АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

В аммиачно-воздушной смеси

Читайте также:
  1. Курительные смеси
  2. Определите показатель предельно допустимого загрязнения (ГДЗ), если коэффициент комбинированного действия для сложной смеси составил 13.5
  3. Проектирование технологического процесса приготовления смеси
  4. Расчет вертикального вихревого смесителя
  5. Смесительные устройства
  6. Смешение реагентов с водой. Классификация смесительных устройств. Схемы. Основы расчета.
  7. Составление смеси.
  8. Формовочной смеси

 

Для окисления аммиака применяют преимущественно воздух. Расход кислорода на окисление аммиака по реакции (1) с образованием NO

4NH3+5O2=4NO+6H2O (1)

можно рассчитать следующим образом:

по реакции (1) на 1 моль NH3 приходится 1,25 моля О2,

тогда содержание NH3 можно выразить так:

,

где – количество NH3 в смеси с воздухом;

100 – общее количество смеси (%).

Однако, это теоретически. Для практических целей используют определенный избыток кислорода, тогда концентрация аммиака будет меньше 14,4% объемных.

Оптимальной концентрацией аммиака в авс является наибольшее его содержание, при котором еще возможен высокий выход NO при соотношении О2:NH3<2.

Сказанное можно проиллюстрировать графиком, приведенным для температуры процесса 900 °С (рис. 8).

 

 

Как видно из рис. 8 резкое уменьшение степени конверсии наблюдается при снижении соотношения О2:NH3<1,7, а содержания NH3 в смеси равном 11,5% об. Если увеличивать соотношение О2:NH3, скажем >2, то степень конверсии повышается значительно.

Таким образом, важный момент:

1. С одной стороны, увеличение содержания NH3 в авс, т.е. уменьшение отношения О2:NH3 приводит к снижению степени конверсии аммиака (см. рис.).

2. С другой стороны, с увеличением содержания NH3 в авс увеличивается температура системы (урав.6), т.к. выделяется больше тепла по реакциям (1-3), и степень конверсии возрастает, что видно из табл. 9.

Таблица 9

Зависимость степени конверсии аммиака от его содержания в авс

(Р=0,65 МПа)

Содержание NH3 в смеси, % об. Соотношение О2:NH3 Температура конверсии, 0С Степень Конверсии NH3, %
9,53 10,42 10,50 11,10 11,53 1,98 1,78 1,76 1,67 1,59   91,88 93,16 93,30 94,21 95,30

 

Из табл.9 следует, что повышение температуры с 740 °С до 830 °С при соотношении О2:NH3 в пределах 1,6–2 благоприятно влияет на процесс.

При соотношении О2:NH3>1,35 лимитирующая стадия процесса –диффузия аммиака.

При соотношении О2:NH3<1,35 лимитирующая стадия процесса –диффузия кислорода.

Избыток О2 необходим для того, чтобы поверхность платины всегда была покрыта кислородом для осуществления процесса окисления по рассматриваемому ранее механизму и исключения образования N2 и N2О (при недостатке кислорода). Он должен быть более 30%, т.е. соотношение О2:NH3>1,62.

Состав газа будет также зависеть и от протекания второй стадии получения азотной кислоты (окисление NO):

2NO+1,5O2+H2O=2HNO3.

Для ее проведения также необходим избыток кислорода:

· для систем, работающих под давлением – 2,5%;

· для систем, работающих при атмосферном давлении-5%;

Суммарная реакция, определяющая потребность кислорода для получения азотной кислоты, записывается следующим образом:

NH3+2О2=HNO3+H2O. (7)

По этой реакции (7) можно рассчитать количество аммиака (при отношении О2:NH3=2):

.

Если содержание аммиака будет более 9,5%, то в поглотительные башни необходимо дополнительно вводить воздух (т.к. для конверсии нужно 11,5 % об. NH3, а авс готовят как правило одного состава для всей технологической схемы, то необходимо уменьшить процентное содержание аммиака).

Есть еще одно обстоятельство, по причине которого нежелательно увеличивать концентрацию аммиака выше 9,5 %. В этом случае имеет место снижение концентрации оксидов азота в поглотительных башнях, за счет введения дополнительного кислорода (т.е. идет разбавление NO). Таким образом, 9,5 % об – оптимальное содержание аммиака для всех стадий получения разбавленной азотной кислоты.

Можно вместо воздуха применять для окисления кислород. Тогда, в соответствии с суммарной реакцией (7), необходимо повысить концентрацию аммиака до 33,3 % об. Однако, здесь вступает в силу техника безопасности, поскольку смесь с такой концентрацией аммиака становится взрывоопасной (табл.10).

Таблица 10


1 | 2 | 3 | 4 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)