2. Тепловий баланс

   1. Прихід теплоти

Виділення теплоти за рахунок реакцій:

• утворення моно амонійфосфату:

H₃PO₄+NH₃= NH₄H₂PO₄+75362 кДж/кмоль,

кДж/год,

де 359 кг/год – кількість аміаку, що вступив у реакцію, G(NH₃);

• утворення діамонійфосфату з моноамонійфосфату:

NH₄H₂PO₄ + NH₃= (NH₄)HPO₄+96296 кДж/кмоль,

кДж/год,

де 85,3 кг/год - кількість аміаку, що вступив у реакцію з моноамонійфосфатом, G(NH₃)_фосф;

Продовження додатка А

• H₂SO₄+2NH₃=(NH₄)₂SO₄+193848 кДж/кмоль,

кДж/год,

де 95,6 кг/год – кількість аміаку, що пов’язаний з сульфатом;

• H₂SiF₆+2NH₃=(NH₄)₂SiF₆+159089 кДж/кмоль,

кДж/год,

де 33,3 кг/год – кількість аміаку, що вступив у реакцію.

Всього за рахунок хімічних реакцій маємо 2775519 кДж/год (у розрахунок через їх відносно малого значення не входять теплові ефекти інших реакцій).

Теплота, що вноситься кислотою та аміаком,

Q_ка = 6000+2,868^.60+(-117,2^.573,2) = 965301 кДж/год,

де 6000 кг/год – кількість фосфорної кислоти;

2,868 кДж/(кг^.К) – середня питома теплоємність кислоти;

60 ^оС – температура кислоти;

-117,2 кДж/кг – ентальпія аміаку при -27^оС та 1,5 атм.;

573,7 кг/год – кількість аміаку.

Усього поступає в сатуратор

Q_пр = 2775519+965301 = 3740820 кДж/год.

2. Витрата теплоти

Відбувається нагрівання пульпи до 102^оС:

Q₅ = 5721^.2721^.102 = 1587818 кДж/год ,

де 5721 кг/год – кількість пульпи;

2,721 кДж/(кг^.К) - середня питома теплоємність пульпи;

102^оС – температура пульпи.

Тепловтрати в навколишнє середовище складуть

Q_втр = 3740820^.0,03 = 112225 кДж/год .

Усього витрачається теплоти

Q_{∑ витр} = 1587818+112225 = 1700043 кДж/год .

Надлишок теплоти витрачається на випаровування води

кг/год,

де 2253 кДж/кг – теплота випарювання води при 102^оС.

Ми приймаємо, що випарюється 838 кг/год води, тоді розбіжність складе

%,

що цілком припустимо.

Перерахунок проводити не потрібно.

Загальна витрата теплоти

Q_витр = 1587818+112225+2040777 = 3740820 кДж/кг.

Складаємо тепловий баланс сатурації фосфорної кислоти аміаком. Дані заносимо у таблицю 4.4.

Таблиця 4.4 – Тепловий баланс сатурації фосфорної кислоти аміаком

Прихід	кДж/год	%	Витрата	кДж/год	%
Теплота реакцій			На нагрівання пульпи	1587818	42,4
NH4H2PO4	1591468	42,5	На випарювання води	2040777	54,6
(NH4)2HPO4	483179	12,9	Тепловтрати	112225	3,0
(NH4)2SO4	545058	14,6
(NH4)2SiF6	155814	4,2
Теплота, що вноситься фосфорною кислотою та аміаком	965301	25,8
Усього	3740820	100	Усього	3740820	100