Корхонанинг қурилиш жойини техник иқтисодий жиҳатдан асослаш

7.

Технологик ишлаб чиқаришдаги асосий жиҳоз ҳисоби ва баёни.
7.1.Моддий ва иссиқлик ҳисоби.
Натрий бикарбонатни кальцинация қилиш печи ҳисоби.
Дастлабки маълумотлар
Бикарбонат таркиби.........................................................................................(%да)
NaHCO₃ .................................................................................................................81
(NH₄)₂HCO₃ ..........................................................................................................1,5
NH₄HCO₃ ..............................................................................................................0,7
NH₄Cl ....................................................................................................................0,1
NaCl .....................................................................................................................0,35
Na₂SO₄ .................................................................................................................0,06
H₂O.....................................................................................................................16,29
Кальцинацияланган сода таркиби:
Na₂CO₃ ..............................................................................................................93,58
NaHCO₃ ..............................................................................................................5,42
Соданинг қайтмас йўқотилиши (газ билан чиқаётган)(тайёр маҳсулотдан % ҳисобида)............................................................................................................0,15
Келаётган бикарбонат ҳарорати (⁰С) .................................................................25
Юкланаётган сода ҳарорати (⁰С).......................................................................160
Чиқаётган газларнинг ҳарорати (⁰С)..................................................................130
Моддий ҳисоб.
кг/соат
Печдаги йўқотилишни ҳисобга олмаган ҳолда қуйидагича техник сода ҳосил бўлади:
20024* (1+0,0015)= 20054,59 кг
Шу миқдорда қуйидагича Na₂CO₃ бор:
20054* 0,9358=18650 кг
12240 кг сода учун қуйидагича натрий бикарбонат талаб қилинади:
(18650*2*84)/106 =29558,89 кг
Тайёр кальцинацияланган содада 5,42 % парчаланмай қолган натрий бикарбонат, шунингдек, 13079,59 кг содага – 708,9 кг тўғри келади. Шуни ҳисобга олганда:
29588,24+708,9 = 30297 кг
Реакция бўйича
NH₄Cl+NaHCO₃ =NH₄HCO₃+NaCl
1 кг NH₄Cl учун қуйидагича NH₄HCO₃ сарфланади.
(1*84)/53,5 = 1,57 кг
Печга ҳаммаси бўлиб, 19399,24+1,57Х кг NH₄HCO₃ юкланган бўлиши керак. Бунда қуруқ бикарбонат массасидан 81 % ни ташкил қилади. Шартга кўра, х=0,1 %, шу массадан . Бундан :
(19399,24 + 1,57 Х) -------- 81
Х --------------------------------0,1
(19399,24 + 1,57 Х)*0,1=81X
X=24
Бу миқдор билан NH₄Cl миқдори биргаликда қуйидагича NH₄HCO₃ га тўғри келади.
1,57*24=39,05 кг
13060 кг тайёр сода учун печга қуйидагича бикарбонат юкланиши керак бўлади.
19399,24 + 39,05=20147,02 кг
Печга кальцинация учун кираётган қуруқ бикарбонат таркиби:
Компонент кг %
NaHCO₃ 20147,02 81
(NH₄) CO₃ 373,093 1,5
NH₄HCO₃ 174,1101 0,7
NH₄Cl 24,87287 0,1
NaCl 87,05503 0,35
Na₂SO₄ 14,92372 0,06
H₂O 4051,79 16,29
Жами: 24872,87 100
Кальцинация жараёнида борадиган реакциялар.

1. 
   NH₄Cl+ NaHCO₃ → NaCl+NH₃+CO₂+H₂O + Q
   

23,9 кг NH₄Cl , 37,5 кг NaHCO₃ сарф бўлади. Ҳосил бўлади:
(24,87287*58,5)/53,5 =27,19743 кг NaCl
(24,87287*17)/53,5 =7, 903528 кг NH₃
(24,87287*44)/53,5 =20,45619 кг CO₂
(24,87287*18)/53,5 =8,368441 кг H₂O

2. 
   NH₄HCO₃→ NH₃+ CO₂+ H₂O – Q
   

167,5 кг NH₄HCO₃ сарф бўлади, ҳосил бўлади:
(174,1101*17)/79 =37,46672 кг NH₃
(174,1101*44)/79 =96,9727 кг CO₂
(174,1101*18)/79 =39,67065 кг H₂O

3. 
   (NH₄) CO₃ → 2NH₃+ CO₂+ H₂O – Q
   

256,5 кг (NH₄) CO₃ сарф бўлади: Ҳосил бўлади:
(256,5*34)/66 = 132,1371 кг NH₃
(256,5*18)/66 = 69,9545 кг H₂O
(256,5*44)/66 =171,001 кг CO₂

