Составить тепловой баланс реактора-нейтрализатора в производстве аммиачной селитры производительностью 50 т/ч по NH4NO3, если в реактор подаются в стехиометрическом соотношении 48 %-ная азотная кислота и 100 %-ный аммиак с температурами 50 и 120 С

Для составления теплового баланса реактора-нейтрализатора в производстве аммиачной селитры, необходимо выполнить несколько шагов. Давайте разберем задачу поэтапно.

Шаг 1: Определение входящих потоков

1. Производительность по NH4NO3: 50 т/ч.
2. Стехиомет...: Для реакции нейтрализации аммиака и азотной кислоты, уравнение реакции выглядит следующим образом: \[ NH3 \rightarrow NH3 \] Это означает, что на 1 моль аммиака требуется 1 моль азотной кислоты. 3. : - Молярная масса NH4NO3 = 14 + 1*4 + 14 + 16 = 80 г/моль. - Молярная масса HNO3 = 14 + 1 + 16*3 = 63 г/моль. - Молярная масса NH3 = 14 + 1*3 = 17 г/моль. 1. : \[ 50 \, \text{т/ч} = 50000 \, \text{кг/ч} \] 2. : \[ \text{Поток NH3} = 50000 \, \text{кг/ч} \times \frac{17 \, \text{г/моль}}{80 \, \text{г/моль}} = 10625 \, \text{кг/ч} \] 3. : \[ \text{Поток HNO3} = 50000 \, \text{кг/ч} \times \frac{63 \, \text{г/моль}}{80 \, \text{г/моль}} = 39375 \, \text{кг/ч} \] 1. : \[ Q{NH3} \cdot C{final} - T_{NH3}) \] где \(T{NH3} = 120 °C\). Подставляем значения: \[ Q_{NH3} = 10625 \, \text{кг/ч} \cdot 2.2 \, \text{кДж/(кг·К)} \cdot (140 - 120) = 10625 \cdot 2.2 \cdot 20 = 467750 \, \text{кДж/ч} \] 2. : \[ Q{HNO3} \cdot C{final} - T_{HNO3}) \] \[ Q_{HNO3} = 39375 \, \text{кг/ч} \cdot 2.6 \, \text{кДж/(кг·К)} \cdot (140 - 50) = 39375 \cdot 2.6 \cdot 90 = 9221250 \, \text{кДж/ч} \] 3. : Предположим, что выделение тепла при реакции составляет \(Q_{reaction}\). Это значение обычно берется из литературы или экспериментально. Потери тепла составляют 5% от прихода. Таким образом, общий приход тепла: \[ Q{NH3} + Q{reaction} \] Потери: \[ Q{total} \] Тепловой баланс можно записать следующим образом: \[ Q{loss} = Q_{NH4NO3} \] Где \(Q_{NH4NO3}\) - тепло, необходимое для нагрева образующегося раствора до конечной температуры. Теперь, подставив все известные значения, можно решить уравнение для нахождения \(Q{final}\). Таким образом, мы составили тепловой баланс реактора-нейтрализатора для производства аммиачной селитры.