Основы проектирования химических производств. Косинцев В.И - 179 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

0
τ
i
i i
dM
W R
d
∆ + + =
,
где R
i
− скорость образования или расходования компонента i за счет хими-
ческой реакции.
Последнее уравнение получено в предположении отсутствия диффу-
зионных потоков. Его можно записать для каждого компонента системы. В
сумме они дадут уравнение баланса массы по всему веществу, так как ∑R
i
=0.
Таким образом, для n-компонентной системы можно составить n урав-
нений, причем одно уравнение общего баланса массы и (n−1) уравнение ба-
лансов массы по компонентам смеси.
При отсутствии химических реакций уравнение общего баланса массы
можно записать в мольных расходах:
0 .
dN
W
d
∆ + =
τ
При наличии химического взаимодействия уравнение в мольных расхо-
дах по компоненту примет вид
.0
=
τ
++∆
d
dN
RW
i
ii
где N
i
– число молей компонента.
Суммирование последнего уравнения по всем компонентам дает
.0
=
τ
+Σ+∆
d
dN
RW
i
В общем случае сумма скоростей превращения компонентов (ΣR
i
) не
всегда равна нулю, так как число молей в процессе реакции может изменять-
ся. Рассмотрим пример применения уравнения материального баланса к не-
стационарному процессу.
Пример 7.3. При упрощенном способе производства Н
3
РО
4
в хорошо
перемешиваемую емкость, где реагирует 4000 кг/ч взвешенного в воде
Са
3
(РО
4
)
2
, подается стехиометрическое количество 94 %-ной серной кислоты.
Вместе с фосфоритной мукой подается вода, в количестве достаточном для
получения при стационарном ходе процесса 40 %-ной фосфорной кислоты.
Образующиеся раствор фосфорной кислоты и гипс (CaSO
4
·2H
2
O) равномерно
удаляются из смесителя, так что общая масса в нем остается постоянной. Ка-
кова будет концентрация раствора фосфорной кислоты в емкости по истече-
нии 1 часа работы, если процесс начался, когда в емкости находилось 4000 кг
20 %-ной фосфорной кислоты?
Решение: Запишем уравнение реакции и проведем стехиометрические
расчеты в предположении полного превращения фосфорита:
Ca
3
(PO
4
)
2
+3H
2
SO
4
+6H
2
O=2H
3
PO
4
+3(CaSO
4
·2H
2
O).
Или в буквенном выражении:
179

Страницы