Определите концентрацию азотной кислоты, стекающей с первой тарелки абсорбционной колонны если в колонну подается 1821 кг воды и 27916 м3 /ч нитрозных газов, содержащих (по объему) 9% оксида азота (IV) и 0,24% паров воды. Степень абсорбции N02 на первой тарелке 98 %.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения концентрации азотной кислоты на первой тарелке абсорбционной колонны, необходимо определить количество азотной кислоты, которое абсорбировалось на первой тарелке.

Сначала определим количество моль N02, поглощенных на первой тарелке:

Q_nitrogen_dioxide = V_nitrogen_gas * x_N02,
где
Q_nitrogen_dioxide - количество моль N02,
V_nitrogen_gas - объем поступающего газа (м3/ч),
x_N02 - состав газа по N02 (в данном случае 9% или 0,09).

Q_nitrogen_dioxide = 27916 * 0,09 = 2512,44 моль/ч.

Далее, найдем количество моль N02, абсорбированных на первой тарелке:

Q_nitrogen_dioxide_absorbed = Q_nitrogen_dioxide * absorption_degree,
где
Q_nitrogen_dioxide_absorbed - количество моль N02, абсорбированных на первой тарелке,
absorption_degree - степень абсорбции (в данном случае 98%).

Q_nitrogen_dioxide_absorbed = 2512,44 * 0,98 = 2461,95 моль/ч.

Теперь найдем массу азотной кислоты, которая образуется из абсорбированного азотного диоксида:

M_Nitric_acid = M_N02 + M_H2O - M_NH3,
где
M_Nitric_acid - молярная масса азотной кислоты (HNO3) = 63 г/моль,
M_N02 - молярная масса азотного диоксида (NO2) = 46 г/моль,
M_H2O - молярная масса воды (H2O) = 18 г/моль,
M_NH3 - молярная масса аммиака (NH3) = 17 г/моль.

M_Nitric_acid = 63 + 18 - 17 = 64 г/моль.

Теперь найдем массу азотной кислоты, образованной из абсорбированного азотного диоксида:

m_Nitric_acid = Q_nitrogen_dioxide_absorbed M_Nitric_acid,
m_Nitric_acid = 2461,95 64 = 157656 г/ч = 157,656 кг/ч.

Наконец, найдем концентрацию азотной кислоты на первой тарелке:

c_Nitric_acid = m_Nitric_acid / (m_water + m_Nitric_acid) * 100%,
где
m_water - масса воды (1821 кг).

c_Nitric_acid = 157,656 / (1821 + 157,656) * 100% = 7,95%.

Таким образом, концентрация азотной кислоты на первой тарелке абсорбционной колонны составляет 7,95%.