - 250 кг
H2SO4 - 450 кг.
H2O - 261 кг.
N2O3 - 9 кг.
HNSO5 - 30 кг.
2. Купоросное масло 91% - х кг.
3. Перегретый пар – у кг.
4. Воздух, подсасываемый из помещения
Из колонны выходит:
1. Разбавленная 70% H2SO4=
кг
2. Крепкая 98% HNO3 = 
=242,3 кг
3. Нитрозные газы
а) в колонне 1/2 количества (1,5%) HNO3 разлагается до NO2 по реакции (3)
242,3х0,015 = 3,64 кг.
При этом образуются газообразные вещества:
NO2=
=2,65 кг
H2O =
=0,52 кг
O2 = 
=0,46 кг.
б) по реакции (4) разлагается ½ количества (1,5%) HNO3 до N2:
N2=
=0,81 кг.
H2O = =0,52 кг.
O2 = 
=2,3 кг
в) при разложении N2O3 по реакции (5):
NO2=
=5,45 кг
NO = 
= 3,55 кг
г) при разложении HNSO5 по реакции (2):
NO2=
=5,43 кг
NO = 
= 3,54 кг
Выделившаяся в процессе реакции серная кислота вновь войдет в состав отработанной кислотной смеси и доля ее в последней составит 450кг.