4. 
   2 NaHCO₃→ Na₂CO₃ + CO₂+ H₂O – Q
   

Сарф бўлади:
201,4702 – 708,97 -39,5 = 19399,06 кг NaHCO₃
Ҳосил бўлади: 12239,88 кг Na₂CO₃
(14,92372*44)/168 = 5080,705
(14,92372*18)/168 = 2078,47

5. 
   Ҳаммаси бўлиб, қуйидагилар ҳосил бўлади:
   

708,9138+37,46672+132,1371 = 177,5074 кг NH₃
20,45619+96,9727+171,001+5080,705 = 5369,135 СО₂
39,67065 +69,95494+2078,47 = 2188,096 H₂O
Кальцинацияланган сода ишлаб чиқариш моддий баланс жадвали.
7.1- жадвал

Келиши					Сарф
Компонент	Бикарбонат хом-ашёси билан	Печдаги реакциялар бўйича				Тайёр сода	газлар	Жами
		Ҳосил бўлади	Ишла- тилди	жами
NaCl	87,05503	27,19743		27,19743		114,2525		114,2525
NaHCO3	20147,02		19438,11	-19438,1		708,9138		708,9138
Na2SO4	14,92372					14,92372		14,92372
Na2CO3		12239,88		12239,88		12221,55	18,33232	12239,88
NH4Cl	24,87287		24,87287	-24,8729
(NH4 )2CO3	373,093		373,093	-373,093
NH4HCO3	174,1101		174,1101	-174,11
CO2		5369,135		5369,135			5369,135	5369,135
NH3		177,5074		177,5074			177,5074	177,5074
H2O	4051,79	2188,096		2188,096			6239,886	6239,886
Жами	24872,87	20001,82	20010,18	-8,36844		13060,01	11812,86	24872,87

Иссиқлик ҳисоби.
Иссиқликни келиши.

1. 
   Печга ёқилғи билан келаётган иссиқлик, барабан печи остида ёқилганда.
   

Ҳисобни шартли иссиқлик ҳосил қилиши 29300 кж/кг га олиб борилади. 13060 кг кальцинацияланган сода олиш учун керакли ёқилғи миқдори
(кг да) Х деб қабул қиламиз ва уни қуйидаги иссиқлик балансидан аниқлаймиз.
q₁=29300*Х кж
Натрий бикарбонат билан барабанга кираётган иссиқлик.
q₂=((24864.5 – 4051.79) * 1.17 * 25) + (4051.79 * 104.8) 1033399 кж
Бу ерда, 1.17 - натрий бикарбонатнинг иссиқлик сиғими, кж/кг*град.
104.8 – сувнинг энтальпияси, кж/кг.
Q_кел = 29300Х + 1033399 кж
Х = 1062699 кж
Иссиқлик сарфи.
Чиқаётган сода билан чиқиб кетаётган иссиқлик.
q₁=13060 * 1.13 * 160 = 2361248 кж
Бу ерда, 1.13 – соданинг иссиқлик сиғими.
Эндотермик реакция учун сарфланаётган иссиқлик.
NH₄Cl_(қат) + NaHCO_3(қат) = NaCl_(қат) + NH3_(г) + CO2_(г) + H2O_(г) – 170.35 кж/моль NH₄Cl учун.
Q_p=(410.9 + 46.19 + 393.51 + 241.84) – (315.39 + 947.4) = -170.35 кж иссиқлик 1 моль NH₄Cl учун.
Бу ерда,
410,9 – NaCl ни ҳосил бўлиш иссиқлиги, кж/моль
393.51 – СО₂ ҳосил бўлиш иссиқлиги кж/моль
241.84 – Н₂О ҳосил бўлиш иссиқлиги кж/моль
315.39 – ҳосил бўлиш иссиқлиги кж/моль
q_a=(-170.35 * (-1) * 13060 * 127)/53.5 = 1034326 кж
2 NaHCO_{3 (қат)} = Na₂CO_3(қат) + CO_2(г) + H₂O_(г) -130.45 кж/моль
Q_р=(1129 + 393.51 + 241.84) – ( 2 * 947.4) = -130.45 кж 1моль Na₂CO₃
Бу ерда, 1129 - Na₂CO₃ ҳосил бўлиш иссиқлиги кж/моль
Q_б= (130.45 * 13060 * 12240)/106 = 196726476 кж
(NH₄)₂CO₃(қат) = 2NH_3(г) + CO_2(г) + H₂O_(г) -199.44 кж/моль
Q_p = (2 * 46.19 + 393.51 + 241.84) -927.17 = -199.44 кж 1моль (NH₄)₂CO3 учун.
Бу ерда 927.17 - (NH₄)₂CO₃ ҳосил бўлиш иссиқлиги, кж/моль
Q_b = (-199.44 * 13060 * 128)/96 = 10122815 кж
NH₄HCO₃(қат) = NH_3(г) + CO_2(г) + H₂O_(г) -171.33 кж/моль
Q_p = (46.19 + 393.51 + 241.84) – 852.87 = -171.33 кж 1моль NH₄НCO₃ учун.
Бу ерда 852.87 NH₄CO₃ ҳосил бўлиш иссиқлиги, кж/моль
Q₂ = (-171.33 * 13060 * 129)/84 = 4637898 кж
Q₂ = 1034326 + 196726476 + 10122815 + 4637898 = 212521515 кж
Газ билан чиқиб кетаётган иссиқлик.
Q₃ = (5369.135 * 0.895 + 177.5074 * 2.218 + 2188.096 * 1.876) * 130 + 4051.79 * 2741 = 12308491
0.885; 2.218; 1.876 – CO₂; NH₃; H₂O ларнинг иссиқлик сиғимлари, кж/(кг*град);
2741 – сув буғи энтальпияси, кж/кг;
Реакция натижасида сув буғланишидан олинган иссиқлик, реакция иссиқлиги ҳисобга олинганда.
4) Газ билан чиқиб кетаётган сода чанглари иссиқлиги
1.5 * 1.3 * 130 = 220.35
Q = 2361248 + 212521515 + 12308491 + 220.35 = 227191474.35
Бундан ,13060 кг сода олиш учун шартли равишда Х=7718,64 кг ёқилғи тўғри келади.
Амалий сарф иссиқлиги Ф.И.К.ни ҳисобга олганда ёқиш сезиларли даражада юқори бўлади:
Q = (227191474.35 – 1033399)/29300 = 7718.64

