Можно ли рассчитатать материальный баланс реактора окисления аммиака имея такие данные:
Составить часовой материальный баланс процесса окисления аммиака, необходимого для получения 80 т/год NO, если цех работает 365 дней в году, Содержание аммиака в аммиачно-воздушной смеси 11,2 %, Степень конверсии аммиака в NO 94%, чистота кислорода 98%
Получение нитрозного газа идет по основной формуле
4NН3 + 5О2 = 4NО + 6Н2О 900кДж
Побочные формулы
4NН3 + 5О2 +2N2 + 6Н2О 1270кДж
4NН3 + 5О2 +2N_2O+6Н2О 1106 кДж

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчёта материального баланса реактора окисления аммиака, давайте начнём с возможных исходных данных и необходимых вычислений.

Исходные данные:Продуктивность: 80 т/год NOСодержание аммиака в смеси: 11,2%Степень конверсии аммиака в NO: 94%Чистота кислорода: 98%Шаги для расчёта:

Переведём продуктивность NO в массовые единицы в час:
[
\text{Продуктивность NO (т/ч)} = \frac{80\, \text{т}}{365\, \text{дней} \cdot 24\, \text{ч}} \approx 0,0091\, \text{т/ч} \approx 9,1\, \text{кг/ч}
]

Расчёт стехиометрического количества аммиака:
Используем уравнение реакции:
[
4 \text{NH}_3 + 5 \text{O}_2 \rightarrow 4 \text{NO} + 6 \text{H}_2O
]
При производстве 4 моль NO требуется 4 моль NH3, соответственно, для 9,1 кг NO:
[
\text{Молярная масса NO} = 30\, \text{г/моль}, \quad \text{количество NO (моль)} = \frac{9100\, \text{г}}{30\, \text{г/моль}} \approx 303,33\, \text{моль}
]
Учитывая, что 4 моль NH3 необходимо для 4 моль NO, получаем:
[
\text{моль NH}_3 = 303,33\, \text{моль}
]

Масса аммиака:
[
\text{Молярная масса NH}_3 = 17\, \text{г/моль} \Rightarrow \text{масса NH}_3 = 303,33\, \text{моль} \times 17\, \text{г/моль} \approx 5156,61\, \text{г} \approx 5,16\, \text{кг/ч}
]

Определим требуемое количество аммиачно-воздушной смеси:
Поскольку конверсия аммиака составляет 94%, фактически потребуется больше аммиака.
[
\text{Необходимое количество NH}_3 = \frac{5,16\, \text{кг/ч}}{0,94} \approx 5,49\, \text{кг/ч}
]

Расчёт общего количества аммиачно-воздушной смеси:
Содержание аммиака в смеси составляет 11,2%. Отсюда:
[
\text{Общее количество смеси} = \frac{5,49\, \text{кг/ч}}{0,112} \approx 48,98\, \text{кг/ч}
]

Расчёт кислорода:
Используя уравнение реакции, мы знаем, что 5 моль O2 требуется на 4 моль NH3. Следовательно, для 303,33 моль NH3 необходимо:
[
\text{моль O}_2 = \frac{5}{4} \times 303,33\, \text{моль} \approx 379,16\, \text{моль}
]
Исходя из этого:
[
\text{масса O}_2 = 379,16\, \text{моль} \times 32\, \text{г/моль} \approx 12124,98\, \text{г} \approx 12,12\, \text{кг/ч}
]

С учётом чистоты кислорода:
[
\text{Чистый кислород} = \frac{12,12\, \text{кг/ч}}{0,98} \approx 12,35\, \text{кг/ч}
]

Итог:

На основании выполненных расчетов мы можем составить материальный баланс:

Вход аммиачно-воздушной смеси: ~48,98 кг/чВход кислорода: ~12,35 кг/чВыход NO: ~9,1 кг/чВыход побочных продуктов (вода и прочее) нужно будет рассчитать дополнительно, если интересуют побочные реакции.

Это основные шаги и расчеты для понимания материального баланса окисления аммиака в реакторе. Если понадобятся уточнения или дополнительные элементы, дайте знать!