Extra vraag bij salpeterzuur fabriek

Kanjerkaart bij salpeterzuur fabriek
Je moet eerst opdracht 3 over de salpeterzuur fabriek gedaan hebben.
In een salpeterzuurfabriek wordt in de eerste reactor per minuut 10,0 kmol gasmengsel geleid.
Dit gasmengsel bestaat uit 12,0 volume % ammoniak en 88,0 volume % lucht.
Lucht bestaat uit 20,9 volume % zuurstof . De volumina van de gassen worden gemeten bij
dezelfde temperatuur en druk.
Er geldt voor gassen :molverhouding = volumeverhouding
Gebruik voor de volgende vragen de totale reactievergelijking:
H+ (ag) + NO3—(aq) + H2O (l)
NH3(g) + 2 O2(g)
Deze totaal reactie is opgebouwd uit drie reacties:
In reactor A vindt reactie 1 plaats:
4 NH3 (g) + 5 O2(g)
4 NO(g) + 6 H2O(l)
In reactor B vindt reactie 2 en 3 plaats :
Reactie 2 : 2 NO(g) + O2(g)
2 NO2(g)
x3
2 H+ (aq) + 2 NO3 – (aq) + NO(g)
Reactie 3 : 3 NO2(g) + H2O (l)
Na optellen van reactie 2 (x3) en reactie 3(x2) valt NO2 weg en wordt verkegen:
4 H+ (aq) + 4 NO3 -(aq)
4 NO(g) + 3 O2(g) + 2 H2O(l)
Opdracht:
Bereken de stofstromen in de salpeterzuurfabriek
Ga uit van het onderstaande blokschema van de salpeterzuurfabriek:
7
6
3
2
1
4
Reactor A
5
Reactor B
koeling &
absorptie
8
x2
Massa balans salpeterzuurfabriek
Bron 1 bij kanjerkaart salpeterzuurfabriek
Balans in kmol
flow
1
2
3
4
5
6
7
8
Totaal lucht
Primaire lucht
Secundaire lucht
Ammoniak
NO-gas
Eindgas
Proceswater
Salpeterzuur
Totaal
kmol
..
8,80
2,68
1,2
N2
kmol
..
..
..
O2
kmol
..
..
..
….
…..
…
0,00
NH3
kmol
NO
kmol
H2 O
kmol
….
…
HNO3
kmol
…
……
0,00
….
……
…..
Uitgangspunten:
Naar reactor gaat 10 kmol gasmengsel van ammoniak en lucht
In het gasmengsel zit 12 vol% (of mol%) ammoniak
De lucht bestaat uit 20,9 vol% zuurstof
flow
Totaal lucht
Primaire lucht
Secundaire
lucht
Ammoniak
NO-gas
Eindgas
Proceswater
Salpeterzuur
Balans in kg
1
2
3
Totaal
kg
…..
253,76
77,37
4
5
6
7
8
20,40
...
……
0,00
……
N2
kg
….
….
…..
O2
kg
….
….
……
..
254,33
…..
0,00
NH3
kg
NO
kg
H2O
kg
…
….
HNO3
kg
HNO3
gew%
…….
……
20,40
0,00
….