Келиши			Сарфи
компонентлар	Кж	%	компонентлар	Кж	%
Ёқилғини ёнишидан 29300*7718,64	226156152	96,7	Сода билан	2361248	7,7
Натрий бикарбанат билан	1033399	3,3	Реакция учун	212521515	52,4
			Газлар билан	12308491	39,9
			Сода чанглари билан	220,35
Жами	227189551	100	Жами	227189551	100

7.2.Асосий жиҳознинг ҳисоби.

Тозаланаётган оқимни қиздириш учун чиқиб кетаётган маҳсулот иссиқлигидан фойдаланамиз. Бунинг учун қуйидаги иссиқлик алмашиниш схемасини қўллаймиз:

140,00 125 (тозаланган оқим)

30 12,5 (Сульфидли ишқорли оқим)

Бу ерда Q – қурилманинг иссиқлик юкламаси, кДж/с;
G_СЩС, G_{очищ.сток} – совуқ ва иссиқ оқим ташувчилар сони, кг/с;
q₃₀, q_x – Қурилмага киришдаги ва қурилмадан чиқишдаги СЩС энтальпияси, кДж/кг;
 - иссиқлик алмашиниш КПД си, амалий жиҳатдан у 0,96 га тенг;
q₁₄₀, q₁₂₅ - Қурилмага киришдаги ва қурилмадан чиқишдаги тозаланган оқимнинг энтальпияси Дж/кг.
Қурилмага киришдаги ва қурилмадан чиқишдаги тозаланган оқимнинг энтальпиясини қуйидаги формуладан ҳисоблаймиз:




Q_{очищ.стока} = 20,26 · (272,02 – 239,67) = 629,38 кВт;
Q_СЩС = 20,43 · (52,11 – 21,30) = 629,38 кВт.
Иссиқлик алмашинишга киришдаги СЩСнинг температураси
t₁ = 12,50 ⁰С.
Ўртача температуралар напори қуйидаги формуладан топилади:
,
где = 125 – 12,5 = 112,5 ⁰С
= 140 –30 = 110 ⁰С;
ºС.
Амалий берилганларга асосан, иссиқлик бериш коэффициентини К = 200,00 Вт/м²·К. деб қабул қиламиз
Иссиқлик алмашиниш юзасини қуйидаги тенгламадан топамиз:
,
Бундан
,

ГОСТ 14246 – 79 бўйича қуйидаги ўлчамдаги калцинатор танлаймиз:
- диаметр 3000 мм;
- трубалар диаметри 25 мм;
- трубалар бўйича қадамлар сони 2;
- иссиқлик алмашиниш юзаси 30 м²;
- трубалар узунлиги 3000 мм.
- қурилма баландлиги 17840 мм
- қурилма оғирлиги 35000 кг