3 Матеріальні і теплові розрахунки виробництва аміачної селітри стадії грануляції

3.1 Вихідні дані:

1 Вихідна концентрація плаву NH₄NO₃ – 96 %.

2 Готовий продукт містить NH₄NO₃ – 99,8%.

3 Волога в готовому продукту NH₄NO₃ – 0,2%.

4 Навантаження башти по NH₄NO₃ – 1000 т/добу.

5 Кількість повітря, що надходить до башти – 200100 м³/год (259058 кг/год).

6 Максимальна температура повітря на вході в башту – 37,5 ºС.

7 Температура гранул на виході з башти – 80 ºС.

8 Температура плаву, що надходить до башти – 150 ºС.

3.2 Матеріальний баланс процесу кристалізації аміачної селітри

Кількість безводної аміачної селітри в початковому розчині:

4166,7·0,96 = 4000,03 кг/год.

Кількість вологи в цьому розчині:

4166,7-4000,03 = 166,67 кг/год.

Кількість готового продукту після кристалізації:

4000,03/0,998 = 4008,05 кг/год.

Кількість вологи в готовому продукті:

4008,05-4000,03 = 8,02 кг/год.

Кількість вологи, яка видалена у вигляді парів за час кристалізації:

166,67-8,02 = 158,62 кг/год.

Вміст вологи в повітрі при температурі 37,5ºС складає 45,36 г/м³ [3, с. 33].

Визначаємо кількість вологи в повітрі, що надходить до башні:

259058·0,04536 = 11751 кг/год.

Визначаємо кількість сухого повітря, що надходить до башні:

259058 – 11751 = 247307 кг/год.

Визначаємо кількість вологи в повітрі, що виходить з башні:

11751 + 158,62 = 11909,62 кг/год.

Таблиця 3.1 – Матеріальний баланс процесу кристалізації аміачної селітри

Надходження			Витрати
Стаття	кг/год	%	Стаття	кг/год	%
1 Плав селітри Зокрема: а) NH4NO3 б) волога	4166,7 4000,03 166,67	1,6 1,52 0,08	1 Готовий продукт Зокрема: а) NH4NO3 б) волога	4008,05 4000,03 8,02	1,53 1,51 0,02
Повітря Зокрема: а) сухе повітря б) волога	259058 247307 11751	98,4 93,95 4,45	Повітря Зокрема а) сухе повітря б) волога	259216,62 247307 11909,62	98,47 93,94 4,53
Всього	263224,7	100	Всього	263224,7	100

3.3 Тепловий баланс процесу кристалізації аміачної селітри

Надходження тепла:

Тепло, що виділяється при кристалізації, тобто при перетворенні розплавленої солі в кристалічну модифікацію ІІІ, яка стабільна в межах 32,3 – 84,2 ºС:

кДж/год.

При навантаженні башти 4166,7 кг/год NH₄NO₃ кількість теплоти, що виділяється за годину, складає:

кДж/год.

Теплота, що виноситься плавом:

кДж/год,

де 1,7598 – теплоємність 98,5%-ного плаву NH₄NO₃ [1, с. 26].

Теплота, що виноситься повітрям:

кДж/год,

де 1,29 – густина повітря, кг/м³;

1,0056 – теплоємність повітря, кДж/(кг·К) [1, с. 27].

Кількість теплоти, що виділяється при деякому підвищенні концентрації внаслідок незначного підсушування гранул, невелике, тому при розрахунку його не ураховуємо.

Загальна кількість, що надходить до грануляційної башти:

кДж/год.

Витрати теплоти:

З гранулами, що виходять з башти втрачається теплоти:

кДж/год,

де 1,7598 – теплоємність 98,5%-ної аміачної селітри, кДж/(кг·К) [1, с. 27].

З гранулами, з повітрям із башти втрачається теплоти:

кДж/год.

Температура повітря на виході з башти:

ºС,

де 200100; 1,29; 1,0056 – відповідно, кількість, густина і теплоємність повітря.

Отже, повітря в башті нагрівається на

ºС.

Таблиця 3.2 – Тепловий баланс грануляційної башти

Надходження			Витрати
Стаття	кДж/год	%	Стаття	кДж/год	%
З повітрям	9734044,6	89	З повітрям	10351199,2	94,6
З плавом	625005	5,7	З гранулами	586605	5,4
Теплота кристалізації	578754,63	5,3
Всього	10937804,2	100	Всього	10937804,2	100

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1 Розрахунки в технології азотних та фосфатних добрив. Навчальний посібник для студентів спеціальності 7.91602 – Хімічна технологія неорганічних речовин./ Волошин М.Д., Зеленська Л.О., Астрелін І.М. – Днітропетровськ: ”Системні технології“, 2003. – 314 с.

2 Технология аммиачной селитры. Под. ред. док. техн. наук проф. В.М. Олевского. М., «Химия». 1978. (Производство и применение минеральных удобрений).

3 Справочник химика. Т. 5. - М.: Химия, 1968.-1074с.