Расчет теплового баланса
Так как в уравнении материального баланса входит распад пара (у), то будем определять его с помощью уравнения теплового расчета.
Исходные данные:
1. Температура отработанной кислоты, поступающей в колонну - 90 ОС
2. Температура H2SO4 91% - 20 ОС
3. Температура отработанной кислоты H2SO4 70% - 170 ОС
4. Температура выходящих из колонны HNO3 и нитрозных газов – 85 ОС
5. Температура HNO3 98% из конденсатора, поступающей в колонну - 40 ОС
Температура крепкой HNO3 98%, выходящей из колонны в холодильник 85 ОС
6. Температура подсасываемого воздуха 20 ОС
Приход тепла:
1) С отработанной кислотой
Q=q1*c1*t1=1000*2.22*90=119800 кДж; (47732.2 ккал)
c1=2,22
- удельная теплоемкость отработанный кислоты при температуре 90 ОС
2) С перегретым паром, теплосодержание которого при t=220 ОС равно 700.8 кДж; Q2=700,8*у
3) Теплота от H2SO4 состоит из физической теплоты 
и теплоты разбавления 
=
+
Физическая теплота определяется по формуле
=
=
х кДж/(8.4x ккал)
=1,759 кДж/кг град – удельная теплоемкость H2SO4 91% при t=20 ОС
Теплота разбавления H2SO4 определяется разницей теплот разбавления до 70% и 91%.
Удельная теплота разбавления g=
(
); n=H2O/H2SO4
В H2SO4 с массовой долей 91%, моль:
H2SO4 = х 0,91/98 = 0,0094 х
H2O = х 0,09/18 = 0,005 х
n = 0,005 х/0,0094 х =0,53
В H2SO4 70% моль:
Примем (450+х)/0,7=z
H2SO4=z 0.7/98 = 0,007 z
H2O = z 0.3/18 = 0,016 z
n = 0,016 z/0.007 z = 2.38
Удельная теплота разбавления 
H2SO4 с массовой долей 100% до 91%:
=
=4066,1 
(17036,8 
)
Уд теплота разбавления 
H2SO4 с 100% до 70%
= 
=10174(42628,9 )
Удельная теплота разбавления с 91% до 70%:
=42628.9-17036.8=25592.1(6107.9 ккал)
=17,8*25592,1=455539,4 кДж (108720,6 ккал)
=35,18х + 455539,4 кДж (8,4*х + 108720,6 ккал)
4) С HNO3 98%, поступающей из конденсатора в колонну с t=40 ОС
=
= 242,3*40*1,93=18705,56 кДж (4464,3 ккал)
5) С воздухом, подсасываемым из помещения с t=20 ОС
=
=19,89*1*20=397,8 кДж (94,94 ккал)
= 1 кДж/кг град – удельная теплоемкость воздуха
Всего в колонну приход тепла, кДж
+
+
++=199800 + 700,8 у + 35,18х + 455539,4 + 18705,56 + 397,8 = 674442,76 + 35,18х + 700,8у
Смотрите также
Тепловой эффект химической реакции и его практическое применение
Тепловые
эффекты химических реакций необходимы для многих технических расчетов. Они
находят обширное применение во многих отраслях промышленности, а также в
военных разработках.
Целью
д ...
Химия жизни
Современная химия представляет собой
широкий комплекс наук, постепенно сложившийся в ходе ее длительного
исторического развития. Практическое знакомство человека с химическими
процессами в ...
Аналитическая химия
Предмет и задачи
аналитической химии (АХ). Значение АХ в производственной и
научно-исследовательской деятельности человека. Химические и физико-химические
методы анализа. Качественный и кол ...